研究 运动 2026年9月29日
Xiao 等,《电肌图与运动学杂志》。 (2026)

中枢与外周疲劳: 对运动表现的影响及其对物理治疗的启示——第 2 部分: 干预

中枢与外周疲劳干预

这第二部分聚焦于中枢和外周疲劳的临床与实践要点,并重点讲解在运动中如何评估疲劳以及如何管理它

实验室指标可以提供机制层面的洞察,而像CMJ、冲刺表现、MVIC、RPE以及健康/恢复相关的评估这类实用评估,更多是间接信息;因此应当把它们一起综合解读

个人的基线水平、纵向趋势以及特定运动任务分析,能够帮助你识别与表现和负荷耐受相关的有意义变化,并为训练与恢复决策提供依据

导言

正如我们在 本次综述的第 1 部分 中所讨论的,疲劳是指随着体力活动的进行,机体产生力量与功率的能力下降,并且在维持恰当的运动控制方面出现困难。 这可能会增加受伤风险,尤其是在较长时间或要求更高的运动过程中。 因此,监测疲劳可能有助于临床医生识别风险更高的运动员,并指导预防与疲劳相关的损伤的策略。

中枢性与周围性疲劳是相互关联的机制:前者发生在中枢水平,后者发生在肌肉水平,并且都受代谢过程影响。 疲劳同样会受到多种因素塑造,包括运动情境、收缩模式、认知负荷以及环境条件。 为应对这些相互作用的需求,我们先前提出把任务分析作为一种框架,用于识别特定运动任务的体能/身体需求,并评估不同疲劳机制可能的贡献。 这种整体性的思路能够帮助临床医生更准确地界定运动特异性需求,并为有针对性的评估与干预提供指导。

这篇综述的第二部分聚焦于运动物理治疗中用于监测疲劳的实用评估方法,旨在支持临床决策,并为制定合适的干预措施提供依据。

 

方法

所审阅的文章是一篇叙事性综述。

 

成果

 

外周与中枢疲劳的测量

肌肉收缩特征测量

外周疲劳通常通过不依赖自主神经驱动、独立诱发的收缩反应来评估。 在实际操作中,会对运动神经施加超强刺激性电刺激,以激活运动单位并诱发一组牵张反应(诱发抽动)。 比较运动前后诱发抽动的力量,可以估算肌肉收缩功能的变化,从而反映外周疲劳的程度。

不过,基于刺激的评估往往会让人不适,技术门槛也更高,而且需要特定设备和专业能力。 因此,尽管它们作为实验性测量手段有价值,但在日常或现场评估中适用性有限。

基于sEMG的神经肌肉测量

表面肌电图(sEMG)能够以无创方式提供有关肌肉电活动及与疲劳相关变化的信息。 它记录有源肌纤维产生的电位,据此可以推导出如中位频率与平均频率、肌纤维传导速度以及M波特征等变量。 不过,sEMG信号会同时受到周围肌肉特性和神经因素的影响,因此用它来从疲劳机制角度进行解读会相对复杂。

随着疲劳的发展,正中神经相关的中位频率和平均频率下降,可能在一定程度上反映肌肉纤维传导速度降低,从而提供周围性疲劳的间接证据。 在持续用力过程中,即使输出力量下降,sEMG 活动仍维持或增加,也可能符合周围性疲劳的表现,因为在收缩能力下降时,可能需要更强的神经驱动来进行补偿。 不过,运动单位募集、放电频率和同步性改变同样会影响 sEMG 信号。 因此,仅凭 sEMG 并不能可靠地区分中枢性和周围性疲劳。

高密度表面肌电(HD-sEMG),结合分解技术,能提供更详细的运动单位行为信息,包括放电频率、募集与去募集阈值、放电变异性,以及常见的突触输入。 这些指标可能会让你对疲劳过程中神经肌肉适应有更进一步的认识。 不过,它们并不能直接定位疲劳的来源,因为运动单位行为的变化可能反映补偿性或与任务相关的运动策略,而不一定只是中枢性疲劳本身。

