综述：肌肉热身对自主和诱发力量 - 时间参数的影响：一项系统综述与 Meta 分析及 Meta 回归

这篇综述通过系统回顾和荟萃分析，探究不同热身类型（主动、被动）对肌肉功能的影响。发现升高肌肉温度能显著提升速率相关收缩功能（如力发展速率 RFD、肌肉功率），但对最大力量无影响。研究还分析了多种因素的作用，为优化热身实践提供参考。

　　

1. 引言

自 20 世纪初以来，人类骨骼肌力量产生与温度的关系就备受关注。研究表明，在生理正常范围内，肌肉温度升高时，肌肉收缩能力会增强，静息肌肉温度约 35°C，可升高至约 40°C。特别是力发展速率（RFD）、缩短速度和功率输出等速率相关收缩特性，在肌肉温度相对小幅升高（约 1°C - 2°C）时就会有所提升。然而，温度升高对最大力量产生能力的影响尚不明确，有研究报道最大自主收缩（MVC）扭矩会增加，也有研究显示其降低。不过，在运动和临床人群中，快速力量产生的增加至关重要，因为在这些场景中，力量产生的时间有限。

此前，关于肌肉温度升高导致肌肉收缩力增加的证据大多来自使用被动加热方式的研究，这些研究能将温度的影响与神经驱动、血液 / 液体流入和动机 / 唤醒等非温度相关机制区分开来。虽然被动热身已被证明能显著增强自主和诱发收缩能力（2% - 5%/°C），但直接比较主动和被动热身方式的研究较少，且结果不一。此外，很少有研究直接比较肌肉温度对自主和电诱发力量的影响，目前总体效果尚不清楚。这对于将自主和 / 或诱发收缩作为肌肉性能（包括疲劳）标记的研究具有重要意义，因为不确定诱发收缩功能测试能否替代自主功能测试。

以往的荟萃分析指出，现有文献中研究间存在较大差异，这可能是由于热身方案的类型（如主动与被动）和配置（如强度、持续时间、恢复时间、特异性）不同，以及采用的性能测试标准（如 MVC 与 RFD；自主与诱发）不同所致，也可能与研究设计差异有关。因此，本研究采用荟萃分析和 Meta 回归方法，探讨被动和主动方式引起的肌肉温度变化对自主和诱发力量产生及 RFD 的影响，检验相关假设，并分析热身 - 测试运动特异性、温度测量方法、受试者特定变量等因素的影响。需要注意的是，本研究未纳入热应激研究（核心温度≥38.5°C）中自主性能分析的数据，因为体温升高（尤其是核心温度超过 38.5°C）会降低自主肌肉收缩功能。

2. 方法

本系统综述遵循系统评价和荟萃分析的首选报告项目（PRISMA）以及运动、康复、运动医学和运动科学中的 PRISMA（PERSiST）建议进行。

2.1. 选择标准

依据 PICOS 框架（P：人群；I：干预；C：对照；O：结局；S：研究设计）制定纳入和排除标准。纳入对象为 18 - 60 岁的健康成年人，干预措施包括基于运动的（即主动）热身和被动加热方案，对照为热身前和 / 或非热身对照组数据，结局指标包括自主和诱发收缩特性以及温度测量结果，研究设计为实验设计（EXP），包括报告实验（即热身）和对照条件干预前后数据的 EXPFULL、仅报告实验条件干预前后数据的 EXPWARM、仅报告实验和对照条件干预后数据（无干预前数据）的 EXPPOST。排除患有当前或既往（<6 个月）神经肌肉或肌肉骨骼疾病的人群，以及涉及冷却、重新热身、疲劳收缩、热应激（仅自主分析）、食物补充剂、营养或药物辅助的干预措施等研究。

2.2. 数据来源和检索

检索了 PubMed/MEDLINE、Scopus、Web of Science、Cochrane、Embase 和 ProQuest 等电子数据库，检索时间从最早记录至 2022 年 9 月 20 日。随后，检查纳入研究的参考文献列表和 Google Scholar 引用，以查找其他相关研究。所有作者共同制定检索策略，检索词包括与力量、RFD、功率和诱发收缩特性（如抽搐和强直力、RFD 等）相关的术语，完整检索语法见补充材料 1。

2.3. 研究选择

将所有检索结果导入 EndNote 数据库，根据纳入标准筛选研究标题和摘要，然后查阅纳入研究的全文以确保符合要求。用 PRISMA 流程图展示纳入 / 排除研究的数量及排除原因，排除研究列表及原因见补充材料 2。

2.4. 数据提取

从纳入研究中提取研究特征、参与者特征、热身方案细节、性能结果测量细节、温度评估方法、性能变量和温度测量的均值与标准差、相对性能变化等数据，并编码到个性化的 Microsoft Excel 电子表格中。热身方案分为被动（如热水浴、桑拿、加热包 / 衣物、照射 / 透热疗法）、主动（一般或特定运动活动）或两者结合。主动运动策略又分为一般（如在性能测试前骑自行车或慢跑）和特定（即包括性能测试的试验重复）。选定的结局指标分为自主最大肌肉力量、自主速率相关变量、诱发最大肌肉力量、诱发速率相关变量 4 类。对于以一个对照条件作为多个实验条件比较的研究，调整对照条件的样本量以避免高估。若研究未提供所需分析数据，则联系作者获取。若无法获取均值和标准差数据，使用网络绘图数字化工具从图中提取数据。此外，还对标准误差和 95% 置信区间（95% CI）进行转换并纳入分析。

