血流限制训练对老年人下肢力量作用的研究进展

老年人下肢肌肉质量及力量下降导致其坐、站立、行走和上下楼梯等日常活动受限，跌倒、死亡和其他风险相应增加。人体骨骼肌质量50岁后每10年下降12%～14%。运动尤其是抗阻运动可有效防止与年龄相关的肌肉质量和力量的损失，美国运动医学会(ACSM)推荐力量训练的强度为65%～75% 1次最大重复量(1RM)。研究表明，高于70%1RM的抗阻运动强度可有效增加老年人的肌肉质量和力量。然而，老年人因身体机能下降，且多伴随慢性疾病等，无法完成或承受高强度阻力训练(HLRT)，同时可能会导致肌肉骨骼损伤并增加心血管系统不良事件的风险。因此，近年来具备负荷低且操作简便特点的血流限制训练(BFRT)逐渐引起学者关注。BFRT是一种在运动过程中通过专门的加压设备对肢体近端施加外部压力以阻断肢体血流的训练方法。现有的BFRT相关研究对象主要是运动员及临床肌肉骨骼疾病患者，针对老年人的研究相对较少。有学者研究指出，目前BFRT在改善老年人肌肉力量方面尚处于实践探索及前沿研究阶段，应用于老年人的治疗模式仍需要更多、更严格的试验证据。本综述旨在概括总结BFRT对老年人下肢肌肉力量的影响，为老年人BFRT方案的制定提供借鉴和参考。

一、BFRT概述

BFRT又称加压训练或KAATSU训练，是指在运动过程中通过特殊的压力装置(如气动袖带或弹性绷带)对人体四肢近端施加压力阻断肢体静脉回流，同时减少动脉血流量，从而引起肢体远端血供不足的训练方法。近年来，BFRT因其能达到与HLRT类似的促进肌肉肥大、改善肌肉功能的效果而在运动健身和体育竞技领域被广泛应用。在康复医学领域，BFRT在提高老年人肌肉力量、改善平衡能力、骨骼健康等方面的效果也逐渐被研究者关注。但BFRT的具体作用效果、安全性及作用机制目前尚未达成共识，仍需进一步论证及探讨。

二、BFRT在老年人

下肢训练中的应用

(一)参数设置

BFRT具有可调节性，不同的闭塞压力可能会产生不同的反应，在BFRT中需使用适当的闭塞压力，压力装置的闭塞压力是影响BFRT效果和安全性的重要因素之一。大量的研究支持使用个体动脉闭塞压力(AOP)或肢体闭塞压力(LOP)的百分比，因为所有受试者均使用相同的相对闭塞压力，无论肢体围度或袖口大小，加强了对BFRT方案的干预控制并提高了研究结果的质量。进一步需要考虑的是如何确定合适的压力范围，既能达到预期的运动效果，又能预防伤害。采用绝对闭塞压力的研究人员多将压力值设定于80～160 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)，一项综述中建议选择50%～80%AOP作为相对闭塞压力的压力范围。目前对老年人有效且安全的压力范围尚未达成共识，BFRT中闭塞压力过大可能会导致老年人不适，增加损伤风险并降低其依从性，而压力过小可能无法达到理想的骨骼肌肉改善效果。同时，BFRT中袖带的选择、在运动中是否持续保持限制血流、训练的负荷和频率等参数也同样缺乏一致性，且高质量的临床研究数量有限。未来需要更多的研究进一步探索针对老年人的BFRT方案以确保训练的有效性和安全性。

