加壓訓練對激素分泌及物質代謝影響的meta分析

宋東梅，李 麗，王 揚，張 妍

壓力訓練是指鍛煉時捆綁特殊的壓力帶，并施加一定的壓力，捆綁部位通常在四肢，使四肢肢體的靜脈血回流受到限制的一種新訓練方法，其原理是肢體被捆綁時限制了含氧豐富的動脈血流向工作肌肉，并且肢體靜脈血難以回流導致物質與氣體交換難以完成，進而刺激神經肌肉產生一系列激素應激和代謝反應，從而使肌肉體積和肌肉力量增加。在采用加壓訓練法進行訓練時只需結合低強度運動就能達到高強度訓練的效果，降低了訓練造成損傷的風險。因此，它引起了運動訓練和醫療康復的重視。然而，國內外對其培訓效果和培訓機制存在不同的看法。據報道，運動誘發的循環合成代謝激素(如睪酮、生長激素、胰島素樣生長因子-I)的增加在肌肉肥大中起重要作用[1]。然而，在運動中生長激素誘導的肌肉肥大所起的確切作用誘仍然存在爭議[2]。加壓訓練是否能引起循環合成代謝激素的增加，是一個需要澄清的問題。還有研究者指出，加壓訓練雖然僅限于上下肢，但它不僅增加加壓肢體的肌肉體積和肌肉力量，對不能受到加壓訓練的近端肌肉(腹部和背部)也起到間接增強訓練效果，而是否是全身激素導致近端肌肉肥大，也是一個值得研究的問題[32]。對此，本研究采用薈萃分析法，分析與傳統抗阻訓練相比，低強度加壓是否對體內激素水平及代謝物有顯著影響[44]，為不同人群合理運用加壓訓練法提供參考。

1 研究方法

1.1 文獻檢索

以加壓訓練等為中文檢索詞在中國知網、萬方、維普中數據庫檢索[26]，以“KAATSU Training”“Blood Flow Restriction Training”為英文檢索詞在upmed、web of science、elsevier中檢索[29]，以激素分泌和物質代謝相關指標為結局指標，對隨機對照試驗類型的研究文獻進行檢索[6]，檢索時間從建庫到2022年1月。檢索流程結果如下(圖1)。

圖1 文獻流程及篩選結果

1.2 納入及排除標準

1.2.1 納入標準

1.2.1.1 實驗為隨機對照試驗(rct)。分組包含低強度20%-45%1RM訓練組與低強度結合加壓訓練組。

1.2.1.2 研究對象為一般人群，例如健康成年、健康老年、運動員等[5]。

1.2.1.3 實驗過程說明了捆綁部位、壓力大小。

1.2.1.4 研究文獻提供了實驗前后實驗組和對照組的效果指標和具體數據。

1.2.2 排除標準

1.2.2.1 排除會議性綜述性論文、自我對照和隨機交叉實驗類論文、非人體實驗論文等。

1.2.2.2 實驗結果不是以均數±標準差(M±SD)表示的 。

1.3 提取指標

指標的提取由兩人采用獨立雙盲的方法完成的，在檢索的過程中對文獻作者、年份、受試人群、性別、年齡、樣本量、干預時間、訓練強度、加壓方式(加壓部位、加壓壓力)、結局指標(生長激素·GH、睪酮·T、胰島素樣生長因子1·IFG-1、皮質醇·C、白介素-6·IL-6、肌酸激酶·CK、乳酸·Lac)進行提取。

1.4 數據分析

分析軟件采用Revman 5.4。數據分析的基本思想如下：結果指標連續變量,采用效應量平均數±標準差(SMD)或加權平均(MD)[3]。I2值的大小反應異質性大小，I2=0.0%表示異質性為零； I2<50.0%表示異質性較小； I2≥50.0%表示異質性較大[4]。異質性的大小決定選用何種分析模型，異質性較小選用固定效應模型；異質性較大選用隨機效應模型[45]，此時采用逐項消除法分析異質性原因[6]。均數差采用森林圖確定、發表偏倚采用漏斗圖檢驗、研究結果的可靠性采用敏感性分析驗證[5]。

