高强度耐力跑后数小时内的神经肌肉疲劳与感知疲劳度取决于运动方案

《European Journal of Sport Science》：Neuromuscular Fatigue and Perceived Fatigability in the Hours Following a High-Intensity Endurance Running Depend on the Exercise Protocol

　　

本研究调查了不同高强度耐力跑方案下的神经肌肉疲劳与感知疲劳度。12名男性（均值±标准差；VO?max：52.2±6.9 mL/kg/min）跑约8.0 km：（i）在呼吸代偿点对应速度（vRCP；5×8 min段落——RUN???%RCP）；（ii）vRCP之上30%（10×3 min段落——RUN???%RCP）；（iii）vRCP之上50%（20×80 s段落——RUN???%RCP）。运动前及运动后6 h内，评估膝伸肌的自主收缩与诱发收缩，同时评估疲倦感、腿部疼痛和感知恢复。所有方案后，自主激活（voluntary activation）在运动后长达4 h仍受抑制，而自主峰值力（voluntary peak force）在至少6 h内降低（p<0.05）。其他神经肌肉功能标志物依据方案不同程度降低（p<0.05）。任何神经肌肉功能标志物均未观察到时间×方案交互作用（p>0.05）。聚合数据（方案效应，p<0.05）显示，RUN???%RCP后股外侧肌（vastus lateralis）神经驱动（RMSVL/Mwamp）降低更显著（?20%），相比RUN???%RCP（?3%）与RUN???%RCP（?7%）；且RUN???%RCP后晚期用力发展率（late rate of force development, RFD; 100–200 ms）与收缩功能（Qtwpot）降低更显著（分别为?18%与?8%），优于RUN???%RCP（分别为?8%与?2%）。所有方案后腿部疼痛与疲倦感在至少6 h内维持升高（p<0.05）。RUN???%RCP后长达4 h内的腿部疼痛与至少6 h内的疲倦感均大于RUN???%RCP（时间×方案交互；p<0.05）。运动方案的选择影响高强度耐力跑后数小时内股外侧肌神经驱动的降低程度、膝伸肌收缩功能损害及感知疲劳度。

该研究发表于《European Journal of Sport Science》。目前关于高强度耐力跑引发疲劳的机制研究多借用骑行等周期运动项目的结论，但由于跑步更依赖拉伸—缩短循环（stretch-shortening cycle, SSC）与弹性势能再利用，其代谢与神经肌肉需求与骑行存在本质差异，且既往仅有的跑步疲劳研究未对不同方案进行直接比较，感知疲劳度在不同跑步方案中的反应亦属空白。为此，研究人员开展了一项对照研究，在匹配总跑量（约8.1 km）前提下，比较在呼吸代偿点对应速度（vRCP）、vRCP之上30%、vRCP之上50%三种不同强度与间歇结构的跑步方案对膝伸肌神经肌肉功能及感知疲劳度在运动后6小时内恢复轨迹的影响，得出神经肌肉中枢与外周末梢损害模式及感知疲劳程度均随运动方案不同而呈现特异性变化，该发现对单次训练日内多跑次安排及短期恢复管理具有实践意义。

为开展研究，研究人员招募15名健康业余跑者（最终完成12名男性，周跑量15–40 km），排除神经、心血管与肌肉骨骼疾病者，采用自身随机交叉设计，在72–96 h间隔内完成一次递增负荷测试以确定vRCP，并依次完成三种高强度跑步方案：RUN???%RCP（5×8 min，间歇0.5 min）、RUN???%RCP（10×3 min，被动休息4.5 min）、RUN???%RCP（20×80 s，被动休息160 s）。在基线与运动后即刻、1、2、4、6 h评估膝伸肌最大等长自主收缩（iMVC）、外周电刺激诱发的收缩特性（包括单刺激峰力Qtw_pot、高频双刺激力Db100_F、低频/高频比Db10_F/Db100_F）、表面肌电记录的股外侧肌均方根（RMS_VL）与M波振幅（Mw_amp）及其比值（RMS_VL/Mw_amp反映神经驱动）、用力发展率（RFD_{0–50 ms}、RFD_{100–200 ms}）、通过 twitch interpolation 计算的自主激活（VA）；同时在相应时点采集腿部疼痛、疲倦感与感知恢复的视觉量表评分，运动中记录摄氧量（V?O?）、通气量（V?E）、血乳酸浓度（[La?]）与自觉疲劳度（RPE），所有数据以重复测量方差分析处理。