(二)应用方案

1．单独应用BFRT：

已有研究报道，单独使用BFRT可以有效预防长期无负荷状态下引起的废用性肌肉萎缩。Barbalho等对20例重症监护室的昏迷老年患者被动活动双下肢，同时一侧肢体在被动活动的基础上增加血流限制，并定期测量其大腿肌肉厚度及围度，测量结果显示，尽管老年患者双下肢肌肉均出现萎缩，但血流限制侧下肢的肌肉萎缩率较低，对照侧和试验侧超声检测发现股四头肌肌肉厚度分别减少2.8 mm和2.1 mm，大腿围度分别减少3.6 cm和2.5 cm。上述研究一定程度上表明单独使用BFRT可能减少和延缓老年人制动期间导致的肌肉质量下降。目前大多数研究者认为，BFRT与运动训练结合比单独应用更有效，与阻力训练或有氧训练相结合是目前两种主要的运动形式。鉴于调查单独应用BFRT对老年人肌肉适应影响的研究数量较少，仍需更多的临床研究来验证减少老年人肌肉质量和力量损失的效果。

2．BFRT结合抗阻运动：

BFRT与抗阻运动结合可在较短时间内明显增加肢体的肌肉质量和力量。Cook和Cleary将21例行动受限的老年人随机分为HLRT组(强度为70%1RM)与低负荷BFRT(LL-BFRT)组(强度为30%1RM，闭塞压力为66%AOP)，进行为期12周、每周2次的伸膝及屈膝力量训练，通过核磁共振成像和测力仪技术观察到，两组股四头肌和腘绳肌肌肉质量及力量均明显增加，但HLRT组的力量指标及肌肉横截面积(CSA)与LL-BFRT组比较增加更为显著。Letieri等将56例老年女性随机分为对照组、高闭塞压力LL-BFRT组[强度为20%～30%1RM、闭塞压力为(185.75 ± 5.45)mmHg]、低闭塞压力LL-BFRT组[强度为20%～30%1RM、闭塞压力为(105.45±6.5)mmHg]、HLRT组(强度为70%～80%1RM)和低负荷抗阻训练组(强度为20%～30%1RM)，经过16周的深蹲、腿举、伸膝和屈膝训练以及6周的停止训练期，测量训练前、后和停止训练后6周伸膝和屈膝的最大等速扭矩，结果表明，LL-BFRT增加下肢肌肉力量的程度与HLRT相似，且较高的闭塞压力效果更好，此外，在停止训练的6周内肌力得到了很好的保留。姜艳菊等将40例年龄>56岁的老年人随机分为低负荷抗阻训练组(强度为30%1RM)和LL-BFRT组(强度为30%1RM、闭塞压力为80 mmHg)，分别进行伸膝、屈膝力量训练，8周后LL-BFRT组的5次坐-站测试、股四头肌的峰力矩和平均力矩测试结果及治疗前后测量差值均优于低负荷抗阻训练组，结果表明，LL-BFRT相较低负荷抗阻训练在促进老年人下肢肌力增加方面更具优势。

以上研究支持BFRT结合抗阻运动对老年人下肢肌肉质量以及力量的改善具有积极作用；且与较低闭塞压力的LL-BFRT相比，较高闭塞压力的LL-BFRT对老年人下肢肌肉质量以及力量的改善效果更明显。

3．BFRT结合有氧运动：

BFRT与步行、跑步及骑自行车等有氧运动结合也是促进老年人下肢肌肉肥大及改善肌肉力量的有效手段之一，且不受场地和设备的限制，受到较多研究者的青睐。Pereira Neto等为了分析BFRT结合有氧和阻力训练对患有骨质疏松的妇女最大动态力量(MDS)的影响，将20例患有骨质疏松的老年女性随机分为HLRT组(强度为80%1RM的伸膝训练)、LL-BFRT组(强度为30%1RM、闭塞压力为80%AOP的伸膝训练)、BFRT结合有氧训练组(闭塞压力为80%AOP、65%最大心率跑步机行走)和对照组，每周2次，共12周训练结束后，结果显示，BFRT结合有氧训练组股四头肌MDS显著增加，与在LL-BFRT组中观察到的增加相似。Kargaran等对老年受试者进行每天20 min的BFRT步行训练(闭塞压力为50%AOP、每2周增加10%)，运动强度为45%的心率储备(HRR)，持续8周后，老年受试者伸膝力量和30 s坐-站测试均较训练前显著增加。Bigdeli等对67例老年健康男性进行6周的BFRT结合上台阶的有氧训练(闭塞压力为50%AOP、每2周增加10%)，结果观察到受试者股外侧肌和股直肌CSA显著增加。李鹏宇等在研究中也观察到老年受试者在经过下肢BFRT结合低强度有氧运动，闭塞压力为180 mmHg，6周干预后平均小腿围由干预前的33.58 cm增大至34.37 cm。可见，BFRT结合低负荷的有氧运动可以提高老年人的下肢肌力。

