冉軼銘 羅炯

（西南大學(xué)體育學(xué)院運(yùn)動戒毒研究中心 重慶 400715）

引言

2型糖尿?。═2DM），又稱為非胰島素依賴型糖尿病，是一種慢性代謝性疾病，與心腦血管疾病和許多代謝性疾病都具有緊密相關(guān)性，并與心腦血管疾病、惡性腫瘤并稱為三大慢性疾病之一的非傳染性疾病。21世紀(jì)以來，T2DM患者越來越多，而且逐漸年輕化，已經(jīng)成為全球嚴(yán)重公共健康問題之一，同時也是很嚴(yán)重的疾病負(fù)擔(dān)之一。運(yùn)動干預(yù)治療法不僅是治療慢性疾病不可或缺的途徑之一，同時也是防治糖尿病的五駕馬車之一，但考慮到2型糖尿?。═2DM）患者的一系列并發(fā)癥，所以T2DM患者的運(yùn)動方式及運(yùn)動負(fù)荷、強(qiáng)度的選擇就顯得至關(guān)重要。

臨床顯示，身體的骨骼肌負(fù)責(zé)了80%的糖、脂代謝，T2DM會導(dǎo)致微血管功能障礙，從而會損害骨骼肌對葡萄糖和胰島素的輸送，所以體內(nèi)血糖因此會一直處于較高水平，所以維持機(jī)體的骨骼肌含量和質(zhì)量對于T2DM患者而言很重要?，F(xiàn)有文獻(xiàn)表明，肌肉質(zhì)量和力量較高的個體死亡風(fēng)險降低，對于有糖尿病家族遺傳史或T2DM患者而言，有規(guī)律的運(yùn)動和反復(fù)的肌肉收縮為患者的代謝健康和防治T2DM提供了一定的基礎(chǔ)。已經(jīng)有研究證明，經(jīng)典阻力訓(xùn)練（RT）可以有效改善骨骼肌質(zhì)量和力量以及血糖控制。然而，為了達(dá)到獲取健康益處的目的，通常建議使用較大負(fù)荷（70%1RM）或更大負(fù)荷。但是，對于肌肉萎縮、力量降低或身體受阻的人，高負(fù)荷訓(xùn)練存在一些不可避免的風(fēng)險性。有研究表明，對肌肉進(jìn)行單獨(dú)的BFR也可以有效緩解因固定導(dǎo)致的肌肉力量下降和萎縮。因此，血流限制訓(xùn)練可能會成為治療糖尿病的潛在訓(xùn)練方法之一。

血流限制訓(xùn)練（Blood Flow Restriction Training,BFRT）,也稱為缺血訓(xùn)練，KAATSU訓(xùn)練，近年來BFRT已經(jīng)在競技體育領(lǐng)域及康復(fù)領(lǐng)域或運(yùn)動訓(xùn)練中廣泛應(yīng)用。BFRT是通過充氣袖等部分阻斷運(yùn)動肌肉的血管，從而達(dá)到訓(xùn)練目的。與高負(fù)荷耐力訓(xùn)練相比，BFRT在肌肉力量和質(zhì)量有類似提高的同時顯著降低了機(jī)械負(fù)荷。因此，BFRT對于身體有缺陷的人來說是一種有效的訓(xùn)練策略。最近的研究表明，BFRT對葡萄糖和線粒體代謝有有益影響。局部血流限制產(chǎn)生的低氧條件可以誘導(dǎo)毛細(xì)血管新生和血管周圍基底膜增厚，增加細(xì)胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生，促進(jìn)線粒體的生物發(fā)生和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-4（GLUT-4）的表達(dá)，從而降低胰島素和糖化血紅蛋白水平，達(dá)到改善T2DM患者代謝的目的。并且，BFRT可以增加β-內(nèi)啡肽的產(chǎn)生來降低疼痛敏感性。因此，對于T2DM患者來說，BFRT可能是一種有價值的運(yùn)動替代品。本文綜述了BFRT對健康人群和身體健康受損人群的影響，這種新型訓(xùn)練方式的機(jī)制，以及對T2DM患者的可能應(yīng)用。

