作者：山西医科大学第三医院(山西白求恩医院、山西医学科学院、同济山西医院)骨科     孙国锋

前交叉韧带（ACL）损伤是常见的膝关节运动损伤之一，全球每年发生数百万例，且呈上升趋势。前交叉韧带重建术（ACLR）是ACL损伤后恢复膝关节稳定性及功能、帮助患者重返运动的主要治疗方式。然而，患者术后常因肌腱骨愈合缓慢，引发膝关节功能恢复不良，继发肌肉萎缩、关节积液减少及肌力下降等并发症，严重影响患者的康复。传统康复训练方法包括等张收缩训练、关节活动度训练以及本体感觉训练等，虽然具有一定效果，但在增强膝关节力量和稳定性及促进肌肉恢复方面存在一定的局限性。血流限制训练（BFRT）源于日本，又名加压训练或Kaatsu训练，被认为是改善ACLR术后膝关节功能的有效措施，其通过在肢体近端加压，部分限制动脉血流并闭塞静脉回流，模拟高负荷训练时的肌肉微环境，再结合低负荷抗阻训练，刺激肌肉生长和提升力量，有效加速术后康复进程。

BFRT作用机制

研究表明，使用9～13cm宽的充气袖带，加压至60%～80%肢体闭塞压力（LOP），配合20%～40%单次重复最大负荷（1RM）的抗阻训练，既能保证安全性，又能取得较好的训练效果。但它的确切作用机制仍尚未明确，主要潜在作用机制有代谢产物堆积、代谢信号通路加强、Ⅱ型肌纤维募集、细胞肿胀及有氧代谢能力提高。

代谢产物堆积      BFRT通过阻断骨骼肌中的血流创造缺血缺氧环境，导致乳酸等代谢产物快速堆积，使其浓度可升高至10～15mmol/L，并使局部pH值降至6.8～7.0。这种代谢应激激活了多层次内分泌反应：酸性环境刺激交感神经兴奋，促使肾上腺素分泌增加约45%；乳酸堆积通过血脑屏障刺激生长激素（GH）释放，其水平峰值可达静息状态的2倍，并与乳酸浓度呈正相关；同时GH进一步促进胰岛素样生长因子-1（IGF-1）和睾酮的合成，BFRT后IGF-1水平可提升30%～40%，睾酮浓度可增加15%～20%。Li等对比不同压力下的激素反应，发现较高压力80%LOP组能显著提高激素水平。上述激素为肌肉肥大创造了有利的内环境。

代谢信号通路加强       BFRT结合抗阻训练可显著激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白-1（mTOR-1）/丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路。Natsume等通过大鼠实验发现，BFRT干预可使mTOR-1活性增加1.5倍，其下游效应蛋白磷酸化水平提升1.2倍；同时，MAPK信号通路的磷酸化水平也在训练后1h内升高80%～90%。Fry等研究发现，老年男性仅进行单次低强度（20%1RM）的BFRT后，其骨骼肌中哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1（mTORC1）信号通路被显著激活，并直接导致了肌肉蛋白质合成率显著提升56%。此外，mTOR信号通路激活不仅可以促进肌蛋白合成，而且可抑制蛋白酶体和肌肉生长抑制素分泌，从而发挥预防肌肉萎缩，促进肌肉生长的作用。

Ⅱ型肌纤维募集     BFRT可促进Ⅰ型和Ⅱ型肌纤维的形成，从而增强肌力和肌耐力。但通常在运动训练中最先被募集的肌纤维主要是Ⅱ型肌纤维。Wernbom等研究发现，BFRT时机体缺血缺氧环境可刺激Ⅲ组和Ⅳ组传入神经纤维，使Ⅱ型肌纤维的募集增加，以维持肌群力量。它的具体机制如下。①氧张力下降。局部肌肉氧饱和度（SmO2）从基线70%～75%骤降至40%～45%，显著抑制依赖有氧代谢的Ⅰ型肌纤维活动，使其激活率下降50%～60%。②pH值降低与代谢应激。缺血缺氧导致乳酸堆积，pH值从静息状态7.3～7.4降至6.7～6.9，增强疲劳感知，使机体募集高阈值的Ⅱ型肌纤维。③优先募集效应。BFRT后Ⅱ型肌纤维激活比例从静息时的20%～25%显著提升至60%～65%，而传统低负荷训练仅激活30%～35%。Hwang等研究发现，BFRT组Ⅱ型肌纤维横截面积（CSA）在8周后增加12%～15%，显著高于对照组。

