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摘要
疲劳是与身体和认知性能下降以及受伤风险增加相关的现象。竞技运动员需要完成高负荷的训练计划，以引发生理和肌肉骨骼适应以及技能获取，这对于表现是必要的。高负荷，特别是训练负荷的突然快速增加，与疲劳的发生有关。目前，有限的证据阐明了由更高负荷产生的疲劳与损伤风险增加之间的潜在机制。疲劳的多维性质和表现导致了对术语的不同定义和二分法。因此，提出了大量生理、生化、心理和性能标记物来衡量疲劳和恢复。这些包括自我报告量表、反跳跳跃性能、心率变异性以及唾液和血清生物标记物分析。本综述的目的是提供疲劳和恢复的概述以及评估方法。
疲劳和损伤风险
疲劳可能会影响关节的运动感知和本体感知能力，增加肌肉纺锤的放电阈值，从而中断传入的神经反馈，改变关节的感知，并影响静态姿势控制，但对动态姿势控制的影响较小。实际上，疲劳可以被视为神经系统无法有效招募运动单元的能力下降，运动单元是神经肌肉系统中与力量产生直接相关的基本功能单位。
疲劳还会导致肌肉反应时间延迟，这与肌肉损伤风险增加有关。例如，腓肠肌和胫骨前肌的反应时间增加可能会增加踝关节扭伤的风险。此外，肌肉疲劳还会影响本体感知能力、运动控制的精确性以及运动协调性，这些都可能导致下肢运动学和动力学的改变。
疲劳是运动损伤发生的一个重要风险因素。大多数损伤出现在比赛的最后阶段或个体疲劳时。例如，在足球比赛中，随着比赛进入尾声，运动员覆盖的距离减少，这表明了肌肉疲劳的存在。类似地，在业余橄榄球比赛中，下半场的损伤更多，可能与疲劳导致的技能下降有关。
关节不稳定与肌肉疲劳有关，这种疲劳与肌肉功能障碍和力量缺陷有关，影响姿势控制和肌肉耐力。力量的减少与较少的肌肉纤维被招募有关。肌肉疲劳可能会干扰关节位置感，减少运动神经元的输出，以及可能导致三、四型肌肉感受器的脱敏。
适当的疲劳和恢复测量可以成为高要求运动中伤害预防策略的重点，并优化恢复过程。了解个人的疲劳水平可以帮助确定最佳的训练和比赛工作量，从而促进训练适应和提高表现。
疲劳和恢复的标记物
生化标志物
尿素、类胰岛素生长因子1和肌酸激酶
尿素和类胰岛素生长因子1（IGF-1）通常被推荐作为耐力自行车训练的疲劳指标，而肌酸激酶（CK）则用于评估团队运动和力量训练中的高强度间歇训练后的疲劳。
在疲劳状态下，已经观察到尿素水平上升和IGF-1水平下降。尿素水平的增加通常与长时间运动期间的蛋白质分解有关，但它也可能受到饮食中蛋白质摄入量的影响，因此并不是一个完全可靠的指标。IGF-1的水平下降则被认为可以反映耐力训练后由于碳水化合物储备耗尽导致的血糖供应不足。
在力量和高强度间歇训练中，由于训练中包含大量的离心肌肉工作和肌肉张力，这可能导致肌纤维损伤，使得CK这种酶从肌肉细胞的液体中释放到血液中。这种释放过程使得CK成为评估相关训练负荷下疲劳和身体压力的一个经典血液指标。然而，需要注意的是，肌肉损伤只是疲劳的其中一个方面，其他因素，如心理状态的变化或身体合成与分解的平衡，也可能在整体的恢复需求中发挥作用。
此外，Hecksteden, Skorski, Schwindling等研究者指出，血液中的标记物受到导致疲劳活动的代谢过程的影响，这可能有助于解释
腺苷
腺苷是一种在运动中浓度增加的化合物，它不仅可以影响骨骼肌的血流，而且在缺血和炎症情况下对组织具有保护作用。腺苷通过激活其受体能够抑制特定类型的免疫细胞，即CD8+ T细胞，这可能会引起免疫反应的抑制。尽管腺苷有潜力作为一个与肌肉质量无关的训练适应性指标，但由于它在体内的快速代谢，测量其浓度具有一定的难度。因此，尽管腺苷是一个有希望的生物标记物，但在实际应用中需要解决其测量难题。
乳酸