1.5 質量評估及基本信息

1.5.1 方法學質量評估

論文質量評估采用羅茖營等采用的方法[6]。具體評價指標見表1。

表1 論文質量評價指標

用 “√”表示的是文章中有明確描述評價，“×”表示的是無明確描述評價，“？”表示的是未充分描述評價，總分是指一篇文章中累計明確描述的，總分越高，可以說明論文越規范，影響納入論文質量的因素越低，通過風險評估。依據PPISMA指出的評價標準對文獻累計得分[10]，根據得分數高低可將文獻分為不同等級[6]，即小風險：7-8分；中風險：4-6分；高風險：0-3分。最終，納入的17篇文獻中2篇低風險，14篇中度風險，1篇高風險，平均得分約為5分。見表2。

表2 風險偏倚評價表

1.5.2 納入研究文獻基本情況

依據納入排除標準,最終納入17 篇，樣本量累計335人，實驗組 167 人，對照組 168人，受試對象包括了健康成年、健康老年、糖耐受減低者、運動員等多個群體。研究的實驗周期從1周到 36 周不等，訓練強度及加壓方法等基本信息見表3。

表3 納入文獻基本信息

2 meta結果

2.1 加壓訓練對激素分泌的影響

2.1.1 GH的meta結果

生長激素(GH)是體內合成代謝激素之一，促進蛋白質合成與肌肉生長[30]。共13篇與生長激素相關的文獻，包括257名受試者(實驗組128名，對照組129名)，受試人群包括健康成年、健康老年、運動員和糖耐受減低者。異質性檢驗：I2=72%，P<0.0001，因此選用隨機效應為分析模型。結果為SMD-FE=0.73，95%CI 為[0.18，1.27]，研究結果表明加壓訓練對受試者GH水平有顯著的影響(P=0.009)(見圖 2)。

分別以受試人群(健康人群、健康老年、運動員及糖耐受減低者)和干預時間(≥4周和<4周)為分組指標進行亞組分析。①受試人群：8項研究受試人群為健康成年，健康老年和糖耐受減低者分別為1項，3項研究受試人群為運動員，采用隨機效應模型Meta分析，結果表明：受試人群為健康成年、健康老年、運動員研究的實驗組較對照組沒有顯著差異，而糖耐受減低者有顯著差異(健康成年：P=0.11,健康老年：P=0.1運動員：P=0.1,糖耐受減低者：P=0.002)。②干預時間：結果顯示：干預時間<4周的9篇研究實驗組較對照組有顯著差異，而≥4周的4篇研究無顯著差異(≥4周：P=0.024, <4周：P=0.02)(見表4)。

圖2 GH的森力圖

表4 GH的亞組分析

2.1.2 T的meta結果

血液睪酮(T)也是人體合成代謝激素之一。共11篇與血睪酮相關的文獻，包括211 名(實驗組106名，對照組105名)，受試人群包括健康成年、運動員和糖耐受減低者。異質性檢驗：I2=12%，P=0.33，因此 選用固定效應為分析模型。結果為SMD-FE=0.46，95%CI 為[0.18，0.74]，研究結果表明加壓訓練對受試者血睪酮水平有顯著的影響(P=0.001)見圖3)。

圖3 血睪酮的森力圖

分別以受試人群(健康人群、運動員及糖耐受減低者)和干預時間(≥4周和<4周)為分組指標進行亞組分析。①受試人群：7項研究受試人群為健康成年，3項研究受試人群為運動員，1項研究為糖耐受減低者，結果表明：受試人群為運動員、糖耐受減低者研究的試驗組較對照組有顯著差異，而健康成年的試驗組較對照組無顯著差異(健康成年：P=0.13,運動員：P=0.03，糖耐受減低者：P=0.04)。②干預時間：3項研究干預時間為≥4周，8項研究干預時間<4周，結果顯示：加壓訓練對不同干預時間研究的血睪酮水平均有統計差異(≥4周：P=0. 008<4周：P=0.05)。見表5。

