瞿超艺徐金成赵杰修

1国家体育总局体育科学研究所（北京 100061）2上海体育学院运动科学学院

超低温冷疗对延迟性肌肉酸痛的作用——系统综述

瞿超艺1，2徐金成1赵杰修1

1国家体育总局体育科学研究所（北京 100061）2上海体育学院运动科学学院

目的：本文主要通过系统的文献检索与筛选，分析归纳超低温冷疗（whole body cryotherapy，WBC）对延迟性肌肉酸痛（delayed onset muscle soreness，DOMS）产生的影响与作用，探讨其可能的生理机制，从而评价WBC在DOMS中的应用效果。方法：依据预先制定的文献检索、筛选、录入、评价方法，进行相关文献的检索和筛选。检索方法：（1）在PubMed、Web of Science、EBSCO、Embase、ProQuest外文数据库和中国知网（CNKI）、万方数据库（WANFANG DATA）等中文数据库中以

的检索方式检索WBC对DOMS干预应用的研究文献。（2）对相关文献的参考文献目录进行阅读和二次检索。筛选和纳入标准：（1）WBC对DOMS影响与作用的前瞻性干预研究；（2）已在学术期刊出版的全文或摘要；（3）只录入英文或者中文文献。评价方法：使用循证医学临床报告证据等级评价表对纳入文献进行评价。结果：经过检索与筛选，共有18篇文献被纳入最后的分析、评价和总结。结论：（1）对于DOMS，WBC是一种有效的恢复手段；（2）WBC对与DOMS相关的部分生理生化指标和部分体能指标具有一定的积极影响。

超低温冷疗；延迟性肌肉酸痛；恢复

延迟性肌肉酸痛（delayed onset muscle soreness，DOMS）是竞技比赛和大众健身领域中一种十分普遍的生理现象。其定义为当机体在完成高强度及长时间以及刺激频率不断变化的肌肉离心收缩运动之后，或是机体长时间不运动突然进行改变强度和时间以及刺激频率的肌肉离心收缩运动之后，机体出现的一系列肌肉不适感与疼痛感[1-5]。DOMS的疼痛感在运动后24 h～72 h达到高峰，7天之后可逐渐消失[1，5-7]。DOMS出现时会伴随着一系列的肌肉组织结构、生理生化的改变[1-7]。其主要表现为肌肉酸痛感增加、肌肉力量降低、肌肉出现肿胀，且关节活动度与关节活动范围下降，同时对肌肉耐力与力量造成不利影响，导致肌肉做功能力与输出功率下降，影响机体运动能力与运动表现[1-7]。

DOMS的产生受运动强度、运动形式以及动作技能的巩固程度、性别、人体的健康水平和身体机能状态影响[1-8]。目前国内外针对DOMS的预防和治疗的研究较多，但是并没有一个绝对有效的方法能够完全消除DOMS。笔者认为DOMS是一个多因素共同作用的结果，因而只利用一种方法就能够完全消除DOMS是不可能的，只能是通过有效的恢复手段促进DOMS症状的减轻，将DOMS的负面影响降到最低，从而更好地促进机体的恢复。

冷疗（cryotherapy）是指将比人体体温低的诸如冷水、冰、蒸发冷冻剂等物理因子作用于受试者身体部位而进行干预的一种物理疗法[9-11]。冷疗的主要手段包括冰敷、冰水浴、冰按摩、局部超低温冷疗、全身超低温冷疗等[9-11]。由于不同的冷疗手段在干预时间与干预温度上存在不同，因此不同的冷疗手段在干预效果和适用范围上存在着显著的差异。超低温冷疗（whole body cryotherapy，WBC）是通过定时定温的极寒液氮喷雾作用于身体部位从而促进机体恢复的一种新型的冷疗手段[10-12]。近年来，越来越多的研究者将研究集中于WBC在运动领域中的应用。

但是关于WBC对DOMS相关指标的作用并没有过多的研究结果，并且对于WBC在DOMS中的可能生理机制也没有研究资料做出系统的介绍。因此，针对WBC在DOMS中的作用及可能生理机制的研究，在体育科学技术不断发展的背景之下，显得格外的迫切。本文旨在对WBC与DOMS相关文献进行系统综述，了解WBC对DOMS的作用与影响，探究两者之间可能的生理机制，丰富针对DOMS的恢复手段，并为WBC在我国优秀运动员和普通健身人群当中的应用与普及提供理论帮助。

1 方法

1.1文献检索

2015年9月初～2016年4月初，由于WBC在临床领域当中的应用广泛及WBC的英文翻译具有多样性，因此为了最大限度地了解WBC在运动领域和肌肉损伤当中的应用，获取更多的文献，在检索过程中，选取以下关键词进行检索。以两对关键词组“whole body cryotherapy and muscle”和“whole body cryostimulation and muscle”在外文数据库PubMed、Web of Scienc、EBSCO、Embase、ProQuest中进行检索。选取关键词“全身冷冻疗法”在中文数据库中国知网（CNKI）、万方数据库（WANFANG DATA）中进行检索。之后根据每个数据库的检索要求与特点的不同，采用不同的检索元设置：PubMed数据库采用的是检索关键词的全领域检索（All Fields）；Web of Science数据库采用的是主题和主题的关键词的检索方式；EBSCO数据库采用的是全文检索（Tx All Text）方式；Embase数据库采用的是全文检索（All Fields）；ProQuest数据库采用的是全文检索（All Fields）。在中国知网（CNKI）和万方数据库（WANFANG DATA）中分别进行“全文”和“全部”的检索元设置的检索方式，从而检索相关的中文文献。此外，根据以上检索结果中的相关文献的参考文献进行二次检索，从而最大限度获取相关文献。文献的纳入标准由三位作者共同讨论完成。

