血流限制训练联合电刺激对膝骨关节炎足球运动员肌肉功能与运动表现的协同增效作用

本研究针对膝骨关节炎（KOA）足球运动员无法承受高强度训练的困境，创新性地将血流限制训练（BFRT）与电肌肉刺激（EMS）相结合。通过8周低强度抗阻训练干预，发现BFRT+EMS联合干预显著改善肌肉力量（PT）、肌肉激活（RMS）和横截面积（CSA），并有效提升10米/20米冲刺、下蹲跳（CMJ）和伊利诺伊敏捷测试（IAT）表现，为KOA运动员康复训练提供了安全有效的解决方案。

　　

膝骨关节炎（KOA）作为一种退行性关节疾病，不仅导致关节疼痛、僵硬和功能障碍，更严重的是会显著增加心血管事件、深静脉血栓栓塞和全因死亡率的风险。全球范围内有超过3亿OA患者，而中国40岁以上人群的原发性OA患病率高达46.3%。在足球运动员群体中，KOA更被视为一种职业疾病——频繁的加速、减速、变向和跳跃动作使膝关节承受巨大生物力学压力，前交叉韧带和半月板损伤等常见足球伤害更是KOA发生的重要诱因。

传统的高强度抗阻训练（≥70% 1RM）虽能有效增强肌肉力量，但对KOA患者而言往往因疼痛而难以实施。血流限制训练（BFRT）和电肌肉刺激（EMS）作为两种新兴康复技术，分别通过局部缺血诱导的代谢应激和电脉冲引发的肌肉收缩，在低负荷条件下模拟高强度训练效果。然而，单一模式的局限性促使研究者探索二者结合的可能性：BFRT主要通过代谢应激和机械张力促进肌肉肥大，但对神经肌肉功能的改善有限；EMS则能有效增强神经募集能力，但对肌肉体积的增大效果不明显。

在这项发表于《Scientific Reports》的研究中，成都体育学院的研究团队招募了64名被诊断为KOA的男性足球运动员（均为国家二级运动员），随机分为四组：对照组（CTR，n=16）、单纯BFRT组（n=16）、单纯EMS组（n=16）以及BFRT+EMS联合组（CMB，n=16）。所有组别均进行为期8周、每周4次的低强度（25% 1RM）深蹲训练，差异仅在于是否附加BFRT（使用加压袖带在腹股沟处施加200-350 mmHg压力）和/或EMS（参数：75Hz频率、400μs脉宽、50mA强度、3s开/3s关的 duty cycle）。研究通过10米/20米冲刺、下蹲跳（CMJ）、伊利诺伊敏捷测试（IAT）评估运动表现，利用等速肌力测试仪测量峰值力矩（PT），表面肌电系统记录均方根值（RMS）反映肌肉激活程度，超声成像测量股直肌横截面积（CSA）评估肌肉体积变化。

关键技术方法包括：1）采用随机数余数分组法实现随机化分组；2）使用定制加压袖带实施BFRT（根据腿围精确控制压力）；3）采用双通道电刺激设备进行EMS干预（电极贴置于股内侧肌和股外侧肌运动点）；4）通过光电计时系统、等速肌力测试仪、表面肌电系统和超声成像等设备多维度评估效果；5）所有评估由对分组不知情的研究人员执行。

速度表现：联合干预组（CMB）在10米冲刺表现上显著优于对照组（p<0.001，ES=1.319），而单纯BFRT和EMS组未显示统计学差异。在20米冲刺中，CMB组不仅显著快于对照组（p<0.001，ES=2.067），也优于BFRT组（p=0.015，ES=0.913）和EMS组（p<0.001，ES=1.455），显示出明确的协同效应。

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跳跃能力：CMB组在下蹲跳（CMJ）高度上的改善显著超过所有其他组别（vs CTR: p<0.001, ES=-2.700；vs BFRT: p=0.019, ES=-0.876；vs EMS: p<0.001, ES=-1.402），表明联合干预对爆发力的提升具有独特优势。

敏捷性：伊利诺伊敏捷测试（IAT）结果显示，CMB组敏捷性改善显著优于BFRT组（p=0.009, ES=0.993）、EMS组（p=0.018, ES=0.884）和对照组（p<0.001, ES=2.562），而两个单一干预组间无显著差异。

肌肉力量：在峰值力矩（PT）评估中，CMB组表现出最强的肌力增益，显著优于BFRT组（p<0.001, ES=-1.334）、EMS组（p<0.001, ES=-1.966）和对照组（p<0.001, ES=-4.323）。值得注意的是，BFRT组的肌力改善也显著优于EMS组（p=0.032, ES=0.797），提示在增强肌力方面BFRT可能比EMS更有效。

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肌肉激活：EMS和CMB组在肌电均方根值（RMS）上均显著高于BFRT组（EMS: p=0.019, ES=-0.876；CMB: p<0.001, ES=-1.252）和对照组（EMS: p<0.001, ES=-1.979；CMB: p<0.001, ES=-2.327），但两组间无显著差异，表明EMS是驱动神经肌肉募集改善的主要因素。

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肌肉体积：BFRT和CMB组在股直肌横截面积（CSA）上的增长显著优于EMS组（BFRT: p=0.014, ES=0.918；CMB: p=0.004, ES=3.399）和对照组（BFRT: p=0.008, ES=-1.014；CMB: p=0.002, ES=-1.204），但BFRT与CMB组间无差异，表明肌肉肥大效应主要归功于BFRT成分。

研究结论表明，BFRT与EMS的结合创造了独特的协同效应：BFRT通过代谢应激（缺氧/酸中毒）刺激胰岛素样生长因子-1（IGF-1）释放，激活PI3K/Akt/mTORC1信号通路促进肌肉蛋白质合成；EMS则通过电诱发收缩直接磷酸化Akt/mTORC1，同时抑制泛素-蛋白酶体途径减少肌肉蛋白质分解。两者联合显著放大了下游效应因子（S6激酶1和核糖体蛋白S6）的磷酸化水平，共同促进净蛋白质积累。在纤维类型转化方面，EMS慢性促进快肌纤维（MyHc-IIb/IIx）向慢肌纤维（MyHc-IIa/I）表型转变，而BFRT通过代谢应激优先募集高阈值II型纤维，共同优化了纤维类型转化和募集模式。

这项研究的重要意义在于为KOA运动员提供了安全有效的替代训练方案，使他们在无法承受高强度训练的情况下仍能显著改善肌肉功能和运动表现。联合干预通过不同的机制互补——BFRT主要驱动肌肉肥大，EMS主要增强神经募集——最终实现1+1>2的效果。该方案不仅适用于足球运动员，也可能推广到其他需要避免高负荷训练的KOA人群，包括老年患者和术后康复者。未来研究可延长干预周期、纳入女性运动员，并进一步探索该方案对损伤预防的长期影响。