影響運動治療骨質(zhì)疏松癥運動學(xué)因素的研究進展

朱俊杰，陳德明

（哈爾濱體育學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150008）

影響運動治療骨質(zhì)疏松癥運動學(xué)因素的研究進展

朱俊杰，陳德明

（哈爾濱體育學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150008）

通過對國內(nèi)外運動治療骨質(zhì)疏松癥的文獻資料收集、歸納、整理并進行綜合分析，著重分析目前運動治療骨質(zhì)疏松癥的運動學(xué)因素實驗研究成果，明確不同運動時間、頻率、運動強度、運動方式對骨質(zhì)疏松癥的治療效果，并得出初步結(jié)論：運動治療OP時，30～60min/次、3～5次/周、50%～80%VO2max的長期鍛煉最為有效，運動方式可根據(jù)個人的興趣愛好選擇耐力與力量運動相結(jié)合的方式。旨在為今后進一步研究骨質(zhì)疏松癥的運動干預(yù)處方提供一些理論依據(jù)，以便更好為骨質(zhì)疏松癥患者服務(wù)。

運動；骨質(zhì)疏松癥；運動學(xué)因素

Abstract: Based on collecting, and analyzing comprehensively, inducing, categorizing the domestic and international literature about treating osteoporosis with exercises, this paper focused on analyzing the current treatment for osteoporosis kinematic factors to make it clear about the effection of different exercising time, frequencies, intensities and ways on the treatment of osteoporosis. Therefore the conclusion can be received that the most effective exercising therapy for the outcome of OP is long-term exercise (30～ 60min / time, 3～5 times / week, 50%～80% VO2max), with optional excising ways based on personal interests combined with endurance and strength. In order to provide better service for the patients suffered from osteoporosis, the paper could provide some theoretical evidences for the further studying on movement of osteoporosis prescription.

Key words: Exercise; Osteoporosis; Kinematics

CLC number: G804.5 Document code: A Article ID: 1008-2808(2011)01-0074-05

WHO定義骨質(zhì)疏松癥(Osteoporosis，OP)是以骨量減少，骨組織微細結(jié)構(gòu)破壞，骨脆性增加，從而導(dǎo)致骨折危險性增加為特征的一種系統(tǒng)性、全身性骨骼疾?。?］。是一個目前突顯的個體和公共健康問題，已經(jīng)嚴重威脅到人類的健康，其治療方法已成為當前亟待解決的問題。2008年10月20日中國健康促進基金會在《骨質(zhì)疏松癥防治中國白皮書》中指出，我國至少有6944萬人患有OP，有2.1億人低骨量，存在OP的風(fēng)險［2］。據(jù)報道，目前全球OP患者達2億之多，其發(fā)病率已躍居常見病、多發(fā)病的第7位［1］。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的預(yù)測，到2050年全球一半以上骨質(zhì)疏松性髖部骨折病癥將出現(xiàn)在亞洲。而更為嚴重的是，大約10%～20%的髖部骨折患者會在患病一年內(nèi)死亡［3］。本文對運動治療OP運動學(xué)因素的研究現(xiàn)狀進行系統(tǒng)分析總結(jié)，旨在為今后制定預(yù)防和治療OP的具體、可推廣的運動方案提供理論參考依據(jù)。

1 運動治療OP的基本原理

運動治療OP的基本原理主要是運動能夠改善和減少OP的各致病因素：（1）運動可以通過增加骨力學(xué)刺激保持骨結(jié)構(gòu)和強度。美國Forest博士［4］指出，骨組織對力學(xué)環(huán)境的適應(yīng)性相當強，當力學(xué)環(huán)境發(fā)生變化時，骨的形狀、骨量及骨內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會出現(xiàn)適應(yīng)性的調(diào)整；（2）運動可通過調(diào)節(jié)內(nèi)分泌促進骨形成。細胞因子白細胞介素-1(IL-1)和白細胞介素-6(IL-6)可刺激骨吸收，規(guī)則運動可以降低這些細胞因子水平，延緩破骨細胞活性，減少骨量丟失。內(nèi)源前列腺素E2(PGF2)和前列腺素I2(PGI2)有促進骨形成的作用，在運動機械應(yīng)力下PGF2和PGI2分泌增加。運動可提高睪酮和雌激素水平，促進骨骼生長、骨皮質(zhì)增厚和BMD升高；（3）運動可以在增加骨質(zhì)的同時，增加骨組織對血鈣的利用。另外，經(jīng)常在戶外運動可接受充足 陽光，使體內(nèi)維生素D濃度增高，改善胃腸功能及鈣磷代謝，也促進了體內(nèi)鈣吸收［5］。因此，運動可提高BPM及降低骨丟失率，起到預(yù)防和治療OP的作用。

