血流限制訓(xùn)練在康復(fù)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展

唐小蝶，袁淑娟

血流限制訓(xùn)練（blood flow restriction training，BFRT）又稱加壓訓(xùn)練（KAATSU train?ing），是日本學(xué)者在1983年提出的以低負(fù)荷訓(xùn)練刺激肌細(xì)胞生長、提高肌力的訓(xùn)練方法（周威 等，2020）。肌纖維增粗、增長至少需要2天/周、70%～80% 1RM（1 repetition maximum，1次重復(fù)最大力量）的高負(fù)荷抗阻訓(xùn)練（Garber et al.，2011），而在肌損傷、長期臥床、高齡等人群中高負(fù)荷訓(xùn)練是相對禁忌的。BFRT與高負(fù)荷訓(xùn)練產(chǎn)生類似的增肌效果（Vopat et al.，2020），因此BFRT可作為上述人群的替代療法。近年來，BFRT逐漸應(yīng)用于運(yùn)動損傷、肌骨疼痛、慢性疾病等康復(fù)領(lǐng)域（王牧，2020）。本文就BFRT的特點(diǎn)、機(jī)制及其在康復(fù)治療中的最新應(yīng)用進(jìn)行闡述。

1 血流限制訓(xùn)練的特點(diǎn)及作用機(jī)制

1.1 血流限制訓(xùn)練的特點(diǎn)

BFRT是指在訓(xùn)練期間通過充氣袖帶或彈性繃帶等加壓裝置對肢體近心端進(jìn)行加壓，閉塞靜脈及部分動脈血流以提升訓(xùn)練效果的新型訓(xùn)練方法。其主要特點(diǎn)是以低負(fù)荷運(yùn)動促進(jìn)肌細(xì)胞蛋白質(zhì)合成、刺激肌細(xì)胞生長和提高肌力（Centner et al.，2019a）。

1.2 血流限制訓(xùn)練的作用機(jī)制

BFRT可促進(jìn)肌細(xì)胞蛋白質(zhì)合成，刺激肌肉生長，但其機(jī)制仍不完全清楚，目前被認(rèn)可的觀點(diǎn)有：1）肌肉在缺血狀態(tài)下可產(chǎn)生活化運(yùn)動單位，快肌纖維募集增強(qiáng)（Wernbom et al.，2020）；2）肌肉內(nèi)代謝物累積刺激生長激素（growth hormone，GH）和胰島素樣生長因子-1（insulin-like growth factor-1，IGF-1）分泌（羅若營等，2020）；3）合成肌肉蛋白的信號通路加強(qiáng)，水解蛋白的相關(guān)基因表達(dá)降低（Bj?rnsen et al.，2019； Centner et al.，2019b）；4）肌抑素濃度降低，肌肉內(nèi)的干細(xì)胞數(shù)量增多等（Nielsen et al.，2012）。

1.3 血流限制訓(xùn)練的方式及強(qiáng)度

BFRT通常采用充氣袖帶或彈性繃帶等給予肢體近端適當(dāng)?shù)膲毫?，同時結(jié)合臥推、深蹲、步行、蹬車等進(jìn)行訓(xùn)練。

研究表明，短時高頻的BFRT在提高肌力、增加肌肥大方面是有效的（陸錦華，2020），通常選擇40%～80%的靜息動脈血流閉塞壓、訓(xùn)練負(fù)荷為20%～40% 1RM、訓(xùn)練量75次左右，組間間歇為30～60 s，2～3次/周的訓(xùn)練。

2 血流限制訓(xùn)練在康復(fù)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

2.1 肌肉骨骼系統(tǒng)疾病

肌肉骨骼系統(tǒng)疾病可引起肌纖維短縮、肌氧化能力減少、肌順應(yīng)性下降（Hughes et al.，2017； Slysz et al.，2016）。增加肌肉質(zhì)量及力量，訓(xùn)練負(fù)荷一般需要高于70% 1RM。BFRT結(jié)合低負(fù)荷抗阻訓(xùn)練，既能增加肌肉質(zhì)量和力量，又能避免高負(fù)荷訓(xùn)練加重肌肉骨骼系統(tǒng)疾病患者肌肉損傷、疼痛等（DePhillipo et al.，2018）。

