肌酸单水合物(CrM)补充对肢体固定与康复期间瘦体重、肌肉大小和肌肉性能影响的系统评价

《Experimental Physiology》:Effects of creatine supplementation on lean mass, muscle size and muscle performance during immobilisation and rehabilitation: A systematic review

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月30日 来源:Experimental Physiology 3.0

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  肌酸单水合物(CrM)补充在运动人群中已有公认的益处;然而,其在失用期及后续康复期间的疗效仍不明确。本系统评价评估了CrM补充在失用和康复期间对肌肉大小、瘦体重和肌肉性能(力量、功率、耐力)的影响。依据PRISMA指南,研究人员检索了PubMed、Scopus

  
肌酸单水合物(CrM)补充在运动人群中已有公认的益处;然而,其在失用期及后续康复期间的疗效仍不明确。本系统评价评估了CrM补充在失用和康复期间对肌肉大小、瘦体重和肌肉性能(力量、功率、耐力)的影响。依据PRISMA指南,研究人员检索了PubMed、Scopus、Web of Science和Cochrane Library,检索时间从建库至2026年3月。共纳入6项随机安慰剂对照试验(n = 118,平均年龄:15–24岁,失用模型:1–2周肢体固定)。两项研究报告了失用期间CrM与安慰剂组股四头肌横截面积(CSA;通过CT或NMR成像评估)的下降幅度相当(?5.6% vs. ?5.5%;?11.0% vs. ?9.4%),而另外两项研究报告CrM补充组下肢瘦体重下降更少(?5.6% vs. ?8.9%)或上肢瘦体重得以保持(0.9% vs. ?3.7%)(通过生物电阻抗分析(BIA)或双能X射线吸收测量法(DXA)评估)。这些对比性发现可能反映了BIA/DXA的局限性,包括水合效应,而非肌肉组织的保留。对肌肉性能的影响不一致,CrM补充在上肢模型中观察到有利结果,但在下肢模型中未观察到。四项研究包含恢复期,其中三项采用基于抗阻的康复训练。两项研究报告了CrM补充在股四头肌CSA(21.3% vs. 14.3%)、下肢瘦体重(5.6% vs. 3.8%)、功率(52.2% vs. 35.2%)和力量(28.7% vs. 22.8%)方面有更大的增加。当前证据并未一致支持CrM补充作为减轻失用诱导的肌肉萎缩、瘦体重丢失或肌肉性能下降的有效对策。CrM补充是否对失用后的康复产生有意义的影响,特别是在面临失用性萎缩和恢复不完全风险较高的老年人和临床人群中,值得进一步研究。
1 引言

骨骼肌是功能能力、代谢健康和发病风险的重要决定因素。保持肌肉质量和功能对于维持独立性、降低慢性病风险至关重要,尤其在老龄化和临床人群中。骨骼肌可塑性高,对机械刺激反应迅速,但也使其易受失用影响。短期失用如卧床、肢体固定或日常活动显著减少,会导致肌肉蛋白合成下降、萎缩加速,并伴随神经肌肉功能受损、线粒体改变和胰岛素敏感性下降。在老年人群中,反复失用可能加剧与年龄相关的肌肉质量与力量下降,增加肌少症和功能依赖风险。由于失用在临床和日常情境中常见,识别能够减轻或预防失用性肌萎缩的策略具有重要的临床和公共卫生意义。抗阻运动是维持肌肉质量的最强刺激,但在固定或疾病期间常不可行,因此营养策略可能更具可操作性。肌酸单水合物(CrM)补充因其在骨骼肌能量代谢中的重要作用而被提出作为潜在策略。肌酸(Cr)-磷酸肌酸(PCr)系统是ATP的快速缓冲系统,能在代谢需求增加时提供能量。此外,CrM可能通过渗透作用导致细胞肿胀,提供合成代谢刺激;还可能影响合成代谢转录因子和卫星细胞活性,参与肌肉再生修复。CrM也可能改善神经肌肉功能,如力-速度特性、传导速度和疲劳。然而,失用期间肌肉PCr含量可能下降,补充CrM或许能维持能量缓冲能力。运动人群中CrM补充可增强抗阻运动带来的瘦体重和力量增益,但在失用或康复期间是否同样有效尚不清楚。康复期与常规训练生理状态不同,因此需要专门评估。目前缺乏系统性证据合成,现有研究结果异质,故本系统评价旨在评估CrM补充对失用和康复期间肌肉大小、瘦体重和肌肉性能的影响。