表5 血睪酮的亞組分析

2.1.3 皮質醇的meta結果

皮質醇(C)是體內分解類激素，也叫糖皮質激素。皮質醇對維持機體生理功能以及調節體內糖、脂、蛋代謝有非常重要的作用。共6篇與皮質醇相關的文獻，包括94名(實驗組47名，對照組47名)，受試人群包括健康成年和運動員。異質性檢驗：I2=1%，P=0.41，異質性較小，因此選用固定效應為分析模型。Meta結果為SMD-FE=-0.59，95%CI 為[-1.01，-0.17]，研究結果表明加壓訓練對受試者皮質醇水平有顯著應(P=0.006)(見圖4)。

圖4 皮質醇的森力圖

2.1.4 IGF-1的meta結果

胰島素樣生長因子-1(IGF-1)是一種多肽類激素，也是合成代謝激素之一，主要作用于調節代謝，通過刺激脂質分解和氧化，促進肌肉腱組織內膠原合成[6]。共11篇與IGF-1相關的文獻，包括234名(實驗組116名，對照組118名)，受試人群包括健康成年、健康老年、運動員和糖耐受減低者。異質性檢驗：I2=46%，P=0.05，因此選用固定效應為分析模型。結果為SMD-FE=0.37，95%CI 為[0.10，0.63]，研究結果表明加壓訓練對受試者IGF-1有顯著影響(P=0.006)(見圖5)。

圖5 IGF-1的森力圖

分別以受試人群(健康人群、健康老年、運動員及糖耐受減低者)和干預時間(≥4周和<4周)為分組指標進行亞組分析。①受試人群：5項研究受試人群為健康成年，3項研究受試人群為健康老年，2項研究受試人群為運動員，1項研究為糖耐受減低者。結果表明：受試人群為健康老年研究的試驗組在IGF-1水平上較對照組差異有統計學意義，而受試人群為健康成年、運動員糖耐受減低者的試驗組較對照組差異無統計學意義(健康成年：P=0.84,健康老年：P=0.001；運動員：P=0.4，糖耐受減低者;P=0.49)。②干預時間：結果顯示：干預時間為≥4周的5篇文獻試驗組較對照組有顯著差異，而<4周的6篇文獻試驗組較對照組無顯著差異(≥4周：P=0.001, <4周：P=0.76)。見表6。

表6 IGF-1的亞組分析

2.1.5 IL-6的meta結果

白介素-6(IL-6)屬于白細胞介素的一種細胞因子，能夠參與刺激免疫細胞的增殖、分化及增強其功能的作用。共4篇與IL-6相關的文獻，包括76名(實驗組38名，對照組38名)，受試人群包括健康成年、健康老年和運動員。異質性檢驗：I2=79%，P=0.0002，異質性較大，因此選用隨機效應為分析模型。結果為SMD-FE=0.34，95%CI 為[-0.72，1.40]，研究結果表明加壓訓練對受試者il-6的影響無顯著性差異(P=0.53)(見圖6)。

圖6 IL-6的森力圖

2.2 加壓訓練對物質代謝的影響

2.2.1 CK的meta結果

共6篇與CK相關的文獻，包括104名(實驗組52名，對照組52名)，受試人群包括健康成年和健康老年。異質性檢驗：I2=0.00%，P=0.89，異質性較小，因此選用固定效應為分析模型。結果為SMD-FE=-0.20，95%CI 為[-0.59，0.19]，研究結果表明加壓訓練對受試者肌酸激酶水平的影響沒有統計學意義(P=0.32)(見圖7)。

圖7 CK的森力圖

2.2.2 乳酸的meta結果

乳酸(Lac),在進行大強度運動時，肌肉組織血流量供應不足，在缺氧的環境下會形成大量的乳酸。共 4篇與乳酸相關的文獻，包括72名(實驗組38名，對照組38名)，受試人群包括健康成年和健康老年。異質性檢驗：I2=0.17%，P=0.3，異質性較小，因此選用固定效應為分析模型。結果為SMD-FE=0.57，95%CI 為[0.09，1.05]，研究結果表明加壓訓練對受試者乳酸水平有顯著影響(P=0.00)(見圖8)。

