抗衰老功率訓(xùn)練研究進展

唐玉成 吳卅

1 深圳大學(xué)師范學(xué)院體育系（廣東 深圳 518060）

2 北京體育大學(xué)研究生院

人口老齡化是我國未來半個世紀(jì)所面臨的重大問題。衰老往往導(dǎo)致老年人日?；顒幽芰θ缗罉翘?、步行、起立、搬運重物等衰退或喪失。功率訓(xùn)練作為一種新興及重要的抗衰老運動手段，在國外越來越受到重視。功率等于力量和速度的乘積，表現(xiàn)為肌肉快速用力的能力，其單位為瓦（W）。功率訓(xùn)練作為一種較新的老年人抗阻運動方式，與傳統(tǒng)力量訓(xùn)練相比，功率訓(xùn)練要求用最快速度完成動作，在提高肌肉功率和日?；顒幽芰Ψ矫娴臐摿Ω?。我國目前專門針對發(fā)展老年人骨骼肌質(zhì)量、力量、功率以及日?；顒幽芰Φ南嚓P(guān)研究較少。為了促進我國抗衰老運動的相關(guān)研究，本文綜述了國外老年人功率訓(xùn)練成果，著重闡述了老年人功率訓(xùn)練的研究歷程，功率訓(xùn)練與力量訓(xùn)練的效果比較，功率訓(xùn)練的安全性和設(shè)計方案，以及未來研究需要解決的主要問題。

1 衰老骨骼肌的質(zhì)量、力量、速度與功率

骨骼肌是人體最先衰老的組織之一。美國運動醫(yī)學(xué)學(xué)會（ACSM）認為[1]，肌肉從30歲開始衰老，橫切面積和密度減小。40歲時肌肉質(zhì)量丟失顯著，丟失速率約為每年0.5～1%[2]。50歲以后，肌肉質(zhì)量的丟失率為每年1～2%[3]。肌肉質(zhì)量丟失不僅與衰老有關(guān)，廢用性萎縮也是重要原因[4，5]。50歲至70歲之間，肌肉力量下降的速率約為每10年15%；70歲以后，還要增加[6，7]。力量下降在50歲之前并不明顯，但肌肉功率下降的初始時間卻相對較早，多始于30～40歲[8]，速率也較高，每年下降3%，而力量下降速率只有1～2%[9]。60歲以后，肌肉力量的下降速率為每年1.4～2.5%，而肌肉功率的下降速率為 3～5%[10，11]。

衰老骨骼肌的力量和收縮速度下降，主要是因為II型肌纖維減少，尤其是IIB型肌纖維減少[12]，運動神經(jīng)元的募集和沖動頻率減少[13，14]，以及肌肉非收縮成份增加和協(xié)調(diào)性下降[15]。從青年到老年，人體的最大無氧功率每10年下降8.3%，其中速度每10年下降4.3%[16]。速度丟失的主要原因是II型肌纖維的減少，II型肌纖維的收縮速度是I型肌纖維的2～4倍[17]。功率丟失速率通常高于力量或速度。例如，老年人經(jīng)歷50%的肌肉力量和速度丟失，其力量可保持原來的50%，但功率卻只有原來的25%。

由于肌肉組織存在衛(wèi)星細胞和肌源干細胞[18]，在機械應(yīng)力刺激下，老年人骨骼肌依然保持著壯大的能力，即使90多歲的老年人也不例外[19]?？棺栌?xùn)練能增加老年人肌肉肌球蛋白重鏈異構(gòu)體的基因表達及IIB型肌纖維的比例,但與年輕人不同，老年人Ⅰ型肌纖維肌球蛋白重鏈的基因表達也增加[20，21]。此外，力量或功率訓(xùn)練都能增加老年人的肌肉力量、肌肉橫切面積、神經(jīng)肌肉協(xié)調(diào)性，以及雄性激素及生長激素的分泌[22-27]。

