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研究目的:作为一种非侵入性治疗手段,运动已被广泛应用于慢性疼痛管理。运动具有降低人体对伤害性刺激的敏感性的作用,称为运动诱发痛觉减退(exercise induced hypoalgesia,EIH)或运动诱发镇痛(exercise induced analgesia),是一种内源性疼痛调节,表现为在运动时或运动后疼痛感知阈值和疼痛忍耐力的增加以及对疼痛刺激的反应减退。无论是治疗还是评估,EIH都具有重要的临床意义。关于不同强度有氧运动对疼痛敏感性的影响,仍然存在争议。基于此,本研究采用脑电图技术(electroencephalography,EEG)探究有氧运动EIH的神经电生理机制,以期为有氧运动在疼痛评估和治疗中的应用提供理论依据。研究方法:纳入45名健康受试者,其中男性23名,女性22名。将受试者随机分为三组:中强度运动组(n=15,24.73±3.17岁)、低强度运动组(n=15,24.40±2.16岁)和对照组(n=15,24.27±3.01岁)。中强度和低强度运动组接受一次功率自行车运动干预,时间为25min(分为5min热身、20min训练)。对照组干预时间同样为25min(2min热身+23min休息)。三组的运动强度分别为70%心率储备(heart rate reserve,HRR)、50%HRR、静坐休息。在干预前和干预后评估疼痛阈值(pressure pain thresholds,PPT)、热痛阈值(heat pain thresholds,HPT)、对重复脉冲热痛刺激(repetitive pulse heat stimuli,RPHS)的疼痛评分(疼痛强度和不愉悦),并记录RPHS时的EEG。采用单因素方差分析PPT、HPT和EEG在干预前、后的组间差异和干预前后差值的组间差异,采用重复测量方差分析测试时间(前测、后测)×区组(block1、block2、block3、block4、block5、block6)×干预条件(中强度运动、低强度运动、对照)对脉冲热痛刺激的疼痛强度评分和疼痛不愉悦评分的影响,事后检验采用LSD法,组内比较采用配对t检验,相关性分析采用Spearman法。研究结果:(1)行为学方面。组间比较显示,干预后三组PPT的组间差异显著(大鱼际肌处:F=5.032,p=0.011),事后检验发现中强度运动组显著高于对照组(p=0.004)。组内比较显示,中强度运动组PPT显著增加(股直肌:t=-2.71,p=0.017;胫前肌:t=-2.36,p=0.033),HPT显著增加(胫前肌:t=-2.219,p=0.044),对热痛刺激的疼痛强度评分显著下降(Block 2:t=2.403,p=0.031;Block 3:t=4.796,p<0.001;Block 4:t=2.794,p=0.014;Block 5:t=3.566,p=0.003;Block 6:t=4.605,p<0.001),对热痛刺激的不愉悦评分显著下降(Block 3:t=5.137,p<0.001;Block4:t=3.367,p=0.005;Block 5:t=3.629,p=0.003;Block 6:t=2.992,p=0.010);低强度运动组对热痛刺激的不愉悦评分显著下降(Block 1:t=2.415,p=0.030;Block 2:t=3.287,p=0.005;Block 4:t=2.646,p=0.019;Block 5:t=2.567,p=0.022)。相关性分析显示,热痛疼痛强度评分差值与%HRR之间显示了显著的负相关(p=0.007,r=-0.438)。大鱼际肌PPT差值与运动心率具有显著的正相关(p=0.012,r=0.403)。胫前肌PPT差值与%HRR具有显著性正相关(p=0.016,r=0.386)。(2)EEG方面。接触性热痛诱发电位(contact heat evoked potentials,CHEPs)结果显示,反映疼痛感知的P2波幅在中强度运动后显著降低(t=2.355,p(27)0.05)。在脑振荡活动方面,热痛刺激前的alpha频带振荡的能量密度在中强度运动后显著增加(t=-2.31,p(27)0.05)。基于sLoreta溯源分析的结果显示,P2成分主要源于背侧前扣带回附近。相关性分析结果显示,Alpha能量密度差值分别与运动时RPE评分和心率具有显著的正相关(RPE评分:p=0.020,r=0.372;心率:p=0.019,r=0.374)。研究结论:有氧运动具有全局性的EIH效应,其镇痛作用对运动强度的依赖性较大,有氧运动的镇痛效果与运动强度有关,同时受到疼痛刺激部位的影响。中强度有氧运动降低了运动近端和运动远端对多种疼痛刺激的敏感性,而低强度有氧运动能够选择性抑制疼痛的负面情绪反应。有氧运动的镇痛机制涉及中枢下行抑制功能增强。