2 影響運動治療OP的運動學(xué)因素

隨著OP患者數(shù)量的增加，對OP的研究和預(yù)防力度也在過去的20年里大幅增加。由于研究的報道過多，且影響OP的因素較多，導(dǎo)致出現(xiàn)不同的研究結(jié)果，且差異較大。因此，研究和建立科學(xué)而合理的預(yù)防和治療OP的運動處方（包括運動強度、頻率和持續(xù)時間、運動方式）是當今體育科學(xué)工作者面臨的具有挑戰(zhàn)性的科研任務(wù)之一。

2.1 不同運動時間及頻率對OP的影響及分析

適宜的運動時間及頻率對OP有效。Menkest等［6］對60歲左右的老年人進行3次/周的力量訓(xùn)練，16周后其腰椎BMD增加2%，而股骨頸BMD增加2.8%～3.8%。Krolner等［7］對絕經(jīng)后婦女進行走、跑、健美操等有氧鍛煉，2次/周、60min/次，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腰椎BMD增加3.5%，而對照組腰椎BMD下降2.7%。另有研究發(fā)現(xiàn)，3次/周、10～30min/次的體操運動對青春期前后學(xué)生承重骨的BMD增長影響顯著［8］。Beverley等［9］報道，手握網(wǎng)球訓(xùn)練，每天3次，6周后腕部骨礦物質(zhì)含量增加3.4%，但停止訓(xùn)練6個月后卻低于原水平2.6%。Dalsky等［10］對17名55～70歲婦女進行行走、慢跑和爬樓梯訓(xùn)練，3次/周，9個月后腰椎骨礦物質(zhì)含量增加5.2%，22個月后增加6.1%，而對照腰椎BMD下降1.4%，停止訓(xùn)練13個月后，骨礦物質(zhì)含量只比原來多1.1%。高頻率運動的婦女髖骨骨折的發(fā)生率比低頻率運動者下降［11］。

骨骼只對持續(xù)時間達到一定長度的刺激產(chǎn)生適應(yīng)反應(yīng)。骨重建周期需3～4個月，骨量改變達到新的穩(wěn)定水平一般需7～9個月，超過此期限的運動干預(yù)骨量明顯增加［12］。Xavier等［13］針對運動時間對BMD的影響進行了研究，發(fā)現(xiàn)要想對BMD產(chǎn)生影響，持續(xù)時間不能低于4周。Simkin等［14］報道，上肢負重訓(xùn)練5個月后撓骨遠端密度增加3.8%。Snow-Harter等［15］對近20歲的女性進行8個月負荷或慢跑訓(xùn)練表明，兩者可使BMD分別增加1.2%和1.3%。挪威一項研究發(fā)現(xiàn)，每周運動時間＞180min時，女性腰椎和股骨BMD才有明顯增加［16］。美國另有研究發(fā)現(xiàn)，馬拉松和自行車運動員（30～55歲）BMD反而低于非運動員［17］。以上研究結(jié)果說明，不同運動時間、頻率對OP治療的效果不同（見表1）。

表1 不同運動時間、頻率對OP療效對比

2.2 不同運動強度對OP的影響及分析

低強度運動達不到閾值時，對改善OP不會產(chǎn)生影響。Hatori M等［18］發(fā)現(xiàn)，以高于無氧閾值強度鍛煉，持續(xù)28周后可顯著性增加絕經(jīng)后女性的BMD，而同樣方案低于這一強度的運動對BMD無影響。

中等強度運動可改善OP。王人衛(wèi)等［19］指出中等運動強度應(yīng)設(shè)置為本人最高心率的60%～90%，相當于50%～80%的VO2max，而長期的大強度運動可導(dǎo)致骨量減少。Chien等［20］發(fā)現(xiàn)70%VO2max以上高沖擊力的有氧運動能使絕經(jīng)后婦女L2～4和股骨頸的BMD顯著增加，說明高沖擊力的中等強度有氧運動能有效彌補絕經(jīng)后婦女骨量的下降。

運動強度過大對OP會產(chǎn)生負面影響。Bourrin等［21］對生長期大鼠的研究發(fā)現(xiàn)，以80%VO2max度進行11周的跑臺訓(xùn)練引起大鼠BMD下降，延緩了大鼠下肢骨的縱向生長，說明運動強度過大不利于生長期大鼠的骨生長。Michel等［22］對50歲以上的中老年人腰椎BMD的研究認為，大強度負重運動對老年人的BMD有損害作用，會引起骨量的下降。Nordsletten等［23］研究顯示，高強度跑臺訓(xùn)練不能減少去卵巢大鼠股骨骨質(zhì)疏松的發(fā)展。以上研究結(jié)果說明，不同運動強度對OP治療的效果不同（見表2）。