2 老年人功率訓(xùn)練研究歷程

1945年，Delorme首次對力量訓(xùn)練進行了研究[28]。1961年，Perkins等首次對老年人進行力量訓(xùn)練研究[29]。20世紀(jì)60年代至80年代，受有氧運動抗衰老熱潮的影響，關(guān)于老年人力量訓(xùn)練的研究并不多，多數(shù)研究采用低強度力量訓(xùn)練，受試者多為男性，結(jié)果普遍認為力量訓(xùn)練不能增加老年人肌肉質(zhì)量，只能引起神經(jīng)的適應(yīng)和改變[30]。20世紀(jì)80年代末，F(xiàn)rontera[31]和Fiatarone[32]的研究改變了這一觀念。Fiatarone發(fā)現(xiàn)，即使是長期臥床的年齡偏大的老年人，通過短期力量訓(xùn)練后也能獲得的肌肉質(zhì)量增加（9%）。隨后，有關(guān)老年人力量訓(xùn)練的研究出現(xiàn)幾何增長。一些研究表明[33-38]，大強度力量訓(xùn)練在增加老年人肌肉質(zhì)量和力量方面的效果優(yōu)于低強度力量訓(xùn)練,大強度力量訓(xùn)練的方案也被寫入了ACSM的官方建議[39]，70～85%1RM的負荷成為老年人力量訓(xùn)練中被廣泛采用的強度。

上世紀(jì)90年代初，Bassey 等[40]進行了早期的老年人功率訓(xùn)練研究，發(fā)現(xiàn)伸膝肌群功率可以預(yù)測體弱老年人爬樓梯和坐姿站起能力。后來的研究[41]確認了這一結(jié)論，并認為伸膝肌群的功率比力量能更準(zhǔn)確預(yù)測日?；顒幽芰ΑＴ缙谘芯縖42-45]主要關(guān)注功率訓(xùn)練發(fā)展肌肉力量和功率的效果，以及功率對日?；顒幽芰Φ念A(yù)測功能。

2000年以后，一些研究開始關(guān)注功率訓(xùn)練對日?；顒幽芰Φ闹苯佑绊?，以及功率訓(xùn)練與力量訓(xùn)練在提高日常活動能力上的效果比較。Earles的研究最早，出于安全考慮，Earles對受試者進行了篩選，只留下功能測試成績較好的老年人，導(dǎo)致訓(xùn)練前后的日?；顒幽芰ψ兓療o顯著性差異[46]。后續(xù)研究吸取了相關(guān)教訓(xùn)，接納了日常功能受損和體弱的老人，或至少沒有排除這部分老人。

2004年以前，通常使用傳統(tǒng)力量訓(xùn)練采用的器械和動作進行功率訓(xùn)練。2004年，以Bean為首的哈佛醫(yī)學(xué)院團隊突破了這一限制，設(shè)計了10種模擬日?；顒拥墓β视?xùn)練動作[47]。2007年，Manini也設(shè)計出5種日常功能性功率訓(xùn)練動作，并建立了這些動作的訓(xùn)練晉級模式[48]。近來，邁阿密大學(xué)的Signorile等提出用日?；顒幽芰y試[49，50]，如爬斜坡、30秒坐凳起立替代傳統(tǒng)的器械功率測試，并證明這些測試的成績能較好預(yù)測身體局部的最大功率?？傮w看來，功率訓(xùn)練在動作設(shè)計上有從突破傳統(tǒng)器械訓(xùn)練模式向不斷模擬和接近日?；顒觿幼鞯内厔?，以期能將功率訓(xùn)練成果更好地轉(zhuǎn)換為日?；顒幽芰?，彌補傳統(tǒng)力量訓(xùn)練和功率訓(xùn)練在提高日常活動能力上的低效問題[51]。老年人功率訓(xùn)練研究也從注重發(fā)展功率和速度向注重發(fā)展和全面提高日?；顒幽芰D(zhuǎn)移。

