部分睡眠剝奪對運動員運動表現影響的研究進展

陳子豪 賈君強

摘 要： 部分睡眠剝奪指一天的睡眠時間被限制在少于或等于6h以內的狀態。通過整理相關文獻發現，部分睡眠剝奪可能對運動員人群次日的運動表現產生負面影響，具體表現為傳接球和擊發球準確性下降、最大力量下降、反應時間增加、無氧表現下降和平衡能力削弱，同時可使運動員注意力下降、疲勞感增加和產生較多的消極情緒。研究發現根據時序特征可分為早起型部分睡眠剝奪和晚睡型睡眠剝奪，早起型部分睡眠剝奪對運動員人群次日的運動表現的危害可能較晚睡型更嚴重。建議加強運動員人群的睡眠教育；將運動員睡眠健康列入日常訓練計劃；對已經出現睡眠剝奪癥狀的運動員可采取午睡、咖啡因和褪黑素攝入等方法降低部分睡眠剝奪所帶來的的危害。

關鍵詞： 睡眠剝奪；部分睡眠剝奪；運動員；運動表現

中圖分類號：G804

文獻標識碼：A

文章編號：1008－2808（2023）02－0079－09

Abstract： ?Partial sleep deprivation refers to a condition in which sleep is limited to six or fewer hours a day. By collating the literature found that partial sleep deprivation could be negative influence on athletes the next day the performance， embodied in passing ball accuracy， maximum power， reaction time， anaerobic performance decline and balance ability weakened， at the same time can make the athletes of concentration， increased fatigue， and produce more negative emotions. According to the temporal characteristics， the study found that partial sleep deprivation could be divided into partial sleep deprivation at the end of the night （PSDEN） and partial sleep deprivation at the beginning of the night（PSDBN）. PSDEN may have more serious harm to athletes performance in the next day than PSDBN. It is suggested to strengthen sleep education among athletes; Include athletes sleep health in their daily training plan; Athletes who already have symptoms of sleep deprivation can take naps， caffeine and melatonin intake to reduce some of the harm caused by sleep deprivation.

Key words： Sleep deprivation; Partial sleep deprivation; Athletes; Athletic performance

睡眠通常被當作運動員訓練、賽后恢復機能的一種重要方式。有研究表明，睡眠問題在運動員人群中非常普遍 ?［1-2］ ，一項針對623名不同項目德國運動員賽前睡眠習慣調查發現65.8%的運動員在職業生涯中至少有一次賽前睡眠質量欠佳的經歷 ?［3］ ；另一項針對澳大利亞的283名高水平運動員睡眠問題的研究表明64%的運動員在賽前出現睡眠質量變差的情況 ?［4］ 。許多運動員的在日常睡眠中不僅表現為睡眠時間短 ?［5］ ，還表現出睡眠質量差的特點 ?［6-8］ 。睡眠不足通常會對運動員造成一定的危害，例如運動表現下降 ?［9］ 、比賽成績不佳 ?［10］ 、運動損傷概率提高 ?［11］ 等。對比賽的思考 ?［4］ 、訓練比賽的疲勞 ?［12］ 、年齡 ?［13］ 、飛行時差 ?［14-15］ 、負面情緒 ?［16， 17］ 等因素都可能影響運動員人群的睡眠時長和質量。因此保持穩定的睡眠時長和質量對運動員人群的日常訓練和比賽都是十分必要的 ?［18］ 。

睡眠剝奪（sleep deprivation，SD）是一種沒有得到充足睡眠的狀態 ?［19-20］ 。睡眠剝奪根據受試者睡眠被剝奪的時間特征可分為部分睡眠剝奪（partial sleep deprivation）和完全睡眠剝奪（total sleep deprivation）。部分睡眠剝奪指一天的睡眠時間被限制在少于或等于6h以內的狀態 ?［21］ ；完全睡眠剝奪是指持續清醒時間通常超過24h的狀態 ?［22］ 。

目前國內學者對于睡眠剝奪的研究主要集中于醫學、心理學等學科，且主要以病人、學生、小白鼠等為研究對象，鮮有對運動員人群的研究。基于此，筆者于2022年3月29日，以“sleep deprivation”“performance”和“athlete”為檢索主題詞，設置檢索文獻類型為article，時間跨度為所有年份，對web of science、pubmed數據庫進行檢索搜集相關文獻，為本研究奠定理論基礎。