1.2文献筛选以及纳入标准

文献纳入标准：（1）已在学术数据库或学术期刊中出版的全文或摘要；（2）只录入中文或者英文文献；（3）WBC与DOMS相关指标的前瞻性干预研究，主要的研究设计类型包括随机对照研究、非随机对照研究、随机交叉研究、病例系列研究等。具体的纳入标准如表1所示。

表1　文献纳入标准

文献筛选过程：（1）根据先前制定的文献检索策略对各数据库进行检索，将搜索到的相关检索结果导入文献管理软件ENDNOTE X7中，依据制定的文献纳入标准，筛查关键词，并对摘要和标题进行初步的筛选；（2）之后根据纳入标准，进行文献查重，剔除掉重复文献；（3）初步的筛选以及查重之后，对剩下的文献进行下载，全文阅读之后，对不符合标准的文献进行剔除（主要原因包括：文章类型、实验对象不合格，研究内容不相符），并根据文献后的参考文献部分进行手动的检索与筛选，最终确定纳入文献。文献的筛选由第1作者完成，第2、3作者进行审校。

1.3纳入文献的数据提取

经检索与筛查后，针对本文纳入评价和分析的文献，主要根据PICOS[Participants（受试者），Intervention（干预），Comparison（对照），Outcome（结果），Study design（研究设计）]原则进行数据的提取和分析[13，14]。P表示研究对象的基本信息，I表示文章中的研究干预方案，C表示对照设计，O表示研究的主要结果部分（包括测量的主要指标、指标的变化情况），S表示研究设计的类型（对照研究、交叉研究、队列研究等）。

1.4纳入文献的评价

对纳入文献的等级评估，本文采用牛津大学循证医学中心2011版临床报告证据等级表[15]进行。如表2所示，尽管该评价方法不能直接提供对文章质量的细致评价或直接用作针对纳入文献的建议和结论，但该证据等级表的主要特点在于其简单迅速的评价结果可以被用来选择最合适的干预手段。本文纳入文献的评价由3位作者共同讨论决定。

表2　本研究OCEBM 2011版证据评价等级一览表[15]

2 结果

2.1文献检索及纳入结果

各个数据库的检索情况如下：PubMed 70篇，Web of Science 88篇，EBSCO 26篇，Embase 60篇，ProQuest 21篇；CNKI 3篇，WANFANG DATA 2篇，共计270篇文献。根据纳入标准，对标题与关键词不相关文献进行剔除，对文献标题和摘要进行筛选，其中PubMed数据库剔除文献51篇，剩余19篇；Web of Science数据库剔除文献54篇，剩余34篇；EBSCO数据库剔除文献11篇，剩余15篇；Embase数据库剔除文献39篇，剩余21篇；ProQuest数据库剔除文献4篇，剩余17篇；CNKI剔除文献3篇，剩余0篇；WANFANG DATA数据库剔除文献2篇，剩余0篇。共剩余文献106篇。之后根据纳入标准进行查重，筛除重复相似文献76篇，剩余文献30篇。再根据纳入标准对文献资料进行评价并对剩余文献的参考文献进行手动检索，对不符合标准的文献进行剔除，其中研究类型不相符9篇，研究内容不相符3篇，最后共计18篇文献资料纳入到最后的系统综述评价。

2.2纳入文献的基本信息

在本文所纳入WBC与DOMS相关指标的前瞻性干预研究中。18篇文献均为期刊全文，不包括会议摘要和综述类文章。其作者分别来自于8个不同的国家，分别是意大利、波兰、法国、斯洛文尼亚、爱尔兰、英国、芬兰、巴西。研究对象主要为专业运动员或健康受试者，其主要实验设计类型包括随机对照研究、非随机对照研究、随机交叉研究、随机控制交叉研究、病例系列研究等。

2.3纳入文献的评价

从本文评价结果来看，纳入的文献均为前瞻性的干预研究，其实验对象均为专业运动员或是健康有运动背景的受试者，运动方案科学有效，实验当中所选取的指标与DOMS具有高度相关性，研究结果具有一定的准确性客观性，其最后的研究结论也具有较强的实践参考价值与理论依据。纳入文献等级评价表如表3所示，纳入文献基本信息如表4所示。

表3　本研究纳入文献的循证等级评价一览表

2.4文献研究结果报告

由于最终纳入的文献研究在设计类型、研究指标异质性方面差异较大，因此本文未对所有关于超低温冷疗与延迟性肌肉酸痛相关的指标进行Meta分析，只针对部分指标，选取涉及指标的相关文献，提取有效数据，进行Meta分析，其他指标则主要进行系统性的综述。本部分主要对相关结果进行介绍。

2.4.1血清肌酸激酶

机体由于高强度运动造成骨骼肌溶解现象，其中最典型症状是血清肌酸激酶浓度的增加，因此通常将血清肌酸激酶作为衡量运动强度，评定机体的恢复能力和预测是否出现过度训练的血液指标[10]。在众多关于超低温冷疗（whole body cryotherapy，WBC）对延迟性肌肉酸痛影响的研究中[10，18，20，28，30]，肌酸激酶均作为常规指标被检测。通过对肌酸激酶的检测，可以了解超低温冷疗对机体出现延迟性肌肉酸痛之后骨骼肌恢复的影响。并且对于延迟性肌肉酸痛而言，肌酸激酶是一个必测的基本指标[10，18，20，28，30，33]。