3 功率訓(xùn)練與傳統(tǒng)力量訓(xùn)練比較

3.1 發(fā)展日?；顒幽芰Ψ矫?/h3>

一些研究認為[52-54]，力量訓(xùn)練和功率訓(xùn)練在提高老年人力量方面的差別不大，但功率訓(xùn)練提高功率的效果明顯好于力量訓(xùn)練。如Fielding等發(fā)現(xiàn)，16周的功率訓(xùn)練將老年人腿舉動作的峰值功率提高了97%，而力量訓(xùn)練僅提高45%。Marsh等的研究也發(fā)現(xiàn)，在提高下肢功率的效果方面，功率訓(xùn)練比力量訓(xùn)練幾乎高出1倍。日常活動能力表現(xiàn)為功率或速度，而不是純粹的力量，日?；顒訉αα康囊笠驳陀趯λ俣群凸β实囊骩55-57]。

日常活動能力減弱是老年人面臨的最大問題之一。老年人的基本活動能力如行走、爬樓梯等均逐年減弱[58]。日?；顒幽芰κ仟毩⑸詈腿松戆踩幕A(chǔ)和保障，以行走為例，77%（n＞5000）的老年人步速在0.77m/s及以下，80歲老人步速在1 m/s以上的不足8%，而要讓老年人安全通過城市交通路口，步速需要保持在1.35 m/s以上[59，60]。

跌倒是老年人面臨的重大問題。為重新站起，老年人需要用更大的身體前傾角度作為補償[61]，站起速度更慢，也更容易跌倒。功率比力量能更好地預(yù)測跌倒的幾率[62]，功率訓(xùn)練比力量訓(xùn)練能更有效地減少老年人跌倒的風(fēng)險[63]。老年人的步態(tài)有所改變，表現(xiàn)為腳踝和膝關(guān)節(jié)的支撐時間減少，步長縮短，而足與地面接觸的時間增加，姿態(tài)穩(wěn)定性減弱[64]。而功率訓(xùn)練，尤其是低負荷高速度的功率訓(xùn)練，有助于改善身體穩(wěn)定性[65]。Metter等的一項長達40年的研究表明，肌肉功率(而不是力量)與死亡率呈高度相關(guān)，快速運動（如快速站起、快速步行）次數(shù)的減少導(dǎo)致肌肉質(zhì)量和功率丟失加劇，顯著增加老年人的死亡率[66]。

在提高日?；顒幽芰Ψ矫妫β视?xùn)練效果或顯著優(yōu)于力量訓(xùn)練[67，68]，或與力量訓(xùn)練差異不大[69-71]。從目前的研究來看[72-74]，即使功率訓(xùn)練增加肌肉力量和質(zhì)量的效果與力量訓(xùn)練近似，但與肌肉力量相比， 肌肉功率與日?；顒幽芰Φ年P(guān)系更密切。因此，在提高日常活動能力方面，功率訓(xùn)練比力量訓(xùn)練的潛力可能更大一些。僅有兩項研究[46，75]認為，功率訓(xùn)練不能顯著提高老年人的日?；顒幽芰?。但這兩項研究的受試者在測試之前就表現(xiàn)出較高的日常活動能力，如能在4分鐘內(nèi)完成400米行走，步速在1.3 ～ 1.5 m/s之間等。

3.2 其它方面

除了能有效發(fā)展功率和日常活動能力外，與力量訓(xùn)練相比，功率訓(xùn)練還有一些額外的優(yōu)勢。Stenglel等[76]對老年絕經(jīng)期婦女進行了功率訓(xùn)練和力量訓(xùn)練效果的對比，經(jīng)過12個月的訓(xùn)練，力量訓(xùn)練組腰椎和骨盆骨密度顯著下降，而功率訓(xùn)練組能夠保持或有一定提高（P > 0.05 ）。Sayers等[77]的研究發(fā)現(xiàn)，與80%1RM的力量訓(xùn)練相比，40%1RM功率訓(xùn)練帶來的主觀疲勞感更低，功率訓(xùn)練老人的自發(fā)訓(xùn)練頻率和量也顯著高于力量訓(xùn)練。傳統(tǒng)力量訓(xùn)練的高要求可能對老年人的心理造成不利影響，導(dǎo)致其主動鍛煉的行為減少。還有研究表明[78-80]，訓(xùn)練的持續(xù)性與辛苦程度有關(guān)，快速運動能帶來更多的愉悅感和輕松感，中等負荷的快速功率訓(xùn)練比高強度的力量訓(xùn)練更利于堅持。在美國只有10%的老年人主動進行力量訓(xùn)練[81]，考慮到環(huán)境和文化的影響，在國內(nèi)這一比例可能還要小。因此，對于老年人而言，選擇便于堅持的訓(xùn)練方式尤為重要。