1 部分睡眠剝奪對運動員運動表現的影響

1.1 對專項運動技能的影響

前一晚少于6h的睡眠可能會對球類運動員的專項運動技能造成負面的影響。Vitale等（2021）在前一晚對12名青少年網球運動員進行了少于5h的睡眠干預，發現網球專項正反手發球和對角線擊球的準確率顯著下降 ?［23］ ；在另一項針對16名大學生網球運動員夜間剝奪三分之一睡眠時間的研究中同樣也證實了部分睡眠剝奪對網球發球準確率可能會造成負面影響 ?［24］ ；Cook等（2011）對10名職業橄欖球后衛在前一晚剝奪4h的睡眠后，在次日進行左右手傳球準確性測試，研究表明運動員傳球準確性顯著下降 ?［25］ 。

由此可見，前一晚少于6h的部分睡眠剝奪會導致球類運動員的接傳球、擊發球等專項運動技能準確率下降，這類專項運動技能往往對球類運動比賽是十分重要的，教練員和運動員需要對此引起高度重視。

1.2 對體能的影響

在力量方面，部分睡眠剝奪可能對運動員次日的力量表現早晨負面影響。Souissi等（2013）對12名擁有十年以上全國比賽經歷的男性黑帶柔道運動員進行一晚的部分睡眠剝奪試驗，研究發現部分睡眠剝奪顯著降低了運動員肱二頭肌的最大隨意收縮力量和握力 ?［26］ 。

在速度方面，學者普遍認為部分睡眠剝奪顯著增加了次日運動員的反應時間。Jarraya等（2013）對12名男性手球守門員進行一晚4h睡眠剝奪干預后，于次日下午進行簡單反應時測試，結果顯示部分睡眠剝奪顯著增加了運動員的簡單反應時 ?［27］ ，Romdhani等（2019） ?［28］ 、Paryab等（2021） ?［29］ 在試驗后也得到了同樣的結論。由此可見，部分睡眠剝奪會增加運動員的簡單反應時間，具體表現為增加出發反應的時間。

在有氧耐力方面，Corona等（2019）對13名男性大學生運動員進行了剝奪4h的睡眠試驗，采用Bruce運動平板測試和血乳酸指標于次日上午7時對運動員的有氧能力和血乳酸濃度進行評估，結果表示一晚4h的部分睡眠剝奪未對運動員有氧能力造成顯著影響 ?［30］ 。

在無氧耐力方面，研究結論存在較大分歧。Vitale等（2021）研究認為運動員在一晚少于5h的部分睡眠剝奪干預后對次日重復沖刺能力無影響 ?［23］ ；Mougin等（1996）和Souissi等（2013）觀點相同，認為前一晚的部分睡眠剝奪不會對運動員在次日的wingate測試中峰值功率、平均功率和峰值速率測試結果產生負面影響 ?［26，31］ 。還有一部分學者認為部分睡眠剝奪可能會損害運動員次日的無氧能力表現。Mejri等（2016）采用yoyo間歇恢復測試對10名男性黑帶國家級運動員進行了7h正常睡眠和部分睡眠剝奪的試驗，研究發現次日下午運動員的yoyo間歇恢復測試成績顯著下降 ?［32］ ；Abedelmalek 等（2014）和Paryab等（2021）持相同觀點，認為4h的部分睡眠剝奪對運動員次日的wingate無氧功率測試中的峰值功率和平均功率均會造成負面影響 ?［29，33］ ；Romdhani等（2019）在對14名黑帶跆拳道男性運動員進行一晚4h睡眠剝奪后，在次日下午進行無氧沖刺跑測試，發現重復沖刺跑表現下降 ?［28］ 。提示，部分睡眠剝奪對運動員次日的無氧能力影響存在爭議，造成這種爭議的可能原因是測試指標的不同，因此仍需進一步研究。

前一晚的部分睡眠剝奪會對次日運動員的平衡素質產生負面影響，已經得到普遍認同。Souissi等（2020）對14名73kg以下級別的柔道運動員進行一晚4h的睡眠剝奪試驗，于次日早晨8點測量運動員的平衡表現，結果表明4h部分睡眠剝奪可能對柔道運動員的姿勢控制產生負向且顯著的影響 ?［34］ ；Paryab等（2021）在一晚4h部分睡眠剝奪后對10名男性大學生運動員進行動靜態平衡測試也得到相同的結論 ?［29］ 。

1.3 對心理能力的影響

一晚部分睡眠剝奪對運動員的認知能力可能會產生負面影響，具體表現為增加次日白天的主觀嗜睡 ?［28］ 、使運動員次日注意力水平降低 ?［35］ 、次日主觀疲勞指數提高 ?［36］ 、使運動員次日主觀自愿承受的訓練總負荷量大大降低 ?［37］ 和表現出更多抑郁和緊張等消極情緒 ?［38］ 等。這對于運動員日常訓練和賽前心理狀態調整是十分不利的，對于高水平運動員尤其是難美性項群運動員而言，部分睡眠剝奪所造成的次日過高的精神緊張會導致運動員在比賽中發揮失常；對于體能主導類項群的運動員來說，部分睡眠剝奪會顯著影響次日的訓練效果，使運動員抵觸高量和高強度的訓練計劃，從而引起機體機能的劣變。

