跑步间歇训练结合血流限制可提高男性跑步者的最大跑步表现和肌肉健康

科学报告|(2022) 12:9922| https://doi.org/10.1038/s41598-022-14253-31 打开跑步间歇训练相结合血流受限可提高男性跑步者的最大跑步表现和肌肉健康陈允宗1、谢尧宜1、何仁宇2、何建昌3、林同宜4 &我们调查了 8 周（每周 3 天）的跑步间歇训练 (RIT) 结合血流限制 (RIT-BFR) 对运动员最大跑步表现 (RPmax)、等速肌肉力量和肌肉耐力的影响。将 20 名接受耐力训练的男性跑步者配对并随机分配到 RIT-BFR 组和 RIT 组。 RIT-BFR 组使用充气袖带（1.3×静息收缩压）进行 RIT（50% 心率储备，5 组，每组 3 分钟，休息间隔 1 分钟），RIT 组在没有充气的情况下进行相同的 RIT袖口。 RPmax、等速肌肉力量和肌肉耐力在训练前、训练中和训练后进行了评估。与 RIT 组相比，在 24 次训练后，RIT-BFR 组的 RPmax、等速膝伸和屈肌力量以及膝伸肌耐力显着增加（p < 0.05）。这些结果表明，RIT-BFR 可能是提高长跑运动员肌肉健康和耐力跑表现的一种可行的训练策略。高强度间歇训练 (HIIT) 是一种提高有氧能力（即最大摄氧量）的省时训练策略。五 ̇氧气最大]）和有氧耐力表现（例如，跑步和自行车计时赛）与运动员的大容量耐力训练相比1. HIIT 包括重复的高强度运动（≥ 90%五 ̇氧气最长 < 45 秒或 2-4 分钟间隔）穿插被动休息或低强度运动恢复期（≤ 2 分钟）4.这种耐力表现的改善被认为是由于 HIIT 诱导的线粒体含量、毛细血管密度、氧化酶活性和酸缓冲能力的增加3.然而，HIIT 也会导致分解代谢激素（例如皮质醇）水平升高6，这可能会抑制肌肉蛋白质的合成，从而减少训练后的肌肉纤维肥大和肌肉力量的发展9.低强度有氧训练（20%–40%五 ̇氧气最多 10-15 分钟）结合血流限制(BFR) 是一种新的训练方法，用于提高年轻人的有氧耐力表现、实现肌肉肥大和增强肌肉力量10. BFR（压力：160–230 mmHg）是通过在步行或骑自行车训练期间将充气袖带应用于下肢近端来实现的。该策略被建议在不改变肌酸激酶和肌红蛋白等肌肉损伤标志物的情况下部分限制静脉和动脉血流。巴哈斯特等人。12 据报道，在健康男性中，急性步行运动与 BFR（40%五 ̇氧气最大，5 组，每组 2 分钟，1 分钟休息间隔，200 mmHg）增加负责肌肉蛋白表达、线粒体生物发生和血管生成的细胞信号网络的活性，并增加合成代谢激素的反应，例如作为生长激素和胰岛素样生长因子-1。这些是有氧耐力表现和肌肉肥大改善的可能机制。检查 BFR 效果的研究主要集中在未经训练的个体的有氧训练上10.然而，帕克等人。报道低强度步行间歇训练结合 BFR（40%五 ̇氧气最大，51国立台湾师范大学体育与运动科学系，台北，台湾。 2国立台湾师范大学运动表演系，台北，台湾。 3台湾新北市辅仁大学体育系。 4国立阳明交通大学传统医学研究所，台北，台湾。 5中国文化大学体育教练科学研究所，台北，台湾。电子邮件：tylin99@nycu.edu.tw 科学报告|(2022) 12:9922 |https://doi.org/10.1038/s41598-022-14253-32RIT-BFRRITp价值年龄（岁）21.5 ± 2.221.6 ± 2.10.90高度（厘米）175.0 ± 6.8180.1 ± 6.70.11体重（公斤）66.3 ± 4.471.7 ± 7.90.08培训年（年）7.1 ± 2.46.9 ± 1.60.78五 ̇氧气最大（毫升/公斤/分钟）64.3 ± 4.760.3 ± 5.40.10HRrest（次/分钟）66.1 ± 6.866.5 ± 5.90.86最大心率（次/分钟）197.2 ± 6.7204.8 ± 7.80.05收缩压 (mmHg)118.5 ± 6.4124.8 ± 4.90.14表格1。