吴赵昭徐旻霄赵杰修
1西北大学体育教研部（西安 710127）2国家体育总局体育科学研究所（北京 100061）
水浸疗法对运动后疲劳消除的研究进展
吴赵昭1，2徐旻霄2赵杰修2
1西北大学体育教研部（西安 710127）2国家体育总局体育科学研究所（北京 100061）
水浸疗法；冷热水交替；运动；疲劳
多种物理疗法已被运动员用来减轻剧烈运动后产生的负面效应，消除运动后疲劳。近年来，不同形式的水浸疗法已在运动训练中广泛应用[1]，如冷水疗法（cold water immersion，CWI）、热水疗法（hot water im⁃mersion，HWI）、冷热水交替疗法（contrast water thera⁃py，CWT）以及热中性水疗法（thermoneutral water im⁃mersion，TWI），其作为疲劳消除的手段已被普遍认可[2-4]。不同水浸疗法涉及水温、浸泡时间、浸泡部位、浸泡顺序及运动专项特点等多方面因素，目前还没有一致的最佳方案，已有的文献由于不同条件因素而呈现出不同结果[4-17]。另一方面，水浸疗法对机体的作用机制尚未完全清楚，现有的多数文献研究集中在水浸疗法对体温、肌力、血流变、静水压力、训练引起的水肿及炎症等方面的影响[18]，但对其研究仍需进一步深入。
1 冷热水交替疗法的定义及方法
在水浸疗法的诸多方法中，冷热水交替疗法较为特别，它是一种通过定时定量的冷热水交替对机体进行浸泡的新兴物理疗法，使机体经受冷、热的交替刺激，血管一张一缩，从而增加血管的弹性和对刺激的耐受性，改善机体的血液循环和营养状态，使代谢产物、致痛因子、炎症介质及易沉积于血管壁和内膜上形成粥样硬化斑块的不良成分随血流灌注排出，以减少肿胀，保护软组织，缓解疲劳。多数冷热水交替疗法方案为：1分钟冷水疗法与1～2分钟热水疗法交替3～7次，在水中累积达到6～15分钟[2，5-8，11，13，14]。然而在另一些研究中，受试者使用热水淋浴代替热水浸泡[2，5-7，14]。在现有的冷热水交替疗法方案中，最后由热水疗法[4-10]或冷水疗法结束[10-17]的研究约各占一半，但在效果评价上尚无统一结论。目前的研究由于水温、水浸时间、交替次数、交替顺序等条件的不同，冷热水交替疗法产生的效果也不尽相同。因此，针对水浸方案的研究显得尤为重要。
2 水浸疗法效果及可能相关机理
普遍认为，实施冷水疗法可降低皮肤、肌肉温度，但其机制尚不明确。有研究认为，组织温度的降低刺激皮肤反应器，引起交感神经兴奋致使血管收缩，减缓新陈代谢和代谢产物的产生，从而减缓组织肿胀和炎症反应，减轻损伤程度[19]。冷水疗法通过降低肌梭传入速度和反射响应发射率，以降低浅表组织的神经传导速度，缓解肌肉痉挛和疼痛[20]。热水疗法能够提高组织温度，加快局部血流量，增加肌肉弹性，促进局部血管扩张，加速代谢产物运输，减少肌肉痉挛的发生[21-23]。Myrer等[24]指出，冷热水交替疗法能产生生理作用（如：血管舒张和收缩、血流变、减少肿胀、炎症反应和肌肉痉挛等），肌肉温度的显着波动则必需由冷热交替来实现。在Vaile等[2]早期改善延迟性肌肉酸痛的冷热水交替疗法方案中，采用1 min 8～10℃与2 min 40～42℃的冷热交替，持续15min，髂嵴水位浸泡的方法。结果显示，相对于消极恢复，冷热水交替疗法可有效地改善由于延迟性肌肉酸痛所导致的功能不足。而Hig⁃gins等[13]对职业橄榄球运动员连续数个300 m冲刺后采用冷热水交替疗法方案（每周3次，连续4周的1 min 10～12℃与1 min 38～40℃交替，持续7 min）进行观察，结果发现冷热水交替疗法对疲劳消除无明显作用。因此，仍需更多的研究来深入了解与冷热水交替疗法相关的生理效应。