2 方法

本系统评价遵循系统评价和荟萃分析首选报告项目(PRISMA)指南,方案已在国际前瞻性系统评价注册库(PROSPERO)注册。检索策略由两名独立研究者实施,检索PubMed、Scopus、Web of Science和Cochrane Library,时间从建库至2026年3月。检索式包括“creatine monohydrate AND (hypokinesia OR hypoactivity OR muscle disuse OR disuse atrophy OR immobiliz* OR immobilis* OR bed rest OR bedridden OR bedrest OR head-down tilt)”,并手工检索参考文献。纳入标准为:(1)随机对照试验;(2)CrM与安慰剂比较;(3)评估肌肉大小、瘦体重和性能相关指标;(4)健康参与者。排除非人类研究、慢性疾病患者、无全文或非英文研究。两名作者独立提取资料,包括发表信息、设计、样本、干预剂量与时间、结局指标及评估方法。使用Cochrane偏倚风险2(RoB2)工具评估随机化过程、偏离干预、缺失数据、结果测量和结果选择等领域的偏倚风险。由于研究数量有限及方法学异质性,采用叙述性综合。

3 结果

初步检索获得100篇文献,去除66篇重复后,34篇进入筛选,其中24篇根据题目和摘要被排除。评估10篇全文,2篇为非人类研究、2篇无相关结局,最终纳入6项随机安慰剂对照试验。研究发表于2001至2018年,主要在欧洲和北美进行。大多数为双盲安慰剂对照设计,一项为单盲交叉设计。样本量从7到27不等,参与者主要为15至24岁的健康年轻人。所有研究都采用1至2周的上下肢固定模型。三项研究在固定后纳入结构化抗阻康复训练(4至10周),一项为1周被动恢复。CrM给药多为每日20克负荷5至7天,之后维持3至5克每天;仅一项研究在固定前进行预负荷。结局指标包括肌肉大小(CT或NMR测CSA)、瘦体重(DXA或BIA)、肌肉性能(1RM、测力计或测功计测试)。

3.1 失用期间CrM补充的效果

3.1.1 肌肉大小和瘦体重

两项使用CT或NMR评估股四头肌CSA的研究显示,CrM组与安慰剂组在1或2周固定后CSA下降幅度相当(?5.6% vs. ?5.5%;?11.0% vs. ?9.4%)。两项使用BIA或DXA的研究则报告CrM组下肢瘦体重下降更少(?5.6% vs. ?8.9%)或上肢瘦体重得到保持(+0.9% vs. ?3.7%)。这些不一致可能源于评估方法差异,BIA/DXA易受水合状态影响,不能区分肌肉组织与其他瘦体重成分,因此有利结果应谨慎解读。

3.1.2 肌肉性能

下肢固定研究显示,CrM补充对膝伸肌力量、功率或等长力矩的下降无显著改善。上肢固定研究则显示,CrM补充显著减轻了肘屈肌和伸肌的力量及耐力下降,另一项研究显示腕屈肌耐力下降幅度较小(趋势性差异)。总体而言,下肢模型未显示益处,上肢模型可能有保护作用,但证据有限且不确定。

3.2 康复期间CrM补充的效果

3.2.1 肌肉大小和瘦体重

一项使用NMR的研究报告,在3至10周抗阻康复期间,CrM组股四头肌CSA增加幅度高于安慰剂组(+15%至+21.3% vs. +9.2%至+14.3%)。一项使用BIA的研究报告,CrM组下肢瘦体重恢复更佳(+1.9%至+5.6% vs. +1.6%至+3.8%)。然而,仅包含被动恢复的研究未发现股四头肌CSA恢复差异(+1.1% vs. +2.0%)。