1、加壓訓(xùn)練的歷史起源和意義

BFRT的構(gòu)思靈感是日本博士在參加佛教活動時長時間久跪形成的。佐藤博士發(fā)現(xiàn)久跪坐以后，小腿有發(fā)麻腫脹的現(xiàn)象，與肌肉被動收縮或力量訓(xùn)練后的感覺極為相似。隨后在1983年開發(fā)出了最早的BFRT裝置。目前，BFRT已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于提高肌肉質(zhì)量和力量、促進(jìn)康復(fù)，以及提高競技運(yùn)動水平以及心血管領(lǐng)域、代謝綜合征、抑郁癥和認(rèn)知疾病治療等各個領(lǐng)域中。

BFRT在訓(xùn)練中最為獨(dú)特的訓(xùn)練特點就是可以利用小強(qiáng)度訓(xùn)練仍然可以有效刺激肌肉生長、提高肌肉適能，或者是和步行、自行車等有氧訓(xùn)練項目相結(jié)合也可以達(dá)到相同的目的。除此之外，由于BFRT對肌肉的物理負(fù)荷較小，所以訓(xùn)練者關(guān)節(jié)壓力比較小，訓(xùn)練時關(guān)節(jié)不會過度緊張。相比于傳統(tǒng)力量訓(xùn)練，對肌肉損傷很小。所以和傳統(tǒng)抗阻訓(xùn)練相比較，加壓訓(xùn)練在操作性、安全性和訓(xùn)練效率方面具有一定優(yōu)勢，對于慢性疾病患者、肥胖癥患者、受傷的運(yùn)動員、老年人或行動不便人群等而言是一種新型的、高效的康復(fù)治療手段。

2、加壓訓(xùn)練對人體機(jī)能的影響

力量素質(zhì)是體能要素的基礎(chǔ)部分，也是評價身體素質(zhì)的重要指標(biāo)之一。肌肉力量和年齡有很大關(guān)系，正常成年人肌肉力量大約在20-25歲之間會出現(xiàn)峰值，隨后便會隨著年齡增長逐漸下降，并可能增加損傷、甚至死亡風(fēng)險，給人們帶來連續(xù)損害健康的問題。近些年來力量訓(xùn)練被學(xué)界公認(rèn)是提高肌肉質(zhì)量和力量，并可以改善人體健康、防治疾病的有效方法之一。過去20多年對BFRT效果的研究證明，低強(qiáng)度的BFRT或?qū)⒌蛷?qiáng)度運(yùn)動和BFR相結(jié)合對人體都可以產(chǎn)生良好的適應(yīng)，不但可以提高肌肉質(zhì)量和力量，同時還可以提高使用者的有氧能力等。

2.1、加壓訓(xùn)練與阻力訓(xùn)練相結(jié)合

BFRT的最大特點之一就是用較小的運(yùn)動強(qiáng)度就可以促進(jìn)訓(xùn)練者體能蛋白質(zhì)的合成，從而有效刺激肌肉生長，提高肌肉適能。有大量研究證明，BFRT可以有效引起肌肉肥大和力量增長。最近的幾項研究調(diào)查了 BFRT在受過訓(xùn)練和未受過訓(xùn)練的健康個體中對上肢和下肢的肥大作用。盡管研究通常在閉塞百分比以及訓(xùn)練強(qiáng)度和頻率方面有所不同，但它們通常描述了對肌肉質(zhì)量的有益影響以及保持或改善肌肉功能。BFRT對肌肉大小的變化大于沒有BFR的重復(fù)匹配對照組，并且通常與傳統(tǒng)高負(fù)荷(HL)RT后觀察到的變化相當(dāng)。如果允許沒有BFR的低負(fù)荷(LL)組運(yùn)動到力竭，那么肌肉生長類似于BFRT?？傊?，在健康和活躍的個體中，BFRT可以引起與傳統(tǒng)HL運(yùn)動相似的肌肉大小變化。此外，雖然力量也增加了，但這通常比在HL抗阻運(yùn)動后觀察到的程度要小。機(jī)械應(yīng)力和代謝物積累都是肌肉肥大的原因。

