史姍姍，龐偉,1b,2

1.佳木斯大學(xué)，a.康復(fù)醫(yī)學(xué)院，b.兒童康復(fù)神經(jīng)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江佳木斯市154007；2.佳木斯大學(xué)附屬第三醫(yī)院，黑龍江佳木斯市154007

在人體的各種運(yùn)動(dòng)當(dāng)中，離心運(yùn)動(dòng)是一種普遍存在的關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)方式，它為跑、跳、投等動(dòng)作提供初始姿態(tài)與力量，是每個(gè)動(dòng)作的初始動(dòng)力。隨著人們對(duì)力量訓(xùn)練研究的不斷深入，離心力量的重要性得到普遍認(rèn)可。許多科學(xué)研究證明，離心力量訓(xùn)練在改善運(yùn)動(dòng)成績(jī)、疾病康復(fù)等方面都有著獨(dú)特的優(yōu)越性。

骨骼肌在相同的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下，離心收縮比向心收縮產(chǎn)生更大的力；同時(shí)離心運(yùn)動(dòng)通過(guò)肌肉組織上的高負(fù)荷與肌肉收縮的小能量需求相結(jié)合的模式[1]，在運(yùn)動(dòng)損傷、不能進(jìn)行傳統(tǒng)抗阻力量訓(xùn)練的人群中發(fā)揮重要作用，是當(dāng)前康復(fù)醫(yī)學(xué)研究中的熱點(diǎn)之一。本文就離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的特點(diǎn)、作用機(jī)制及在康復(fù)治療中的具體應(yīng)用進(jìn)行闡述，為今后更好地將離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練應(yīng)用于疾病的康復(fù)治療提供參考。

1 離心收縮的特點(diǎn)及作用機(jī)制

1.1 離心收縮

離心收縮是指肌肉收縮期間動(dòng)力矩小于阻力矩，使本該縮短的肌肉被動(dòng)地拉長(zhǎng)[2]，也就是說(shuō)當(dāng)作用在肌肉上的外力大于它所產(chǎn)生的力量時(shí)，肌肉發(fā)生離心或拉長(zhǎng)的收縮。

離心收縮具有產(chǎn)生高的力和消耗低代謝成本的性質(zhì)[3]。離心收縮這兩種性質(zhì)的功能意義很早就在Hill的三名學(xué)生的實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)；他們通過(guò)將兩個(gè)固定式自行車(chē)靠背連接，一個(gè)騎車(chē)人向前踏，另一個(gè)騎車(chē)人通過(guò)制動(dòng)向后移動(dòng)的踏板來(lái)阻止這種向前的動(dòng)作；更小的Bigland抵制踏板很容易就可以達(dá)到更大的Richie的功率輸出，并且只需要一小部分的氧氣消耗[4]。

離心運(yùn)動(dòng)具有緩沖并儲(chǔ)存能量的作用，在高速運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)腳與地面接觸并且伸肌進(jìn)行拉伸縮短期間，肌肉-肌腱單元中儲(chǔ)存能量。在腳抬起之前的最后縮短階段，它們釋放儲(chǔ)存在初始拉伸階段的大部分能量。離心收縮允許機(jī)械能在身體減速時(shí)消耗能量[5]。例如下樓梯/下坡行走時(shí)，股四頭肌和跖屈肌肉在延長(zhǎng)的同時(shí)產(chǎn)生力量，發(fā)揮防止向下運(yùn)動(dòng)的破壞作用并保持平衡，它們也允許將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為肌腱的彈性能量。

離心收縮在運(yùn)動(dòng)控制中起關(guān)鍵作用[6-7]。快速的離心收縮可以改變運(yùn)動(dòng)單位的募集順序，即先興奮支配快肌中的大運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元[8]。相對(duì)于向心運(yùn)動(dòng)而言，離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練更能促進(jìn)新生血管和膠原纖維的生成，促進(jìn)損傷早期肌腱的愈合[9]。離心收縮可以增加肌肉的峰值力矩[10]，刺激肌衛(wèi)星細(xì)胞的活化和增生[11]，從而有效地預(yù)防肌肉萎縮?；陔x心收縮的性質(zhì)，離心訓(xùn)練的好處也日益得到認(rèn)可，特別是對(duì)于不能進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)鍛煉的人。