表4　本研究纳入文献基本信息

续表4

续表4

在Ziemann等[18]的研究中，将12位职业网球运动员随机分为WBC组与CON组，WBC组在正常的训练与比赛结束之后，每天接受2次WBC干预，而CON组不接受任何干预，共5天。结果显示，WBC组的CK值（241.4±48.9 U·L-1）相比CON组的CK值（295.5±65. 5 U·L-1）显著下降（P＜0.01），表明运动后进行WBC干预可以降低骨骼肌损伤标志物肌酸激酶的数量。在Wozniak等[20]的研究中，WBC组为21位波兰国家队男性皮艇运动员，CON组为10位无训练基础的健康男性受试者，WBC组在一个10天训练周期中，每天接受3次WBC干预（－120℃～－140℃），每次3 min，CON组在10天每天只接受1次WBC干预（－120℃），每次3 min。结果显示，WBC组的CK值（322.1±116.1 U·L-1）相比CON组（491.2±61.5 U·L-1）显著下降（P＜0.01）。

在本文纳入文献的血清肌酸激酶的Meta分析中（如图1），采用的效应指标为加权均数差（weighted mean difference，WMD）。所纳入的2篇文献的置信区间都处于无效线的左侧，表明WBC组的效应量大于CON组，显示超低温冷疗对血清肌酸激酶具有一定的积极作用[WMD=-112.16（95%CI=224.56～0.24），Z=1.96]。

图1　超低温冷疗对血清肌酸激酶影响前瞻性研究的Meta分析

在本研究所纳入的其他文献中，同样也显示出类似的结论。在Guilhem等[27]的研究中，受试者在完成3组最大屈肘练习后，接受不同恢复手段的干预，结果显示经过WBC干预后，WBC组CK值相比CON组显著下降（P＜0.01）。在Hausswirth等[30]的研究中，实验对象为9位训练有素的跑步者，进行48 min模拟上下坡跑步练习，在模拟跑步练习之后，分别在3个不连续的周中进行3种不同恢复手段（超低温冷疗、红外线辐射、被动恢复）的干预，比较不同恢复手段对延迟性肌肉酸痛的不同效果，结果显示，相比其他两种恢复手段，WBC对CK的效果更加明显，尤其是在运动后48h。在Banfi等[16]的研究中，主要在男性橄榄球运动员正常训练与比赛后的恢复期中运用超低温冷疗对其进行干预，观察WBC的作用与效果，结果显示，干预前的CK值（307.7±103.2 U·L-1）与干预后的CK值（183.9±83. 4 U·L-1）相比出现非常显著性下降（P＜0.01）。其结果表明WBC对于降低骨骼肌损伤标志物具有一定的积极效果。而在Fonda等[23]的研究中，干预前后的WBC组与CON组的CK相比，在运动后1 h、24 h、48 h有显著变化，而在72 h、96 h、120 h并没有显著性差异，提示WBC在DOMS早期对骨骼肌损伤标志物的作用效果更好。

通过文献分析，可以认为对于延迟性肌肉酸痛或者运动过后机体肌酸激酶过高的情况，超低温冷疗可以有效降低肌酸激酶的数量，降低肌肉损伤程度，更好地促进肌肉的恢复。

2.4.2白细胞介素-6

在多项研究[10，27，29，31]中，短暂的超低温冷疗不会对机体的抗炎反应产生不利影响，而是可以有效降低机体的炎症反应和炎症因子数量，甚至会引起机体抗炎系统功能的增强。这可能是与在寒冷环境下肾上腺素和去甲肾上腺素增加有关，其主要原因是由于在极度寒冷环境下，引起机体核心温度急剧下降，从而致使机体出现应激反应，致使机体抗炎系统功能亢进[10]。白介素-6是一种多功能的细胞因子，由淋巴细胞或非淋巴细胞产生，参与应激反应、机体免疫应答等过程，有效地维持机体平衡。剧烈运动能够诱导局部肌肉产生白细胞介素-6，当骨骼肌出现炎症时，白介素-6浓度显著增加。机体运动过后通过WBC的干预，可能会降低机体白介素-6的数量，从而有效降低机体在运动过后的炎症因子数量，减轻机体的炎症反应，从而更好地促进机体恢复[10，34]。因此，本研究尝试通过对白介素-6进行系统综述，了解相关研究中WBC对机体白介素-6所产生的影响，探讨其与延迟性肌肉酸痛之间的关系。

在Kierzenkowska等[31]的研究中，18位男排运动员分为WBC组与CON组，分别进行不同手段干预。WBC组在正式训练比赛前接受1次WBC干预，之后进行1次亚极量运动，再接受1次WBC干预；CON组在整个过程中不接受干预。与CON组相比，WBC组白介素-6出现显著下降（CON组5.88±0.5 pg/mL，WBC组2.42 ±0.8 pg/mL，P＜0.01），机体其他炎症指标也出现显著下降。结果表明，短期的WBC可能会降低机体的炎症因子数量，改善机体炎症水平。但在Ziemann等[18]的研究中，12位男性网球运动员分为WBC组与CON组，在训练结束后WBC组接受5天10次WBC的干预，而CON组不接受任何干预。结果显示，与CON组相比，WBC组的白介素-6出现上升的趋势（CON组1.2±0. 1 pg/mL，WBC组1.6±0.1 pg/mL），表明WBC对机体白介素-6含量的影响并不明显。

在本文纳入文献的白介素-6的Meta分析中（如图2），采用的效应指标为WMD。所纳入的2篇文献的置信区间分别处于无效线的左侧与右侧，表明WBC组与CON组的效应量并不明确，显示超低温冷疗对白介素-6影响存在着不一致的研究结果[WMD=-1.52，（95% CI=-5.31～2.26），Z=0.79]。

在本研究所纳入的其他研究中，同样也显示出类似的结论。Guilhem等[27]的研究中，通过WBC的干预，受试者在进行完最大屈肘练习后，WBC组相比CON组，白介素-6含量出现下降趋势。在Ziemann等[29]的另外一篇研究中，通过WBC的干预，受试者的白介素-6含量也出现下降趋势。但在Pournot等[21]和Lubkowska等[19]的研究中，运动后通过WBC的干预，机体白介素-6水平并未发生显著性变化。