2.2、加壓訓(xùn)練與有氧訓(xùn)練結(jié)合

傳統(tǒng)觀點認(rèn)為，有氧運(yùn)動（AE）和抗阻訓(xùn)練的機(jī)制有所區(qū)別，所以AE不會導(dǎo)致肌肉肥大，甚至在進(jìn)行抗阻訓(xùn)練時若進(jìn)行長時AE，可能還會削弱抗阻訓(xùn)練得到的肌肥大效果。然而現(xiàn)有的BFRT相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，BFR和自行車、步行、慢跑等低強(qiáng)度有氧運(yùn)動相結(jié)合，可以引起肌肉肥大和力量增長，以從機(jī)械刺激中獲得更多益處。Abe對19名普通男性進(jìn)行了僅15min的40%最大攝氧量的自行車訓(xùn)練，結(jié)果顯示，BFR組大腿肌肉力量和維度顯著增大，而對照組（每次45min）相較于訓(xùn)練前無明顯變化。同樣，Abe T，Kearns C F等人對18名健康男性進(jìn)行了每天兩次BFR步行訓(xùn)練，每周6天，持續(xù)3周，通過磁共振成像評估，肌肉質(zhì)量增加了4%-7%，健康年輕男性的動態(tài)和等長肌力量增加了8%-10%，相比之下，沒有 BFR的步行對肌肉大小或力量沒有影響。此外，僅15min的40%最大耗氧量 (VO max)的低強(qiáng)度循環(huán)運(yùn)動訓(xùn)練，每周3次BFR，持續(xù)8周，導(dǎo)致年輕健康男性肌肉肥大并改善VO max，而對照組沒有BFR沒有改善。另一研究表明，對年輕的健康男性進(jìn)行每周3次，持續(xù)6周的間歇循環(huán)訓(xùn)練，結(jié)果顯示，BFR組的腿部氧氣輸送增加和乳酸釋放減少，在對照組中變化不明顯。BFR后增加的氧氣輸送可能是由增加的靜息股動脈直徑介導(dǎo)的，而對線粒體功能沒有影響，表明BFR一定程度上改善了氧氣輸送。當(dāng)健康和休閑活躍的男性在有或沒有 BFR或全身缺氧的情況下進(jìn)行急性跑步時，只有有BFR的運(yùn)動會導(dǎo)致股外側(cè)肌中氧化應(yīng)激、5'-AMP活化蛋白激酶 (AMPK)信號傳導(dǎo)和過氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子1α(PGC-1α)mRNA增加。AMPK通過調(diào)節(jié)自噬和線粒體生物合成在線粒體穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，導(dǎo)致有缺陷的線粒體被新的功能性線粒體替代，從而有助于骨骼肌中的線粒體穩(wěn)態(tài)。此外，AMPK參與運(yùn)動后葡萄糖攝取和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(GLUT)4運(yùn)輸?shù)恼{(diào)節(jié)。缺血組織中葡萄糖攝取的增加主要是通過GLUT4從其細(xì)胞內(nèi)區(qū)室轉(zhuǎn)移到肌膜來實現(xiàn)的。此外，缺血預(yù)處理可以以蛋白激酶C(PKC)依賴性方式激活A(yù)MPK并誘導(dǎo)GLUT4表達(dá)。BFR與AE相結(jié)合會影響有氧代謝和耐力表現(xiàn)，并且還可能對肌肉質(zhì)量和力量產(chǎn)生適度的額外影響。這與單獨(dú)的AE不會影響肌肉大小和力量的經(jīng)典看法形成對比。盡管使用這種訓(xùn)練方式的研究有限且不一致，特別是在較低強(qiáng)度的情況下，但對耐力和力量的影響使這種訓(xùn)練方法可能適用于同時改善肌肉骨骼和心血管健康。所以BFR與低強(qiáng)度AE相結(jié)合這種不僅可以維持肌肉力量、引起有效的肌肉適應(yīng)，還可以有效改善人體心肺和有氧功能的運(yùn)動模式，對于老年人、心腦血管疾病人群以及康復(fù)人群來說是一種改善或保持身體功能的不二選擇。