细胞肿胀      低水平机械应力需与代谢应激协同作用才能促进肌肉生长。它的具体机制如下。①细胞肿胀。BFRT通过代谢产物堆积与低负荷机械应力（20%～30%1RM）协同形成压力梯度，使肌细胞体积增幅从基础8%～12%提升至15%～20%。②运动单位募集增强。细胞肿胀刺激本体感受器，驱动运动单位募集率提升30%～40%，其中Ⅱ型肌纤维激活比例从25%激增至60%。③抑制蛋白质分解。局部缺血/再灌注使肌生成抑制蛋白（Myostatin）表达降低25%～30%，蛋白酶体活性降低20%～25%，双重阻断肌肉分解通路。④卫星细胞增殖与融合。机械-代谢应激激活卫星细胞标志物Pax7，使其表达提升40%～50%，8周BFRT后卫星细胞密度提升35%～40%，驱动肌纤维增粗10%～15%。

有氧代谢能力提高      BFRT通过改善骨骼肌微血管结构与功能，显著增强机体有氧代谢能力，具体机制如下。①毛细血管新生。Nielsen等研究发现，4周BFRT可使骨骼肌毛细血管密度增加18%～22%，基底膜厚度增厚15%～20%，从而提升血管稳定性与氧扩散效率。②氧化应激调控。BFRT使线粒体活性氧（ROS）生成降低30%～35%，丙二醛（MDA）浓度下降25%，线粒体合成率提升12%～15%。③血管动力学优化。2周BFRT可使血流峰值速度提升66%～100%，动脉顺应性增加30%～40%，外周血管阻力降低20%～25%。同时，BFRT通过上调一氧化氮合成酶活性，使一氧化氮浓度升高50%～60%，血流介导的血管扩张率提升8%～10%。④有氧代谢能力增强。在6周BFRT干预后，峰值摄氧量（VO2max）提升17%，且以最大持续运动时间衡量的运动耐力延长25%～30%。

BFRT在ACLR术后康复中的作用

ACLR术后患者主要临床症状为膝关节疼痛、肿胀，进而引发关节活动受限、下肢肌肉萎缩等功能障碍。BFRT结合低负荷抗阻训练能有效提高ACLR术后康复中的肌肉功能，还能缓解膝关节疼痛，改善关节活动度和维持下肢骨密度。

对肌肉的影响      BFRT结合低负荷抗阻训练对预防ACLR术后肌肉萎缩、增强肌力效果显著。VieiradeMelo等研究发现，术后12周时BFRT组的股四头肌和腘绳肌肌力恢复达健侧的85%±6%和78%±7%，显著高于对照组的72%±5%和65%±6%。Li等进一步比较不同加压强度，发现80%动脉闭塞压力（AOP）组的BFRT在肌力、肌肉围度和膝关节功能恢复方面的效果显著优于40%AOP组。Okoroha等研究发现，术后6周BFRT组股四头肌指数（QI）提升了17%，国际膝关节文献委员会（IKDC）膝关节评分表及患者报告结局测量信息系统（PROMIS）评分分别改善了23%和9%，关节活动度也均优于对照组。Žargi等研究发现，BFRT组的股四头肌耐力下降幅度显著小于对照组，表面肌电图（EMG）平均振幅提高15%，Lysholm膝关节评分也显著改善。

然而，并非所有研究都支持BFRT对股四头肌肌力有显著影响。Curran等比较了8周BFRT联合高强度训练与单纯高强度训练，发现两组股四头肌等速肌力[（120±25）N·mvs.（118±22）N·m）、CSA[（55.2±6.1）cm2vs.（54.8±5.9）cm2]、EMG振幅[（0.45±0.12）mVvs.（0.43±0.11）mV]均无显著差异。Tramer等于ACLR术前进行2周的BFRT预康复训练，发现术后6周实验组股四头肌肌力[（105±28）N·mvs.（102±25）N·m]、CSA[（52.3±5.8）cm2vs.（51.9±6.2）cm2]、疼痛模拟视觉评分（VAS）[（2.1±1.3）分vs.（2.3±1.5）分]、IKDC评分[（56.4±8.2）分vs.（55.7±7.9）分]与常规预康复组均无统计学差异。此外，Sevinc等进一步研究发现，BFRT联合交叉教育组的股四头肌对称指数提升幅度（71.7%）显著低于单纯交叉教育组（75.2%），表明BFRT未显著增强康复效果。BFRT对肌肉功能影响不一的主要因素如下。①参数个体化。采用80%AOP/LOP个体化高压结合宽袖带（≥11.5cm）可显著激活Ⅱ型肌纤维并提升肌围度，而固定压力（如150mmHg）或窄袖带则因代谢刺激不足或依从性差而效果受限。②方案适配性。低负荷（20%～30%1RM）及早期高频干预（≥3次/周）有助于协同代谢-机械应激，但高强度训练（70%1RM）或低频方案（2次/周）易掩盖BFRT优势。③研究控制力。对照组强度如高强度训练肌肉CSA为（54.8±5.9）cm2及人群异质性（合并韧带损伤患者肌力差仅3N·m）对结果显著性具有重要影响。④评估精准性。术后6周内采用MRI或超声检查测量肌结构变化更为敏感，而EMG或长期随访（≥3个月）可能低估BFRT的实际效益。综上，优化个体化压力设置、合理匹配训练方案并精准评估窗口是提升BFRT疗效的关键策略。

