年龄与性别对递增负荷骑行测试后运动性疲劳特征的独立影响机制研究

这篇研究通过对比老年与青年、男性与女性在递增负荷骑行测试(RI)后的疲劳特征，揭示了年龄和性别对运动性疲劳(performance fatigability)的独立影响机制。研究发现：年轻受试者比老年人表现出更明显的收缩功能(Db100/Qtwpot )下降；男性比女性出现更显著的自主激活(VA)降低；而最大自主收缩力(IMVC)同时受年龄和性别双重影响。研究创新性地采用定制化电磁制动功率车，首次在VO2 max测试框架下证实了运动性疲劳的年龄-性别差异特征。

　　

引言

衰老常伴随日常生活活动能力和功能储备的下降，但其对运动诱发疲劳的影响机制仍存争议。研究特别关注60岁以上老年人与18-35岁年轻人在递增负荷骑行测试(RI)后的表现差异，该测试作为评估心肺适能的黄金标准，能诱发最大有氧功率输出(PO_peak
)和代谢扰动。现有证据表明，老年人在80%PO_peak
强度运动后表现出比年轻人更轻微的收缩功能下降，这可能与老年人较低的糖酵解活性和整体代谢需求有关。

性别因素同样影响疲劳反应模式：年轻女性在亚最大强度运动中表现出比男性更轻微的收缩功能下降，这种差异被认为与女性更依赖氧化磷酸化的代谢特征相关。然而，关于年龄和性别在最大有氧能力测试中是否存在交互作用，此前尚未有系统研究。

方法

研究纳入13名老年女性(66±5岁)、13名老年男性(68±4岁)、11名年轻女性(25±5岁)和12名年轻男性(25±4岁)。采用定制化电磁制动功率车进行20W/min斜率的RI测试至力竭，测试前后通过股神经电刺激评估膝关节伸肌的等长最大自主收缩力(IMVC)、自主激活(VA)和收缩功能指标(Db100、Db10:100比值和Qtw_pot
)。创新性的实验设计允许在运动停止后26毫秒内开始疲劳评估，最大限度减少恢复效应。

结果

基础特征：年轻组VO₂
max显著高于老年组(绝对值p<0.05)，但按体重校正后性别差异消失。老年组血乳酸([Lac]_b
)峰值显著低于年轻组(3.8±1.3 vs 7.9±2.1 mmol/L)。

疲劳反应：

1. IMVC下降幅度呈现年龄(年轻组-35.5% vs 老年组-24.5%)和性别(男性-35% vs 女性-25%)双重差异(p<0.01)
2. 收缩功能指标显示：年轻组Qtw_pot
   下降较老年组更显著(-48.5% vs -30%，p=0.01)，但无性别差异(p=0.59)
3. VA仅显示性别差异(男性-10% vs 女性-6%，p=0.03)，年龄效应不显著(p=0.11)
4. 所有指标均未发现年龄×性别交互作用(p≥0.06)

讨论

研究发现的最大价值在于揭示了RI测试后疲劳反应的"分层模式"：收缩功能主要受年龄调控，而VA变化主要由性别决定。这种分离现象可能反映不同的生理机制：

1. 代谢基础：老年人较低的[Lac]_b
   积累(较年轻人低52%)可能减轻了肌浆网Ca²⁺
   释放障碍，这与Sundberg等提出的"代谢经济性"假说一致。
2. 神经调控：男性更大的VA下降可能与Ⅲ/Ⅳ类肌肉传入神经对代谢产物的敏感性相关，Hureau等通过³¹
   P-MRS研究曾报道类似现象。
3. 方法学创新：采用Db100代替传统强直刺激的方案，在临床人群中实现了对兴奋-收缩耦联障碍的安全评估，虽然Ruggiero指出该方法可能低估低频疲劳程度。

值得注意的是，研究样本均为身体活跃个体(Godin问卷评分>24)，这可能部分解释了老年组相对保留的VA功能——与Rozand的元分析发现一致，即训练可延缓年龄相关的自主激活下降。

结论

该研究首次在最大有氧能力测试框架下证实：

1. 年龄主要影响外周收缩功能，年轻人比老年人更易出现Db100和Qtw_pot
   下降
2. 性别主要调控中枢驱动，男性VA下降幅度显著大于女性
3. 两种效应独立存在，未发现交互作用
   这些发现为制定年龄和性别特异性的运动处方提供了重要生理依据，特别在预防老年衰弱和优化运动员训练方面具有应用价值。