學術文翻寫03_肌肉抽筋機轉、處置及預防的實證醫學

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運動中肌肉抽筋機轉、處置、預防、研究進度統整_JAT

Exercise-associated muscle cramps (EAMCs):運動伴隨的肌肉抽筋

An Evidence-Based Review of the Pathophysiology, Treatment, and Prevention of Exercise-Associated Muscle Cramps
Kevin C. Miller, PhD, AT, ATC*; Brendon P. McDermott, PhD, ATC†; Susan W. Yeargin, PhD, ATC‡; Aidan Fiol, MS, CSCS†; Martin P. Schwellnus, MBBCh, MSc (Med), MD§

摘要:對運動員或是進行身體活動的人來說,運動伴隨的肌肉(EAMCs)抽筋很常見且惱人的。雖然EAMC的病理生理學是具爭議的,最近的證據指出抽筋的造城市由於內再及外的的多重因素影響,非單一因素所致。而處置抽筋的方法是持續性的靜態伸展,直到狀態緩和。一旦症狀緩和,醫護人員就會開始處理其他導致EAMC的狀況。若要預防抽筋,醫護人員會根據病史並辨認特殊危險因子。針對個人的EAMC預防策略應更有效率而不是一般性建議(如:多喝水)。

關鍵字:最有效訓練、脫水、電解質、疲勞、風險因子

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緒論

EAMC是最常影響運動員的症狀。影響因素包含專項、年紀、性別等。有學者研究發現EAMC最常發生在最熱的月份。以美式足球為例,一千位選手就有3.07位有抽筋。另一篇研究指出在56km的超馬選手中,一千位九右1.01至2.2位選手有抽筋情形。較少的跑步資歷、較年長的跑者、跑較快的跑者,具有較高的抽筋風險。因此,作者找了相關文獻來分析比較,統整出最好的評估、處置、預防的方法。

方法

作者找了1900-2020年的文獻,關鍵字搜尋:exercise associated muscle cramp, cramping, exercise, dehydration, electrolytes, fatigue, rehydration, treatment, and prevention.


Table1.抽筋等級分類

  • 輕微:因非隨意肌導致的肌肉放電、休息時的肌電圖比非抽筋肌肉還要活躍、如果降低或暫停活動能改善者。
  • 中度:EAMC發生而沒有其他症狀(如:低血納症)
  • 重度:症狀包含昏眩、噁心、嘔吐、深色尿液、意識不清等,或是伴隨一些醫療症狀;肌電圖有明顯的起伏,這時應緊急送醫。

EAMC機轉

缺水及電子不平衡理論

這是最古老且重要的理論。該理論認為EAMC的發生是在流汗時組織液空間的攣縮,促進神經化學物質在通道上的活化。在過去的100年間研究結果多支持缺水及電子不平衡理論。第一,早期學者推測EAMC有三個因素:流汗導致液體或電解質(主要為氯)流失,因認真工作導致高溫。然而,液體與電解質平衡的數據不常被記錄,且很多患者常有急性腸胃問題(脹氣或腹瀉)。儘管如此,EAMC常被認為與液體有關。第二,在少部分的研究中,EAMC的症狀是降低生理食鹽水的比例。第三,有兩篇研究提到網球選手(17位)及美式足球選手(5位),這些具有EAMC的經驗的選手們,有流汗較多及鈉離子較多流失的傾向。也有文獻指出若是美式足球選手在運動過程中鈉離子流失>1.18克或是氯離子流失>2.3克,較其他人高出九倍的機率會有EAMC的狀況。還有一篇研究,作者將運動九名男性利用桑拿,被動營造腿後肌抽筋的情形,分別降低0.5%(控制組)、1%、2%、3%的體重。結果發現,當降低2%或3%的體重組中,有3位參與者抽筋。