1.2 離心收縮的生理機(jī)制

與等長(zhǎng)收縮和向心收縮不同，許多關(guān)于主動(dòng)延長(zhǎng)肌肉(離心收縮)的觀察結(jié)果不能用滑動(dòng)絲和交叉理論來(lái)解釋。在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)里，生理學(xué)家在闡明肌肉收縮的分子機(jī)制方面取得了穩(wěn)定的進(jìn)展。然而，這一進(jìn)展迄今未能明確地解釋肌肉離心收縮的高力量和低能量成本。已經(jīng)提出的用于解釋在活動(dòng)拉伸期間增加的肌肉力量的假設(shè)包括跨橋機(jī)制、肌節(jié)和半肌節(jié)長(zhǎng)度不均勻性以及肌肉激活時(shí)結(jié)構(gòu)元素的接合。迄今為止，這些解釋都沒(méi)有被普遍接受，但是也沒(méi)有任何一個(gè)被完全排除。

1.2.1 主動(dòng)拉伸過(guò)程中和伸展之后力量增加的生理機(jī)制

現(xiàn)有的證據(jù)表明，力量增強(qiáng)是由肌肉肌節(jié)中的一個(gè)彈性元素(與活化有關(guān))和交叉橋梁(與彈性元素相互作用以調(diào)節(jié)其長(zhǎng)度和剛度)之間的相互作用所引起的。肌肉發(fā)展的力量不僅取決于肌節(jié)長(zhǎng)度和跨橋的形成，而且取決于縮短或延長(zhǎng)速度，運(yùn)動(dòng)越快，形成的跨橋數(shù)量就越少，跨橋脫離率也越高，收縮速度越大，肌球蛋白可以與肌動(dòng)蛋白結(jié)合的時(shí)間越短[12]。此外，在快速運(yùn)動(dòng)期間，肌球蛋白分子的S2復(fù)合物(即肌球蛋白尾部的柔性片段靠近球狀頭部)不會(huì)被完全延伸[13]。根據(jù)Huxley的模型，活性延長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的較大的力可能是由于肌球蛋白的S2部分進(jìn)一步更大的拉伸，隨著延長(zhǎng)加速，肌球蛋白頭能結(jié)合肌動(dòng)蛋白的數(shù)量就會(huì)減少，但是其中很大一部分會(huì)保留在附著位置，如果這些跨橋更多地伸展，它們將不可避免地被迫分離，其機(jī)制是，這些較粗的細(xì)肌絲頭能夠很快地重新結(jié)合到細(xì)肌絲上，這可能是肌肉在延長(zhǎng)收縮和較低能量成本的情況下能夠產(chǎn)生高力量的原因[14]。

1.2.2 titin在拉伸后殘余力量增強(qiáng)中的作用

titin的分子結(jié)構(gòu)是一個(gè)彈性蛋白質(zhì)，它是已知最大的蛋白質(zhì)[15]。也許是因?yàn)樗薮蟮某叽?，?duì)于Huxley而言是未知的，因此沒(méi)有被整合到滑絲理論中。自從發(fā)現(xiàn)titin以來(lái)，已經(jīng)推測(cè)它對(duì)被動(dòng)肌張力以及肌節(jié)完整性有重要意義。titin剛度有助于殘余力的增強(qiáng)[16-17]。titin使肌節(jié)具有可調(diào)剛度，可能更有效地將交叉橋梁力傳遞到Z線(xiàn)[18]。Nishikawa等[19]的研究表明，巨型蛋白質(zhì)titin可能作為一個(gè)能夠儲(chǔ)存和釋放彈性勢(shì)能的內(nèi)部彈簧參與肌肉的收縮。在跨橋循環(huán)期間，肌動(dòng)蛋白以肌球蛋白翻譯的形式旋轉(zhuǎn)[20]。titin表現(xiàn)為“纏繞絲”，收縮時(shí)被Ca2+釋放激活，并且當(dāng)titin通過(guò)跨橋中的肌球蛋白翻譯旋轉(zhuǎn)時(shí)纏繞在肌動(dòng)蛋白絲上[21]。