学科人体测量学。每组 3 分钟，休息 1 分钟，160-220 毫米汞柱）增加男性篮球运动员的有氧能力，但不增加肌肉力量14.同样，Held 等人。观察到划船间歇训练（强度 < 2 mmol/L，2 组 10 分钟，10 分钟休息间隔）结合 BFR 提高了精英赛艇运动员的有氧能力，但没有提高深蹲表现15.这些发现表明，力量训练和耐力训练的运动员的有氧训练强度可能需要增加（例如，> 2 mmol/L 或通过跑步）以提高有氧运动表现和肌肉力量。值得注意的是，具有良好肌肉健康（包括肌肉力量和肌肉耐力）的耐力跑者往往不仅肌肉受伤的风险较低16但也有更高的最大跑步成绩（称为跑步机跑步速度峰值），这是耐力跑步成绩的良好预测指标（例如，在 10、21.1 和 42.2 公里的跑步中）17.据报道，在跑步过程中，伸髋肌尤其是腘绳肌的作用是产生髋部力量并随着跑步速度的增加推动身体向前运动的关键。19.此外，膝伸肌是为了在接触阶段之前和接触阶段产生较高的关节刚度，从而产生类似弹簧的肌肉行为（伸展-缩短循环），更好地传递伸髋肌所做的工作，从而更有效地推动身体向前19.此外，据报道，田径短跑运动员和橄榄球运动员在 60、150、180 和 240°/s 的速度下，35 米短跑时间与等速髋伸肌、膝伸和屈肌力量之间存在显着相关性21.与低速（60°/s）肌肉收缩相比，在高速（180或240°/s）肌肉动作下测量等速膝伸肌和屈肌力量时，这种关系得到改善21.因此，具有更高速度特定肌肉力量的运动员可能对跑步表现产生有益影响。然而，短时间的有氧训练结合 BFR 对最大跑步表现 (RPmax)、速度比肌肉力量和跑步者耐力表现的影响需要进一步研究。此外，我们认为以前的研究集中在激素的变化上，五 ̇氧气最大和等速 (60°/s) 肌肉力量不足以解释 BFR 训练策略的巨大效果。因此，在目前的研究中，我们进一步分析了从同一研究设计中获得的另一部分数据22.本研究的目的是研究 8 周的 RIT-BFR 对男性跑步者的 RPmax、等速 (180°/s) 肌肉力量和耐力表现的影响。方法参与者。20 名男性跑步者（平均值 ± 标准差 [SD]；年龄，21.6 ± 2.2 岁 [19-25 岁]；身高，177.6 ± 6.8 厘米；体重，69.0 ± 6.2 公斤；训练年，7.1 ± 2.1 岁；收缩压， 121.6 ± 5.7 mmHg) 参与了这项研究（表 1）。运动员在研究期间处于训练的淡季阶段。所有受试者都充分了解了实验方法、程序以及可能的益处和风险，并在参与前提供了知情同意书。资格标准包括： (a) 具有 ≥ 3 年心肺耐力训练经验的男性成年人（≥ 18 岁）（1500 米和 5000 米跑者、铁人三项和马拉松运动员）； (b) 参加过全国大学生田径运动会的科目。排除标准包括：（a）高血压（> 130/80 mmHg）的受试者； (b) 患有可能妨碍他们进行 RIT 和运动测试的任何已知心血管疾病或肌肉损伤的受试者； (c) 服用生长激素、睾酮或其他类似合成代谢激素药物的受试者。实验设计和程序。为了检查 8 周的 RIT 结合血流限制对耐力训练运动员的 RPmax、高速肌肉力量和肌肉耐力的影响，我们匹配（通过五 ̇氧气最大和训练历史）并将 20 名男性跑步者分配到 2 个实验组：（a）RIT 与 BFR 组（RIT-BFR，n = 10）和（b）RIT 没有 BFR 组（RIT，n = 10）。所有受试者在 8 周内接受了 24 次培训；每个培训课程在每个培训日的 08:00 至 14:00 之间进行，至少相隔 48 小时。如图 1 所示，在训练前、训练中和训练后测量肌肉健康和 RPmax。在第一次训练前一周，受试者两次访问实验室进行训练前测量。每个受试者都接受了医学问卷和人体测量学测量。受试者然后进行 RPmax 测试。在 RPmax 测试后休息 24 小时后，受试者进行等速肌肉力量和肌肉耐力测试。