然而,也有反對的聲音。第一,運動員因流汗失去大量水分造成電漿失去,因而電漿滲透壓(plasma osmolality)提高,最後離開組織液空間(interstitial fluid space),進入到脈管系統(vasculature)。但,抽筋的人也據稱是失去一定量的電解質。電解質失去會降低電漿滲透壓,造成很少或是沒有液體離開組織液空間。第二,沒有EAMC的運動員在運動後的電漿特徵皆屬正常。幾篇文獻提出:在運動競賽中無論有無EAMC,電漿體積、紅血球體積、身體重量減輕、電解質濃度,這些皆無顯處性差異。這些血液特徵再各組之間是相似的,雖然也有一些學者認為這些採樣的血液本身不是在快抽筋的肌肉上取得的。部分參與者脫水至他們體重的6%,並不會改變肌肉的靜止膜電位。第三,雖然在美式足球的選手身上檢測鈉或氯的流失,及流汗量來預測EAMC的發生,但在另外10種項目上並無科學證據。再者,當飲食、補水狀況、環境情形、運動強度、運動時間都控制住後,在EAMC的運動員上並無流汗特徵的顯著差異。第四,因為缺水與電解質流失是系統性的,如果缺水及電子不平衡理論是正確的,那麼EAMC應發生在任何肌肉,而不是運作中的肌肉。第五,容易EAMC的運動員在運動過程中的液體體積與非抽筋運動員是相似的,第六,拉筋只能減緩抽筋,並不能改變液體及電解質。最後,當受試者失去3%-5%的體重及約4克的鈉,或是當疲勞最小化的時候,與電子引起的抽筋易感性無改變,表示:脫水與電解時流失對抽筋易感性有最小效果(無特別關聯)。

改變神經肌肉控制理論

這理論在1997年提出,2009年更新。這個理論認為EAMC的發生在疲勞及其他因素造成常見的病理生理學通道,造成不平衡的活化或抑制,並刺激α-運動神經元。這個理論發現疲勞會改變肌肉束跟高爾肌鍵(在動物上),會造成運動神經過度興奮。專家學者認為造成EAMC是源自疲勞引起的神經系統興奮(如:壞的狀況、較高的訓練強度),而非缺水或電解質流失。大部分的EAMC發生在運動中或是跨關節的肌肉收縮(如:大腿後、小腿後)。跨關節的肌肉常在肌肉縮短的狀況下再收縮,這會抑制高爾肌腱器,漸少肌肉徵召。運動中造成的抽筋常發生再快結束的時候,這時是最疲勞的時候。根據實驗室的研究,學者確認在抽筋過程中肌肉傳入與脊髓通道的重要性。相比抽筋對象,非抽筋對象抑制較多。而且,抽筋會有意引起脫水或電解質流失。這個引起神經系統改變的發現造成EAMC的神經肌肉控制。

這個理論學術與實務角度切入探討抽筋,強調疲勞引起傳到改變成α的過度興奮。但尚未知道疲勞會如何改變?像是疲勞閾值在對象的EAMC發生之前到達呢?或是因為某些因素導致疲勞引起改變?這就是為什麼有些經過適當訓練的運動員還是會發生EAMC的緣故。另外,訓練歷史無法預測EAMC。因此,疲勞並不是EAMC的唯一導火線,而其他因素可以改變神經肌肉控制。而反方認為實驗室研究中,學者紀錄研究當下的疲勞收縮以降低電子引起的抽筋易感性。近期,很多實驗室的作者支持這個理論用低頻率的電刺激引起抽筋。這個技術允許不同肌肉的抽筋易感性,來分辨抽筋與非抽筋。然而,這些肌肉通常比易發展為EAMC的肌肉小(如:屈拇短肌)。

多因子理論

這個理論研究各種造成EAMC的原因,學者假設各式各樣的內在、外在因素合併造成不同的通道,進而引發EAMC。例如:一位受傷的選手。這個受傷可能是因為身體失調、疼痛、無能力承受一樣的運動強度或時間。這些因素再加上神經肌肉改變,引起EAMC。在EAMC發生之前,要各種正面或負面的因子皆達到閾值。換句話說,當內在因子與外在因子都超過閾值,EAMC就會發生。這個多因子理論與因子閾值能解釋為什麼EAMC發生在特定個體、特定情境。在之後的研究應區分那些因子造成EAMC,這些因子那些對EAMC的的發展來說是重要或較不重要的。