離心運(yùn)動(dòng)引起殘余力量增強(qiáng)[22]。這種殘余力增強(qiáng)的機(jī)制，似乎能解釋所有目前通過(guò)的實(shí)驗(yàn)觀察，該機(jī)制的提出是基于結(jié)構(gòu)蛋白titin對(duì)肌肉激活的參與和與被動(dòng)拉伸相比titin抗活性的增加。這種從被動(dòng)狀態(tài)到活動(dòng)狀態(tài)的電阻變化被認(rèn)為是基于：①活化后通過(guò)titin結(jié)合鈣；②活化后，titin與肌動(dòng)蛋白結(jié)合；③titin與肌動(dòng)蛋白結(jié)合后轉(zhuǎn)向僵硬的titin片段[23]。盡管提出的機(jī)制有一些實(shí)驗(yàn)證據(jù)，但必須強(qiáng)調(diào)的是，這里提出的許多細(xì)節(jié)仍不清楚。

1.3 與向心收縮相比，離心收縮表現(xiàn)出不同的神經(jīng)驅(qū)動(dòng)

在神經(jīng)驅(qū)動(dòng)方面，向心和離心收縮似乎也有很大不同。肌電圖振幅在向心收縮過(guò)程中通常比在離心收縮期間更大[24]，可能是因?yàn)樵陔x心收縮期間神經(jīng)自主激活較低[25]。離心收縮時(shí)肌肉的力量越大，募集的運(yùn)動(dòng)單位就越少[26]。然而，離心收縮神經(jīng)激活的機(jī)制還不是十分清楚。雖然一些學(xué)者認(rèn)為，這種抑制作用可能是由于高爾基肌腱器官的興奮而施加于肌腱復(fù)合物上的過(guò)度張力，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元對(duì)輸入下行輸入物的反應(yīng)減弱，也可能涉及運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)輸出量的減少或促進(jìn)外周突觸前抑制的增加[26]。

1.4 離心運(yùn)動(dòng)中的肌肉酸痛

正如任何新的任務(wù)都可能導(dǎo)致肌肉酸痛一樣，定期重復(fù)這項(xiàng)任務(wù)通常會(huì)導(dǎo)致特定的肌肉適應(yīng)，從而防止損傷甚至疼痛。離心訓(xùn)練最初以低強(qiáng)度開(kāi)始，隨著時(shí)間的推移，力量和持續(xù)時(shí)間逐漸增加，就不會(huì)造成傷害。

過(guò)度或不當(dāng)?shù)碾x心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練會(huì)造成肌肉的延遲酸痛或肌肉損傷，但延遲性肌肉酸痛發(fā)生后，通過(guò)肌肉活檢并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)肌肉壞死的情況，而出現(xiàn)了肌動(dòng)蛋白和中間肌絲在局部增多的現(xiàn)象，這是肌動(dòng)蛋白和中間肌絲合成和重組的結(jié)果，從而產(chǎn)生新的肌小節(jié)[27]。這表明肌肉對(duì)離心刺激產(chǎn)生肌肉酸痛的過(guò)程是肌原纖維和骨架蛋白重建的過(guò)程，是肌肉主動(dòng)、適應(yīng)的表現(xiàn)。因此，定期地、有目的地安排離心性力量練習(xí)，是有效預(yù)防肌肉酸痛的重要手段。

1.5 離心運(yùn)動(dòng)的方式及強(qiáng)度

離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練多采用下坡走、下樓梯、慢蹲、離心測(cè)功計(jì)、離心功率自行車(chē)的方式進(jìn)行。目前已經(jīng)驗(yàn)證過(guò)的離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方式可以安全有效地應(yīng)用在慢性心臟疾病、慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)、運(yùn)動(dòng)損傷、老年人肌肉減少癥、前交叉韌帶(anterior cruciateligament,ACL)修復(fù)后、癌癥幸存者、2型糖尿病以及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的康復(fù)訓(xùn)練中。但是也有個(gè)別報(bào)道稱(chēng)，離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方式不如單獨(dú)傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練效果，例如對(duì)于多發(fā)性硬化的康復(fù)。