血液乳酸浓度也已显示对运动强度和持续时间的变化敏感，因此也可以作为急性疲劳的标记物。然而，训练和比赛中定期监测乳酸浓度有局限性，包括乳酸积累的个体间和个体内差异，这取决于之前的运动、糖原含量、饮食、水合状态、环境温度、使用的肌肉量以及采样程序的时间和地点。
谷氨酰胺
谷氨酰胺是人体组织中含量丰富的氨基酸，尤其在肌肉组织和血浆中最为常见。它因其在身体中的多种功能而被称为最多功能的氨基酸。谷氨酰胺的作用包括在酸中毒时维持酸碱平衡、在器官间转移氮、解毒氨、作为肠道粘膜和免疫系统细胞的燃料、可能直接调节蛋白质合成与降解，以及作为合成核苷酸的氮源。
血浆中的谷氨酰胺水平被提出作为过度训练的一个可能标记物，因为在过度训练的个体中观察到了异常低的谷氨酰胺水平。但是，这种水平的下降并不是在所有情况下都会发生。例如，在短期高强度运动后，血浆谷氨酰胺水平可能不会下降，而在长时间的急性运动后则可能会降低。此外，血浆谷氨酰胺水平的降低也可能与烧伤、感染、炎症和身体创伤有关。
饮食对血浆谷氨酰胺水平有影响。摄入含蛋白质的食物后，谷氨酰胺水平会暂时上升，但在低碳水化合物饮食几天后，水平可能会下降约25%。因此，如果要使用血浆谷氨酰胺作为疲劳的标记物，需要考虑个体的饮食标准化，以及与运动和食物摄入相关的血液样本收集的时间。同时，还需要考虑其他可能影响谷氨酰胺水平的因素，如感染和组织损伤。
氧化应激
氧化应激是身体在应对压力时产生的一种状态，其中自由基和其他活性氧物质的积累超过了身体的抗氧化防御能力。这种状态与急性疲劳有关，通常在运动后会出现总抗氧化活性的增加，以对抗由运动引起的额外氧化压力。疲劳的程度可以通过一些特定的生物标记物来评估，如异前列烷和谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽的比值。此外，睡眠剥夺后的8-羟基脱氧鸟苷水平上升，这种DNA损伤标记物的增加可能在睡眠剥夺后的一段时间内持续存在。这些生物标记物的测量有助于评估个体的疲劳状态，并与慢性疲劳综合征区分开来。然而，一些氧化应激标记物由于其高反应性和短生物半衰期，在体内的准确测量存在挑战。
维生素D在维持细胞内的氧化平衡和线粒体的正常功能中发挥着重要作用。维生素D水平不足可能导致无法有效抑制氧化应激，从而增加细胞内的氧化损伤，并可能导致细胞凋亡。维生素D对于降低伤害风险、支持恢复、维持骨骼健康以及最佳肌肉功能的实现都是至关重要的。因此，维生素D水平的优化对于运动员来说尤其重要，以支持他们的整体健康和性能。
内分泌生物标志物
甲状腺
能量平衡虽然不直接用于诊断慢性疲劳，但它对内分泌功能有重要影响，能够间接影响个体的训练适应能力和运动表现。特别是，甲状腺激素的水平可能受到能量平衡的影响，能量不足可能导致甲状腺激素水平下降，进而可能促进疲劳感。然而，这种联系尚未经过充分的研究。
甲状腺激素对于调节身体的代谢速率和促进生长具有重要作用。当能量摄入不足，特别是对于进行高强度训练的运动员，可能难以获取足够的能量来维持能量平衡，这可能导致生理疲劳、过度训练，甚至影响运动表现。在女性运动员中，负能量平衡还可能导致月经失调，进而影响甲状腺激素水平，降低恢复能力和神经肌肉功能。
促甲状腺激素（TSH）和游离三碘甲状腺原氨酸（fT3）是重要的甲状腺激素，它们在长时间高强度训练后可能会减少。尽管甲状腺激素的变化速度较慢，不适合作为即时评估疲劳的生物标记物，但它们可能为了解个体的训练状态和适应性提供有价值的信息。
因此，保证适当的营养摄入，特别是宏观营养素的摄入，对于运动员来说至关重要，这有助于他们适应训练，满足比赛中的能量需求，并优化运动表现和恢复过程。
压力反应激素