因此,基于肌电图(EMG)的测量结果最好与其他互补评估一起解读。 将表面肌电图(sEMG)或高密度表面肌电图(HD-sEMG)与诱发肌颤反应、主动激活评估以及基于表现的结局指标结合起来,可能有助于更全面地表征与疲劳相关的机制。

运动员监测与评估

尽管实验室技术能提供关于疲劳机制的详细信息,但它们在运动场景中的实际应用受到限制。 例如 TMS、随意激活方案、fNIRS 以及诱发抽搐测试,都需要专门设备、技术能力以及受控的测试条件,因此很难在实地工作中进行常规化应用。 即便 EMG 或 HD-sEMG 系统是便携的,它们的采集与解读对日常的运动员监测来说仍可能相对有挑战。

相反,主观用力感(RPE)、幸福感/健康感问卷、心率变异性(HRV)、反向跳(CMJ)、冲刺表现以及简短反应时任务更容易上手,而且可以在运动场景中反复使用。 不过,以上大多数测量都只能间接反映疲劳信息;当你把结果与个体的基线水平做纵向对比来解读时,信息量最大。

RPE 是目前用来监测疲劳和训练负荷的最常见方法之一,它与生理反应相关,例如心率、血乳酸以及其他反映运动压力的指标。 在运动表现场景里,也常用健康与幸福感问卷来监测睡眠质量、自觉压力以及肌肉酸痛等因素。 不过,这两种方法都可能受到报告差异的影响,以及心理社会因素或具体情境的干扰;而基于问卷的监测还可能因依从性不一致而受到影响。

因此,这些测量结果不应孤立地解读。 它们的主要价值或许在于识别运动员相对于自身基线的偏差,而不是依赖通用阈值。 如果在多个监测领域出现突然而持续的变化,可能提示需要进一步评估。 不过,关于健康与福祉问卷对后续表现或伤病风险的预测价值仍不确定。 因此,将主观测量与客观表现及生理指标相结合,可能为疲劳监测提供更稳健的思路。

引自:Xiao 等,《J Electromyogr Kinesiol》(2026)

引自:Xiao 等,《J Electromyogr Kinesiol》(2026)

神经肌肉与运动表现测试

最大自愿等长收缩(MVIC)用于量化最大自愿力量;当在一段时间内记录力量变化时,它也可用于评估力量发展速率。 自愿激活可为中枢性疲劳提供额外信息,但其评估需要更高级的检测技术。 等长的中大腿拉起动作(isometric mid-thigh pulls)或许能以一种实用的方式表征下肢神经肌肉疲劳。

反向摆动跳(CMJ)是在运动表现场景中一项易于上手的测试。 既往证据提示,与最高腾空高度相比,平均CMJ高度可能对疲劳更敏感。 冲刺测试同样能提供有用信息,不过,仅靠冲刺用时变长(时间延长)可能不足以用来监测疲劳。 冲刺动作机制的变化也与神经肌肉性疲劳有关,因此或许能进一步补充相关信息。

CMJ 和冲刺表现都可能受到很多因素的影响。 因此,测试流程的一致性至关重要。 临床医生应统一热身流程、指导语、测试条件,以及口头鼓励。 CMJ 或冲刺表现的波动,可能反映的是测试本身的差异,而不是真正的疲劳变化。 因此,在解读表现下降时,要结合每项测试本身的正常波动范围来看。

疲劳测试的选择应根据运动员所在运动项目的具体需求来定。 例如,冲刺和变向测试可能更能反映足球的体能要求;而 CMJ(跳高/落地后接触的跳跃测试)和侧向移动评估可能对篮球更有针对性。 正如本综述第 1 部分所讨论的,任务分析有助于明确某一运动项目中具体的体能与神经肌肉需求,并指导你选择合适的测试。