對(duì)于離心運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度，通過(guò)研究的總體經(jīng)驗(yàn)表明，適度負(fù)重離心運(yùn)動(dòng)每周進(jìn)行3次，在增加肌肉力量和肌肉體積方面是有效的，初始負(fù)荷為50～75 W，最初持續(xù)5～10 min。載荷的上升可以安全地進(jìn)行2～3周的時(shí)間，達(dá)到理想的負(fù)載，實(shí)際康復(fù)目的應(yīng)該為400～600 W[28]。20 min是個(gè)人訓(xùn)練的充足時(shí)間。若作為高負(fù)荷訓(xùn)練的一種選擇，我們發(fā)現(xiàn)4 min或5 min的效果同樣有效，而且不太累[29]。

2 離心運(yùn)動(dòng)在康復(fù)中的應(yīng)用

2.1 心臟疾病

慢性心力衰竭患者的運(yùn)動(dòng)能力較低。在心臟疾病的康復(fù)訓(xùn)練中探索離心運(yùn)動(dòng)的最初動(dòng)機(jī)，是離心運(yùn)動(dòng)能夠以低代謝成本實(shí)現(xiàn)肌肉組織上的高負(fù)荷需求。離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能改善冠狀動(dòng)脈疾病患者的步行能力。有研究表明，與向心運(yùn)動(dòng)相比，離心運(yùn)動(dòng)降低了與葡萄糖有關(guān)的有氧代謝的壓力，并將心肺應(yīng)變降低至心臟患者可接受的水平，試驗(yàn)中離心運(yùn)動(dòng)期間的峰值吸氧量(-17%)、峰值通氣量(-23%)、心輸出量峰值(-16%)和血乳酸(-37%)均低于向心運(yùn)動(dòng)[30]。Meyer等[31]的研究表明，通過(guò)雙能X線(xiàn)吸收測(cè)定法(dual energy X-ray absorptiometry,DXA)和肌肉活檢，離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的患者肌肉力矩顯著增加6%～15%，在向心和離心訓(xùn)練方式下，DXA腿部肌肉質(zhì)量增加3%；另外DXA顯示，在離心訓(xùn)練的患者中，腿和全身脂肪量顯著降低；肌肉纖維的大小，毛細(xì)血管和肌肉超微結(jié)構(gòu)組成保持不變，線(xiàn)粒體體積密度減少20%。

在心臟病患者中使用離心訓(xùn)練方案發(fā)現(xiàn)了一些額外的收益。Theodorou等[32]對(duì)兩組心力衰竭患者(每組6例)進(jìn)行一項(xiàng)研究，對(duì)心力衰竭患者在SmartEscalator設(shè)備上進(jìn)行樓梯降序和升序訓(xùn)練，每周3次，6周后，臺(tái)階下降運(yùn)動(dòng)中，離心、向心和等距峰值力矩分別增加12.3%、7.7%和8.8%；而樓梯上升運(yùn)動(dòng)中，離心、向心和等距峰值力矩分別增加7.1%、9.6%和5.9%。結(jié)果表明，具有強(qiáng)烈離心收縮成分的活動(dòng)可以增加老年人或耐力不佳者的肌肉力量，例如下樓梯這項(xiàng)活動(dòng)。Besson等[33]將30例慢性心力衰竭患者(射血分?jǐn)?shù)＜45%、紐約心臟協(xié)會(huì)心功能2級(jí)或以上)隨機(jī)分為向心和離心運(yùn)動(dòng)組，每次30 min，每周3次，共7周；向心運(yùn)動(dòng)在傳統(tǒng)的功率計(jì)上進(jìn)行，自感勞累分級(jí)(rating of perceived exertion,RPE)為12～14(有點(diǎn)吃力，相當(dāng)于65%最大心率)的工作負(fù)荷下完成，離心運(yùn)動(dòng)是在離心測(cè)功計(jì)上以RPE為9～11的工作負(fù)荷下完成；結(jié)果離心組運(yùn)動(dòng)時(shí)心率保持穩(wěn)定，向心組運(yùn)動(dòng)時(shí)心率提高，兩組的6分鐘步行試驗(yàn)(6 Minutes Walking Test,6MWT)距離均有所改善(離心組+53 m；向心組+33 m)，6MWT氧氣量攝取在離心運(yùn)動(dòng)組中保持穩(wěn)定，而在向心運(yùn)動(dòng)組中增加；說(shuō)明由RPE量身定制的離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可能是慢性心力衰竭患者的有效且安全的替代方法。

