【科普】辅助性高压氧治疗应用于运动医学(Sports Medicine)的应用 :由基本原理到实证医学探讨

【科普】辅助性高压氧治疗应用于运动医学(Sports Medicine)的应用 :由基本原理到实证医学探讨

　　文章来源:中华民国高压暨海底医学会

　　(转载自高压氧文献，仅作科普)

　　高压氧治疗应用于运动医学(Sports Medicine)的应用，早在 1980 年代晚期于苏格兰 (Scotland)，已用于治疗职业足球与高尔夫选手。James 医师(附录 1)等认为高压氧治疗可缩短 70%运动伤害复原时间;于日本，高压氧治疗更广泛应用于选手的运动伤害的治疗(附录 2)。

　　其治疗的作用机转与原理，详述如下：

　　氧气在运动伤害所扮演的积极角色，常见的运动伤害包括骨折、韧带断裂与软组织受损等，其正常的癒合过程可分为三期:发炎期(Inflammatory phase)、增生期(Proliferative phase)与修复期(Remodeling phase)。氧气在此三期皆扮演重要的角色。

　　发炎期(Inflammatory phase):此时组织因受伤发炎处于低氧环境，氧气可促进新生 血管增生(vascularization) 。

　　增生期(Proliferative phase):除了软骨组织(cartilage)之外，提升氧气浓度可促进受损 组织细胞外母质(extracellular matrix)成份的增加，例如:fibronectin，proteoglycan 的 增生，以利受损组织癒合。

　　修复期(Remodeling phase):此时受损组织进入费时甚久的修复期，若无足够的氧气 浓度，受损部份其结痂组织将会大量取代正常组织，妨碍其癒合与延缓癒合时间， 更重要的是组织强度与功能恢复相对会减弱。但除了软骨组织(cartilage)之外，因其 需低氧环境以维持其低磨擦係数(low frictional coefficient)。

　　氧气在运动疲倦复原所扮演的积极角色 持续运动所导致的疲倦(fatigue)，其主要原因有三:

　　1. 能量来源不足(diminishment of an energy source)

　　2. 疲倦产物的累积(accumulation of a fatigue substance)

　　3. 运动代谢产物调节不良(malfunction of metabolism regulation)

　　而要有效复原运动疲倦，增加氧气浓度供应，可活化细胞、加强 ATP (adenosine triphosphate)生成及加速疲倦产物的代谢。因此高压氧治疗被认为可效复原运动疲 倦。然而适当氧气浓度供应仅于身体处于运动疲倦状态;正常生理状态下，血液中 过高的氧气浓度会导致氧化作用(Oxidation)，引起组织受损。因此如何维持适当的 氧气浓度平衡，包括氧气治疗时间、氧气浓度及压力等，就须明瞭高压氧治疗的作 用机转。