通过文献分析，WBC对机体白介素-6水平的影响目前还存在不一致的研究结果，其可能是由于运动方案中运动强度差异太大以及干预类别不一致（短期或长期）所导致。因此，后续还需要更多统一运动方案与干预类别的实验性研究，从而更好地说明WBC与白介素-6的关系。

图2　超低温冷疗对白介素-6影响前瞻性研究的Meta分析

2.4.3C反应蛋白

C反应蛋白是机体中的一种急性蛋白，当机体出现炎症或感染时，血中C反应蛋白数量出现急剧增加。在WBC的研究中，大部分研究者均选取了C反应蛋白作为骨骼肌炎症反应程度的指标[10，16，21，27]。对C反应蛋白的检测可以有效了解机体的炎症反应程度。对于延迟性肌肉酸痛的机制，有学者[34]认为可能是机体炎症细胞因子与炎症细胞的浸润所造成的。

Banfi等[16]的研究选取10位男性橄榄球运动员，在正常训练结束后，每天接受1次WBC干预，为期5天，干预前与干预后机体的C反应蛋白含量显著下降（CON组0.74±0.43 mg/dL，WBC组0.62±0.38 mg/ dL）。同样在Pournot等[21]的研究中，将11位男性长跑运动员分成为两组，均在第1周进行跑台练习之后，依次进行WBC的干预；在2周进行跑台练习之后，进行静坐休息。结果显示，相比CON组，WBC组的C反应蛋白同样显著下降（P＞0.05）。因此，Pournot等[21]认为WBC可以引起中央血流动力学变化，从而致使体温调节与免疫环境平衡发生变化，以及引起神经内分泌轴的变化，机体释放更多的去甲肾上腺素。持续的去甲肾上腺素可以缓解疼痛。另外WBC可能会引起抗炎细胞因子白细胞介素-6、白细胞受体拮抗剂以及白细胞介素-10的升高，是机体在接受WBC干预过程中的一种抗炎保护机制。因此，Pournot等[21]得出结论，当机体出现DOMS后，采取WBC进行干预，可能引起细胞因子之间的多重相互作用，可以限制肌肉炎症反应程度与反应速度。在Guilhem等[27]的研究中，通过WBC的干预，C反应蛋白同样也出现下降趋势。

通过文献分析可以认为，经过WBC的干预，可能会降低C反应蛋白的数量，降低机体的炎症反应水平，减轻机体DOMS不适感，但由于目前针对C反应蛋白在WBC的研究并不多，还需要更多后续相关研究的进行。

2.4.4肌肉酸痛感

主观感觉量表可以有效地对超低温冷疗对机体温度调节与主观感觉的影响进行评价[10，12，23，28，30]，是评价机体延迟性肌肉酸痛程度的最直观的生理指标。在对体力、热感觉、肌肉疼痛的评估方面，国际通用的是采用VAS、RPE、Bedford热感觉量表和Brog肌肉疼痛等级评价量表[35]。本部分对机体在延迟性肌肉酸痛的不同时间点上肌肉酸痛感进行Meat分析，了解通过WBC干预之后，实验对象肌肉酸痛感的变化情况。

本文针对纳入文章干预前后的肌肉酸痛感评价量表进行Meta分析，如图3所示。研究中分别选取干预后1 h、24 h、48 h、72 h、96 h、120 h的肌肉酸疼感进行分析。采用固定效应模型对合并的结果进行Meta分析，采用的效应指标为SMD。结果显示，超低温冷疗组在1 h组（SMD=-0.77，95%CI=-1.42～0.12）中肌肉酸痛感表现出显著低水平（P＜0.01），同样在24 h组（SMD=-0.57，95%CI=-1.48～0.33）与48 h组（SMD=-0. 58，95%CI=-1.37～0.21）也表现出下降的趋势。而在之后的72 h组（SMD=-0.65，95%CI=-2.54～1.24）、96 h组（SMD=-0.33，95%CI=-0.95～0.30）、120 h组（SMD=-0.32，95%CI=-1.16～0.52）组间的肌肉酸疼感并未见显著差异（P＞0.05）。在Costello[28]的研究中，在24 h组、48 h组、72 h组、96 h组的超低温冷疗组与干预组的肌肉酸痛感没有出现显著性差异（P＞0.05）。而在Hausswirth[30]和Fonda[23]的研究中，在1 h组和24 h组中，超低温冷疗组相比对照组，肌肉的酸痛感出现显著性下降（P＜0.01）。本研究结果与Collesto[12]关于超低温冷疗与延迟性肌肉酸痛的最新研究结论相一致。

针对肌肉的酸痛感的6个不同时间段的不同比较，可以发现在干预后的1 h、24 h、48 h，超低温冷疗组的肌肉酸痛感明显低于对照组，而在干预后的72 h、96 h、120 h，超低温冷疗组肌肉酸痛程度与干预组之间并没有显著差异。结果提示，超低温冷疗对于机体出现延迟性肌肉酸痛后48 h之内的肌肉酸痛感有一定的积极影响，而在48 h之后，随着时间的推移，机体的肌肉酸痛感逐渐减轻，WBC组相比对照组的影响并不明显。这可能跟机体的适应性或者机体的代谢规律有关。由于各研究中的运动方案、运动强度、运动方式存在一定差异，可能是造成结果出现差异的原因。在Fonda等[23]的研究中，采取的主要是高负荷的下肢离心运动方案，运动形式是深蹲纵跳跳箱和髋关节屈曲伸展运动，从而造成机体出现延迟性肌肉酸痛。同样在Costello等[28]的研究中，采取的是膝关节抗阻伸膝练习，测试受试者膝关节最大等长收缩力量与膝关节活动度。在Hausswirth等[30]的研究中，采取了一个48 min的变速跑运动方案，其中包括上坡跑、下坡跑、平地跑三种运动形式，模拟延迟性肌肉酸痛的产生。综合考虑运动方案的选择和运动强度的安排，超低温冷疗对机体早期的肌肉酸痛感有一定积极影响，对延迟性肌肉酸痛的急性疼痛感有一定缓解作用，而对于72 h后的肌肉疼痛感影响程度并不大。