临床医生应将绩效指标与基于趋势的解读思路结合起来。 在可行的情况下,补充性的生理学和生化检测可能会提供更多信息,帮助你理解与疲劳相关的机制。

心率变异性(HRV)

HRV 是自主神经紧张的一种间接指标,可能为神经肌肉疲劳提供一定的背景信息。 它会受到睡眠质量、累积的训练压力以及其他影响运动员在后续神经肌肉负荷中表现能力的因素影响。 因此,在解读 CMJ(反向跳)、冲刺或重复冲刺测试中的表现时,HRV 可能很有用;但它无法判断其主要来源是中枢还是外周疲劳机制。 既往研究也表明,HRV 与疲劳的心理生理指标之间的关系并不一致,包括肌肉酸痛、压力、情绪、睡眠质量以及训练情境下的皮质醇。

HRV 对监测以耐力为主的训练可能特别有用,建议在同一人群内进行纵向评估。 在力量训练为主或混合项目运动员的人群中,它的适用性可能会更有限。 此外,睡眠、补水、心理压力以及测量条件都可能显著影响 HRV,因此如果仅凭单次结果来看,可能会限制其解读。

因此,在临床层面上,HRV 不应作为单一指标使用。 更好的做法是将其与静息心率、神经肌肉表现的变化、主观用力程度、肌肉酸痛,以及其他用于纵向评估的恢复指标一起解读。

血液生物标志物

肌酸激酶(CK)是一个被广泛研究的生物标志物,用于监测运动引起的肌肉应激,但它也有一些重要的局限性。 CK 的反应会在很大程度上受到运动类型、肌肉质量、训练状态以及个体特征的影响。 此外,CK 和皮质醇的反应在不同个体之间也可能存在相当大的差异,包括与性别以及其他生物学因素有关。 像支链氨基酸(BCAA)补充这样的营养干预,可能还会进一步减弱急性期 CK 的反应,这也说明了该标志物会受到情境因素的影响。 因此,CK 更适合用个体化的参考范围来进行解读,而不是依赖统一的阈值。 不过,若其相对运动员自身基线出现持续或逐步升高,仍然值得进一步关注。

炎症过程也可以通过循环细胞因子浓度来进行研究。 白细胞介素-6(IL-6)、C反应蛋白(CRP)以及肿瘤坏死因子α(TNF-α)可能提供关于训练更长期适应的信息——长期训练也可能降低基础炎症标志物。 不过,这些生物标志物对于短期疲劳监测的实际意义有限。

 

对训练与恢复的启示

运动相关的疲劳是多维的,所以评估时要把心理因素、肌肉特征、训练史,以及运动员近期负荷都纳入考虑。 主观和客观的指标都要结合使用,并将纵向评估结果与个体的基线数值进行对照比较。 不同的指标应该一起综合解读,而不是各自独立地看。

以下部分将梳理可用于支持疲劳恢复的不同策略。 表 3 按各自领域汇总了恢复方式,其效应量范围为 0.2(小)、0.5(中等),到 0.8 及以上(大)。 由于这些效应量来自涉及不同人群、方案(protocols)以及对照条件的研究,作者在表 3 中优先考虑并明确强调了证据的一致性、其与神经肌肉疲劳的机制相关性,以及实际可行性——而不仅仅依赖效应量。

引自:Xiao 等,《J Electromyogr Kinesiol》(2026)

负荷管理是疲劳管理的关键原则之一。 高强度间歇训练,尤其是在团队运动中,可能会引发显著的外周疲劳;而阻力训练则有助于促进神经与肌肉的适应。 因此,恢复安排应根据前一阶段训练的需求来制定,并在高强度的神经肌肉训练之间预留足够的恢复时间。 用会话RPE乘以训练时长,可以对机体的内部训练负荷作出一个实用的估算,并反映运动员对所施加训练负荷的反应。