2.3、促進(jìn)康復(fù)治療

找到新的運(yùn)動策略以降低肌減少癥的風(fēng)險，對于老年人或術(shù)后肌肉骨骼損傷的康復(fù)尤其重要。因為對于康復(fù)人群和受傷人群以及有運(yùn)動風(fēng)險人群而言，由于肌肉、骨骼、關(guān)節(jié)等功能性退化、疼痛以及損傷風(fēng)險的存在，他們無法進(jìn)行大負(fù)荷、大強(qiáng)度的力量訓(xùn)練。但是在康復(fù)治療中優(yōu)先考慮的重點恰好又應(yīng)該是有效、安全地提高肌肉的質(zhì)量和力量，恢復(fù)骨骼肌肉及身體運(yùn)動鏈的功能。對于這些人群而言，BFRT是誘導(dǎo)肌肉肥大和力量增加的有效干預(yù)措施。與此同時，許多研究還發(fā)現(xiàn)，BFRT對老年人和慢性疾病具有積極的治療效果，包括改善老年人的心血管功能，促進(jìn)微血管生成，提高癡呆患者的日常活動能力，減緩帕金森引起的活動功能下降等。評估BFRT在術(shù)后康復(fù)中的潛力的進(jìn)一步研究表明，骨骼肌肥大和力量的改善程度與HL-RT相似，疼痛和關(guān)節(jié)積液的減少程度更大，從而提高穩(wěn)定性和靈活性，改善身體功能和生活質(zhì)量。此外，有研究表明，對老年人進(jìn)行維持6-12周的低強(qiáng)度BFR結(jié)合每周兩次的彈力帶運(yùn)動，結(jié)果表明BFRT可以有效改善老年人的肌肉力量與肌肉質(zhì)量，提高和維持老年人的力量素質(zhì)。此外，與RT相比，在老年人中，坐姿腿部伸展、腿部卷曲和每周兩次的BFR水平腿部按壓，持續(xù)12周，導(dǎo)致肌肉橫截面積（CSA）和力量的增加相似?；谶@些研究結(jié)果，BFRT似乎是一種預(yù)防和緩解肌少癥的可行的安全方法之一。同時，BFRT也被認(rèn)為是冠心病患者有價值的運(yùn)動選擇。有研究對冠心病患者進(jìn)行持續(xù)8周，每周3次的BFRT干預(yù)，結(jié)果表明可以改善這些患者的收縮壓和肌力。對健康老年人進(jìn)行每周3次的BFRT，持續(xù)4周，可以改善健康老年人的血管內(nèi)皮功能和外周血循環(huán)。綜上所述，BFRT對于老年人或術(shù)后骨骼肌損傷的患者或慢性疾病患者而言，可能是一種合適的訓(xùn)練方法，尤其是對于早期康復(fù)。

3、加壓訓(xùn)練在2型糖尿病治療中的應(yīng)用的可能性

眾所周知，保持肌肉功能對于代謝健康至關(guān)重要，尤其是對于T2DM患者，T2DM患者是受心血管風(fēng)險增加和肌細(xì)胞減少癥惡化影響最大的患者。由于肌肉質(zhì)量和功能的減少與葡萄糖處理能力的降低有關(guān)，因此，在該類患者中，保持肌肉質(zhì)量和功能是重中之重。T2DM患者骨骼肌病理生理學(xué)的特殊性源于非氧化性肌肉葡萄糖處理受損，以及伴隨的高胰島素血癥導(dǎo)致的白色脂肪組織功能障礙和異位脂質(zhì)沉積。外周胰島素抵抗發(fā)生在脂質(zhì)過多和非酯化脂肪酸（NEEA）增加后流入骨骼肌，導(dǎo)致肌細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的過度沉積以及由脂毒性中間體（如，二酰基甘油和神經(jīng)酰胺）引起的線粒體功能和胰島素信號傳導(dǎo)受損。這些異常可能導(dǎo)致發(fā)生微血管和大血管糖尿病相關(guān)并發(fā)癥的風(fēng)險增加。