以上所有研究均發(fā)現(xiàn)離心運(yùn)動(dòng)對(duì)于各種心臟病患者是一種安全的訓(xùn)練方式。離心運(yùn)動(dòng)方案的效果與常規(guī)向心訓(xùn)練方式相似，但可以在較低的代謝負(fù)荷下獲得，并且在某些情況下具有額外益處，例如增加的肌肉性能或體積。

2.2 COPD

運(yùn)動(dòng)性肌肉功能障礙是與COPD相關(guān)的高度流行和致殘的病癥，并且特征在于顯著的虛弱和易增加的疲勞性。在COPD患者中，這些癥狀的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和代謝改變包括肌肉萎縮和氧化能力的侵蝕，這通過(guò)低線(xiàn)粒體含量和向糖酵解表型的纖維型轉(zhuǎn)變來(lái)反映[34]。離心運(yùn)動(dòng)利用延長(zhǎng)肌肉作用的獨(dú)特性質(zhì)，與向心縮短作用相比，導(dǎo)致更高的發(fā)力能力；此外，離心運(yùn)動(dòng)的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們需要較低的代謝成本和低心肺負(fù)荷來(lái)達(dá)到給定的肌力水平[35]。因此，相同的新陳代謝需求下，離心運(yùn)動(dòng)允許比常規(guī)向心運(yùn)動(dòng)高4～5倍的肌肉機(jī)械負(fù)荷[36]。

MacMillan等[37]研究顯示，離心測(cè)力計(jì)訓(xùn)練促進(jìn)嚴(yán)重COPD患者的運(yùn)動(dòng)肌力，但不能改善線(xiàn)粒體的適應(yīng)性。Rocha Vieira等[38]對(duì)6例重度COPD患者進(jìn)行漸進(jìn)式中度離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，5周后，所有患者均從最低的10 W工作負(fù)荷增加到60%峰值耗氧量(以向心運(yùn)動(dòng)的方式達(dá)到)的目標(biāo)強(qiáng)度；患者的平均能量比基線(xiàn)水平高7倍，心率保持在峰值的85%。該研究允許患者以最小的肌肉酸痛、呼吸困難和肌肉疲勞工作；在訓(xùn)練期結(jié)束時(shí)，患者可以在相同的代謝負(fù)荷和呼吸機(jī)工作量的5倍負(fù)荷下做離心運(yùn)動(dòng)工作。基于這些結(jié)果，研究者支持在COPD患者中使用離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方式。

2.3 運(yùn)動(dòng)損傷

力量和肌肉質(zhì)量的維持和改善都是各種人群體育鍛煉干預(yù)的重要目標(biāo)[39]。高強(qiáng)度離心運(yùn)動(dòng)不僅可導(dǎo)致肌肉肥大和骨礦化增加，還可改善損傷后肌腱重塑。高強(qiáng)度離心訓(xùn)練是一種有效的替代肌腱重塑手術(shù)的方法，且成功率高，恢復(fù)時(shí)間短于常規(guī)物理治療[40]。在高速運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)腳與地面接觸并登地的過(guò)程中，肌肉-肌腱單元中儲(chǔ)存能量，在腳抬起之前的最后縮短階段，它們釋放儲(chǔ)存在初始拉伸階段的大部分能量。

LaStayo等[41]研究顯示，進(jìn)行離心運(yùn)動(dòng)的受試者跳頻增加10%以上，而對(duì)照組的跳頻保持不變，因此中度負(fù)重離心運(yùn)動(dòng)可以改變肌腱彈性。在一項(xiàng)對(duì)高山滑雪運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練中，對(duì)照組每周進(jìn)行3次體重訓(xùn)練，離心組輔助減重運(yùn)動(dòng)，每次進(jìn)行中度負(fù)重離心運(yùn)動(dòng)20 min，結(jié)果只有在補(bǔ)充離心運(yùn)動(dòng)的組中，運(yùn)動(dòng)員的肌肉量和跳躍高度(+6.5%)才增加[42]。

離心訓(xùn)練可以改善神經(jīng)肌肉的協(xié)調(diào)性和肌肉力量，減少肌腱載荷，從而改善肌腱的健康[43]。有研究表明對(duì)14例男性運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行加重的離心負(fù)荷之后6周，蹲跳表現(xiàn)和Ⅱx型纖維橫截面積增加[44]。