表现模式和主观反应可以为临床医生提供更多信息。 神经肌肉表现的下降,比如 CMJ 或 MVC 表现变差,且同时伴随自觉用力增加或肌肉酸痛,可能提示你需要暂时降低训练强度,或加入额外的恢复措施。 从个人基线水平大约下降 5–10%(尤其当酸痛加重或主观疲劳升高时),可用于证明在 24–48 小时内下调高强度训练的合理性;不过,具体阈值应因人而异,而不是统一套用。 静息心率升高以及 HRV 降低,可能提示自主神经负荷增加,并支持采用低强度有氧或恢复训练。 反过来,如果神经肌肉表现保持不变,但主观疲劳很高,可能意味着更偏向知觉或中枢层面的影响。 在这种情况下,可以优先考虑睡眠优化、合理营养,以及心理层面的恢复策略。

 

针对中枢与周围疲劳适应的训练策略

抗阻训练与肌肉形态学

生理肌横截面积(PCSA)的增加可以提升产力能力,并可能有助于更强的抗疲劳能力。 高负荷阻力训练也能促进神经适应,包括更强的神经驱动,以及更好的运动单位募集。 爆发力训练还能进一步提高力量发展速率。

离心训练可以促进结构层面的适应,以及肌肉形态(肌肉建筑)的改变,从而潜在提升力量,并有助于降低受伤风险。

耐力训练与高强度间歇训练

有氧训练可以增强线粒体功能和代谢效率,从而可能延缓代谢产物的积累,并提高对外周疲劳的耐受。 不过,仅仅把“外周疲劳”作为原因并不能必然解释运动特异性表现的下降,尤其是在动态、技能型运动中——神经肌肉协调以及任务特异性的运动模式在其中起着重要作用。

高强度间歇训练(HIIT)可能引发显著疲劳,表现为血乳酸升高、心血管负荷较高,以及主观感受反应存在差异。 如果管理不当,这种训练方式可能带来过度疲劳,而非期望的生理适应。

神经调节与心理策略

咖啡因可能会提升运动表现,但不同个体的反应存在差异,且可能受到遗传因素以及日常习惯的影响。 它的作用似乎与中枢机制有关,包括降低主观用力感和疼痛感。 因此,当表现受到中枢性或知觉性疲劳限制时,其益处可能尤其相关。

诸如自我对话(self-talk)、正念(mindfulness)和运动意象(motor imagery)等心理策略,也已显示出对表现的潜在益处。 与纯粹的粗大运动活动相比,它们的效果可能对以精确性为导向或对认知要求更高的任务尤其具有相关性。 正念干预可能有助于改善持续注意力与情绪调节,从而在较长时间的活动中影响人们对疲劳的感受。 不过,这些策略的反应因人而异,可能取决于个人的心理特征以及所采取干预的具体情境。

经颅直流电刺激(tDCS)和经颅磁刺激(TMS)可能在耐力表现的某些方面带来小到中等幅度的获益。 不过,效果仍然存在异质性,且可能取决于刺激技术、运动形式以及训练状态。 因此,这些方法目前应被视为实验性的;其潜在机制可能与调节中枢以及主观疲劳有关。 表 4 提供了 tDCS 和 TMS 不同刺激方式的更多信息。

引自:Xiao 等,《J Electromyogr Kinesiol》(2026)

 

康复策略与整体管理

睡眠与昼夜节律卫生

充足的睡眠对于恢复至关重要。 从机制上讲,睡眠和小睡有助于神经内分泌调节,提升认知与运动表现,并影响对用力(努力感)的主观感受。 研究同样表明,白天小睡可以改善短跑、跳跃以及间歇性耐力表现;现有证据还提示,小睡时长与表现提升之间可能存在剂量–反应关系。 大约20–30分钟的短小睡可能提高警觉性,并降低主观疲劳感;而更长的60–90分钟小睡,可能在认知表现和恢复方面带来额外收益。 小睡在安排到下午早些时候时似乎更有效,时间大致在13:00到16:00之间。 因此,小睡策略在那些包含显著中枢与知觉疲劳的运动中,可能尤其有用。