图3　超低温冷疗对前瞻性研究中不同时间段肌肉酸痛感影响的Meta分析

2.4.5运动能力与表现

机体由于高强度运动出现延迟性肌肉酸痛时，机体的运动表现与机能状态都会出现显著性下降，对运动员和健身人群的正常训练和日常生活造成影响[36，37]。超低温冷疗对运动表现影响研究中的运动方案主要是进行股四头肌的伸展练习[38]及肘部屈肌的弯曲负重练习[27]，其中主要以膝关节最大收缩力量、膝关节最大收缩功率、股四头肌的最大输出功率、肱二头肌的最大收缩力量、纵跳高度等指标对肌肉表现进行评定[28，39-41]。

Guilhem等[27]的研究结果显示，WBC组的肱二头肌最大自主收缩力量下降幅度要小于CON组，（CON组为-33%±4%、WBC组为-31%±6%，P＜0.01），而主观感觉上两组并没有差异（CON组与WBC组均为-18%），Guilhem认为可能是由于肌肉酸痛程度呈现出明显的时间差异，伴随着时间的推移，DOMS的症状与评分出现递减的趋势。其得出结论，WBC对于急性的肌肉损伤具有一定的效果，而对于长期重复离心收缩之后肌肉功能恢复的影响并不明显。在Hausswirth等[30]的研究中，实验对象为9位训练有素的跑步者，进行48 min的10 km模拟跑步练习，WBC组9人暴露于－110℃共3 min。结果显示，膝关节最大自主收缩力量与最大自主收缩扭矩得到恢复，而在运动后的24 h后其恢复时间减慢，48 h后其恢复能力并没有发生变化。而对照组在3个阶段均出现下降。而在Costello等[28]的研究中，根据视觉判断与主观反馈，在WBC组与CON组中，受试者最大自主等长收缩力量与膝关节位置感并没有发生显著性变化，进行25%与50%的肌肉收缩时，肌肉力量并没有明显改善。在Ferreira-Junior等[38]的研究中，实验对象为12名训练有素的年轻男性（年龄23. 9±5.9岁），进行高强度间歇抗阻力练习，运动形式为膝关节的伸展运动。一次高强度练习包括6组，1组10次，共60次，组与组的间歇时间为60 s，PBC（局部超低温冷疗）组12人在2个抗阻力练习恢复期中进行膝关节局部冷冻治疗（－110℃）共3 min；CON组12人在2个抗阻力练习恢复期中不进行任何干预。其研究结果显示，PBC组与CON组中的膝关节伸展峰值扭矩（P= 0.71）以及膝关节总工作量（P=0.58）并没有显著性差异，但是相比CON组，PBC组具有较高的膝关节伸展峰值扭矩力量，膝关节的总工作量得到改善。Ferreira-Junior[38]认为机体在2次抗阻力训练课之后，通过单次的PBC干预可以促进肌肉离心收缩力量与离心收缩表现的恢复。因此，作者认为PBC的适用范围是针对于1天多练或者是1天多赛的运动员，从而促进肌肉离心收缩的功能恢复。对于此建议还需要更多的对WBC与PBC和肌肉损伤恢复之间关系的研究作为理论支撑。而在Ferreira-Junior[22]等的后续研究中，采取了同样的实验设计，实验对象为13名有训练基础的年轻人（年龄27.9±4.2岁），进行每周4～6次膝关节抗阻力练习，每次练习共进行6～16组，每组6～15次，组间间歇时间60～120 s，WBC组13人接受WBC（-110℃）治疗时间共3 min，1天2次，CON组13人接受21℃环境下的治疗，时间为3 min。结果显示，WBC组的峰值扭矩并没有发生显著性变化，CON组的峰值扭矩也没有出现显著性降低。然而，同测试前相比，测试后的峰值扭矩均出现下降，出现显著的时间差异。WBC组与CON组的肌肉总工作量、平均输出功率以及肌电图未出现显著性差异，也没有出现时间差异。在Fonda等[23]的研究中，利用WBC（时间3 min，温度－140℃至－190℃）干预，结果表明通过WBC可以有效促进下肢肌肉峰值扭矩的恢复，提高下肢扭矩的输出速度，增强下蹲启动的输出力量，并且减少肌肉疼痛感。而Ferreira-Junior研究[22，38]的主要目的在于阐述单次WBC对机体神经肌肉性能的影响。经过WBC干预，并不会降低机体等速运动中屈肘关节的神经肌肉性能，将WBC应用于运动员上肢肌肉损伤的恢复，并不会影响上肢神经肌肉的性能与表现。此外，相比其他的冷疗（冷水浴、冷敷），WBC需要的治疗时间更短。

不同研究采用不同的指标对肌肉的运动能力进行评价，因此很难进行标准化分析。关于WBC对机体运动能力的影响，还需要进行更多的将运动能力相关指标标准化的实验性研究。通过文献分析，一次性的WBC可能对机体运动能力与表现的影响不是很大，长期的超低温冷疗干预可能会对机体的运动能力与表现产生一定的积极作用。WBC对离心收缩中肌肉收缩扭矩、输出功率的改善可能存在一定的积极影响，而在向心运动中，这种作用并不明显。WBC对运动表现与运动能力的影响，由于个体差异与项目特征的不同，还需要结合更多实验性研究才能得出完整的结论。