在每次训练当天，所有受试者在跑步机上以 50% HRR 进行 5 组 3 分钟的跑步，休息时间为 1 分钟。 RIT-BFR 组的受试者在每条大腿上使用充气袖带进行 RIT。 RIT 组的受试者在没有充气袖带的情况下进行了相同的 RIT。 科学报告|(2022) 12:9922 |https://doi.org/10.1038/s41598-022-14253-33图1。研究设计概述。 RIT-BFR：跑步间歇训练结合血流限制组； RIT：跑步间歇训练组；人体测量：身高、体重和静息收缩压； RPmax：最大运行性能。在第 12 次和第 24 次训练后的 2 天，受试者在训练中和训练后（4 周和 8 周）期间进行了与训练前测量相同的 RPmax、等速肌肉力量和肌肉耐力测试。他们被要求在 RPmax 和肌肉健康测试前至少 48 小时避免咖啡因、酒精和剧烈运动。口头鼓励受试者在这些测试中尽最大努力。人体测量学。使用数字测距仪测量高度，精确到 0.1 厘米（Jenix DS-102；Dong Sang Jenix Co., Ltd., Seoul, South Korea）。通过生物电阻抗分析测量体重，精确到 0.1 kg (InBody 720; Biospace Co., Ltd., Seoul, Korea)。休息 15-20 分钟后，受试者使用自动血压计（HEM-7000-C1；OMRON Healthcare Co., Ltd.，Kyoto，Japan）进行静息心率 (HRrest) 和肱动脉 SBP 测量。在坐姿下测量 SBP 两次，如果值不在 5 mmHg 范围内，则进行第三次测量23.最接近的两个值被平均并用作参考。他们被要求在人体测量之前禁食至少 3 小时并保持正常的水合作用。跑步间歇训练干预。培训课程在两组中每周进行 3 天，持续 8 周。所有受试者在跑步机（Mercury COS10198；h/p/cosmos，Nussdorf-Traunstein，德国）上以 50% HRR 的跑步速度跑步 5 组，每组 3 分钟，组间休息 1 分钟。该协议是根据以前的研究选择的14.跑步速度设定为 50% HRR 的预定训练强度，RIT-BFR 和 RIT 组所有 24 次训练的平均跑步机速度为分别为 10.6 公里/小时和 10.3 公里/小时。 RPmax 测试期间的最大 HR (HRmax) 和 HRrest 用于确定每个受试者的 HRR。 50% HRR 是根据以下公式估算的：(HRmax – HRrest) × 50% HRrest。 科学报告|(2022) 12:9922 |https://doi.org/10.1038/s41598-022-14253-34阶段分钟年级％速度（公里/小时）大都会13102.7526124.0739145.410412166.713515188.015618208.818721229.620表 2。布鲁斯协议。 MET：代谢当量。血流限制。RIT-BFR 组的受试者在训练期间在每条大腿的最近端（腹股沟区域）佩戴充气袖带（14.2 cm × 67.5 cm，CK-113；Spirit，台北，台湾）。同一研究者使用袖带以最大限度地提高压力的内部评估者可靠性，组内相关系数 (ICC) 为 0.86。选择 1.3 倍静息 SBP 的袖带压力，在不改变炎症标志物（如高敏 C 反应蛋白）的情况下增加肌肉激活和代谢压力24.袖带压力为 154 ± 6 mmHg（SBP 的 1.3 倍），袖带在组间休息期间保持充气状态。每次训练前 10 秒将袖带包裹起来并充气，并在第五轮跑步后立即松开。袖带充气的总时间为 19.5 ± 0.5 分钟。 RIT 组的受试者在没有充气袖带的情况下接受了培训课程。在训练期间，在两组中每 3 分钟的跑步比赛中记录 HR 和感知劳累评分 (RPE)。最大运行性能测试。受试者进行了增量跑步机（Mercury