压力激素反应是身体对训练负荷增加的一种生理机制。随着训练强度的提升，身体会产生更多的肾上腺皮质激素、儿茶酚胺和皮质醇等压力激素。长期的压力激素水平升高可能导致身体组织对这些激素的敏感性降低，这种现象称为受体下调。
情绪变化是评估个体是否经历过度训练的重要指标之一。当训练强度超出个体的适应能力时，可能会出现愤怒、困惑、抑郁、疲劳和紧张等负面情绪。这些情绪变化可能反映了身体内部的生化和免疫学变化，这些变化通过激素和细胞因子的信号传递给大脑。
唾液中的皮质醇和睾酮水平是监测疲劳的有用生物标记物。研究表明，在体力活动期间和之后，唾液中的这些激素水平会发生变化，这些变化可以反映个体的生化应激反应。例如，在橄榄球比赛中，皮质醇水平会比比赛前显著升高，然后在比赛结束后的几小时内恢复到基线水平。此外，皮质醇和睾酮的水平变化也与运动后的恢复过程有关。
皮质醇水平的增加反映了身体对运动引起的代谢需求的响应。增加的皮质醇浓度可能会影响睾酮的合成，这可以解释为什么在某些情况下睾酮水平会下降。这些激素水平的变化，以及肌肉损伤标志物如肌酸激酶（CK）的增加，都是身体对运动负荷的生理反应，可以作为评估疲劳和恢复需求的指标。
皮质醇与睾酮比例
皮质醇/睾酮比例被提出作为训练适应的标记，基于皮质醇是一种分解代谢激素，而睾酮是一种合成代谢激素的观点。迄今为止，Eichner进行的综述中包括的几项研究并没有发现训练负荷逐步增加的受过良好训练的运动员中比例有显著变化。
唾液
唾液作为生物样本在监测运动员的生理状态时具有一些明显的优势。与血液和尿液检测相比，唾液样本更稳定，收集过程更简单、更可重复，且完全无创。这是因为唾液不像血液和尿液那样容易受到肾脏功能和其他生理因素的影响。唾液的获取过程不仅对运动员来说更加方便，而且由于唾液腺受到自主神经系统的调控，它能够反映出身体在应对压力时的生理变化，尤其是长时间的体力消耗会激活交感神经系统，导致唾液成分的变化。
然而，尽管唾液检测提供了这些优势，它在实际应用中也存在一些局限性。唾液分析可能相对昂贵和耗时，特别是当需要进行复杂的实验室测试时。此外，由于疲劳是一个多因素的现象，单一的生化、激素或免疫标记物很难全面评估疲劳状态。这意味着，虽然唾液中的某些标记物可能对监测特定方面的疲劳有用，但可能需要结合其他类型的测量和评估方法来获得更全面的了解。
免疫标记物
免疫标记物是评估运动性疲劳的重要工具，它们反映了免疫系统对训练负荷和压力因素变化的敏感性。过度训练的运动员常常表现出免疫功能的抑制，这可能通过一系列免疫标记物的变化来识别。
激烈且长时间的运动可能导致循环中的白细胞数量及其功能能力下降。这种免疫抑制可能与重度训练后血浆谷氨酰胺浓度的降低有关。运动员的白细胞数量通常比久坐的人要低，这表明即使是在高训练量下，运动也能改变免疫功能。此外，长时间的运动后，可能会出现中性粒细胞的增多，而长期的重度训练可能会减少这些细胞在骨髓中的储备。
免疫球蛋白的水平，如唾液中的免疫球蛋白A，也在训练有素的个体中发现降低。免疫功能的下降可能与多种因素有关，包括激烈运动的累积效应、压力激素的影响、免疫系统恢复不足，以及运动后血浆谷氨酰胺水平的变化。
因此，评估疲劳的潜在免疫标记物可能包括血液中的压力激素、抗体、细胞因子水平，以及谷氨酰胺水平和白细胞对抗原刺激的反应能力。血浆中谷氨酰胺与谷氨酸比例的变化也被认为是预测运动员疲劳的一个因素。这些标记物有助于监测运动员的训练负荷和恢复状态，以优化训练计划并减少过度训练的风险。
通过心理问卷测量的认知和情绪疲劳
情绪变化与训练负荷和疲劳显著相关，因此心理问卷被用作监测疲劳的方法。随着训练的增加，运动员往往会发展出与剂量相关的情绪干扰，活力得分低，负面情绪如愤怒、困惑、抑郁、疲劳和紧张得分增加。还建议在每次运动前后评估肌肉酸痛和疲劳，这可能是监测工作量恢复的有效方法。使用心理问卷作为疲劳的标记物也可能有用，因为它们相对便宜且易于使用。