2.1.1 髕股關(guān)節(jié)痛

髕股關(guān)節(jié)痛多與股四頭肌萎縮有關(guān)。常規(guī)股四頭肌訓(xùn)練可減輕患者的髕前痛，提高髕股關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，但也可導(dǎo)致患者疼痛加?。≒etersen et al.，2017）。Giles等（2017）將79名髕股關(guān)節(jié)痛患者隨機(jī)分為常規(guī)組和BFRT組。BFRT組以30% 1RM、60%袖帶壓力進(jìn)行3次/周為期8周的股四頭肌訓(xùn)練。常規(guī)組不加袖帶進(jìn)行同樣訓(xùn)練。結(jié)果表明，BFRT在減輕髕前痛和增強(qiáng)股四頭肌肌力方面比常規(guī)訓(xùn)練更有效。

2.1.2 跟腱斷裂

Yow等（2018）對2名左跟腱斷裂患者進(jìn)行BFRT，1名患者在為期5周的股四頭肌BFRT后，跖屈能力得到很大改善，可獨(dú)立行走；另1名患者在為期6周的股四頭肌BFRT后，恢復(fù)了運(yùn)動功能。BFRT使2名跟腱斷裂患者以更小的負(fù)荷、在更短的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)肌力和耐力的增加，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)康復(fù)不能早期快速有效提高肌力導(dǎo)致跟腱功能恢復(fù)不足的缺陷，因此，跟腱斷裂術(shù)后宜早期進(jìn)行BFRT。

2.1.3 膝關(guān)節(jié)術(shù)后

膝關(guān)節(jié)術(shù)后患者需要4～6個月后才能進(jìn)行高負(fù)荷訓(xùn)練，通常會造成患者肌萎縮，甚至功能障礙（Kilgas et al.，2019）。Tennent等（2017）將17例膝關(guān)節(jié)鏡術(shù)后2周的患者隨機(jī)分為BFRT組和對照組，兩組都給予12次物理治療，BFRT組額外給予4組75次腿推舉、腿伸展、反向壓腿的BFRT，訓(xùn)練后BFRT組的定時爬樓梯、步行速度等指標(biāo)較對照組均有顯著改善，膝伸展和屈曲活動度的改善大約是對照組的2倍。張林玲等（2020）將78例膝關(guān)節(jié)微創(chuàng)術(shù)后患者隨機(jī)分為BFRT組和對照組，對照組術(shù)后3周根據(jù)患者情況進(jìn)行膝關(guān)節(jié)周圍肌力訓(xùn)練，BFRT組在對照組訓(xùn)練基礎(chǔ)上進(jìn)行BFRT。3個月后，BFRT組伸膝肌力、關(guān)節(jié)活動度、Lysholms評分明顯升高，下肢瘀斑或腫脹、慢性疼痛發(fā)生的比率降低，且均優(yōu)于對照組。以上結(jié)果表明，低負(fù)荷BFRT是膝關(guān)節(jié)術(shù)后早期有效的肌肉訓(xùn)練方式。

2.1.4 膝骨關(guān)節(jié)炎

Ferlito等（2020）發(fā)現(xiàn)，在膝骨關(guān)節(jié)炎患者中，低負(fù)荷BFRT在減輕膝關(guān)節(jié)疼痛和改善膝關(guān)節(jié)功能方面與高負(fù)荷抗阻訓(xùn)練產(chǎn)生的效果相似；與低負(fù)荷訓(xùn)練相比，BFRT在增加肌肉體積和力量方面更加有效。

2.1.5 肌少癥

肌少癥是肌肉質(zhì)量和功能加速喪失的一種進(jìn)行性、全身性骨骼肌疾病，可增加跌倒、身體功能下降和死亡風(fēng)險（Cruz-Jentoft et al.，2019），常發(fā)于高齡、機(jī)械負(fù)荷減少及癌癥、肝硬化、慢阻肺等慢性疾病患者中（Bauer et al.，2019）。肌少癥患者通常無法進(jìn)行高強(qiáng)度的運(yùn)動，因此需要替代性的運(yùn)動策略，以增加肌肉力量和質(zhì)量。研究表明，BFRT可以有效防止傷病臥床或制動期間由于長時間處于無負(fù)荷狀態(tài)造成的廢用性肌萎縮（Kubota et al.，2008）。Lopes等（2019）對1例肌少癥患者進(jìn)行3次/周為期3月的肘屈伸、腿推舉等訓(xùn)練，休息1個月后在之前的訓(xùn)練基礎(chǔ)上限制血流，結(jié)果表明，低強(qiáng)度BFRT促進(jìn)了IGF-1、血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）mRNA的表達(dá)，從而提高患者肌肉質(zhì)量和力量，并改善血管內(nèi)皮功能。Libardi等（2017）研究結(jié)果顯示，BFRT對收縮壓、舒張壓和心率方面的影響明顯低于常規(guī)運(yùn)動。因此，肝硬化肌少癥患者進(jìn)行BFRT，可改善其肌肉力量和質(zhì)量的同時，有可能避免門脈高壓和靜脈曲張出血風(fēng)險。未來低負(fù)荷BFRT有望成為肌少癥患者提高肌力安全有效的治療措施。