急性EAMC的診斷及治療

EAMC通常發生在運動之後。而EAMC的診斷應根據理學檢查及病史。急性狀況下,對象會有明顯的疼痛,造成動作變慢或停止。在EAMC發生之前,對象的肌肉會有些微抽搐。當抽筋發生時,關節會卡在關節活動的終端(end)。理學檢查發現可視的打結或緊繃。這與運動誘發鐮刀型血球症(exertional sickling)不同的地方。EAMC更嚴重的情況是伴隨更嚴重的醫療情形(如:低血鈉症)。


Table2.對EAMC的處置及預防建議處置

  1. 抽筋應溫柔的靜態拉筋直到狀況減輕。
  2. 食物中含酸性食物(如:醋)或暫時性的刺激物質(如:辣椒素)可減緩EAMC。應注意使用量(100ml),且對象無過敏情況。
  3. 一旦對象狀況緩解,醫護人員將依以下指示:(a)休息。(b)持續溫和的靜態拉筋。(c)口服攝取電解質或醣類。(d)若有嘔吐或腹瀉的腸胃狀況,可以利用靜脈注射的方式。(e)利用冰敷、按摩、電刺激等方法來減輕狀況。
  4. 處置方法須持續進行以防復發。
  5. 未經醫生同意或醫生不在場時,不得對 EAMC 進行藥物治療。
  6. 奎寧或是還有奎寧之液體(如:通寧水)不得使用於EAMC。

預防

  1. 自身的過敏情形或醫療狀況皆會造成EAMC的發生。
  2. 詢問選手的EAMC病史或內在、外在因子能有較佳的介入。
  3. 對神經肌肉的再教育、或是在重量訓練
  4. 訓練時應模擬競賽時的狀況,如:強度、環境(溫度、高度等)。
  5. 在訓練或競賽後應包含足夠的休息,並將肌肉傷害最小化。
  6. 教育選手EAMC的成因,以及在EAMC的預防前應補充水分。
  7. 在訓練或比賽前應鼓勵選手攝取營養、均衡飲食(醣類、電解質等)。
  8. 建議選手攝取營養或醣類電解質以預防疲勞。
  9. 運動員所攝取的電解質量應取決於流汗量。
  10. 不應僅出於預防 EAMC 的目的在賽事前給予靜脈輸液。

休息和疼痛減緩

雖然大部分的對象在輕微的EAMC仍可以完成任務,但有些不行。在這些案例中,休息幫助神經肌肉活動,且處理後續因EAMC而產生的風險因子。可使用冰敷、按摩、電刺激來減輕疼痛。

伸展

最快、最安全、最有效的處置就是就是溫和的伸展。尚未有實驗提出最有效的伸展方法,不過靜態伸展可增加肌鍵張力、拉長肌肉來抑制高爾肌鍵器。伸展能物理分開收縮的蛋白,這對抽筋時縮短的肌肉是有幫助的。如果伸展無法緩解,需再進一步診斷。

補夜:飲料種類

如果EAMC,可以請選手喝醣類電解質飲料,可以調整電漿體積及滲透壓。然而,相比補充飲料,伸展能更有效減緩EAMC。口服液需要≧13分鐘來吸收,吸收時間根據所攝取的營養成分而有所不同(酸類、電解質、醣類)。

補夜:輸送方法

大多使用口服,因方便性、可行性、簡易性等因素,靜脈輸液(IV)對菁英運動員很受歡迎,但仍有一定風險(感染、栓塞、動脈穿刺等)。學者做實驗比較口服及IV的滲透壓、心跳率、體溫、直常溫度等。感知反饋(口渴、熱感)上口服比較低,因為IV是透過嘴巴進入的(透過迷走神經)。雖然液體運輸可以治療EAMC,IV應該更省時,特別是當選手無法口服吸收時。(因超痛或反覆嘔吐)