綜上所述，適度的離心運(yùn)動(dòng)增加肌肉-肌腱單元主動(dòng)和被動(dòng)拉伸時(shí)的能量，導(dǎo)致彈性應(yīng)變能量恢復(fù)的增強(qiáng)，這導(dǎo)致反彈活動(dòng)(如跳躍)的性能得到改善。

2.4 老年人肌肉減少癥

肌肉減少一般作為一些疾病的常見(jiàn)癥狀和預(yù)后不良的指標(biāo)，如心臟衰竭、COPD、慢性腎功能衰竭、慢性肝衰竭，以及許多惡性腫瘤。肌肉減少癥也是60歲以上的老年人容易發(fā)生的自然過(guò)程，且老齡化往往伴隨著有氧運(yùn)動(dòng)能力的顯著下降。因此，為了防止肌肉減少，保證生活質(zhì)量和獨(dú)立性，有必要讓患者和老年人恢復(fù)運(yùn)動(dòng)。而中度負(fù)重離心運(yùn)動(dòng)似乎是運(yùn)動(dòng)耐力普遍較低，特別是老年人這種運(yùn)動(dòng)耐量較低群體的選擇，因?yàn)殡x心運(yùn)動(dòng)可以以低代謝成本提供高機(jī)械負(fù)荷。

LaStayo等[45]探討對(duì)老年人漸進(jìn)性離心抵抗訓(xùn)練11周的安全性和有效性，訓(xùn)練結(jié)束后，受試者離心工作的能力增加3倍，大腿肌肉量(通過(guò)DXA估計(jì))增加6%；雖然肌肉損傷和炎癥標(biāo)志物保持不變，但是隨著離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，胰島素樣生長(zhǎng)因子有增加的趨勢(shì)。

在一項(xiàng)為期3個(gè)月的老年人抗跌倒訓(xùn)練的研究中，所有的參與者在訓(xùn)練之前的1年內(nèi)至少有1次跌倒，將符合條件的老年人隨機(jī)分為抗阻離心運(yùn)動(dòng)組和傳統(tǒng)抗阻訓(xùn)練組，結(jié)果兩組的肌肉力量和橫截面積的改變沒(méi)有差異，但是在3個(gè)月的運(yùn)動(dòng)和9個(gè)月的隨訪(fǎng)之后，只有不到一半的受試者經(jīng)歷了跌倒或接近跌倒[46]。

另一項(xiàng)研究對(duì)取自同側(cè)13例離心訓(xùn)練組和14例對(duì)照組的股外側(cè)肌進(jìn)行肌肉活組織檢查，通過(guò)超微結(jié)構(gòu)形態(tài)測(cè)定法和轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)分析肌肉活組織檢查，建立與肌肉生長(zhǎng)、重塑和修復(fù)有關(guān)的轉(zhuǎn)錄物的基因表達(dá)譜以及與肌肉代謝和線(xiàn)粒體有關(guān)的轉(zhuǎn)錄物的基因表達(dá)譜；發(fā)現(xiàn)胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)的增加與兩種訓(xùn)練模式所觀察到的肌肉生長(zhǎng)相關(guān)；編碼肌肉生長(zhǎng)，重塑和修復(fù)的轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)在離心運(yùn)動(dòng)中比在向心運(yùn)動(dòng)中增加更多；令人驚訝的是，離心運(yùn)動(dòng)減少了編碼線(xiàn)粒體和代謝轉(zhuǎn)錄物的基因的表達(dá)；這些轉(zhuǎn)錄水平的變化與線(xiàn)粒體體積分?jǐn)?shù)的顯著降低相平行[47]。

對(duì)于老年人來(lái)說(shuō)，離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)于身體組成和強(qiáng)度的改善似乎特別方便，但是以降低肌肉氧化能力為代價(jià)。離心運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為是預(yù)防和減少肌肉減少癥的一種選擇[48]。肌肉生長(zhǎng)和修復(fù)的積極變化，加上肌肉線(xiàn)粒體和代謝可能的減少，需要進(jìn)一步的審查和更多的離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方案的工作，特別是在用于對(duì)抗老年性肌肉減少癥時(shí)。未來(lái)可能將激素替代療法(hormone replacement therapy,HRT)與離心負(fù)荷訓(xùn)練結(jié)合起來(lái)治療老年性肌肉減少癥。有研究證實(shí)，最大的離心運(yùn)動(dòng)與HRT結(jié)合，比單獨(dú)離心運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致絕經(jīng)后婦女更大的肌源性反應(yīng)[49]。