2.1.6 肌骨疼痛

肌骨疼痛是人體肌肉、肌腱、韌帶和骨骼的疼痛總稱。趙彥等（2020）通過Meta分析發(fā)現(xiàn)，長期及短期的BFRT在改善肌骨疼痛方面均顯著優(yōu)于高強(qiáng)度訓(xùn)練，此外，長期的BFRT還優(yōu)于常規(guī)物理治療。BFRT已逐漸應(yīng)用于骨折術(shù)后疼痛、肌筋膜疼痛綜合征、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等疾病的康復(fù)中，但其在改善肌骨疼痛方面的機(jī)制仍不清楚。Korakakis等（2018）認(rèn)為，BFRT改善肌骨疼痛可能與條件性疼痛調(diào)節(jié)及內(nèi)源性鎮(zhèn)痛物質(zhì)釋放和組織缺氧有關(guān)。

2.1.7 骨代謝

Bittar等（2018）通過 Meta分析發(fā)現(xiàn)，低強(qiáng)度運(yùn)動結(jié)合BFRT對骨代謝有積極作用，其機(jī)制可能是靜脈閉塞導(dǎo)致的髓內(nèi)壓力升高，增加了骨特異性堿性磷酸酶等骨形成標(biāo)記物的表達(dá)，抑制了Ⅰ型膠原交聯(lián)氨基末端肽等骨吸收標(biāo)記物的表達(dá)，并激活缺氧誘導(dǎo)因子，從而增加VEGF的表達(dá)和骨組織微血管的形成。葉瓊（2018）將80例受試者（55～75歲老年男性）隨機(jī)分為對照組、BFRT組、振動訓(xùn)練組、振動訓(xùn)練搭配BFRT組，所有受試者進(jìn)行4次/周為期36周的深蹲、腿舉等訓(xùn)練，結(jié)果顯示，長期BFRT和振動訓(xùn)練均可改善下肢骨密度，振動訓(xùn)練搭配BFRT對于下肢肌力和骨密度的改善則更為明顯，振動訓(xùn)練搭配BFRT能夠更有效地刺激體內(nèi)IGF-1和GH的分泌，從而刺激骨組織生長，在停止訓(xùn)練后也能較長時間維持體內(nèi)骨密度。因此，BFRT可作為改善老年人骨密度的新訓(xùn)練方式。

2.2 特發(fā)性炎癥性肌病

特發(fā)性炎癥性肌病是以近端肌無力、下肢遠(yuǎn)端肌肉功能損害為特征的一種疾病，包括多發(fā)性肌炎、皮肌炎和包涵體肌炎（Corrado et al.，2020）。Mattar等（2014）對13例非活動性多發(fā)性肌炎和皮肌炎患者進(jìn)行2次/周為期12周的限制血流的屈膝、伸膝訓(xùn)練，患者不但病情未加重，而且股四頭肌橫截面顯著增加，肌力和其生活質(zhì)量得到極大改善。J?rgensen等（2018）將22例包涵體肌炎患者隨機(jī)分為BFRT組和非運(yùn)動對照組，BFRT組進(jìn)行2次/周為期12周的膝關(guān)節(jié)屈伸、負(fù)重提踵、踝背屈等訓(xùn)練。結(jié)果顯示，非運(yùn)動對照組腿部肌力下降9.2%，而BFRT組無下降。表明BFRT可預(yù)防包涵體肌炎患者的肌力下降，且不引起疾病進(jìn)展。BFRT有望成為特發(fā)性炎癥性肌病新的治療方法，但其機(jī)制有待進(jìn)一步闡明。