综上所述，单独使用BFRT对预防老年人长期处于无负荷状态导致的下肢肌肉萎缩有正向效益，且BFRT结合低强度阻力训练或有氧运动可有效改善老年人下肢肌肉质量、力量及功能性表现。

三、BFRT的安全性

BFRT虽然能有效刺激肌肉质量和力量的增加，但也具有一定的局限性，甚至可能引起一系列不良反应。随增龄老年人的血管顺应性降低、脆性增加，对老年人来说，心血管系统的不良反应是安全性的研究重点。Thomas等的研究表明，HLRT与LL-BFRT均导致运动过程中心率和血压的显著增高，极大增加了出现心血管意外的风险。在另一研究中也发现12例患有高血压的老年妇女在进行下肢BFRT后，检测到较高的血流动力学和心血管反应，但其研究者认为相较于传统的HLRT，BFRT具有更多的可控因素，更容易对训练刺激进行调整。一项针对老年人应用BFRT的安全性荟萃分析结果显示，老年人应用BFRT具有一定的安全性，且对血管内皮功能、血管顺应性有积极作用。另一项关于BFRT对心血管系统作用的荟萃分析也表明在训练不超过4周的情况下，BFRT对血管功能的作用更为积极。因此，BFRT具有一定的安全性，但老年人群，尤其患有心血管疾病者(如心脏病、高血压)在选择BFRT时，要重点关注可控因素的调节，进行运动前筛查并严格进行运动前、中、后各指标的监控。

综上所述，BFRT可能对心血管造成潜在的不良反应，但具有一定的安全性，BFRT应在严格的监测和科学的指导下进行。同时，对老年人高效且安全的运动负荷、频率及间歇时间等因素的剂量仍需进一步探究。

四、BFRT的潜在作用机制

1．激素分泌：

一些学者认为，BFRT引起肌肉肥大的机制可能与合成代谢激素分泌增加有关。加压限制了血液流动，使肢体处于一个相对缺血、缺氧的状态，肌肉中积累的代谢产物刺激了第Ⅲ和Ⅳ类传入神经纤维，并通过化学感受器反射与交感神经调节，促进垂体前叶释放生长激素(GH)。同时，GH的释放可刺激肝脏中胰岛素样生长因子(IGF-1)的释放，IGF-1具有刺激蛋白质合成和促进组织生长的作用。而在BFRT后IGF-1浓度是否会增加，目前相关研究仍未达成一致的意见。Linero和Choi的研究表明，BFRT能显著提高体内IGF-1水平；但也有研究报道并未在BFRT后观察到IGF-1浓度发生显著变化。因此，BFRT与GH、IGF-1之间的相关性仍存在争议，有待进一步探索。

2．蛋白质合成信号通路激活：

增加合成或减少代谢信号通路从而刺激蛋白质合成而提高肌肉质量。哺乳动物西罗莫司靶蛋白(mTOR)被认为在调控肌肉蛋白合成中发挥关键作用，它能通过改变细胞活性间接调整核糖体与mRNA之间的结合率，进一步调控细胞内蛋白质的转录和翻译速率。mTOR受到各种上游信号分子的调节，如在BFRT中，GH/IGF-1轴激活磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)通路，该通路通过激活mTOR信号通路增加肌肉蛋白合成。同时，之前的一项研究表明，LL-BFRT也通过mTOR相关的下游效应物核糖体S6激酶1(S6K1)和核糖体蛋白S6(rpS6)磷酸化刺激mTOR信号通路，进而促进肌肉蛋白质生成并抑制蛋白质水解；此外，增强的S6K1信号也有利于促进蛋白质翻译的起始和延长。以上信号通路均有利于增加肌肉蛋白合成速率，这些信号通路的激活，尤其是mTOR信号通路作为调控骨骼肌肥大过程中的桥梁，增加了肌肉蛋白的合成，从而导致肌肉肥大。