自我报告方法
自我报告方法是评估运动疲劳的常用手段，主要通过问卷调查的形式来收集运动员的主观感受和生理状态信息。这些问卷设计来捕捉肌肉酸痛、疲劳程度、睡眠质量和压力水平等关键参数，为教练和训练员提供了洞察运动员身体和心理状态的窗口。
自我报告问卷之所以广泛应用，原因在于它们的经济性、易于实施以及适应性强，使其适合在各种个人和团队运动项目中使用。这些问卷包括但不限于以下几种：
情绪状态概况（Profile of Mood States, POMS）：评估运动员的情绪状态，包括多种情绪维度。
包含65个问题的版本，涵盖情绪的六个组成部分：紧张、抑郁、愤怒、活力、疲劳和困惑。
经过广泛的研究和验证。
-还有一个包含37个问题的简短版本。似乎能检测与运动相关的情绪波动。
-65个问题版本和缩短的37个问题版本似乎在竞技体育中并不常用。总恢复质量（Total Quality Recovery, TQR）：衡量运动员的恢复质量。
分为两个部分，感知和行动，允许主观和客观量表，因此检查定性和定量方面。
-运动员的幸福感与表现之间有很强的关联。基于Borg量表[190]，目的是将恢复与感知到的劳累相匹配。
运动员生活需求日常分析（Daily Analysis of Life Demands for Athletes, DALDA）：分析运动员日常生活中的压力源。
通过34个问题检查压力的来源和症状，使用一个与正常相比的量表。
如果特定参数连续三天报告“比正常差”，可以表明压力状态。
被认为是一种有效的实际方法，用于监测疲劳和恢复。
但是，允许将参数与“正常”进行比较，可能无法加强疲劳，研究人员报告说这是一个问题。
没有为其结果分配量表。这限制了其分析为个体视觉表现，而不是群体统计分析，这对于分析问卷的人来说可能是个问题。
运动员恢复压力问卷（Recovery Stress Questionnaire for Athletes, REST-Q）：评估运动员的恢复和压力状态。
包含76个项目（加上一个热身项目），在0到6点的锚定Likert量表上，简短版本包括36个项目。
包括七个一般压力量表，五个一般恢复量表，三个运动特定压力量表和四个运动特定恢复量表。
关注运动和非运动压力和恢复的不同元素，通常涵盖前三天的时间框架。
已在几个不同国家的个人和团队运动中使用。
问卷中的子量表对功能性过度达到期和训练负荷变化表现出敏感性，表明其可能的效用是通过压力和恢复间接评估疲劳。
需要定期完成问卷。
急性恢复和压力量表（Acute Recovery and Stress Scale, ARSS）：衡量短期内的恢复和压力感受。
包含32个形容词的列表，归纳为代表身体、心理、情感和整体维度的四个恢复和四个压力量表。
ARSS及其简版，即简短恢复和压力量表（SRSS），能够评估压力和恢复之间的平衡。
两者都被认为有用、有效且可靠。
似乎对密集训练期间的压力和疲劳感知变化敏感。
疲劳评分量表（Rating of Fatigue Scale, ROF）：评估运动员的疲劳程度。
被认为是提供个人疲劳状态有效测量的方法。
与其他已建立的感知运动强度量表不同，ROF量表声称能够在运动期间区分疲劳和运动强度的感知，并在恢复期间测量疲劳。
可能提供了在训练期间和训练后跟踪疲劳的途径。
迄今为止，该量表的使用有限，
该方法需要在运动的不同时刻进行测量，在各种个体的体育表现中可能会有问题。
此外，感知运动强度（Rating of Perceived Exertion, RPE）是一种广泛使用的指标，通过让运动员评估自己的运动强度来监测训练负荷。会话RPE是将训练持续时间与RPE相乘，以评估一段时间内的训练负荷和身体反应。