2.3 心臟疾病

Shimizu等（2016）研究表明，低負(fù)荷BFRT增加VEGF和GH表達(dá)，VEGF誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移，加速骨骼肌和皮膚中的血管生成，改善血管內(nèi)皮功能和外周血循環(huán)。譚朝文等（2020）將60只4周齡原發(fā)性高血壓大鼠隨機(jī)分為對照組、高負(fù)荷訓(xùn)練組、低負(fù)荷訓(xùn)練組和低負(fù)荷加壓訓(xùn)練組。低負(fù)荷加壓訓(xùn)練組降低了血液中內(nèi)皮素-1（endothelin-1，ET-1）的表達(dá)、升高了血液中VEGF、一氧化氮合成酶（nitric oxide synthase，NOS）及心肌中內(nèi)皮型NOS的表達(dá)，從而改善血管內(nèi)皮功能，降低血壓，且降壓效果優(yōu)于單純低負(fù)荷訓(xùn)練組。Naderi-Boldaji等（2018）研究顯示，血管損傷的老年雄性大鼠進(jìn)行BFRT，可增加VEGF表達(dá)，誘發(fā)信號級聯(lián)反應(yīng)從而增加微血管形成。心肌微血管數(shù)量的增加，一方面使肥厚心肌細(xì)胞充分的微血管適應(yīng)，另一方面使氧需求/供應(yīng)匹配適當(dāng)，從而改善老年大鼠的心臟性能。

2.4 慢性腎臟疾病

慢性腎臟病晚期患者的死亡率與肌肉功能減退密切相關(guān)（Isoyama et al.，2014）。Cardoso等（2020）將66例行血液透析患者隨機(jī)分為BFRT組、常規(guī)訓(xùn)練組、對照組，訓(xùn)練前、后分別采用胸腰椎測力儀和6 min步行實(shí)驗(yàn)測定力量和步行耐力。結(jié)果表明，12周的BFRT比常規(guī)訓(xùn)練更有效地改善步行耐力，同時提高慢性腎病患者血液透析充分性、運(yùn)動能力及肌力。分析其中機(jī)制，這與BFRT造成缺氧反應(yīng)，引起肌內(nèi)pH值降低和乳酸積累，從而產(chǎn)生更高的代謝應(yīng)激，導(dǎo)致更強(qiáng)的生理適應(yīng)有關(guān)。BFRT改善了與腎臟疾病患者死亡率密切相關(guān)的肌肉功能，但其能否降低腎臟疾病患者的死亡率還有待進(jìn)一步研究。Barbosa等（2018）將26例慢性腎病患者隨機(jī)分為BFRT組和非BFRT組，兩組均進(jìn)行40%握力的等長運(yùn)動，結(jié)果顯示，訓(xùn)練后均可增加頭靜脈、橈動脈直徑，但BFRT組橈動脈各節(jié)段直徑均增大，而非BFRT組僅橈動脈遠(yuǎn)端直徑增大。BFRT在增加橈動脈直徑方面是有效的，這種效應(yīng)一方面可能是由于運(yùn)動時前臂閉塞引起的反應(yīng)性充血，導(dǎo)致血流增加；另一方面可能是血管內(nèi)的湍流增加了切應(yīng)力，從而促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞中NO沉積，最終導(dǎo)致血管直徑增大。因此，對于有動靜脈瘺指征的慢性腎病患者來說，BFRT有望作為常規(guī)訓(xùn)練的替代療法。

2.5 脊髓損傷

脊髓損傷（spinal cord injury， SCI）是一種破壞了沿脊髓傳播的動作電位，導(dǎo)致運(yùn)動功能障礙、癱瘓、自主神經(jīng)功能障礙等癥狀的神經(jīng)系統(tǒng)疾?。⊿ever-Bahcekapili et al.，2021）。SCI分為完全性脊髓損傷（complete spinal cord injury，cSCI）和不完全性脊髓損傷（incomplete spinal cord injury，iSCI），iSCI約占所有 SCI的 66.7%（Roberts et al.，2017），其特征是在脊髓大部分尾側(cè)區(qū)域及以上殘留感覺或運(yùn)動功能（Meyer et al.，2020）。iSCI患者的下肢功能恢復(fù)是其主要康復(fù)目標(biāo)。Stavres等（2018）對9例iSCI患者病變較輕側(cè)下肢膝關(guān)節(jié)進(jìn)行限制血流的屈伸訓(xùn)練，因不會引起額外的心血管損傷和疼痛，易被iSCI患者耐受。cSCI患者上肢功能的康復(fù)是恢復(fù)和改善日常生活能力的關(guān)鍵。Gorgey等（2016）對9例cSCI患者右前臂進(jìn)行BFRT＋神經(jīng)肌肉電刺激（neuromuscular electrical stimulation，NMES）訓(xùn)練，左前臂進(jìn)行NMES訓(xùn)練作為對照，在2次/周為期9周的訓(xùn)練后，BFRT＋NMES組的橈側(cè)腕長伸肌、指伸肌橫截面積比單純NMES組高17%，釘子抓放實(shí)驗(yàn)中的手部移動距離、持續(xù)時間和速度也顯著改善。cSCI伴有自主神經(jīng)反射障礙的康復(fù)是康復(fù)治療中的難點(diǎn)。Krogh等（2020）報(bào)道1例因外傷導(dǎo)致C6平面損傷的cSCI伴有自主神經(jīng)反射障礙（autonomic dysreflexia，AD）的患者，其雙上肢分別進(jìn)行2次/周為期4周的屈、伸肘和伸腕的加壓訓(xùn)練，在8次訓(xùn)練過程中記錄到4次以收縮壓升高＞20 mmHg為特征的AD發(fā)生；而在1次常規(guī)訓(xùn)練中，出現(xiàn)了2次AD發(fā)作，這說明BFRT在SCI患者康復(fù)中具有相當(dāng)大的潛力，它能夠在低負(fù)荷運(yùn)動下改善心肺功能，增強(qiáng)訓(xùn)練肌群肌力，而且不會增加AD發(fā)生風(fēng)險。然而，BFRT在SCI患者中的安全性和可行性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.6 其他疾病