2.5 ACL修復(fù)

需要修復(fù)和術(shù)后康復(fù)的ACL損傷在足球、籃球、手球等團(tuán)隊(duì)運(yùn)動(dòng)中頻繁出現(xiàn)。Dragoo等[50]報(bào)道稱(chēng)，每10,000次游戲暴露的ACL破裂率為8.6。Gerber等[51]應(yīng)用中度負(fù)重離心運(yùn)動(dòng)ACL重建后干預(yù)的個(gè)案研究，康復(fù)干預(yù)在手術(shù)3周后開(kāi)始，在12周的時(shí)間內(nèi)逐漸增加離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練強(qiáng)度；一項(xiàng)后續(xù)研究隨機(jī)分配32例患者到為期12周的傳統(tǒng)組和離心運(yùn)動(dòng)組；研究證明，ACL重建后可以安全地進(jìn)行中度負(fù)重離心運(yùn)動(dòng)，他注意到在訓(xùn)練干預(yù)的任何時(shí)候都沒(méi)有膝蓋疼痛或積液，此訓(xùn)練方案在股四頭肌力量和跳躍距離方面的有效性，這些使用中度負(fù)重離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方案組的康復(fù)效果明顯好于傳統(tǒng)康復(fù)組[52]。

一項(xiàng)更為系統(tǒng)的研究[53]涉及40例患者，比較ACL手術(shù)后康復(fù)治療與通過(guò)漸進(jìn)中度負(fù)重離心運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)的康復(fù)計(jì)劃，患者使用自我選擇的20～40 RPM和5 min的初始訓(xùn)練持續(xù)時(shí)間，Borg疲勞評(píng)分為“非常輕微”，結(jié)果膝關(guān)節(jié)沒(méi)有疼痛和積液，訓(xùn)練時(shí)間增加到30 min，并在9～12周感覺(jué)到“艱難”。這項(xiàng)研究進(jìn)一步比較了外科手術(shù)，即骨-接骨移植與半腱肌-股薄肌移植，通過(guò)MRI估計(jì)，股四頭肌和臀大肌的肌肉體積在離心訓(xùn)練的患者中增加1倍以上；1年后進(jìn)行的一項(xiàng)隨訪(fǎng)研究重新評(píng)估17例偏癱患者和15例常規(guī)康復(fù)組患者，使用MRI和功能測(cè)試，離心組仍然顯示顯著的股四頭肌和臀大肌體積增加[54]。同樣，中度負(fù)重離心運(yùn)動(dòng)使康復(fù)訓(xùn)練組的股四頭肌力量和跳臺(tái)距離在手術(shù)后1年仍然更好。

上述研究表明，中度負(fù)重離心運(yùn)動(dòng)是運(yùn)動(dòng)問(wèn)題康復(fù)過(guò)程中潛在的有價(jià)值的工具，其重點(diǎn)是在低關(guān)節(jié)負(fù)荷下肌肉體積和強(qiáng)度的增加。然而需要注意的是，離心收縮訓(xùn)練也能減少反射活性，引起關(guān)節(jié)的不穩(wěn)定[55]。