3 水浸疗法对机体运动性疲劳恢复相关指标的影响
3.1 生理指标
3.1.1 体温
人体各部位的温度不尽相同，通常可划分为核心体温（core temperature）和外周体温（shell tempera⁃ture）。在运动过程中，骨骼肌活动量增加，产热增多，体温升高，并与运动强度成正相关，故通过使用物理疗法降低体温就显得尤为重要。Crampton等[25]的研究比较了15℃冷水疗法（C15）、34℃热中性水疗法（T34）、8℃与40℃冷热水交替疗法（CT）及40%最大摄氧量运动的积极恢复（active recovery，AR）对机体疲劳恢复的影响，结果显示C15组体温显着下降，CT组与之比较无显着差异，而T34组与积极恢复组具有显着性差异。在一项关于运动性疲劳恢复的研究中，采用测量直肠温度的方法，比较冷水疗法、热水疗法、冷热水交替疗法和消极恢复（passive recovery，PAS）对体温变化的影响，结果观察到各组间运动前体温、运动后即刻体温无显着性差异[12]，水疗干预后即刻体温为37.3±0.2℃（冷水疗法），37.6±0.2℃（热水疗法），37.5±0.2℃（冷热水交替疗法）和37.4±0.2℃（消极恢复）。热水疗法与冷水疗法、消极恢复之间，冷水疗法与冷热水交替疗法之间存在显着性差异（P<0.02）。但是，15分钟恢复后测得直肠温度分别为36.8±0.2℃（冷水疗法），37.7±0.2℃（热水疗法）和37.3±0.2℃（冷热水交替疗法、消极恢复）。也就是说热水疗法组体温高于其余各组，冷水疗法组体温明显低于冷热水交替疗法和消极恢复组，均具有统计学意义（P<0.03）。
近年来，关于水浸疗法对机体运动后疲劳消除的研究众多，其中大部分研究[6，12，15，25]结果显示，冷热水交替疗法对体温降低存在影响，但其降低幅度不及冷水疗法显着。体温变化是否与浸泡时间、水温、交替频率等有关，还需进一步研究证实。
3.1.2 心率（heart rraattee，HHRR）
有研究指出，心率是过度训练的一个敏感指标，心率增加（通常为晨脉）可能预示疲劳或过度训练。运动达到力竭后，通过科学合理的干预手段使心率迅速降低可有效保护心脏，保证血液循环充分，加速机体疲劳消除。近年来，虽有大量冷热水交替疗法与运动后疲劳消除的研究，但大部分并未对干预后运动能力是否提升有所涉及。Vaile等[26，27]的研究显示，冷热水交替疗法可能通过降低HR，从而提高运动能力。Crampton等[25]在不同水浸疗法对自行车运动员力竭后运动能力影响的研究中发现，30分钟的干预过程中，冷热水交替疗法组心率呈下降趋势，高于冷水疗法及消极恢复组，但在干预后再运动的过程中，心率上升速度较消极恢复组缓慢且与冷水疗法组无显着性差异，提示冷热水交替疗法与冷水疗法均有益于运动能力的恢复。但Versey等[28]在对冷热水交替疗法是否有助于高强度运动后急性恢复的研究中，选取10名训练有素的男子长跑运动员完成4组实验，每组首先进行3000 m计时赛，5分钟后完成8×400 m（每组间隔1 min），运动结束后10 min，受试者分别进行冷热水交替疗法（6 min，12 min，18 min）及消极恢复。冷热水交替疗法方案为1 min冷水疗法（15℃）与1 min热水疗法（38℃）交替，坐姿颈部以下浸泡，结果显示4组间心率无显着性差异。
3.1.3 肌力（muscle poowweerr）