2.5. 方法学质量

采用修改后的物理治疗证据数据库（PEDro）量表评估纳入研究的方法学质量。由于在基于运动或被动热身干预中，对受试者和研究者进行盲法通常不可行，因此从量表中去除了与盲法相关的第 5 - 7 项。修改后的 “PEDro 8 分” 量表满分 7 分，研究分为差（0 - 3 分）、中（4 分）、好（5 分）、优秀（6 - 7 分）四个等级。

2.6. 数据合成与分析

1. Meta 分析：使用 Comprehensive Meta - analysis 软件进行随机效应 Meta 分析。主要分析升高温度对自主最大肌肉力量、自主速率相关收缩特性、诱发最大肌肉力量、诱发速率相关收缩特性的影响。效应量（ES）分为微不足道（0.00 - 0.19）、小（0.20 - 0.49）、中（0.50 - 0.79）、大（≥0.80）。显著性水平设定为 p < 0.05，通过 I²统计量和 Cochrane 卡方检验（χ²）探索异质性，I²值 <50% 表示低异质性，50% - 75% 表示中等异质性，>75% 表示高异质性；χ² p 值 < 0.1 表示存在异质性。数据以 ES 和 95% CI 呈现，正效应表示热身策略有益。根据不同研究设计（EXPFULL、EXPWARM、EXPPOST）计算 ES，具体公式不同，但均为热身与非热身条件的均值差除以所有条件的合并标准差。为便于分析，先分别使用每种研究设计的 ES 进行主要 Meta 分析，再将所有研究设计的 ES 合并分析。
2. 亚组分析：进行亚组分析以确定温度升高对主要结局（即肌肉收缩功能）的影响。使用 χ²比较不同分类变量（研究设计、热身策略、热身 - 测试运动特异性、训练状态）之间的效应。
3. Meta 回归：进行 Meta 回归以探索潜在连续调节因素对热身对主要结局影响的作用。分析的调节因素包括性别（样本中男性的百分比）、温度变化与性能变化（皮肤与肌肉测量方法）、基线温度。计算温度变化（Δ_temp）的方法与计算主要结局变化的方法类似，根据不同研究设计采用不同计算方式。对于探索基线温度对性能影响的 Meta 回归，根据不同研究设计考虑不同的温度测量值。

3. 结果

3.1. 研究选择和检索结果

最初的文献检索共获得 1272 条结果，去除重复项后，筛选了 763 项研究的标题和摘要，排除 686 项研究（其中 160 项为重复项），对 77 篇全文进行资格筛选，最终排除 44 项研究，纳入 33 项研究进行最终分析。这 33 项研究共涉及 921 名受试者，平均年龄 24.6 ± 4.0 岁。研究设计方面，7 项采用 EXPFULL 设计，5 项采用 EXPWARM 设计，21 项采用 EXPPOST 设计。热身策略上，12 项研究采用运动热身策略，18 项采用被动加热策略，3 项采用主动和被动策略结合。样本方面，18 项研究为男性样本，5 项为女性样本，10 项为混合样本。温度测量方面，17 项研究测量皮肤温度，8 项测量肌肉温度，8 项同时测量肌肉和皮肤温度。

3.2. 纳入研究的特征

纳入研究的方法学设计见补充材料 3。

3.3. 方法学质量

纳入研究的 PEDro 评分（均值 ± 标准差）为 6.1 ± 0.7（满分 7 分）。其中，26 项（79%）被评为优秀，7 项（25%）被评为良好，无研究被评为中等或差。EXPFULL 和 EXPWARM 的 PEDro 评分无统计学差异，但 EXPPOST 的 PEDro 评分显著低于 EXPWARM。每项研究的方法学质量评估（PEDro 标准）详情见补充材料 4。

3.4. Meta 分析

1. 自主收缩特性：在自主最大肌肉力量方面，综合所有研究设计分析，未观察到显著影响；分别分析 EXPFULL、EXPWARM 和 EXPPOST 时，也均未发现显著影响，且不同研究设计之间无显著差异。在自主速率相关收缩特性方面，综合所有研究设计分析，有显著影响；EXPFULL 和 EXPPOST 单独分析时也有显著影响，但 EXPWARM 未发现显著影响，不同研究设计之间无显著差异。
2. 诱发收缩特性：在诱发最大肌肉力量方面，综合所有研究设计分析，未观察到显著影响；分别分析 EXPWARM 和 EXPPOST 时，也均未发现显著影响，不同研究设计之间无显著差异。在诱发速率相关收缩特性方面，综合所有研究设计分析，有显著影响；EXPWARM 和 EXPPOST 单独分析时也有显著影响，但 EXPFULL 未发现显著影响，不同研究设计之间无显著差异。