2.6 其他疾病

有學(xué)者對(duì)1例患有雙側(cè)膝關(guān)節(jié)炎的58歲男性進(jìn)行為期12周的離心運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)訓(xùn)練，患者完成了每周2次的膝關(guān)節(jié)屈肌和伸肌的離心加強(qiáng)方案，沒(méi)有加劇膝蓋疼痛的癥狀，使用超聲測(cè)量股直肌的肌肉形態(tài)，肌肉峰值力矩的等速測(cè)量在60°/s和180°/s獲得，結(jié)果顯示患者的肌肉形態(tài)、肌力、功能表現(xiàn)、疼痛和全身疾病狀態(tài)均得到改善[56]。20例較老的癌癥幸存者(10例乳腺癌、5例前列腺癌、4例結(jié)直腸癌、1例淋巴瘤)，并有中度肌肉無(wú)力和疲勞的主訴，經(jīng)過(guò)12周的漸進(jìn)式離心負(fù)荷訓(xùn)練(每周3次)，膝關(guān)節(jié)伸長(zhǎng)力矩峰值顯著增加11%，計(jì)時(shí)測(cè)試提高14%[57]。對(duì)10例前列腺癌男性使用相似的(12周)漸進(jìn)中度負(fù)重離心訓(xùn)練計(jì)劃，觀察到膝伸肌強(qiáng)度和股四頭肌體積顯著增加，與患者是否接受雄激素剝奪治療無(wú)關(guān)[58]。兩項(xiàng)研究均表明，離心運(yùn)動(dòng)在癌癥幸存者中具有良好的耐受性，并且患者可以從離心運(yùn)動(dòng)方案中獲得肌肉力量和運(yùn)動(dòng)的益處。

相對(duì)于正常人而言，糖尿病患者的肌肉力量和質(zhì)量相對(duì)較低[59]。因此，為了提高肌肉力量和體積，中等載荷離心鍛煉方案被應(yīng)用在2型糖尿病患者中。Marcus等[60]比較15例2型糖尿病患者的有氧運(yùn)動(dòng)和有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合中度負(fù)重離心運(yùn)動(dòng)16周的情況，所有患者血糖控制和身體表現(xiàn)均改善；此外，使用輔助離心運(yùn)動(dòng)的組還顯示大腿瘦肉組織和體質(zhì)量指數(shù)的進(jìn)一步改善。在一項(xiàng)針對(duì)16例更年期糖耐量減低婦女的研究中，10例受試者參加為期12周的中度負(fù)重離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，而另外6例則作為非運(yùn)動(dòng)對(duì)照，結(jié)果顯示離心運(yùn)動(dòng)改善肌肉質(zhì)量和功能，而不會(huì)影響胰島素敏感性。從這些初步研究來(lái)看，中度負(fù)重離心運(yùn)動(dòng)可以安全地應(yīng)用于2型糖尿病患者。

少數(shù)參與者進(jìn)行的離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練計(jì)劃已被用于各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病。14例腦癱兒童進(jìn)行涉及肘屈曲的漸進(jìn)離心運(yùn)動(dòng)方案，他們與一組年齡匹配的正常發(fā)育兒童組比較，通過(guò)離心力量訓(xùn)練，腦癱兒童在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)力矩改善，表明力量得到增加[61]。20例帕金森病患者隨機(jī)分成兩組，進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練12周，結(jié)果顯示，進(jìn)行高強(qiáng)度離心性肌力訓(xùn)練的患者，肌力、運(yùn)動(dòng)遲緩和生活質(zhì)量評(píng)分均比對(duì)照組有更大程度的改善，然而需要注意的是仍需要更多的研究來(lái)確定這種高強(qiáng)度離心訓(xùn)練方式是否具有長(zhǎng)期的影響[62]。

與上述結(jié)果不同的是，有研究將19例多發(fā)性硬化患者隨機(jī)分為標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)組和標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)結(jié)合離心運(yùn)動(dòng)組，12周訓(xùn)練后，標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)結(jié)合離心運(yùn)動(dòng)組并沒(méi)有導(dǎo)致更大的腿部力量收益，反而是標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)組平衡性提高，并且比組合訓(xùn)練方式更能提升上下樓梯的能力[63]。離心運(yùn)動(dòng)在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中矛盾的結(jié)果需要在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中進(jìn)行更多的研究來(lái)驗(yàn)證。

3 結(jié)語(yǔ)和展望

綜上所述，離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練在許多不同領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用前景，但需要更多的深入研究來(lái)解釋和證明神經(jīng)肌肉系統(tǒng)如何適應(yīng)離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，從而設(shè)計(jì)和優(yōu)化個(gè)性化的離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練策略，才能在目標(biāo)人群的康復(fù)中發(fā)揮更大的作用。因此，進(jìn)一步發(fā)展參數(shù)，優(yōu)化強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，將是今后重點(diǎn)關(guān)注和研究的內(nèi)容。

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