肌力指肌肉收缩时产生的最大力量，是评价肌肉功能的重要方法。运动后疲劳导致肌力下降，通过科学合理的水浸疗法可能加速肌力恢复。在使用水浸疗法干预的研究中，多数采用跳跃高度评价肌力。有10篇研究是关于水浸疗法对跳跃高度的影响[2，5，9，11，15，29-32]，在以上研究中，不同的水浸疗法对肌力的影响也不尽相同。其中两篇研究结果显示，相比消极恢复，冷热水交替疗法能够有效地减少肌力损失[11，33]，但冷热水交替疗法与冷水疗法在各时间点（24 h、48 h、72 h）对肌力的影响无显着性差异。
3.1.4 静水压力（hydrostatic presssuurree）
人在水中时，水会对身体形成一定压力即静水压力，其可引起体液转移置换等反应，体液变化可增加心输出量，减少外周阻力，提高机体内的物质转运能力，加快代谢产物的清除[18]。有研究发现，在颈部以下水浸疗法中，外周阻力将减少27%～51%[34，35]，但水浸位置处在较低水位时则未见外周阻力的减少，高水位则伴随外周阻力减少，血流量增加[36]，如血乳酸在水浸疗法过程中被清除的速度加快[7，37]，提示血流通过肌肉组织的量增加[38]。另有研究指出，当运动员采用水浸疗法时，身体受到的压力随水深度的变化而改变。外力加压于机体可增加体内气体和流体物质向更低压力区域转移[39，40]，有助于提高运动员的恢复能力。机体部分或全部浸入水中会受到向上的浮力，浮力能抵消部分肌肉和骨骼所受重力，加快肌肉松弛和恢复，有利于体能维持和储备，降低疲劳感[16，37，41]，从而有助于疲劳的快速消除。疲劳感的降低也可能是由于机体在水中神经肌肉反应速度减缓而引起的[42，43]。综上所述，疲劳感的降低既可能来源于神经肌肉活性的降低，又可能来源于神经传导速度的降低。水浸疗法能否降低神经传导速率，以及这种降低是否由失重或静水压力引起，则需进一步研究。静水压力除了可协助清除代谢产物，还可能引起各组织成分和血管空间的压力梯度增加，降低受损细胞氧的运输速度，有效改善组织水肿[2，44，45]，减少二次伤害，从而增强肌肉的恢复能力。
3.2 生化指标
3.2.1 肌酸激酶（creatine kiinnaass，CCKK）
肌酸激酶主要分布于骨骼肌和心肌，是运动监控最常见的生物标志物之一。一项关于冷热水交替疗法对运动后肌肉损伤影响的Meta分析研究汇总了近年来众多研究中不同时段（<6 h，24 h，48 h，72 h）CK的测定结果，对比冷热水交替疗法与消极恢复，结果发现所有研究在<6 h、24 h时均无显着性差异，但在48 h、72 h时所有的研究结果均显示CK在冷热水交替疗法组浓度较低并具有统计学意义（48 h：MD为－72.80 U·L-1，95%CI为－130.4～－15.2，7 trials）；（72 h：MD为－57.54 U·L-1，95%CI为－126.21～11.13，5 tri⁃als）[46]。在Vaile等[11]的一项研究中，观察冷水疗法、热水疗法、冷热水交替疗法对运动后肌肉疲劳消除的作用，结果发现运动后冷水疗法与消极恢复比较，CK浓度在24 h（P=0.03）和72 h（P=0.04）时显着下降，而在48 h时只有热水疗法与消极恢复相比CK浓度显着下降（P=0.04），其余冷热水交替疗法与各组相比时CK浓度无明显变化。但冷水疗法和冷热水交替疗法均对减轻运动后肌肉损伤有效，结果显示冷水疗法和冷热水交替疗法可有效减少与延迟性肌肉酸痛相关的生理和功能缺陷，包括改善等长收缩力，加快动态功耗恢复及减轻局部水肿等。
3.2.2 乳酸脱氢酶（lactate dehydrogennaassee ，LLDDHH）