T2DM患者定期進(jìn)行體育鍛煉已經(jīng)被證明是可以減緩疾病進(jìn)展并降低血管并發(fā)癥的風(fēng)險。然而，與葡萄糖耐受者相比較，T2DM患者在運(yùn)動期間感受到的壓力會更高。有研究表明，T2DM患者會降低運(yùn)動依從性和依賴性。這可能會進(jìn)一步降低他們的體能并加重潛在的代謝狀況。因此，目前的研究集中在低負(fù)荷的有效、有針對性的運(yùn)動替代方案上，這些可替代方案有效地在T2DM患者產(chǎn)生代謝益處。來自當(dāng)前研究的BFRT機(jī)制表明，BFRT通過Ca/CAMKII途徑改善收縮介導(dǎo)的GLUT4易位，并激活A(yù)MPK，從而增加葡萄糖攝取。通過激活mTOR/p70S6K和p38MAPK/PGC-1α信號級聯(lián)，BFRT導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成和線粒體生物發(fā)生增加，這可能在T2DM中受損。改善的線粒體功能促進(jìn)IMCL的氧化，從而減少脂毒性中間體，例如，DAG和神經(jīng)酰胺。此外，BFRT會增加ADP；ATP的比率，從而導(dǎo)致AMPK的磷酸化和活化。因此，AMPK磷酸化并抑制ACC，從而促進(jìn)線粒體脂肪酸氧化并進(jìn)一步降低IMCL含量。最后，BFRT期間的低肌細(xì)胞氧張力可誘導(dǎo)血管生成并幫助毛細(xì)血管募集，這有利于內(nèi)皮功能障礙的個體。所以，這種訓(xùn)練方法可能為T2DM患者提供代謝益處。

4、結(jié)論和展望

BFRT主要通過細(xì)胞腫脹和代謝物累積促進(jìn)肌肉肥大，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成增加以及SCs與存在的肌細(xì)胞融合。BFR期間的低氧張力可能會進(jìn)一步誘導(dǎo)毛細(xì)血管新生并增加細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生，從而可能促進(jìn)線粒體的生物發(fā)生和GLUT4的表達(dá)。有限的證據(jù)表明BFRT可能會降低胰島素和HbA1c水平并增加GLUT4易位，這可能會改善T2DM患者的代謝控制。這些適應(yīng)可能使BFRT成為一種潛在的訓(xùn)練方法，以改善T2DM患者的肌肉功能和葡萄糖代謝。盡管有必要進(jìn)行其他研究來解決糖尿病患者的特定風(fēng)險，但現(xiàn)有證據(jù)表明，BFRT的一般風(fēng)險并不比經(jīng)典RT大很多甚至更低。

給予患者持之以恒的血流限制訓(xùn)練，既可以控制患者血糖血脂，又能夠改善患者身體成分及代謝狀況，改善生活質(zhì)量。對于T2DM患者尤其是老年人來說可能是一種改善血糖的良好選擇。但對于病程較長且患有糖尿病并發(fā)癥的患者，首先需要專業(yè)醫(yī)生對其病情的嚴(yán)重程度進(jìn)行評估，并在專業(yè)人員的密切監(jiān)督下酌情訓(xùn)練；在進(jìn)行服用藥物的患者，在進(jìn)行BFRT時，應(yīng)盡量避免在藥物作用的高峰期進(jìn)行運(yùn)動，防止藥物和運(yùn)動的共同作用對機(jī)體產(chǎn)生血糖過低及一系列不良危害。