对膝关节功能及生物力学的影响      ACLR术后常出现患侧本体感觉减退及平衡功能障碍，严重影响日常活动和康复进程。BFRT为此提供了新的解决思路，其作用不仅限于目标肌群，而且能通过优化近端肌肉的协同激活模式改善整体功能。Jessee等的研究表明，BFRT（60%～80%LOP）训练时臀大肌和腘绳肌激活度分别提升20%和15%，这种增强的肌肉募集效应不仅改善了髋关节动态稳定性，而且通过本体感觉反馈调节提升了姿势控制能力。彭杰威等对ACLR术后6个月以上仍存在股四头肌萎缩的患者进行研究发现，BFRT（50%AOP）联合等速训练（60°/s）干预8周较单一训练显著改善术后肌萎缩及功能[美国特种外科医院（HSS）膝关节评分提升23.6%，峰力矩提升31.7%]。Kilgas等对ACLR术后5年仍存在肌力失衡的患者采用个体化BFRT（50%LOP）联合力量训练（70%1RM）干预12周，结果83%患者肌力对称指数恢复至健康阈值，患侧峰力矩提升28.6Nm。上述研究表明，BFRT通过代谢-机械协同效应为改善ACLR术后平衡功能与膝关节功能恢复提供了有效的生物力学干预策略。

对骨密度的影响      Jack等在一项为期12周的随机对照试验中发现，采用BFRT（80%LOP）联合低负荷阻力训练（20%1RM）可有效缓解ACLR术后下肢骨量流失，对照组患侧骨量减少4.2%±1.1%，而BFRT组患侧骨量仅减少0.8%±0.3%，并维持更高的胫骨平台骨密度[（0.92±0.05）g/cm2vs.（0.81±0.06）g/cm2]，且股四头肌CSA增长（实验组提升6.3%±1.2%，对照组下降3.1%±0.9%）。该方案为无法耐受高负荷训练的早期康复患者提供了有效的骨量保护策略。

对疼痛的影响      多项研究显示，BFRT在改善肌肉功能的同时可有效缓解膝关节疼痛。Hughes等的多项随机对照试验显示，与高负荷训练（70%1RM）相比，低负荷BFRT（30%1RM）能更显著改善ACLR术后疼痛：术后12周低负荷组VAS评分从基线（5.2±1.1）分降至（1.8±0.6）分（降幅65.4%），显著优于高负荷组的（3.1±0.8）分；尽管两组肌力与肌容积提升无显著差异（肌力：28.5%vs.26.7%；肌容积：12.3%vs.11.8%），但低负荷组BFRT关节活动范围改善更明显（增加18.6%vs.增加12.4%），且关节渗出发生率降低42.3%。它的镇痛机制可能与运动诱发性痛觉减退、内源性阿片系统激活、条件性疼痛调节增强及局部代谢应激有关，但具体机制仍需进一步研究。

在ACLR术后康复中的安全性

在合理参数设置下，BFRT具有较高的安全性，相关不良事件报道较少且多为轻微不良反应。研究发现，BFRT对肌肉损伤标志物水平无明显影响，短期低负荷BFRT不会引起明显的肌肉损伤。Prue等对ACLR术后1周左右的患者进行535次BFRT（80%LOP），结果显示轻微不良反应包括肢体瘙痒（7.85%）、下肢感觉异常（2.81%）、头晕（0.75%）均为短暂性且未影响训练进程。Noyes等进一步强调，应用前需严格排除凝血功能不全、肢体静脉异常、心血管疾病、肾功能不全等禁忌证。为确保BFRT的安全性和有效性，建议：①个体化压力设定，采用40%～80%LOP，避免过高压力导致组织缺血；②渐进式负荷调整，初始负荷为20%～30%1RM，逐步增加至40%～50%1RM；③监测与评估，训练中实时监测患者主观感受并定期评估肌肉功能及关节状态。

问题与展望

尽管BFRT在ACLR术后康复中展现出一定优势，但仍存在一些问题。一方面，BFRT的方法学因素存在诸多差异，不同研究的训练参数不一致，缺乏统一标准，影响了其临床推广和应用效果的准确评估；另一方面，BFRT的作用机制尚未完全明确，各机制之间的层级关系和协同作用有待进一步探索。未来研究应聚焦于优化BFRT训练方案，明确压力值与运动负荷的最佳组合，探究其与常规康复方案结合的协同效应。同时，加强对BFRT作用机制的深入研究及对ACLR术后膝关节本体感觉、重建移植物生物力学变化的研究，并进行长期随访，将为BFRT在ACLR术后康复中的合理应用提供更坚实的理论和实践依据。

来源：国际骨科学杂志2026年3月第47卷第2期