营养与水分补充

营养在延缓疲劳并支持恢复方面至关重要。 充足的碳水化合物供给有助于糖原的再合成,而运动后摄入蛋白质则能促进肌肉蛋白合成,并参与恢复过程。 肌酸补充可以提高磷酸肌酸的可用性,并可能改善反复高强度努力的耐受能力,从而潜在降低外周疲劳带来的功能性影响。 保持充分的水分同样重要,它有助于维持生理功能,尤其是在长时间或高强度运动期间,以及在炎热环境中。

冷水浸泡

冷水浸泡是一种广泛使用的恢复方式。 现有证据表明,它可能会减轻肌肉酸痛的主观感受,不过对力量和爆发力恢复的影响仍不一致。 这些结果可能提示:其被认为的益处,更多与镇痛作用以及疼痛感知下降有关,而不是神经肌肉功能的恢复。 因此,尽管运动员在冷水浸泡后会更感到“准备好了”,但后续的训练负荷不应仅凭这种主观恢复感来决定。 这也强调,在评估恢复/就绪程度时,需要把主观指标和客观指标结合起来考量,因为主观的恢复并不一定等同于身体表现能力的恢复。

加压与间歇充气设备

压力治疗(压缩衣)已被证明在疲劳性运动后对肌力与爆发力恢复有小幅但具有统计学意义的效果,尤其是在下肢。 尽管这些结果提示可能存在益处,但改善幅度似乎有限,理想的服装特性仍不明确。 间歇充气式压力装置在运动后肌肉功能方面的效果从“几乎可以忽略”到“小幅”;在主观肌肉酸痛方面则可见“几乎可以忽略”到“轻中度”的降低。 部分证据表明,采用约 20 分钟、压力 80 mmHg 的压迫方案可能带来有益效果,但最优参数仍存在不确定性。 这两种方式都可能通过循环相关机制发挥部分作用,更适合作为辅助性的恢复策略,而不是对充足睡眠、营养和负荷管理的替代。 当运动员在恢复时间受限的情况下需要应对连续的比赛/对抗时,它们可能尤其有用。

概念框架

图1展示了作者提出的概念框架:对本文中讨论的核心概念进行总结,并说明疲劳机制、评估策略、负荷管理以及恢复干预之间的相互关系。

引自:Xiao 等,《J Electromyogr Kinesiol》(2026)

 

问题与思考

疲劳可以从外部负荷与内部负荷的关系来理解。 在特定外部负荷(即所完成的客观体力工作)条件下,会引发生理和主观感受方面的反应,从而构成内部负荷。 外部负荷可以通过跑步与冲刺距离、加速次数或跳跃次数来量化;而内部负荷则可通过主观用力感(RPE)、心率、HRV,以及其他生理或主观指标进行监测。

适当管理的外部负荷会引发短暂的疲劳,随后进入恢复与适应阶段,并且会逐步提高运动员对所施加需求的耐受能力。 相反,当负荷超过运动员当前的承受能力或恢复不够充分时,对同一外部负荷产生的内部反应可能会异常升高,从而导致持续性疲劳,并影响适应过程。 这种负荷耐受性的改变,可能会导致表现下降;并且在其他因素的共同作用下,会进一步改变受伤风险。

疲劳可能会影响多项运动表现维度,包括心理状态、神经肌肉功能以及运动项目特定的动作策略。 健康与幸福感问卷可以提供有关压力、睡眠、情绪和主观恢复感的背景信息;而像冲刺动作力学、CMJ、MVIC以及力量发展速率这样的测量,则有助于识别神经肌肉表现的变化。 由于这些维度与受伤风险有关,主观与客观评估可能有助于发现运动员状态中的有意义变化。 如前文在 第1部分 中所介绍,任务分析在解读运动项目特定需求、并为伤害预防提供信息方面尤其重要。 例如,足球包含反复的高速跑动;冲刺暴露及与下肢损伤相关的动作力学。 先前的 Physiotutors review 强调了冲刺动作力学与腘绳肌损伤之间的关联。 因为疲劳可能会改变协调与运动策略,所以应当对冲刺表现及动作力学进行纵向监测,并结合个体基线进行解读。