劉玉琳等（2018）研究發(fā)現(xiàn)，對糖耐量減低人群進(jìn)行BFRT可改善其胰島素敏感性，提高糖耐量，增加骨密度，減少骨吸收，從而預(yù)防糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生，其機(jī)制主要是缺氧導(dǎo)致的高代謝效應(yīng)誘發(fā)IGF-1、GH、睪酮的分泌量增加。Douris等（2020）研究表明，BFRT可減少帕金森患者不寧腿綜合征的發(fā)生，提高其生活質(zhì)量，但其機(jī)制尚不清楚。Iwashita等（2014）對1例腦室周圍白質(zhì)軟化癥患者進(jìn)行BFRT后，其肌張力降低，肌力增加，生活質(zhì)量得到改善。Karabulut等（2017）對34例肥胖患者進(jìn)行BFRT，結(jié)果顯示，在較短時間內(nèi)通過消耗一定的能量可達(dá)到良好的減重效果，其原因可能是BFRT增加腎上腺素、去甲腎上腺素表達(dá)和Ⅱ型肌肉纖維合成，從而消耗更多的碳水化合物。Du等（2021）研究顯示，血流限制性抗阻運(yùn)動可增加機(jī)體血清乳酸濃度，從而提高腦卒中患者腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子和VEGF水平，其效果與高強(qiáng)度抗阻運(yùn)動相似，因此可用于不耐受高強(qiáng)度抗阻運(yùn)動的腦卒中后抑郁的治療。Cohen等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，低負(fù)荷加壓抗阻訓(xùn)練可在不增加多發(fā)性硬化患者疲勞的情況下增加其力量，因此BFRT可替代受疲勞限制的常規(guī)訓(xùn)練成為多發(fā)性硬化患者新的訓(xùn)練方法。Sj?blom等（2015）研究表明，總體質(zhì)量相同而較低肌肉質(zhì)量的化療患者更易發(fā)生藥物治療毒性，BFRT有望在提高腫瘤惡病質(zhì)患者的肌肉質(zhì)量并降低化療藥物毒性反應(yīng)上發(fā)揮不可替代的作用。

3 結(jié)語

BFRT可作為不能耐受或禁忌高負(fù)荷訓(xùn)練人群的增肌治療、緩解疼痛的有效訓(xùn)練手段，它還能有效預(yù)防傷病臥床患者和老年人肌萎縮、肌力下降。BFRT的效果和安全性受多種因素影響，且存在個體差異性，需要更加深入研究其作用機(jī)制來解釋和證明神經(jīng)肌肉系統(tǒng)如何適應(yīng)BFRT，以便設(shè)計(jì)和優(yōu)化個性化的BFRT策略。BFRT對肌肉骨骼系統(tǒng)疾病、心臟疾病、肝硬化肌少癥、糖尿病、腎臟疾病、特發(fā)性炎癥性肌病等的康復(fù)有良好效果。此外，BFRT在脊髓損傷、腦損傷等神經(jīng)康復(fù)領(lǐng)域也有較好的應(yīng)用前景，但BFRT的效果、安全性及作用機(jī)制仍需進(jìn)一步論證及探討。