3 讨论与分析

3.1运动性肌肉损伤与延迟性肌肉酸痛

运动性肌肉损伤（exercise-induced muscle damage，EIMD）是指机体突然从事不习惯的高强度运动或者机体在长时间运动后所发生的骨骼肌纤维的微损伤。运动性肌肉损伤常伴随着DOMS的出现[42]。

众多研究[1-5，34，42，43]认为，DOMS与EIMD发生发展的时段密切相关，DOMS是EIMD所引起的一系列变化的主观感觉结果。有研究认为，EIMD诱发了DOMS症状，其机制与微损伤引起的炎症反应、自由基生成有关[11，34]。也有研究认为，对于EIMD和DOMS的产生机制可归结为机械损伤学说和代谢紊乱学说，认为机械性外力作用和代谢性刺激综合作用，可能诱发骨骼肌微结构的损伤，从而加重延迟性肌肉酸痛的症状[42]。目前的观点认为，EIMD的外部主观感觉常表现为DOMS，DOMS是EIMD的一部分反应[42]。并且认为EIMD和DOMS的发生发展过程既有生理生化方面的变化，也会对机体主观感觉和运动表现产生一定的影响，其主要涉及到肌纤维结构的破坏、能量代谢的失衡、细胞因子的表达、酶的合成与释放等一系列变化，是多因素综合的结果[42]。因此，对DOMS的研究将有助于EIMD的预防、减轻与消除[42]。

3.2超低温冷疗

超低温冷疗（whole body cryotherapy，WBC）作为一种新型的冷疗恢复手段，能够对机体众多的生理生化参数产生影响。WBC在最大限度地提高机体机能状态与运动表现的同时，也意味着机体将尝试极端的风险和干预措施所带来的持续压力[10-12]。一方面，WBC可能对骨骼肌损伤标志物、炎症细胞因子、机体主观感觉、机体运动表现与机能状态产生一定的积极影响[10，12，34]。但另一方面，由于WBC干预温度非常低，保护不当易造成机体末端冻伤，并且单次干预时间超过标准时间3 min，将会对神经肌肉功能造成影响，降低肌肉的物理特性，运动能力出现下降[44，45]。动物研究发现，低温冷疗能造成骨骼肌再生滞后[46]，且超低温冷疗方法已用于少年儿童运动员，很可能造成少年儿童运动员损伤修复能力减弱[47]。在Collesto等[12]的研究中，其对超低温冷疗潜在的有利和不利影响进行了详细概述，如图4所示。

因此，针对超低温冷疗可能出现的不利影响，对其使用过程有着严格的标准与流程，主要包括前期医学检查、服装准备、预冷适应、正式干预[10]。进行干预之前，首先进行医学检查，排除一切与WBC相关的主要禁忌症与不良反应，包括幽闭恐惧症、不受控制的高血压、严重的冠心病、心律失常、循环障碍、雷诺氏现象（手指肿胀）、冷过敏、严重的肺病或阻塞性支气管问题等，了解受试者的健康状况。其次，在进行超低温冷疗干预前，要求受试者保持身体的绝对干燥，任何在身上的液体都必须擦拭干净，服装上要求受试者穿短裤，佩戴手套与帽子和覆盖鼻子与嘴的口罩，穿戴干燥的鞋和袜子，从而减少在干预过程中发生由于寒冷所造成相关损伤的风险。服装穿戴完毕后，在正式干预之前，每个受试者先在-60℃的舱内适应30～60 s，进行预冷准备，之后再进行正式的超低温冷疗干预[10-12]。

值得注意的是，能够造成WBC出现意外事件的主要原因包括在超低温设施制备过程当中的疏忽、进人控制室内为湿衣服或者是皮肤上面有水、过度的组织温度降低、医生检查的遗漏等等。因此，在运用WBC进行干预时需要对预先设定的不良事件进行主动监测，对于造成WBC出现意外的可能原因和主要禁忌症需要引起实验人员的足够重视，防微杜渐预防为主，从而更好地利用WBC促进机体的恢复[10-12]。

3.3超低温冷疗对延迟性肌肉酸痛的可能作用原因

针对于WBC在DOMS中的作用与效果，一些学者开始尝试着对其作用与效果的可能原因进行阐述[10，11，24，34，44，48]。其中主要包括：促进溶酶体膜稳定、降低组织温度、减少炎症因子数量、诱导肌细胞调亡等。

3.3.1促进溶酶体膜稳定

Stanek等[48]研究者认为，WBC对于减少机体运动后肌肉酸痛的炎症反应作用的生理机制可能是WBC提高了肌肉溶酶体膜的稳定性并且抑制了活性酶类的释放。Dugue[49]和Lubkowska等[50]的研究认为，溶酶体膜稳定假说是WBC具有抗炎作用的主要生理机制，但这种生理机制主要针对于长期的干预，而在一次性的WBC干预中，这种效果并不明显。Wozniak等[20]的研究结果显示，经过WBC之后，溶酶体酶的活性出现下降，主要表现为经过6天的WBC干预后，酸性磷酸酶活性下降32%，芳香基硫酸酯酶活性下降46%，但是他们在一次WBC之后的活性并没有发生改变。因此Wozniak等[20]认为，一次WBC并不会导致溶酶体膜的稳定性受到影响。以上研究表明，WBC可能通过寒冷刺激降低活性酶类的数量与活性，从而提高溶酶体膜的稳定性，促进肌肉酸痛感的减退，但是这只是针对长期反复的干预，对于一次性干预这种效果并不明显。