3.2.2 肌肉性能

在康复期,CrM组在膝伸肌功率(+41.6%至+52.2% vs. +27.8%至+35.2%)、膝伸肌耐力(+20.2% vs. +7.8%)和跖屈肌力矩(+10.4%至+28.7% vs. +7.1%至+22.8%)方面表现出更大的改善。但一项研究报告膝伸肌最大力矩恢复在组间无差异。总体而言,有限证据提示CrM与抗阻康复结合可能改善部分性能指标,但结论尚不稳固。

3.3 风险偏倚

四项研究(基于RoB2)被评判为低偏倚风险,两项研究因偏离预期干预和结果测量偏倚引起一些担忧。总体证据偏倚风险较低,但对有担忧的研究结果需谨慎解释。

4 讨论

4.1 主要发现

4.1.1 失用

本评价最一致的发现是CrM补充不能防止下肢固定期间的肌肉大小(股四头肌CSA)丢失。两项直接测量肌肉形态的研究均未显示保护作用。而采用DXA/BIA的瘦体重研究显示部分有利结果,但这些结果可能受水合状态影响,不能视为肌肉组织保存的直接证据。肌肉性能结果也不一致:下肢固定研究大多无益,上肢固定研究有部分益处,但其中两项有利研究样本量小且有一定偏倚风险。因此,当前证据不支持CrM补充作为短期失用期间减缓肌萎缩或性能下降的有效措施。

4.1.2 失用康复

四项研究包含恢复期,其中三项采用结构化抗阻康复。一项研究报告CrM组在康复中股四头肌CSA恢复更佳,另一项报告下肢瘦体重恢复更佳,同时这两项研究还报告了力量、功率或耐力的改善。但另一项研究报告最大肌力恢复无差异。由于研究数量少、样本人群和方法学异质性,无法就CrM在失用康复中的疗效做出可靠结论。

4.2 机制考虑

CrM可能通过多种机制影响失用期及再负荷期的肌肉。有研究提示CrM可防止固定期间肌肉GLUT4蛋白含量下降,并促进康复期GLUT4和糖原恢复。也有研究表明CrM可降低亮氨酸氧化和血浆亮氨酸出现速率,提示可能减少蛋白质分解。但这些代谢效应并未在失用期转化为一致的肌肉大小保护。在康复期,机械负荷恢复增加了代谢需求,Cr-PCr系统的缓冲功能变得重要;CrM还可能通过细胞水合作用、胰岛素样生长因子、成肌转录因子、卫星细胞活性以及mTOR通路相关标志物支持合成代谢,但尚无直接证据表明这些通路介导了失用康复的恢复。因此,CrM在康复期可能有效的机制仍不确定。

4.3 证据局限与未来研究方向

现有证据受限于研究数量少、样本量小和方法学异质性。不同研究在固定肢体、持续时间、失用严重度、补充方案和康复策略上存在差异,限制了直接比较。此外,部分研究对象为健康年轻人,其恢复通常较快,因此结果难以推广到老年人和临床人群,后者肌肉丢失更多、恢复更慢且后果更严重。未来研究应纳入这些高风险人群,并探索太空飞行或高水平运动等其他失用情境。研究还应在机制层面包括肌肉肌酸含量和合成代谢信号标志物,以阐明生理途径。还应进一步评估预康复策略,即在计划性固定前启动CrM负荷是否能减轻早期快速萎缩;然而,目前唯一进行预负荷的研究未显示对股四头肌CSA或力量的保护作用。最后,采用高分辨率影像学方法和临床相关功能测试,并报告测量误差和最小可检测变化,将有助于提高研究间的可比性和结果的解释。

4.4 结论

现有证据不支持CrM补充能预防或减轻短期固定诱导的肌肉萎缩,其对肌肉性能的影响也不一致。有限的抗阻康复期证据提示CrM可能对部分肌肉大小、瘦体重和性能指标产生积极影响,但由于证据基础薄弱且异质性高,无法得出可靠结论。需要进行更多研究,以确定CrM补充是否对失用后康复有实际意义,以及其效应是否延伸到失用相关肌肉衰退风险更高的人群。
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