《European Journal of Applied Physiology》:Comparing high-intensity resistance training incorporating periodic eccentric-only exercise with blood flow restriction training in older men: physiological responses and exercise feasibility
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本研究旨在比较高强度抗阻训练(high-intensity resistance training,HIRT)结合周期性离心运动与血流限制训练(blood-flow restriction training,BFRT)在老年男性中的可行性、力量适应性及生理效应
本研究旨在比较高强度抗阻训练(high-intensity resistance training,HIRT)结合周期性离心运动与血流限制训练(blood-flow restriction training,BFRT)在老年男性中的可行性、力量适应性及生理效应。研究方法采用三组随机对照试验,共纳入63名老年男性,分别分配至下肢HIRT组、BFRT组或非运动对照组,干预持续12周。BFRT组训练强度为40%一次最大重复值(one-repetition maximum,1RM),HIRT组则以1:3的比例交替进行120% 1RM的纯离心运动和80% 1RM的传统抗阻运动。结局指标包括主观疲劳度(ratings of perceived exertion,RPE)、延迟性肌肉酸痛(delayed onset muscle soreness,DOMS)、乳酸(lactate)和肌酸激酶(creatine kinase,CK)水平、1RM以及不良事件。结果显示,BFRT组与更高的RPE评分、更频繁的训练至力竭以及更大的乳酸反应相关;HIRT组的离心训练则导致更高的DOMS和CK水平。两种干预均显著改善了1RM(相较于对照组),其中HIRT在腿部伸展和腿举练习中表现出更大的力量增益。不良事件方面,BFRT组出现血压升高(n=1)和头痛(n=2),HIRT组出现膝关节疼痛(n=2)。结论表明,两种干预均有效,但施加了不同的生理需求:BFRT诱导更大的代谢应激,而HIRT诱导更大的机械应激。HIRT可带来略高的力量增益,而BFRT仍是无法进行高负荷运动者的可行替代方案。纳入离心运动可能进一步优化适应性并管理肌肉损伤。
论文解读文章
一、研究背景与目的
随着年龄增长,老年人下肢肌肉质量与力量的下降与身体功能障碍、生活质量降低乃至死亡风险增加密切相关。世界卫生组织推荐老年人每周至少进行两天抗阻训练,而高强度抗阻训练(HIRT,即负荷超过70%一次最大重复值(1RM)的训练)被认为是对抗年龄相关肌肉流失的最有效策略之一。将离心运动(eccentric-only exercise,EOE)整合到HIRT项目中已被证实对老年人尤为有益,因为离心运动在日常活动中(如下楼梯、坐入椅子)扮演重要角色,且能使肌纤维承受更高机械负荷,从而显著提升力量。然而,离心运动也伴随着更大的肌肉损伤风险,表现为肌肉酸痛、力量下降及血液肌酸激酶(CK)水平升高,尤其在未经此类训练的个体中更为明显。因此,学术界对于离心训练在老年人中的可行性仍存争议。
另一方面,低负荷(40% 1RM)结合血流限制训练(BFRT)被提出作为HIRT的替代方案。BFRT通过在肢体近端施加外部压力(如充气袖带),限制静脉回流并部分减少动脉流入,诱导肌肉缺氧和代谢物积累,从而在不使用高负荷的情况下促进力量和肥大增益。但BFRT也可能因快速累积的代谢产物(如乳酸)而导致更高的不适感和疲劳感知,影响长期依从性。
目前尚不清楚HIRT(包含周期性EOE与传统抗阻训练(RE))与BFRT在老年人中的可行性、安全性、运动诱发的肌肉损伤及主观疲劳度方面的具体差异。为此,研究人员开展了这项三组随机对照试验,旨在:(1)报告HIRT和BFRT两组参与者的训练依从性和不良事件发生率;(2)描述12周干预期间反复高负荷EOE后的延迟性肌肉酸痛(DOMS)和CK反应;(3)比较两种训练条件之间的主观肌肉疼痛、RPE、CK和乳酸水平。
二、主要关键技术方法
- 1.
研究设计与分组:采用平行三组随机对照试验设计,于立陶宛体育大学招募63名60-78岁男性。通过最小化法(以基线手握力为预后变量)将参与者分配至HIRT组、BFRT组或非运动对照组。
- 2.
干预方案:两组均进行为期12周、每周两次的下肢抗阻训练(含腿举、腿部伸展和腿弯举)。BFRT组以40% 1RM强度训练,使用SmartCuffs 3.0 PRO Elite系统在大腿近端放置4英寸充气袖带,初始加压至个体动脉闭塞压(ALOP)的50%,每周递增10个百分点至第4周达到80% ALOP并维持;每组4次、每次12次重复,组间休息30秒。HIRT组采用重复四节训练周期(一节EOE加三节传统RE,比例1:3):EOE以120% 1RM进行,离心阶段由两名教练完全支撑、时间延长至5秒/次,每组4次、每次4次重复;RE以80% 1RM进行,向心和离心阶段均无辅助,每组4次、每次6次重复。两组相对体积(V%)均为57.6%。
- 3.