圖8 乳酸的森力圖

3 發表偏倚及敏感性分析

3.1 發表偏倚分析

T和IGF-1的文獻數量≥10篇做漏斗分析評估發表偏倚。結果表明，T和IGF-1體現的漏斗圖分布基本均勻，表明納入文獻之間發表偏倚較小(如圖9所示)。

圖9 文獻發表偏移情況

3.2 敏感性分析

采用改變分析模型、效應量的方法，進行反復Meta分析，發現結果無顯著變化[5]，證明本研究結論較可靠。

4 討論

4.1 研究結果分析

目前，加壓訓練對人體機能影響的綜述性論文較多，采用meta分析方法進行探討的文章主要集中在機能層面，例如，肌肉形態與功能[24]、有氧能力[25]、心血管功能[26]、肌骨康復效果[27]、形態與力量[28]、運動表現[29]等。其中一篇meta分也探討了加壓訓練對IGF-1的影響，但該研究僅探討了這一個指標，并沒有涉及GH、T、C等激素的影響，因此結果有待擴充。本文主要選取與肌肉增加密切相關的合成類激素生長激素、睪酮、IGF-1指標和分解代謝激素皮質醇指標和反應肌肉代謝的IL-6、肌酸激酶、乳酸指標來評價加壓訓練對受試者的干預效果。

4.1.1 加壓訓練對激素分泌影響分析

GH是一種合成類激素，其重要的生理作用為刺激骨骼肌肉的生長[30]。本文研究發現加壓訓練能夠顯著的引起機體內生長激素的變化(P=0.009<0.05)，這與Madarame H[31]和McCall GE[32]研究一致，可能是因為低強度結合加壓達到了引起生長激素分泌的強度。并且亞組分析發現加壓訓練對糖耐接受減低人群生長激素的有顯著影響，對健康成年、健康老年、運動員沒有顯著影響，可能是因為糖耐受減低人群納入文獻較少所致；干預時間>4周對生長激素沒有顯著影響，干預時間<4周有顯著影響，可能與人體機能適應有關。

本研究發現加壓訓練能夠顯著的引起機體內IGF-1的變化(P=0.006<0.05)，這與羅茖營[3]研究結果一致，加壓訓練能夠使血清 IGF-1 水平顯著升高[36]，有研究指出是因為IGF-1的分泌是與GH緊密相關的，而前文指出加壓訓練能夠顯著的引起機體內生長激素的變化，也進一步證明IGF-1顯著增加與GH有關。但這一發現與 Fujita 等人[35]的研究結果相反。有研究指出血液循環里的 GH 水平可以刺激肝臟分泌 IGF-1[38], 但 IGF-1 水平的急劇增加不太可能是由于運動后 GH 的分泌而導致的。Li Yinghao等人研究表明還發現低壓血流限制導致GH水平顯著增加，但不影響 IGF-1 水平。因此，目前尚不清楚本研究中高強度加壓組IGF-1水平升高的原因。并且作者推測IGF-1分泌需要一個壓力閾值，并且在達到該閾值時可以被激活。因此，具體達到IGF-1分泌的強度大小還需進一步研究。亞組分析發現，加壓結合低強度訓練對健康老年人的IGF-1的分泌量的效果優于低強度抗阻。可能與健康老年人體質有關，老年人機體功能弱，受到機械刺激反應強烈。

血清睪酮(T)反應的是蛋白質的合成，皮質醇(C)反應蛋白質分解。TC的比值可比值能反應體內蛋白質合成和分解之間的平衡、疲勞的積累程度。本研究發現加壓訓練能夠顯著的引起機體內睪酮和皮質醇的變化(T：p=0.001<0.05；C：p=0.006<0.05)，Abe 等[33]和 Behringer M[34]研究發現加壓步行運動后睪酮濃度顯著升高 。不同的是，Fujita等人[35]和Madarme H等人[31]研究發現加壓抗阻訓練后發現睪酮沒有顯著升高，但觀察到肌肉蛋白的顯著增加。Reeves[42]等人研究與本研究結果不一致，該研究比較了低負荷加壓訓練和傳統抗阻訓練，發現訓練后皮質醇濃度沒有顯著性變化。對血睪酮進行亞組分析發現，加壓訓練對運動員、糖耐受減低人群的血睪酮分泌影響優于健康成年，導致這一現象可能與文獻納入較少有關，糖耐受減低只有1篇，運動員只有3篇，加之運動員的異質性較大(I2=58%)，因此，后續研究可進一步加大納入文獻來減少這一誤差。