2 兩種類型的部分睡眠剝奪對運動員運動能力的影響

在上述的研究中，學者們僅針對睡眠時長小于或等于6h的部分睡眠剝奪對運動員運動表現的影響進行研究。但是部分睡眠剝奪可能發生在運動員睡眠過程中不同的時段且不同時段的部分睡眠剝奪對運動員的運動表現影響也有所不同，由此部分學者將部分睡眠剝奪劃分為早起型部分睡眠剝奪（partial sleep deprivation at the end of the night， PSDEN）和晚睡型部分睡眠剝奪（partial sleep deprivation at the beginning of the night， PSDBN）。 早起型部分睡眠剝奪指的是受試者在正常時間入睡，并于凌晨提早清醒且睡眠時間不足6h的狀態；而晚睡型部分睡眠剝奪是指受試者推遲入睡時間，于正常起床時間清醒且睡眠時間不足6h的狀態（見圖1）。

由表2可知，在運動員姿勢控制 ?［34］ 、生理反應和血脂標志物 ?［39］ 方面，早起型部分睡眠剝奪和晚睡型之間無明顯差異。早起型部分睡眠剝奪對次日運動員人群的運動表現的危害可能較晚睡型嚴重。早起型部分睡眠剝奪可使次日下午運動員進行高強度運動和在運動中恢復的能力較晚睡型部分睡眠剝奪下降更多 ?［32］ ，同時早起型部分睡眠剝奪還可使運動員次日下午在無氧運動中的峰值功率 ?［28］ 、平均功率、肌肉力量較晚睡型降低 ?［26］ ，簡單反應時 ?［35］ 和主觀嗜睡 ?［28］ 較晚睡型增加。晚睡型部分睡眠剝奪僅在選擇性注意和持續性注意方面的影響大于早起型部分睡眠剝奪 ?［35］ 。

提示，早起型部分睡眠剝奪對運動員次日下午的運動表現，特別是在短時間高強度運動方面的影響大于晚睡型部分睡眠剝奪，而兩種類型的部分睡眠剝奪都不會影響運動員次日上午的運動表現。大型頂級賽事的決賽通常是在比賽地的下午或者晚上時間段舉行，而早起型部分睡眠剝奪又會顯著降低次日下午的運動表現，這對于以無氧供能運動為主的運動而言是十分不利的。因此教練員團隊應正確認識兩種類型部分睡眠剝奪的危害，結合心理、生理手段適時對出現部分睡眠剝奪癥狀的運動員進行及時的調控，以減小兩種部分睡眠剝奪對次日運動員運動表現的傷害。

3 睡眠剝奪對人體運動表現影響的可能機制探討

3.1 睡眠剝奪影響運動技能的可能機制

睡眠剝奪致使球類運動員傳球、擊球的準確性下降的可能機制是注意力水平的降低 ?［25， 40］ 。球類運動員在比賽和訓練中需要時刻保持較高水平的注意力水平，而睡眠剝奪導致的認知能力下降尤其是注意力水平下降可使運動員的傳擊球準確性下降。

3.2 睡眠剝奪影響體能的可能機制

力量素質是速度、耐力等人體運動素質的基礎，睡眠剝奪對力量素質的影響可能擴散影響至其他素質的表現。睡眠對維持肌肉質量具有重要的作用，一項針對三月齡雄鼠的96h睡眠剝奪試驗中，研究者發現96h睡眠剝奪減少了小鼠脛骨前肌的肌肉質量和肌纖維橫截面積，同時睪酮顯著減少、皮質酮顯著增加 ?［41］ 。另外一項對24名健康年輕男性進行了兩晚標準睡眠和五晚每晚4h睡眠限制干預實驗中，對干預前和干預后肌肉進行活檢以此評估肌纖維蛋白合成，研究發現與對照組相比，4h睡眠剝奪組肌纖維蛋白質降低了19% ?［42］ 。上述兩項實驗均證明了在動物模型中睡眠剝奪可使分解代謝激素分泌的增加和合成代謝激素分泌的減少，這種激素模式可能會影響蛋白質合成和蛋白質降解之間的平衡，致使肌肉質量的損失，最終導致肌肉力量的下降。同時，睡眠剝奪不僅可使肌肉力量下降，還可使神經肌肉疲勞增加。研究發現部分睡眠剝奪后空手道運動員的有反向蹲跳（CMJ）表現下降，而無反向蹲跳（SJ）無明顯差異 ?［36］ 。研究表明CMJ測試最適合檢測神經肌肉疲勞，因此推測睡眠剝奪后CMJ表現下降原因是神經肌肉疲勞 ?［43］ 。