Henwood[75]對老年人分別采用遞增強度功率訓(xùn)練（45%1RM、60%1RM、75%1RM）以及恒定強度力量訓(xùn)練（75%1RM），負荷量均為3組8次，發(fā)現(xiàn)兩者提高力量和功率的效果相差不大，但在提高老年人生活質(zhì)量滿意度方面，功率訓(xùn)練的效果好于力量訓(xùn)練。Henwood認為功率訓(xùn)練可以用較小的負荷，獲得與力量訓(xùn)練同樣的訓(xùn)練效果。Katula的研究[82]也證實，功率訓(xùn)練在提高老年人自信心、日常活動的滿意度、生活滿意度三個方面均優(yōu)于力量訓(xùn)練。

4 功率訓(xùn)練的安全性

老年人功率訓(xùn)練的安全性問題一直受到關(guān)注。傳統(tǒng)力量訓(xùn)練要求老年人慢速完成動作，以減少損傷。雖然對老年人力量訓(xùn)練的研究較多，但力量訓(xùn)練本身的危險性并未明確，只顯示骨骼肌損傷的幾率高于心血管損傷[83]。在功率訓(xùn)練的研究中，也有報道因各種傷病退出的情況，如疝氣、后背痛、骨性關(guān)節(jié)炎、肌肉疼痛、肌腱炎等[84]，但這些損傷多為個例，多數(shù)研究沒有報道副作用或者省略相關(guān)報道。甚至在身體虛弱及患有慢性疾病老人參與的研究中，也沒有報道出現(xiàn)損傷[85]。

de Vos[86]重點關(guān)注了功率訓(xùn)練的安全問題，對112名受試?yán)先诉M行了每周一次的健康調(diào)查，未發(fā)現(xiàn)心血管疾病，但有17人出現(xiàn)了20次損傷。其中16次發(fā)生在測試過程中，4次發(fā)生在80%1RM負荷的訓(xùn)練過程中，測試受傷率為0.34%，而訓(xùn)練受傷率為0.25%，表明功率訓(xùn)練受傷幾率并不高，但所有損傷都出現(xiàn)在80%1RM及以上負荷的訓(xùn)練或測試過程中，值得注意。Hazell的研究則提示[87]，加速過程中產(chǎn)生的末端慣性力是導(dǎo)致老年人受傷的重要原因，可通過改進器械減小末端慣性力來降低損傷幾率。

5 功率訓(xùn)練設(shè)計

5.1 強度

隨著年齡的增長，肌肉功率丟失可能更多與速度丟失有關(guān)，而不是力量[88]。力量和速度的關(guān)系提示[89-91]，在功率恒定的情況下，負重越低，收縮速度越快；負重越高，則收縮速度越慢。當(dāng)負荷阻力適中時，功率較大，從40%1RM負荷開始增加，到約70%1RM時達到最大。