评估指标:基线及每四周通过5RM测试估算1RM;每次训练后记录RPE(Borg 10分量表);训练后24小时和48小时用视觉模拟量表(VAS)评估DOMS;首次训练前后测量毛细血管乳酸(Arkray Lactate Pro 2设备);首次训练前及48小时后、以及每四周EOE后48小时测量静脉血CK水平;记录不良事件。
三、研究结果
参与者特征:63名老年男性(年龄60-78岁,BMI 21.3-32.9 kg/m2,手握力34-60 kg)入组。除BFRT组基线腿举1RM(平均170.74 kg)显著低于HIRT组(平均206.21 kg)外,其余基线特征无组间差异。
运动努力特征与依从性:两种训练均对参与者构成较大挑战。BFRT组依从率(排除中途退出者)为84.81%(可接受),HIRT组为93.99%(良好)。BFRT组共发生142次未能完成一组四次练习的情况,而HIRT组仅跳过4组。首次训练中,BFRT组每组的平均RPE显著高于HIRT组(p=0.005);整个项目期间(排除首次),BFRT组最后一组的平均RPE也显著更高(p<0.001)。乳酸方面,两组首次训练后乳酸均显著升高,但BFRT组增幅更大(p=0.010)。DOMS方面,首次训练后24小时和48小时的DOMS无组间差异;但排除首次后,HIRT组24小时后的平均DOMS显著高于BFRT组(p=0.034)。HIRT组在EOE后DOMS略高(24小时VAS=1.86±1.61,48小时VAS=1.21±1.24)。CK方面,HIRT组在首次训练后48小时及第4、8、12周EOE后48小时的CK水平均较基线显著升高(均p<0.001),而BFRT组未见显著变化。总体趋势显示,DOMS和CK水平随训练次数增加而下降,反映了重复回合效应(RBE)。
力量改善:两组训练组在所有三个练习上的1RM均随时间显著提高(均p≤0.001),而对照组无改善。重复测量方差分析显示所有1RM测试均有显著的交互效应(均p≤0.002)。组间比较发现,HIRT组在腿部伸展(p=0.023)和腿举(p=0.007)上的1RM改善显著大于BFRT组。
不良事件与退出原因:BFRT组中,一名参与者因静息血压升高退出,两人因头痛退出,一人因背部疼痛退出,一人因腿部受伤(与训练无关)退出。HIRT组中,两人因慢性膝关节疼痛退出(与既往膝部问题有关),一人因MRI发现血管扩张退出,一人因个人原因退出。对照组六人退出(原因包括晕血、不愿接受MRI等)。总体而言,BFRT的不良事件更多涉及全身性反应(头痛、血压升高),而HIRT的不良事件主要为肌肉骨骼问题并与既往病史相关。
四、讨论与结论
讨论总结:研究表明,两种训练方式对老年男性均具较高强度,但生理需求不同。BFRT导致更高的主观疲劳度(RPE)、更多的未完成组数及更大的乳酸反应,这可能与80% ALOP的高压迫压力有关,提示未来研究应探索更低压迫压力以提高耐受性。HIRT虽伴随更高的DOMS和CK水平,但整体依从性更好,且DOMS和CK随训练下降,表明老年人仍能从重复回合效应(RBE)中获益。值得注意的是,本研究的设计(1:3的EOE与RE比例)未能像Margaritelis等人研究中那样消除RBE,这可能是由于老年人恢复能力不同或训练结构差异所致。HIRT在腿部伸展和腿举上的力量增益优于BFRT,表明其提供了更强的机械刺激。然而,参与者为相对健康的老年男性,结果不适用于体弱或有功能受限的人群。研究局限性包括仅纳入男性、BFRT使用较高的80% ALOP可能导致不适,以及相对训练刺激不等效。
结论翻译:本研究表明,BFRT(压迫压力逐步增至80% ALOP)和HIRT均是有效但对老年人要求较高的训练方式。BFRT和HIRT在训练刺激上存在差异:BFRT伴随更高的代谢应激,而HIRT伴随更高的机械负荷。值得注意的是,BFRT组经历了更高的RPE和乳酸水平,导致更多未完成的训练组数;相反,HIRT尽管使用了高负荷并引起更大的DOMS,却与更少的未完成组数和较低的RPE评分相关。两种训练组均观察到了重复回合效应(RBE)。采用1:3比例结合EOE和RE的HIRT项目在1RM改善上优于BFRT组,尤其在腿部伸展和腿举练习中。两种训练方法均应在专业监督下实施,并根据老年人的个体身体状况和健康需求进行调整。