睡眠剝奪后運動員耐力表現的下降，其可能機制是夜間清醒時額外的能量消耗降低了次日運動前的肌糖原水平 ?［44］ 。

睡眠剝奪后運動員平衡能力的降低已成為學者們的共識。睡眠剝奪后前庭系統效率的降低 ?［45］ 、人體主觀困意的增加 ?［46］ 以及視覺輸入處理速度的降低 ?［47］ 都將會影響人體的姿勢控制，使人體姿勢搖擺程度增加導致平衡能力下降。

3.3 睡眠剝奪影響心理能力的可能機制

急性睡眠剝奪會顯著影響人體認知水平已得到的學者的普遍支持，在行為層面體現為判斷的正確率降低和反應時的增加，對注意、執行和長時記憶等認知功能產生負面影響 ?［48］ ；在神經機制方面表現出額頂網絡、背側前扣帶回、前腦島等腦區激活程度的減弱，DMN相關腦區負激活程度的減弱，以及丘腦激活的“不穩定狀態” ?［49-51］ 。

急性睡眠剝奪將使個體積極情緒減少，更易產生抑郁、焦慮、憤怒的消極情緒 ?［52-53］ ，增加主觀疲勞感 ?［54］ ，使運動員抵觸長時間、高強度的枯燥訓練，這在體能類項目中較為明顯。造成這一現象的神經機制是杏仁核的過度激活，內側前額葉激活程度的減弱，杏仁核與內側前額葉功能連接的減弱，以及背側前扣帶回激活程度的增強和前腦島激活程度的減弱 ?［50， 55］ 。

3.4 早起型部分睡眠剝奪較晚睡型對運動表現損害更大的可能機制

PSDEN對運動員次日下午的短時間高強度運動表現的損害大于PSDBN，其生理機制可能是如下幾個方面：（1）葡萄糖代謝。人體在清醒狀態下的葡萄糖代謝速度最快，其次是快速眼動睡眠階段，非快速眼動睡眠階段葡萄糖代謝最慢 ?［56］ 。人體在夜間睡眠遵從非快速眼動睡眠-快速眼動睡眠交替循環的規律，在夜間睡眠后期快速眼動睡眠和非快速眼動睡眠占據主導，此時人體葡萄糖代謝速度較慢。若此時過早清醒可能會導致更大的糖原消耗，糖原又是短時間高強度運動的主要供能物質，因此可能在一定程度上降低人體對短時間高強度運動的表現。（2）快速眼動睡眠的缺失。研究發現快速眼動睡眠期間出現肌肉緊張，其主要作用是提高肌肉效率和恢復 ?［57］ 。快速眼動睡眠在夜間睡眠后半段占據主導，過早清醒導致快速眼動睡眠階段的減少可能致使肌肉恢復不佳從而對運動表現產生負面影響。（3）肌肉損傷和炎癥。一項研究表明肌酸激酶和肌紅蛋白在PSDEN后升高而在PSDBN后無明顯變化，PSDEN后所造成的心臟和肌肉損傷可能大于PSDBN ?［39］ 。同時，研究者發現PSDEN后短時間高強度運動所引起的炎癥更大 ?［28］ 。由此可推測，PSDEN后較大的肌肉損傷和炎癥可能在一定程度上削弱運動表現。

4 結論與建議

4.1 結 論

部分睡眠剝奪可能對運動員人群次日的運動表現產生負面影響，具體表現為傳接球和擊發球準確性下降、最大力量下降、反應時間增加、無氧表現下降和平衡能力削弱，同時可使運動員注意力下降、疲勞感增加和產生較多的消極情緒。早起型部分睡眠剝奪對運動員次日下午的運動表現，特別是在短時間高強度運動方面的負面影響大于晚睡型部分睡眠剝奪，而兩種類型的部分睡眠剝奪都不會影響運動員次日上午的運動表現。

4.2 建 議

加強運動員人群的睡眠教育，養成良好的睡眠習慣；將運動員睡眠健康列入日常訓練計劃，進行長期監控；對已經出現睡眠剝奪癥狀的運動員可采取午睡、咖啡因和褪黑素攝入等方法降低部分睡眠剝奪所帶來的的危害。

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