3.5. 亚组分析和 Meta 回归

亚组分析未发现热身方式（主动与被动）、热身 - 测试运动特异性（特定与非特定主动热身）、训练状态（训练有素与未训练受试者）对最大肌肉力量或速率相关收缩特性结局有显著差异。线性 Meta 回归表明，性别（男性百分比）对力量或速率相关收缩特性结局无显著影响，也未发现性能变化与温度变化或基线温度（皮肤或肌肉）之间存在关联。亚组比较和 Meta 回归结果见补充材料 5。

4. 讨论

本系统综述和 Meta 分析的主要发现是，在正常生理范围内（33.9°C - 39.7°C）升高肌肉温度，无论采用主动（基于运动）还是被动热身方式，对速率相关收缩功能（3.5% ± 2.1%/°C，ES = 0.28 - 0.65，自主和诱发合并）有显著正向影响，但对最大肌肉力量产生（ - 0.2% ± 0.6%/°C，ES = - 0.20 - 0.08，自主和诱发收缩合并）无影响。这表明升高肌肉温度可改善最大努力收缩期间的 RFD 和功率。

4.1. 温度升高对诱发收缩特性的影响

在所有研究中，无论热身类型如何，温度升高均显著增加了诱发速率相关肌肉收缩功能，但对诱发最大力量产生无显著影响。这与先前研究中肌肉温度升高对速率相关收缩特性影响大于对最大肌肉力量影响的结果一致。本分析中被动热身的性能提升幅度（约 3%/°C）与以往被动加热干预的报告相符，而主动热身的潜在性能提升幅度（约 7%/°C）可能与激活后增强（PAP）等现象有关，PAP 可增强速率相关收缩功能。不过，本研究中主动热身对诱发最大肌肉力量缺乏影响，可能是由于比较数据集有限（k = 9），以及研究间评估变量（如刺激强度、频率、持续时间和测试肌肉）存在差异，同时研究间的中等变异性也支持这一可能性。由于研究数量不足，无法对不同刺激类型或参数进行亚组分析，未来研究应关注温度对电刺激参数的具体影响，这对使用诱发收缩特性作为肌肉功能或疲劳标记的研究人员以及将电肌肉刺激技术用于临床人群训练和测试的运动专业人员具有重要意义。

4.2. 温度升高对自主收缩特性的影响

本分析显示，温度升高显著改善了自主速率相关肌肉收缩功能，但对自主最大力量产生无显著影响，这与先前研究结果一致。与假设相反，主动、基于运动的热身并未比单独的被动加热诱导更大的性能提升。虽然有研究表明特定的主动热身方案（任务特定、强度和量合适）比被动热身更有效，但本研究的亚组分析未发现显著差异，这可能是由于本 Meta 分析方法的局限性，无法详细考察影响主动热身项目性能的因素。此外，本研究将等长（RFD）和动态（功率）变量都纳入速率相关收缩特性进行合并分析，温度升高对这些变量的影响可能存在差异，因此需要进一步研究不同热身方式对自主收缩功能的影响，探索其潜在机制，以改进运动、研究和临床环境中的热身实践。同时，纳入关于研究设计的建议（如熟悉化、随机化、盲法）对增强未来研究的稳健性至关重要。个体对热身的反应是多种因素（如热身任务、测试、个体特征）综合作用的结果，这可能解释了个体间和研究间的差异。

4.3. 混杂因素

1. 研究设计：Meta 分析的一个基本局限是将不同研究设计和方法的研究进行汇总，以量化干预的总体效果。本研究中只有 7 项研究包含实验和对照条件的干预前后数据（即理想方法 EXPFULL），为增加样本量，还纳入了未包含对照条件（EXPWARM）或未包含实验和对照条件干预前数据（EXPPOST）的研究。在 3 种模型中，均将热身干预与非热身条件进行比较。分别评估 3 种研究设计时，可能存在问题，如计算组内（EXPWARM）差异可能高估干预效果，且比组间差异更容易得出显著结果。例如，在诱发速率相关收缩功能分析中，EXPWARM 和 EXPPOST 的 ES 大于 EXPFULL，但由于研究数量有限，这种 ES 比较可能具有误导性。不过，Meta 回归显示研究设计对结果无显著影响，所有 3 种研究设计的数据综合提供了更具代表性的总体效果。研究设计的差异可能反映了缺乏组内（EXPPOST）或组间（EXPWARM）对照条件，因为自主收缩产生的力量或扭矩比诱发收缩更易变，受非温度相关因素影响更大，且 EXPPOST 和 EXPWARM 条件下的研究报告的标准差更大。
2. 热身类型和热身特异性：本分析中，不同研究的自主性能变化范围较大，可能归因于热身类型和热身 - 测试运动特异性等因素。然而，本分析未发现主动、基于运动的热身与被动加热协议在性能提升上有显著差异，这与预期不符，因为主动热身通常包括大量性能测试练习，应通过非温度相关因素（如增加神经驱动、水 / 血液流入、动机 / 唤醒）优化神经激活模式，从而增强肌肉功能。例如，特定的主动热身（如高拉特定热身）可能因运动模式相似性更高，导致肌肉募集更有效，进而产生更