3.3.2降低组织温度

在Costello[24]和Westerlund等[51]的研究中，WBC降低机体核心温度与肌肉温度的作用已被证明有效。Westerlund等[51]的研究显示，单次WBC（时间3 min，温度－110℃）干预后，直肠温度下降了0.3℃；而在Costello等[24]的研究中，单次WBC（时间3 min，温度－110℃）干预使股外侧肌肉温度下降了1.6±0.6℃。通过WBC的干预并伴随着机体核心温度的降低，这一机制的下一阶段便是阻断血液循环中的白细胞（中性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞）迁移到受损组织，减少炎症细胞在血液循环中的数量，避免炎症细胞在血液中沉积，减少肌肉酸痛感[26]。在一次性WBC干预中，寒冷刺激主要是通过降低机体组织温度，使机体产生应激反应，下丘脑体温调节机制尚未启动，大肌群内的血液涌向核心器官，而大肌群内的代谢产物进行转移，寒冷刺激与外围环境形成温差，当机体离开低温环境之后，体温调节机制启动，造成血液的二次分配，炎症因子与代谢产物随血液灌注排出，从而促进机体肌肉酸痛感的减轻，加速恢复[52]。而在长期反复的WBC中，机体产生适应性并对寒冷环境产生习服，因此，WBC降低组织温度的作用在急性短期干预中的效果可能会更加明显。

图4　超低温冷疗潜在有利和不利影响的逻辑模型[12]

3.3.3减少炎症因子数量

在Banfi等[16]的研究中，运动员经过5天高强度的训练后，经过WBC（时间2 min，温度－110℃）干预，运动员的可溶性细胞间粘附分子-1（SICAM-1）数量下降，肌肉损伤标志物（血清肌酸激酶、乳酸脱氢酶）含量降低，反应肌肉炎症反应程度的指标——前列腺素E2、白细胞介素-2、白细胞介素-8出现下降趋势。而抗炎细胞因子白细胞介素-10增加。同样在Kierzenkowska等[31]的研究中，在一个40 min的亚极量运动之后通过单次的WBC（时间3min，温度－110℃）干预，与对照组相比较，白细胞介素-6和白细胞介素-1β含量下降，超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性水平也出现降低。Ferreira等[34]的研究认为，WBC的体温调节反应可以减少机体SICAM-1的数量，促进运动后肌肉性能的恢复。此作用的起始点是WBC可以导致机体核心温度降低，继而使血管中的局部小动脉和小静脉收缩。Clarkson[43]与Peake等[53]的研究认为，在运动性肌肉损伤后，白细胞即开始了急性炎症过程，而通过WBC的干预可能会降低炎症因子的数量。根据Ferreira[34]的假设，WBC的体温调节反应是机体通过减少SICAM-1的数量，促进运动后肌肉功能的恢复，因此通过减少炎症因子的数量可以有效降低肌肉组织的炎症反应，减小肌肉组织的酸痛感，提高机体的活性氧水平和增加机体的抗炎反应（白细胞介素-10、白细胞受体拮抗剂）。Ferreira等[34]认为，高强度运动刺激机体白细胞、中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞通过SICAM-1对肌肉产生影响。随后由白细胞产生促炎性细胞因子和活性氧。最后，白细胞、促炎性细胞因子以及活性氧这几个因素相互叠加，导致肌肉退化，加剧了初始肌肉损伤的程度，影响肌肉恢复的速度与效果。Ferreira[34]认为运动后通过WBC的干预可以有效减轻肌肉延迟性酸痛的现象，主要是通过降低SICAM-1的数量从而降低机体的炎症反应，减少肌肉损伤。反复长期的WBC干预也可进一步减少肌肉发生损伤后的二次炎症发生的时间。在Ferreira[34]的研究基础上，Benoit等[54]针对SICAM-1的机制提出3种假设，第1种其认为血液中SICAM-1浓度增加的机制可能是由于运动的刺激导致活性酶脱落增加，从而导致肌细胞膜活性降低，使血液中的可溶性细胞间粘附分子脱落进入到血液，致使SICAM-1浓度激增。第2种其认为运动刺激并没有导致分泌酶活性变化，而是导致细胞膜上SICAM-1表达增加，也可引起SICAM-1浓度增加。第3则是高强度运动刺激既导致了活性酶脱落增加，同时也使细胞膜上SICAM-1表达增加，在两个方面的共同作用下，SICAM-1浓度增加。因此其认为，在WBC对于运动性肌肉酸痛的作用当中，SICAM-1可能是一个重要的调节物质，WBC可通过减少SICAM-1数量可以减轻肌肉炎症反应，减少运动后肌肉的酸痛感。利用WBC进行干预时，抗炎反应从第1次干预时便已开始，之后在长期反复的WBC干预中，机体的抗炎反应持续与加深，其抗炎作用效果更加明显[54]。

3.3.4诱导肌细胞调亡

Roberts等[44]研究了冷水浸泡（浸泡温度为10.1± 0.3℃，浸泡时间为10 min，浸泡高度达到腰部以上）对抗阻力练习当中肌肉适应性的影响。冷水浸泡组自选一个低强度进行骑固定自行车的练习，并与积极恢复组进行对比。结果表明，冷水浸泡降低了肌肉温度，继而影响肌肉因子的表达和肌肉因子活性。Roberts[44]与Rowsell[45]等学者对此结果的原因进行了推导，认为超低温寒冷刺激对肌肉影响的原因可能是抑制肌细胞生成并抑制卫星细胞的分化，加速衰老肌细胞调亡，改变肌肉活性。进而我们可以假设，在WBC干预过程中，可能存在类似的作用与机制并且出现类似的影响。在超低温冷疗中，极度寒冷的空气刺激将可能引起机体中衰老肌细胞的凋亡，离开寒冷环境之后，肌肉中其他肌肉蛋白表达增多，促进了新生肌细胞的分化，提高肌肉活性，改善肌肉的酸疼感，可能形成一个从破坏到新生的过程。但是由于冷水浸泡和超低温冷疗在干预环境、干预温度、干预时间、干预方式上存在很大差异，因此对上述的研究结果还需要更多的实验性研究进行论证。

