摘要
有計劃且逐步增加的鍛煉,即運動訓練,對于促進骨骼肌適應和提升運動表現至關重要。然而,當訓練負荷超過身體的恢復能力時,可能會導致持續的適應不良狀態。訓練或比賽與恢復之間的長期不平衡會導致運動表現長期受損,這種現象被稱為功能性或非功能性過度訓練(overreaching),嚴重時可能發展為過度訓練綜合征(OTS)。這種情況會顯著影響運動員的發育,甚至在極端情況下迫使他們提前退役。骨骼肌是身體表現的關鍵,包括運動能力和能量利用能力。運動表現下降是OTS的典型特征,反映了骨骼肌功能障礙在其發生和發展中的核心作用。在本文中,我們討論了導致OTS中骨骼肌損傷的潛在機制,包括中樞和周圍神經疲勞、內分泌失調和激素反應改變、線粒體生物能量代謝受損以及氧化應激和全身炎癥。我們還將過度訓練中的適應不良反應與慢性炎癥和分解代謝狀態下的反應進行了比較,因為這些研究可能有助于深入理解OTS的機制,并為未來的治療策略提供線索。由于在實驗環境中難以完全再現人類的OTS臨床表現,我們進一步探討了動物模型,這些模型可以控制外部變量,從而有助于更深入地了解其復雜的病理生理機制。
引言
持續進行的有計劃和結構化的鍛煉,即運動訓練,是提高運動表現的關鍵。在高強度下進行這種訓練可以促進生理適應,增強力量、耐力和專項技能。然而,當訓練強度超過身體的恢復能力時,就會產生適應不良的結果。這種訓練負荷與恢復之間的不平衡,稱為訓練過載,如果持續存在,會損害運動表現和整體健康(Fry等人,1991;Meeusen等人,2013)。
根據表現下降的持續時間和嚴重程度,過載反應通常被分為功能性過度訓練(FOR)、非功能性過度訓練(NFOR)和過度訓練綜合征(OTS)。FOR通常表現為短期的表現下降,隨后是超補償和表現提升。相比之下,NFOR會導致表現停滯或進一步惡化,常常伴有情緒障礙和全身疲勞,即使經過短暫的休息和恢復(Meeusen等人,2013)。無論是FOR還是NFOR,通過適當的休息,通常在幾周到幾個月內都可以逆轉;然而,不同個體的恢復時間可能會有很大差異(Kreher,2016)。如果癥狀持續超過2個月,并伴有持續的疲勞、心理障礙和生理適應不良的跡象,情況可能會發展為OTS。因此,OTS的特點是長期的表現下降和持續的疲勞(Hackney等人,1990;Meeusen等人,2013)。由于癥狀重疊且缺乏明確的生物標志物,區分NFOR和OTS仍然具有挑戰性。
歷史上,OTS主要與耐力運動相關,如長跑、越野滑雪和自行車運動,以及那些認為瘦削和低體重有優勢的運動項目,包括芭蕾舞、花樣滑冰和體操(Eichner,1986,1995;Lehmann, Foster等人,1993)。最近,在健美和力量訓練運動中也觀察到了與OTS一致的癥狀,這些運動在比賽準備階段的“減脂”期間結合了高強度的抗阻訓練和能量限制(Schoenfeld等人,2023)。因此,OTS的表現可能出現在基于耐力的運動、以力量為中心的運動以及混合類型的運動中,其癥狀也可能因運動項目而異(Franchi等人,2017)。
OTS是一種涉及多個生理系統的復雜綜合征,包括神經內分泌系統、免疫系統和自主神經系統,但其影響最終體現在運動表現的下降上。這種表現下降表明了負責運動和能量代謝的外周組織在OTS發生和發展中的關鍵作用,尤其是骨骼肌。骨骼肌是一種高度可塑的組織,能夠動態適應正面壓力(如漸進性過載)和負面壓力(如代謝紊亂或廢用)(Franchi等人,2017;Nunes等人,2022)。眾所周知,適當調整訓練變量(包括強度、頻率和持續時間)可以促進肌肉纖維大小、功能和能量代謝的良性適應(MacInnis & Gibala,2016),但當訓練壓力持續超過肌肉的恢復能力時,這些適應可能會逆轉。在這種情況下,糖原含量減少、基因表達改變、翻譯后修飾、線粒體功能障礙、氧化平衡失調、蛋白質周轉受損、激素失衡和局部炎癥都被認為是OTS中肌肉功能和全身疲勞下降的機制(Alves Souza等人,2014;Coffey等人,2007;Main等人,2009;Nicoll等人,2016,2019)。
從功能角度來看,骨骼肌的表現依賴于興奮-收縮的協調、鈣的處理以及肌動蛋白和肌球蛋白之間的ATP依賴性橫橋循環。ATP主要通過線粒體中的氧化磷酸化產生,在高強度活動期間還通過糖酵解和磷酸肌酸分解來補充。當這些精細調節的生物能量和收縮過程受到干擾時,肌肉維持表現和恢復的能力會下降,從而為OTS中的適應不良提供了生理基礎(圖1)。因此,研究過度訓練的肌肉內機制對于理解OTS中的廣泛生理損傷至關重要。

鑒于OTS的多因素性質,目前沒有單一的生物標志物可用于診斷;然而,已經提出了幾種生化指標(Cadegiani & Kater,2018;Hough等人,2013,2015;Larsen等人,2016;Lee等人,2017;Neubauer等人,2008;O'Connor等人,1989;Ostrowski等人,1998),包括促炎細胞因子,這些指標可以反映過度訓練的負擔(da Rocha等人,2019;Hirose等人,20