3 Results

3.1 Metabolic, Respiratory, and Perceptual Responses During RUN???%RCP, RUN???%RCP, and RUN???%RCP

研究人员在运动中测得V?O?、V?E、[La?]、RPE、疲倦感与腿部疼痛均随时间显著上升（p<0.01），且存在方案主效应与时间×方案交互（p<0.01）：RUN???%RCP 全程的V?O?、V?E、[La?]、RPE与疲倦感均低于RUN???%RCP与RUN???%RCP，RUN???%RCP在40%–100%运动阶段V?E高于RUN???%RCP，表明高强度间歇方案引发更显著的代谢与感知负荷。

3.2 Neuromuscular Function After RUN???%RCP, RUN???%RCP, and RUN???%RCP

所有方案后，膝伸肌自主峰值力（iMVC_Force）在至少6 h内降低，自主激活（VA）在长达4 h内受抑（p<0.05），但无时间×方案交互。聚合6 h数据发现方案主效应显著：股外侧肌神经驱动（RMS_VL/Mw_amp）在RUN???%RCP降低最显著（?20%），大于RUN???%RCP（?3%）与RUN???%RCP（?7%）；晚期用力发展率（RFD_{100–200 ms}）与单刺激峰力（Qtw_pot）在RUN???%RCP降低更显著（分别为?18%、?8%）优于RUN???%RCP（分别为?8%、?2%），提示不同方案分别偏好引发中枢神经驱动下降或末梢收缩功能损害。

3.3 Perceived Fatigability After RUN???%RCP, RUN???%RCP, and RUN???%RCP

腿部疼痛与疲倦感在所有方案后至少6 h内高于基线（p<0.01），存在方案主效应与时间×方案交互：RUN???%RCP后腿部疼痛在长达4 h内、疲倦感在至少6 h内均高于RUN???%RCP（p≤0.01），而感知恢复在各时点与方案间均无差异（p>0.65）。

讨论部分指出，本研究首次证明高强度耐力跑后数小时内的神经肌肉疲劳成分与感知疲劳度依运动方案而异：RUN???%RCP（接近节奏跑的连续高强度方案）引发更显著的股外侧肌神经驱动下降，可能与低代谢干扰下中枢调节机制有关；RUN???%RCP（高强度短间歇方案）因更高强度导致代谢产物累积与机械微创伤，造成更明显的膝伸肌末梢收缩功能受损（Qtw_pot、RFD_{100–200 ms}）及更持久的腿部疼痛与疲倦感；而各方案对自主峰值力与自主激活的时间进程影响相似，提示总跑量匹配时峰值力丧失程度接近，但潜在中枢与末梢机制分配不同。作者认为跑步与骑行的神经肌肉需求差异限制既有结论外推，本结果可优化同日多次跑训或技术战术合练间的恢复安排。

结论部分翻译：最大等长膝伸肌力、自主激活（以twitch interpolation技术测量）与感知恢复在RUN???%RCP、RUN???%RCP与RUN???%RCP后至少6 h内均呈相似受损。然而，至运动后6 h的聚合数据显示，RUN???%RCP后股外侧肌神经驱动（RMS_VL/Mw_amp）较RUN???%RCP与RUN???%RCP降低更多；而RUN???%RCP后膝伸肌收缩功能损害（RFD_{100–200 ms}与Qtw_pot降低）较RUN???%RCP更显著。RUN???%RCP后腿部疼痛在长达4 h内、疲倦感在至少6 h内亦较RUN???%RCP更大。这些新发现表明高强度耐力跑后数小时内神经肌肉疲劳的潜在方面与感知疲劳度取决于运动方案。该知识可能特别有助于在严苛日程（如同日重复跑或额外训练课）中优化短期恢复管理。