香蕉

鉀離子通常與EAMC無關,但香蕉因成分含有碳水化合物與鉀離子而常拿來治療EAMC。但幕牆上未有證據支持。在攝取香蕉後的60分鐘左右才會進入到體內。

奎寧

作者不建議使用。

慢性或再復發EAMC診斷及治療

需先排除相關內在風險因子(病史、慢性病、過敏、睡眠情形等),再控制外在風險因子(訓練強度、訓練時間等)。最有效的證據顯示EAMC是因為神經肌肉系統的改變,並利用Table3的問題進行前後測,納入考量。


Table3.EAMC風險因子

  1. 你有任何疾病、過敏史等醫療狀況嗎?
  2. 在發生EAMC之前,你有服用其他藥物(如:bata抑制劑)嗎?
  3. 你經常會在運動中抽筋嗎?
  4. 在EAMC發生之前你的運動多久時間?運動強度多高?
  5. EAMC發生在運動前期、中期還是後期?
  6. EAMC發生的這場運動之前,你前一晚睡多久?
  7. EAMC發生之前的環境溫度與濕度是多少?
  8. 這次發生EAMC的運動是新的嗎?
  9. 飲食如何?(醣類攝取是否足夠)
  10. 有服用其他刺激物(如:咖啡因)嗎?
  11. 最近受傷嗎?(運動傷害)
  12. 在發生EAMC的時候,心理狀態還好嗎?
  13. 你有攝取足夠的液體、電解質嗎?(將流汗量與尿液量納入考量)
  14. 如果你停止活動,是否EAMC的狀況就緩解?
  15. 請問你抽筋的肌肉部位是你運動時使用最多的嗎?
  16. 抽筋是否發生在訓練或競賽中?

預防EAMC

很可惜,目前揭示針對抽筋的預防方法,沒有EAMC的處置。再者,建議內容皆為大方向通用的(如多補充鈉離子、水份),較無實質效益。也有文獻指出兩位學生運動員過度補充導致死亡的案例。目前可做的是多衛教EAMC的危險因子、症狀及嚴重性,及後送相關注意事項。

醣類電解質飲料、電解質補充品、刺激物

飲料補充多數著重在電解質的部分。在安慰劑及鎂離子的補充中並無顯著性差異。但在近期的研究中即便攝取補充,仍會抽筋,且每樣補充品及容量皆不同,難以評斷。理論上來說,醣類電解質飲料可增加肌肉肝醣以延遲疲勞,達到預防EAMC的效果。至於劑量還需多討論。另外,其中補充品的成分也須注意(是否含有咖啡因、運動禁藥等),使神經系統活化,造成抽筋。
目前的研究尚未實驗出有EAMC及沒有EAMC的電漿電解質之間有顯著差異性。一篇研究顯示超馬者不論有無EAMC,在鈉離子補充上並無顯著性差異。

脫水

可利用訓練前後的體重來供是否缺水,也可藉由尿量及顏色辨識,配合訓練時的環境(溼氣重,酷暑等)。也須考慮到選手的飲食攝取,以預防低血鈉症。

靜脈輸液IV

雖說IV確實比口服效率更快,但未有證據顯示較有效果預防EAMC,因此不建議作為「預防」使用。

預防性伸展

單次預防性伸展並不會抑制高爾肌腱器的活化,

訓練及神經肌肉再訓練課表

學者建議重量訓練對預防EAMC是有幫助的。而疲勞及過度興奮是造成EAMC的主因,所以運動與休息的比例調配很重要。

總結

比起表淺的建議,學者更建議針對各地選手進行監控以避免EAMC的發生。

資料來源:An Evidence-Based Review of the Pathophysiology, Treatment, and Prevention of Exercise-Associated Muscle Cramps 

看了十幾頁圖不多文字超多的文獻,結果得到的結論竟然是:抽筋的原因很多種,還需再進行更多的研究。在臨床上要有跳躍性的發展可能還要再等一段時間...看到後來只能狂捶心肝消消氣了,但也表示目前抽筋這塊還可以繼續挖,如果對這塊有興趣的碩博士生可以好好研究研究。

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