白介素-6(IL-6)是一種細胞因子，具有提高全身的抗炎能力，促使身體的脂肪分解代謝，刺激肌肉再生等功能,是炎癥免疫反應的重要介質能。運動引起的肌肉損傷后，IL-6可以刺激損傷肌肉的再生，從而促進肌肉生長和肥大。此外，在長時間的運動中，肌肉細胞(和肌肉衛星細胞)會分泌自己的IL-6，從而產生全身抗炎和解脂作用。研究發現，大強度運動會引起IL-6 水平顯著增加。Nielsen等證實，在劇烈運動6 min后，血漿中IL-6水平將提高2倍[39]。本研究發現加壓訓練未能夠顯著的引起機體內IL-6的變化(P=0.53>0.05)。可能的原因是由于加壓訓練使用的強度較小，即使通過加壓也并不能引起大量的肌肉損傷，因此肌纖維分泌的IL-6與對照組并沒有顯著的差異。

4.1.2 加壓訓練對物質代謝影響分析

肌酸激酶(CK)，也成為磷酸肌酸激酶，是反應肌損傷的重要指標。運動訓練會導致體內CK含量顯著增加，主要是因為運動強度過高時，肌肉細胞內部環境發生變化，肌細胞膜通透性增加，肌細胞的CK釋放到循環血液中，導致血清CK活性增加。因此，血清CK的變化可作為評估肌肉對刺激的耐受性、骨骼肌微損傷以及運動員是否適應訓練或恢復程度的重要參考指標[41]。本研究發現加壓訓練未能夠顯著的引起機體內CK的變化(P=0.32>0.05)，研究結果表明加壓訓練不會增加肌細胞微細結構的損傷，這與前人 Yasuda等[15]的研究結果相似，該研究發現加壓訓練后肌肉損傷指標沒有顯著差異。Sieljacks 等[40]研究低強度離心訓練與加壓運動的效果,發現加壓運動后沒有觀察到肌肉損傷標志物的變化。可能的原因是加壓訓練的強度較低(20-30%1RM),并不會引起肌肉損傷，使得體內CK分泌量與單純小強度的抗阻運動一樣，兩者之間沒有顯著差異。

乳酸是肌肉無氧代謝產物，可以反應機體有氧能力。加壓訓練的生理特征是限制短時間靜脈回流和造成代謝產物(乳酸、H+等)的堆積。在加壓情況下訓練時，機體產生的Lac等能引起疲勞物質因靜脈血管受限，血液循環無法順利排出而在肌肉和血液中大量堆積，已有研究證實，在加壓條件下肌乳酸濃度更高[8,10,14]，這與本研究結果一致，本研究發現加壓訓練能夠顯著的引起機體內Lac的變化(P=0.02<0.05)，這可能是由于加壓條件下快肌纖維動員的更多或快肌纖維產生的Lac 無法順利排出體外而隨血液循環運輸到心肌或慢肌和肝臟等處分解利用造成的[42]。

4.2 研究不足及展望

首先，本研究主要采用加壓干預與不加壓干預對不同受試者的影響，受試者包括健康成年、健康老年、運動員、糖耐受減低人群，因此可能受不同人群身體素質對結果的影響，因此，在后續的研究中可針對不同人群做具體研究。其次，本研究針對的加壓壓力值是低強度結合加壓訓練，由于關于高強度結合加壓的報告較少，不同壓力對受試者合成類激素的影響仍知之甚少。本研究對基于低強度加壓訓練對不同受試者合成類激素影響效果可作為一個前瞻性研究為加壓訓練促進肌肉肥大與增加肌肉力量提供了一個強有力證據。最后，對于加壓訓練對IL-6、CK、乳酸的文獻較少，未對其進行亞組分析，可能結果的穩定性較少，因此，在后續的研究中可針對其進行進一步深度的研究。

5 結論

加壓訓練對受試者GH、IGF-1、T、C、乳酸等有顯著性差異，提示加壓訓練能夠促進合成類激素的增加和抑制分解類激素的分泌并且能夠產生更強的酸脹感。而加壓訓練對受試者IL-6、CK等反應肌肉損傷的指標沒有顯著差異，提示加壓訓練不會增加肌肉的微損傷。