总的来说,疲劳监测不应以单一指标来预测受伤风险。 将外部负荷和内部负荷与表现、神经肌肉、心理以及恢复等指标结合起来,或许能帮助临床工作者判断运动员对所施加训练需求的反应是否恰当,并据此指导后续的负荷管理。

 

跟我说说书呆子的事

疲劳监测的主要挑战之一在于:我们往往会先测量某种生理信号,再直接从中推断背后的机制。sEMG 就是一个典型例子:幅值、频率或运动单位行为的变化,确实能反映肌肉电活动的改变,但并不一定能解释这些改变的原因。 力量下降的同时伴随 sEMG 的变化,并不自动意味着肌肉收缩能力受损。 肌电与机械测量能够提供互补信息,但它们并不可以互相替代。

在运动中使用sEMG时,这一区分尤其重要。 电极位置、信号处理、归一化、串扰以及任务选择都会影响你记录到的信号。 如果采集流程不标准、而且缺少相应的方法学培训,再精细的sEMG输出也可能让人产生“精准无误”的错觉。 因此,在解读任何信号之前,我们应先问一句:这个测量结果,是否真的捕捉到了我们想评估的那个机制?

同样的原则同样适用于冲刺测试这类基于表现的评估。 冲刺表现下降并不应被自动解读为神经肌肉疲劳,因为冲刺表现还会受到动机、技术、热身、环境条件、鞋具、场地、加速策略以及对任务的熟悉程度等因素的影响。 因此,测试流程应当标准化,并在个体基线的基础上以纵向方式解读结果,而不是套用统一的阈值。 冲刺力学的变化可能会提供额外信息,尤其是在涉及反复高速跑动的运动中,但无论如何,都应始终结合该任务的具体要求来进行理解。

最终,疲劳评估的临床价值不仅取决于其可靠性,还取决于其构念效度、生态效度以及临床实用性。 某项测试可能能够可靠地发现表现的变化,但却未必能明确指出其生理原因。 因此,最有用的评估并不一定是能提供最多生理细节的那一种;而是能够可靠地识别有意义的变化、反映运动员所参与运动项目的要求,并且可以在更广泛的工作负荷、恢复情况以及其他疲劳指标的背景下进行解读的那一种。

 

带回的信息

  • 中枢与外周的疲劳机制相互作用,并受到任务需求、训练负荷、恢复情况,以及环境与心理因素的影响。
  • 把评估和运动员以及任务匹配起来。 实验室指标能提供机制层面的洞察,但在现场应用上有限;而 CMJ、冲刺表现、MVIC、RPE、恢复/健康监测(wellness)以及 HRV 则更实用,属于更间接但有价值的衡量方式。
  • 不要只依赖单一指标。 把主观感受、表现、神经肌肉、训练负荷以及恢复情况结合起来,才能更全面地了解运动员的反应。
  • 使用个人基线和趋势。 在解读表现、RPE、HRV 或主观状态的变化时,应结合个体的波动差异,而不是套用统一的阈值。
  • 先想清楚:这个指标究竟测到了什么。 sEMG或表现的变化意味着机能发生了改变,但不一定能明确区分任务特异性疲劳,或中枢与外周疲劳。 进行任务分析可以帮助你选择更贴合运动项目的评估方法。
  • 用疲劳监测来指导负荷与恢复。 充足的负荷管理、睡眠、营养,以及个体化的恢复策略,应当构成疲劳管理的基础。 监测应当用于支持临床决策,而不是试图预测损伤。

 

参考资料

肖宁,王明,张刚。运动表现中的神经肌肉疲劳与中枢-外周相互作用:连接生理学与应用。 电肌图与运动学杂志。 2026年10月;第90期:103193。doi: 10.1016/j.jelekin.2026.103193。 2026年7月29日在线发表。 PMID: 42551098。