對于年輕人，無論是重負荷、慢速，還是輕負荷、快速的訓(xùn)練方式都能有效發(fā)展肌肉功率[92]。對于老年人，ACSM認為[93]，應(yīng)采用40～60%1RM的中等負荷進行快速功率訓(xùn)練，組數(shù)為1～3組，可從固定器械練習(xí)逐漸過渡到自由力量練習(xí)。ACSM的上述觀點由Kraemer等在2002年發(fā)表，當(dāng)時老年人功率訓(xùn)練的研究成果并不多，對訓(xùn)練方案設(shè)計具體問題的認識還不夠深入。

de Vos等[86]對比了三種不同負荷的功率訓(xùn)練（20%1RM、50%1RM、80%1RM），發(fā)現(xiàn)三者提高功率的效果相似（增幅為14 ～ 15%），但在發(fā)展力量與耐力方面，80%1RM負荷更好。Orr等[94]則認為，相對于50%1RM、80%1RM負荷的功率訓(xùn)練，20%1RM的負荷能更好地提高老年人的平衡能力。Cuoco等的研究表明[95]，與1RM相比，腿部40%1RM以及70%1RM負荷的最大功率與老年人日常活動能力（爬樓梯、站起、步行）的相關(guān)度較高；而與70%1RM的負荷相比，40%1RM負荷的功率與日常活動能力的相關(guān)度更高。此外，Miszko也針對老年人功率訓(xùn)練的最佳負荷和收縮速度進行了分析[96]。但這些研究并未對最佳訓(xùn)練方案達成一致，也沒有闡明某項訓(xùn)練方案是否對發(fā)展某種特定的日?；顒幽芰Ω行?。

Clemencon等發(fā)現(xiàn)[97]，老年人的日?；顒幽芰梢杂眉∪夤β屎妥畲笏俣冗M行預(yù)測，不同的日?；顒樱? km走、爬樓梯、坐姿站起）與功率和速度的關(guān)系不同。Signorile也認為[98]，不同部位的功率訓(xùn)練應(yīng)有不同的速度要求，才能讓功率訓(xùn)練成果最優(yōu)化。Harris等認為[99]，大負荷功率訓(xùn)練有利于提高對力量要求較高和對速度要求較低的日?；顒?，如爬樓梯、坐姿站起；小負荷功率訓(xùn)練有利于提高對力量要求較低和對速度要求較高的日?；顒樱缧凶?。如果這種推論能得到進一步證實，將增加功率訓(xùn)練設(shè)計的針對性和有效性。

5.2 預(yù)適應(yīng)和次數(shù)

研究認為[100，101]，在老年人進行功率訓(xùn)練前，應(yīng)先進行兩周左右的力量訓(xùn)練，目的是為了掌握技巧和建立自信。雖然多數(shù)研究使用的重復(fù)次數(shù)為6～10次，但Baker的研究認為[102]，最大功率通常出現(xiàn)在第2次或第3次動作，可以保持到第5次動作，從第6次開始顯著下降，建議酌情減少動作次數(shù)。每次動作的向心收縮階段，速度應(yīng)盡量快，而離心收縮階段速度應(yīng)較慢，以最大程度地提高功率。

5.3 形式

多數(shù)研究采用器械或者自由力量的形式發(fā)展功率，其它形式的功率訓(xùn)練還不多，主要包括負重服、氣動訓(xùn)練器械及阻力帶。穿上負重服可以直接進行各種日?；顒?發(fā)展下肢功率的效果好于傳統(tǒng)力量訓(xùn)練，但負重服通常負荷較小，且不便增加負荷，對體弱或功能喪失的老年人比較適用[103]。氣動訓(xùn)練器械用氣壓代替負重作為阻力，能減少加速時的慣性作用力，安全系數(shù)高，還可省去調(diào)整負荷的時間，能有效增加老年人的肌肉力量、功率和日常功能[104，105]，并逐漸開始普及。但受試者通常需要固定身體，且固定運動軌跡，不利于有效發(fā)展平衡和協(xié)調(diào)能力。Hruda等首次將阻力帶應(yīng)用于老年人功率訓(xùn)練[106]，發(fā)現(xiàn)其能顯著增強老年人30秒坐姿站起、6分鐘行走等能力。阻力帶便于進行多關(guān)節(jié)運動，還可結(jié)合使用啞鈴，便于調(diào)節(jié)運動強度，而且隨著阻力帶長度的變化，阻力也會變化，可以減少末端慣性力，防止拉傷。Webber等的最新研究表明[107]，阻力帶功率訓(xùn)練比傳統(tǒng)功率訓(xùn)練能更好地提高日常活動能力。