　　高压氧治疗于组织受损的治疗作用包括：

　　1. 减低软组织水肿

　　2. 加速传统治疗于韧带受损及骨折的疗效

　　3. 减低组织受损导致循环缺血与疼痛的产生

　　4. 避免组织感染

　　高压氧治疗在促进组织受损恢复的功效Kivisaari and Niinikoski(附录 3)以老鼠做实验证实皮肤组织受损后，高压氧治疗每天 两次各两小时，可有效促进受损后伤口癒合;但在正常血液循环组织则无明显差异。Ishii Y et al(附录 4)也提出相同的研究结果。Webster et al 报告以老鼠做实验证实膝关 节内侧侧韧带组织受损后，以高压氧治疗(2.8ATA)每天一次各 1.5 小时，受损韧带组 织在治疗后四週，其受损韧带弹性(elasticity)与强度(fracture intensity)几乎恢复到正 常功能;Mashitori et al(附录 5)报告受损轫带组织细胞中Type I procollagen gene 表现(expression)在高压氧治疗 7 或 14 天后，有明显增加。一旦人体组织受损，引起循环缺血、水肿导致组织缺氧。高压氧治疗的主要作用是 避免组织缺氧情形的产生。Kivisaari and Niinikoski(附录 3)以老鼠做实验证实组织受 损后，其氧气分压仅有 5~15 mmHg，而正常组织氧气分压是 40~45 mmHg。在组织 受损后的发炎期，高压氧治疗可减低软组织水肿及疼痛的产生，但目前在人体临床 研究报告显示，高压氧疗效于运动医学(Sports Medicine)的应用，似乎未有明显的效果。Staple and Clement 使用高压氧治疗于 66 位大腿股四头肌酸痛患者，接受高压氧 治疗组患者，其酸痛恢复与疼痛改善度，并未较无高压氧治疗组(控制组)患者，有 明显的改善;Borromeo et al(附录 6)使用高压氧治疗于 32 位急性踝关节轫带扭伤 (acute ankle joint sprain) 患者，其结果在消肿与疼痛改善度方面，并未较无高压氧治 疗组(控制组)患者，有明显的改善。然而以往的人体临床研究报告，在实验方法、 评估係统、高压氧治疗次数、压力、治疗时间与病患选择上，仍有值得探讨的空间。

　　高压氧治疗在人体运动生理状态的功效Fischer et al.提出高压氧治疗在网球选手比赛之后，可有效清除血液中堆积的 Ammonia，让选手更快速恢复体能与消除疲劳，以利下一场赛事。其使用高压氧治 疗压力较临床使用治疗压力为低(1.5ATA 及治疗时间未超过 30 分钟)。正常人体在 1ATA 环境下吸入一般空气 45 分钟，可代谢掉 61%乳酸(lactic acid);在 1ATA 环境 下吸入纯氧 45 分钟，可代谢掉 64.7%乳酸;在 1.3ATA 环境下吸入纯氧 45 分钟，可 代谢掉 76%乳酸;在 2.0ATA 环境下吸入纯氧 45 分钟，可代谢掉 70%乳酸。高压氧治疗不仅可利于运动外伤，也利于增进运动选举训练与体能调整。然而我们需要更 多客观完善的研究，确认高压氧治疗准则，以治疗各式各样不同严重度的运动伤害 与体能调整。

　　结论:

　　目前研究显示高压氧治疗在治疗组织受损后的复原(tissue remodeling)与运动后疲劳恢复(recovery of fatigue)，有著明显的疗效。然而在运动医学应用方面，今后需要更多客观完善的研究，著重于运动员个人量身订做的高压氧治疗方法，以治疗各式各样不同严重度的运动伤害与体能调整。让我们一起携手努力吧!

　　文献参考：

　　1. James PB, Scott B, Allen MW. Hyperbaric oxygen therapy in sports injuries.

　　Physiotherapy 1983; 79:571-2.

　　2. Ishii Y, Deie M, Nobuo A, Yasunaga Y, Sharman P, Miyanaga Y, and Ochi M. Hyperbaric

　　oxygen as an adjuvant for athletes. Sports Medicine 2005; 35(9): 739-746.

　　3. Kivisaari J, Niinikoski J. Effects of hyperbaric oxygenation and prolonged hypoxia on the

　　healing of open wounds. Acta Chir Scand. 1975;141(1):14-9.

　　4. Ishii Y, Ushida T, tateishi T, et al. Effects of different exposure of hyperbaric oxygen on

　　ligament healing in rats. J Orthop Res 2002; 20:70-3.

　　5. Mashitori H, Sakai H, Koibuchi N, et al. Effect of hyperbaric oxygen on the ligament

　　healing process in rats. Clin Orthop 2004; 423:268-74.

　　6. Borromeo CN, Ryan JL, Marchetto PA, Peterson R, Bove AA. Hyperbaric oxygen

　　therapy for acute ankle sprains. Am J Sports Med. 1997 Sep-Oct;25(5):619-25