甜菜根汁(BRJ)联合血流限制(BFR)训练对男性大学生下肢肌力与疲劳状态下纵跳表现的影响:一项随机、双盲、安慰剂对照研究

【字体: 时间:2026年02月26日 来源:Journal of the International Society of Sports Nutrition 3.9

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  本研究探讨了为期四周的血流限制(BFR)训练结合甜菜根汁(BRJ,含硝酸盐8 mmol/天)补充,对男性大学生下肢肌力、疲劳耐受力及纵跳表现的增效作用。结果表明,BFR训练可显著提升膝屈/伸肌在等速(60°/s、180°/s)及最大自主等长收缩(MVIC)状态下的相对峰值力矩,并改善双腿反向纵跳(CMJ)的高度、峰值力和发力率(RFD)。BRJ的加入并未广泛提升训练效果,而是选择性地增强了训练的抗疲劳益处,主要体现在显著减轻了疲劳状态下双腿CMJ高度的下降幅度,并降低了疲劳导致的峰值力与发力率下降率。这提示BRJ与BFR联用,可作为一种优化训练适应、缓解运动性疲劳导致的运动表现下降的策略。

  
引言:探索提升运动表现与抗疲劳的新策略
在现代竞技体育中,高强度的间歇负荷与生物力学挑战日益增加。下肢力量,特别是膝关节屈/伸肌群的等长、向心收缩能力以及拉长-缩短周期的转换效率,连同抗疲劳能力(包括能量代谢、代谢产物积累和神经肌肉疲劳),对于维持反复跳跃表现和预防损伤至关重要。在篮球、排球、足球等频繁跳跃的运动中,连续跳跃会导致下肢神经肌肉疲劳,进而影响运动员表现,并可能因疲劳导致的膝关节力量下降、屈曲角度减小及外翻力矩增加,而提升前十字韧带等非接触性下肢损伤的风险。因此,增强膝屈/伸肌力量与抗疲劳能力,成为优化跳跃表现和预防损伤的关键干预目标。为实现这一目标,结合高效训练方法与营养补充策略(如硝酸盐补充)受到了越来越多的关注。
血流限制训练是一种通过部分限制静脉回流和动脉流入,诱导局部肌肉缺氧的训练方法。其在低负荷下促进肌肉肥大和力量增长的能力,使其在运动与康复领域备受关注。BFR环境可增加骨骼肌代谢压力,从而促进心血管适应、激素反应,并刺激蛋白质合成,激活肌源性干细胞通路,以改善肌肉结构与功能。研究表明,中等压力(如50-60%动脉闭塞压)的BFR训练可有效提升反向纵跳的高度、峰值功率和发力率。然而,单纯的BFR训练对肌肉耐力和代谢适应的提升可能有限。
甜菜根汁作为一种营养补充剂,因其富含甜菜碱和硝酸盐而被广泛用于提升运动表现、缓解疲劳和促进恢复。其中,硝酸盐可通过硝酸盐-亚硝酸盐-一氧化氮途径转化为一氧化氮,促进血管舒张,增强对活动肌肉的氧气、激素和营养输送。慢性BRJ补充还被证明可通过促进肌浆网释放钙离子、优化兴奋-收缩耦联,来增强神经肌肉功能,并减轻神经肌肉疲劳的发展。尽管BRJ补充可能对肌肉收缩性和抗疲劳能力有益,但其单独对CMJ表现的影响存在条件与性别依赖性,在男性群体中的证据仍然有限。
尽管BFR和BRJ通过不同的生理机制改善肌力和抗疲劳能力,但BFR诱导的局部缺氧,与硝酸盐介导的血流改善和神经肌肉功能提升相结合,可能对骨骼肌力量和运动表现产生协同效应。本研究旨在探究,相较于单纯的BFR训练,BFR训练结合BRJ补充是否能更有效地增强膝伸/屈肌力量以及疲劳与非疲劳状态下的CMJ表现。
研究方法:严谨设计的随机对照试验
本研究采用随机、双盲、安慰剂对照设计。20名来自体育学院的健康男性大学生自愿参与,他们被随机分为BFR组和BFR+BRJ组,每组10人。两组参与者在人口统计学和基线生理指标上无显著差异。