4 总结

根据现有的文献资料研究，WBC对延迟性肌肉酸痛的作用主要体现在对骨骼肌损伤标志物、炎症细胞因子、主观感觉、运动表现的影响4个方面。根据本文纳入的文献研究报道，大部分研究[10，16，18，20，27，28，30]认为WBC有利于骨骼肌损伤标志物含量的降低，降低高强度离心收缩运动后肌肉酸痛感与不适感[10，12，21，23，28，30]。并且可以减少导致肌肉出现炎症反应的炎症因子数量，减轻肌肉炎症反应，避免肌肉出现痉挛与劳损[18，21，23，27，29，31，34，49]。通过WBC的干预可以有效降低运动后骨骼肌的温度，提高机体的主观感觉，减轻机体的不适感，促进运动后机体的恢复[10，12，23，28，30]。也有研究指出通过WBC的干预，可能会有效改善肌肉收缩的力量与肌肉输出功率，改善肌肉表现，并且保持机体的跳跃能力，减小运动后运动能力的下降幅度，有利于保持运动能力[10，11，27，34]。

但也有文献认为WBC对机体出现延迟性肌肉酸痛的影响并不大[19，25，39，40]，并且认为如果在WBC干预后马上进行体育锻炼，或者WBC干预时间超过3 min会对机体造成不利影响，造成肌肉温度大幅度下降[51]，肌肉力量减弱，影响肌肉的物理特征，严重时则会发生形态学的改变，使肌肉硬度增加，肌肉产生僵硬[44-47]。也会对运动能力造成影响，超过3 min的WBC对于即刻折返跑和垂直跳跃能力造成不利影响，影响机体的协调能力，导致机体最大输出功率、握力下降，运动能力的下降则表现为即刻的灵敏性、速度、力量、爆发力下降[44-47]。治疗中保护不当容易造成继发性的缺氧性损伤，导致神经传播速度减慢，神经刺激反应迟缓，影响机体神经肌肉功能等。

笔者认为，WBC对DOMS的作用出现不一致结果可能是由于不同研究中所采取的运动方案和运动强度不同，以及WBC干预时间及温度不同等原因造成的。有关于WBC对机体各个系统的影响，特别是WBC对DOMS的影响与作用，并没有统一完整的研究定论。但是目前对于WBC在DOMS中的作用，大多数的研究结果是肯定的。未来的研究应该确定WBC是否有必要根据损伤的性质、严重程度或者是急慢性水平进行改变，从而优化WBC的持续时间与温度以及干预的频率，扩展WBC的应用领域，提高WBC的作用效果，为机体恢复提供更好的效果。

5 局限性

本系统综述存在的主要局限性包括：（1）文中录入文献仅为已出版的中文或者英文文献，未纳入其他语种的文献，可能会存在选择偏倚；（2）文中所纳入文献的类型为前瞻性干预研究类型的文献，对于综述或者会议出版摘要及其他类型的文献类型并没有纳入，因此文献类型上的单一性可能会对研究结果产生影响（3）本研究纳入文献中，实验对象均为有一定运动基础的体育爱好者或者运动员，未纳入有关临床病例对象和个案分析的对象研究，实验对象选择的局限可能也会对研究结果产生影响；（4）本文所纳入文献中，关于超低温冷疗的干预时间、干预温度、干预次数、干预频率、干预间隔具有一定的差异性，很难将其统一化，因此针对于本文得出的结论外推至WBC在其他方面的研究时，应根据实际情况谨慎对待。

6 结论和展望

根据现有的文献资料研究，本研究可以得出如下结论：（1）对于DOMS，WBC是一种有效的恢复手段；（2）WBC干预能够改善DOMS的症状，减轻肌肉酸痛感，对DOMS起到延缓作用，并有可能会对某些运动表现产生影响。建议运动员以自身的实际情况和个体差异为依据，将WBC作为减轻DOMS、提高运动训练成绩、促进机体恢复、维持竞技训练状态的干预手段。但是，现有文献并不能充分说明通过WBC干预就可以有效改善肌肉酸痛症状，关于WBC的最佳治疗方案及在DOMS中的生理机制目前还没有完整的结论，还需要更多后续实验性研究的开展。

超低温冷疗作为一项高水平运动员赛后恢复的手段在欧美国家已经得到了广泛的应用。国内高水平运动员运用WBC进行恢复的研究并不多。由于生活环境不同导致生活习惯的差异以及身体适应能力的不同，使得国外运动员和国内运动员运用WBC进行恢复时具有一定的差异性。因此，针对中国运动员的自身身体特点与不同专项运动特征的最优化的WBC方案值得深入探讨与研究。此外，未来可以进一步研究WBC在改善可溶性细胞间粘附分子-1的生理机制上和WBC与机体抗炎症因子等细胞因子之间的关系上。今后的研究可以尝试探讨一次性WBC对机体各个系统产生的急性影响及生理机制，和反复长期的WBC对机体的慢性影响及生理机制。另外，WBC在我国大众健身领域中的应用性研究目前处于空白，如何利用WBC更好地促进普通大众健身人群的锻炼与恢复，将WBC的应用范围扩展，也将成为WBC的下一个研究热点。

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2015.12.28

国家自然科学基金（31371195），国家体育总局重点领域课题（委14-08）；国家科技部公益性研究院所专项基金项目（基本15-08和16-22）。

赵杰修，Email：zhaojiexiu@ciss.cn