6 小結(jié)和展望

盡管越來越多的研究證實，發(fā)展老年人肌肉功率和速度能帶來諸多益處，但在為老年人選擇運動處方時，忽視功率訓(xùn)練仍比較普遍。一些日?；顒幽芰Ω蕾囉诩∪夤β识皇橇α浚鳛橐环N提高日?；顒幽芰Φ氖侄?，功率訓(xùn)練不僅可以應(yīng)用于健康的老年人，而且已成功應(yīng)用于體弱及機能受損的老年人，研究前景廣闊。未來的功率訓(xùn)練應(yīng)重點關(guān)注幾個問題：

（1）力量訓(xùn)練和功率訓(xùn)練的效果比較。將功率訓(xùn)練和力量訓(xùn)練進行對比分析，并同時進行三項指標(biāo)測試（力量、功率和日常活動能力）的研究并不多，一共才9項，且大多樣本量少于20，女性受試者多于男性[108]。因此，在提高日常活動能力方面，功率訓(xùn)練是否優(yōu)于力量訓(xùn)練，目前還不能做出最終判斷。此外，多數(shù)研究提供了實驗室條件下的步速、坐姿起立和爬樓梯等數(shù)據(jù)，在實驗室外進行的測試并不多[109]，這似乎還不足以說明功率訓(xùn)練優(yōu)于傳統(tǒng)力量訓(xùn)練，有必要進行一些非實驗室條件下的日?；顒幽芰y試，測試難度應(yīng)便于區(qū)分效果。后續(xù)研究還應(yīng)注重增加樣本量，平衡性別比例，系統(tǒng)監(jiān)控損傷，對受試者退出的原因進行跟蹤調(diào)查等。

（2）目前還缺乏不同身體狀態(tài)老年人功率訓(xùn)練效果的對比研究，無法證明身體情況對功率訓(xùn)練效果的影響；多數(shù)研究注重下肢功率與日?；顒幽芰Φ年P(guān)系，專門針對上肢的研究較少。而上肢功率對于一些日?；顒尤绨徇\、舉起、拖拽重物等較為重要，對下肢功能也會產(chǎn)生一定影響。

（3）提高日?；顒幽芰Φ淖罴沿摵杉白罴褎幼?。不同日?；顒訉∪馑俣群土α康囊蟛灰恢?，對最佳負荷的要求也會有所差別。由于目前研究數(shù)量較少，不同動作、不同負荷的功率訓(xùn)練與不同日?；顒幽芰χg的關(guān)系如何還有待進一步研究。功率訓(xùn)練提高肌肉力量和功率的幅度通常大于提高日?；顒幽芰Φ姆?，后續(xù)研究還需要創(chuàng)新訓(xùn)練動作，力爭減少這種幅度差。一些研究設(shè)計了模擬日?；顒幽芰Φ墓β视?xùn)練動作[110-113]，認為模擬日常活動的動作能更有效地將功率訓(xùn)練成果轉(zhuǎn)化成日?；顒幽芰Γ壳斑€缺少這些動作優(yōu)于傳統(tǒng)功率訓(xùn)練動作的對比研究。

（4）不同于年輕人，一些老年人?；加懈鞣N慢性疾病。目前，將功率訓(xùn)練應(yīng)用于慢性疾病老年人的研究還不多，疾病種類也僅限于骨性關(guān)節(jié)炎等少數(shù)疾病[114]。慢性疾病通常導(dǎo)致老年人日常功能喪失或殘疾[115]，對患有慢性疾病的老年人，可否用功率訓(xùn)練替代傳統(tǒng)力量訓(xùn)練進行康復(fù)，以獲得更好的效果，也是值得關(guān)注的問題。

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