试验包含一周的BRJ预补充阶段和为期四周的双侧膝伸/屈肌BFR训练计划(每周三次)。BFR+BRJ组每日摄入80 mL BRJ(提供硝酸盐8 mmol/天),而BFR组摄入等量的安慰剂。补充剂在训练日训练前两小时或非训练日固定时间段服用。整个研究期间,参与者和评估者均对分组及补充剂内容不知情。
训练采用等速模式,角速度设置为120°/s,负荷为峰值力矩的30%。使用血流限制袖带施加40%的肢体闭塞压。每次训练包含5组动作。在干预前后,使用等速测力系统评估膝伸/屈肌在60°/s、180°/s角速度下的相对峰值力矩以及最大自主等长收缩力矩。此外,还进行了100次最大动态膝伸测试以诱发肌肉疲劳,并评估其初始20次和最后20次的平均力矩。使用测力台评估左、右单腿及双腿CMJ的表现,测量指标包括跳跃高度、峰值力和离心期发力率,并在非疲劳和疲劳状态下分别进行测试。
研究结果:BFR训练有效,BRJ选择性增强抗疲劳益处
  • 血浆亚硝酸盐水平:预补充一周后,BFR+BRJ组的血浆亚硝酸盐水平显著升高,证实了BRJ补充的有效性。
  • 膝关节肌力提升:为期四周的干预后,两组参与者的膝伸肌和屈肌在60°/s、180°/s角速度及MVIC测试中的相对峰值力矩均显著增加。BFR+BRJ组在60°/s角速度下对伸肌力量的提升尤为明显。这证实了BFR训练对增强肌肉力量的有效性,而BRJ补充可能通过提升神经肌肉功能,进一步强化了特定速度下的力量增益。
  • 反向纵跳表现改善:干预后,两组的双腿CMJ高度、峰值力和发力率均得到显著改善。然而,单腿(左或右)CMJ的各项指标在干预前后均无显著变化。值得注意的是,BRJ的加入并未进一步显著提升非疲劳状态下的CMJ高度,但带来了更大的峰值力改善,突出了其对肌肉力量的影响。
  • 抗疲劳能力的变化:在100次膝伸疲劳测试中,干预后两组参与者在非疲劳状态(初始20次)和疲劳状态(最后20次)下的平均力矩均显著提高,表明BFR训练增强了疲劳状态下的肌肉力量。更为关键的是,BRJ补充显示出对疲劳状态下运动表现的保护作用。干预后,仅BFR+BRJ组在疲劳状态下的双腿CMJ高度有显著提升。此外,在疲劳导致的CMJ表现下降率方面,BFR+BRJ组双腿的峰值力下降率和发力率下降率均显著降低,BFR组左腿的峰值力下降率也呈下降趋势。这些结果表明,BRJ补充主要作用是减轻了与疲劳相关的运动表现下降,而非普遍性地提升所有指标。
讨论:机制探讨与应用展望
本研究表明,四周的等速BFR训练能有效提升男性大学生膝屈/伸肌力量及双腿CMJ表现。BRJ补充对训练效果的增强是选择性的,而非全面优越;其主要价值在于增强了BFR训练的抗疲劳益处,能更有效地缓解因疲劳导致的CMJ高度、峰值力及发力率的下降。
从生理机制看,BFR训练通过制造代谢压力促进肌肉适应。而慢性BRJ补充提升的血浆亚硝酸盐/一氧化氮水平,可能通过优化兴奋-收缩耦联、增强钙离子释放来改善神经肌肉功能,特别是快肌纤维的收缩能力。更有趣的是,骨骼肌是人体硝酸盐储存和代谢的重要场所。在BFR造成的局部缺氧环境下,肌肉中储存的硝酸盐可能通过硝酸盐还原酶途径更多地被还原为亚硝酸盐,进而转化为一氧化氮。这种缺氧增强的亚硝酸盐向一氧化氮的转化,可能放大了BFR训练后的代谢反应,从而在提升力量的同时,更有效地改善肌肉的氧气利用率和能量产生效率,共同促进抗疲劳能力的提升。
因此,BFR训练与BRJ补充的结合,为运动员优化训练方法、提升持续跳跃中的表现稳定性、以及可能降低疲劳相关损伤风险,提供了一个有潜力的实践策略。然而,本研究也存在一定局限性,如样本仅限于体育专业男生,缺乏对参与者日常饮食的严格控制,未收集训练中的主观疲劳和不适感数据,也未能评估氧化应激、炎症等机制性生物标志物。未来研究需要在更广泛的人群中验证此效果,并深入探索其背后的分子通路。
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