3．肌纤维募集：

在BFRT中，Ⅱ型肌纤维的增加被认为是产生肌肉肥大效应的一个关键因素。骨骼肌减少伴随着肌肉收缩蛋白的减少，其中主要是由于Ⅱ型肌纤维CSA的减少，与肌肉质量和力量的下降有关。根据肌纤维募集的大小原则，Ⅱ型肌纤维的募集阈值高于Ⅰ型肌纤维，Ⅱ型肌纤维只有在较高的运动负荷下才会被募集。然而，BFRT相关研究显示，即使在低负荷抗阻运动下，Ⅱ型肌纤维也可以被动员，这可能是由于加压造成局部缺血、缺氧和代谢物累积，从而加速了肌肉疲劳；此时，肌纤维的募集阈值降低，Ⅱ型肌纤维更容易被募集。已有文献报道，与未结合BFRT的低强度抗阻运动比较，相同运动方案下的BFRT的运动单位放电频率和Ⅱ型肌纤维的激活频率更高。然而，Kacin和Strazar等在研究中发现在结合和未结合BFRT的低强度抗阻伸膝运动中，股四头肌的肌电活动水平是相似的。同样需要注意的是，LL-BFRT并不一定能和传统HLRT一样募集相同数量的Ⅱ型肌纤维。因此，Ⅱ型纤维募集增加可能是BFRT后肌肉产生肥大适应的原因之一，但在BFRT中具体的募集比率以及与传统抗阻训练中肌纤维募集数量的对比仍需要进一步探究。

4．细胞肿胀：

BFRT引起肌肉肥大适应的另一个潜在机制可能是细胞内水合作用的增加，这种现象被称为细胞肿胀。BFRT中代谢物的堆积产生了一个压力梯度，有利于组织液进入肌纤维并引起肌细胞的肿胀。这种肿胀不利于细胞膜结构的完整性，导致细胞启动了一个强化其自身超微结构的信号反应，这有助于促进肌细胞内蛋白质的合成，减少蛋白质的水解。然而当前关于细胞肿胀对肌肉肥大适应的潜在贡献的研究较少，其是否有利于BFRT后肌肉的生长仍有待进一步研究。

综上所述，虽然使用BFRT确实对肌力增长和肌肉肥大有效，但BFRT支持肌肉适应的机制尚不明确，且以上机制研究大部分来源于健康成年人，仍需在老年人中进一步验证。

五、总结和展望

BFRT可能是改善老年人下肢肌肉力量的一种可行和有效的方法，BFRT的单独应用对于预防老年人肌肉萎缩有积极的作用，且将BFRT与低负荷抗阻训练或有氧运动训练相结合应用于提升老年人下肢肌肉质量和力量具有一定的临床和现实意义。关于BFRT造成肌肉适应的相关机制如激素分泌、蛋白质合成信号通路激活、肌纤维募集和细胞肿胀等均已经被提出，但各作用机制仍存在一定的争议且作用程度尚不清楚，仍有待进一步阐明。

截至目前，BFRT在老年人中应用的相关研究数量有限，未来需要更多、更严谨的研究来充分了解BFRT的潜在益处和作用机制，并具体化和标准化其在老年人中应用的压力范围、负荷强度、运动形式和训练频率等可调节因素，以便建立更加科学、全面的BFRT方案，使老年人从中获益。

本文编辑：石婧