乳酸脱氢酶广泛存在于人体组织，以心肌、骨骼肌和肾脏中含量最多，当上述组织受到损伤时，LDH可释放入血液，使血液中LDH活性增高。Vaile等[11]比较不同水浸疗法对延迟性肌肉酸痛生理和功能的影响，选用的水浸疗法为冷水疗法（15℃）、热水疗法（38℃）、冷热水交替疗法（1 min 15℃与1 min 38℃交替，共7次），各14分钟，浸泡至肩部以下，结果发现以上3种干预方式对运动后LDH浓度无影响。而Pournot等[5]的研究发现，冷热水交替疗法与消极恢复相比，LDH浓度在干预后6小时显着下降。
3.2.3 乳酸（laccttaattee）
有研究表明，与消极恢复相比，使用积极的恢复手段可加快乳酸消除。Greenwood等[47]发现积极的恢复措施可不断消除在中等强度运动中产生的乳酸，但对高强度运动产生的乳酸消除效果尚不明确。有研究认为快肌兴奋产生的乳酸可被运送到其他快肌或慢肌纤维中，而后参与丙酮酸转换。丙酮酸转换经历了有氧能量代谢的化学反应，这种穿梭运动可以产生或消除乳酸[48]。Crampton等[25]在研究不同水浸疗法对运动后疲劳消除的作用时发现，血乳酸在第1次运动至力竭时，各组间无显着性差异，整个过程其浓度均逐渐增加。经过4种不同干预方法恢复后进行第2次运动，积极恢复（30 min的40%最大摄氧量运动）与冷水疗法相比，血乳酸趋向较低水平但无显着性差异（P=0.06）。在干预后，整个第2次运动中检测到的血乳酸尽管呈逐渐增加趋势，但各组并无显着性差异，在第1次运动方案中，并未设定诱导高血乳酸浓度的运动强度。因此，积极恢复可能对更高强度运动后的恢复更为有效。
3.3 炎症指标（inflammaattiioonn）
C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）是高度灵敏的炎症指标，当机体受到创伤或炎症造成组织损伤时，CRP由白细胞介素-6（IL-6）调控。在研究不同水浸疗法对运动后疲劳消除影响的文献中，有2篇检测了CRP与IL-6的浓度变化，其中Ingram等[4]的研究结果显示，CRP在冷热水交替疗法与消极恢复干预后24 h、48 h均无显着性差异，同时IL-6在上述两组干预后24 h亦无显着性差异[11]。在上述两项研究中，冷热水交替疗法与冷水疗法相比，CRP与IL-6均无显着性差异，这可能与炎症指标受机体神经体液的调节有关。一方面物理干预对其影响尚不及人体自身的调节能力，另一方面，可能与实验干预方案的设计有一定关系，这还需日后的进一步研究。
4 小结与展望
目前，国际上水浸疗法的研究主要集中在冷水疗法、热水疗法和冷热水交替疗法对运动损伤和疲劳消除的影响以及对最佳水浸疗法的探究。现有的研究表明，冷热水交替疗法对运动后疲劳的消除优于采取消极恢复或其他形式的休息，其作用机制主要涉及延迟性肌肉酸痛及肌肉功能降低所引起的肌力和身体机能下降等方面。迄今为止，冷热水交替疗法相比其他常用的恢复方法，有着不同程度的恢复效果，但尚没有可用来确定最佳冷热水交替疗法的研究。此外，不同冷热水交替疗法文献资料中研究方法和实验条件不同，影响到其研究结果的可靠性和可比性。因此，在未来的研究中应通过实验，重点比较冷热水交替疗法和冷水疗法的作用机制，确定最佳的浸泡水温、浸泡时间、浸泡部位、浸泡顺序、运动后与开始浸泡的间隔时间，并考虑不同运动专项特点等因素。并且，此领域研究应着力观察冷热水交替疗法长期干预的恢复效果，得出最佳的水浸方案。此外，需要特别监控未经系统冷热水交替疗法干预的运动员在一次干预后至第2天的机能变化状况，从而进一步丰富水浸疗法的理论依据。
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2016.04.06
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17-18和16-22）共同资助
吴赵昭，Email：290785412@qq.com