表2 不同運動強度對OP療效對比

2.3 不同運動方式對OP運動治療效果的實驗研究分析

關(guān)于運動方式對骨組織的影響已有很多報告，不同的運動項目對骨組織的刺激作用存在差異，BMD隨運動項目不同發(fā)生改變。一些抗重力性運動即直接負載(地面反作用力作用于骨骼)，對骨骼產(chǎn)生的負載大，可促進OB增殖并加強其活性；而非抗重力性運動即間接負載(肌肉收縮作用于骨骼)，對骨產(chǎn)生相對小的負載。

2.3.1 抗阻力量運動對OP治療效果的實驗研究分析 抗阻力量運動對OP有治療效果。Snow-Harter的研究證明舉重運動能使其BMD明顯增加［16］。Vonderwiel等［24］報道，作大鼠跑臺訓(xùn)練，身上背負重物的大鼠的BMD值顯著大于不負重者。Pruitt等［25］發(fā)現(xiàn)9個月舉重訓(xùn)練后運動組腰椎BMD升高，對照組下降。此外，一些橫向比較研究［26-27］表明，負重運動確能增加負重骨的BMD，腰椎約可增加10%，股骨頸約可增加8%，骨盆約可增加11%。但是，Rockwell等［28］發(fā)現(xiàn)34～42歲婦女經(jīng)過9個月的負重運動訓(xùn)練后，腰椎的BMD反而出現(xiàn)下降，故需進一步研究加以驗證。

2.3.2 有氧耐力運動對OP治療效果的實驗研究分析 有氧耐力性運動可以通過反復(fù)的沖力負荷對骨量或BMD的增加產(chǎn)生有益影響。Sandler等［29］研究顯示，步行鍛煉3年后其橈骨BMC比未鍛煉組明顯增高。龔雄輝［30］使絕經(jīng)后OP患者每周登山，1年后運動組在L2—4部位的BMD上升4.5%。歐陽梅［31］對越野行走老年人BMD與非運動組進行了比較，發(fā)現(xiàn)越野組的腰椎前后位L2—4、左側(cè)股骨頸(L-FN)、大轉(zhuǎn)子(L-TR)和wards區(qū)的BMD顯著高于非運動組。此外，于華［32］研究了絕經(jīng)后婦女的太極組與對照組跟骨BMD指標，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前者的BUA明顯高于后者（P＜0.05）。虞定海等［33］發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過3個月的五禽戲練習(xí)可使跟骨BMD呈現(xiàn)上升的趨勢，Orwoll等［34］則發(fā)現(xiàn)，長期堅持游泳鍛煉(＞3年)的老年男性，其橈骨和椎骨BMD均顯著高于同年齡對照組(P＜0.05)，而長期堅持海水游泳的人泳齡長短與BMD值呈正相關(guān)(P＜0.01)［35］。李嘉平等［36］報道，堅持3年以上騎自行車、游泳、跑步三種方式運動的老年男性，其橈骨BMD均顯著高于同年齡對照組(P＜0.01)，且三個運動組間BMD值差異無顯著性。但一項對青春期女運動員的研究發(fā)現(xiàn)，游泳運動員全身骨BMD都是最低的［37］，游泳對骨量增加無顯著影響。因游泳影響的是骨骼的其他特性，如游泳運動員跟骨QUS測定指標骨內(nèi)聲速(SOS)和超聲振幅衰減(BUA)均大于對照組［38］，故游泳中肌肉強度改變會影響骨彈性和微結(jié)構(gòu)而不是BMD。

以上研究結(jié)果說明，不同運動方式對OP治療的效果不同（見表3）。

表3 不同運動方式對OP的治療效果

2.3.3 抗阻力量與有氧耐力運動對OP治療效果的實驗研究比較分析 一般認為適當?shù)目棺枇α勘扔醒跄土\動對OP有更好的作用。Nilsson等［39］研究報道舉重運動員BMD最高，其次是投擲運動員，然后是賽跑運動員、足球運動員，游泳運動員的BMD最低。Hamdy等［40］對參加不同運動項目的健康青年男子進行觀察，發(fā)現(xiàn)舉重運動員和跑步運動員的BMD存在顯著差異，舉重運動員上肢骨的BMD最高，參加跑步運動員的上肢骨的BMD最低。王小燕［41］以

90名男青年為研究對象，把他們分為舉重組、中長跑組和不從事任何專項訓(xùn)練（對照組）3組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)年齡在19～20之間的舉重組的前臂骨骨皮質(zhì)厚度顯著大于中長跑組合對照，與上述研究結(jié)果一致。在一項［32］對足球、舞蹈、游泳組(高、中爆發(fā)性負重運動和非負重運動)和空白對照進行的研究中，以定量超聲(QUS)測量法測跟骨骨量，研究者發(fā)現(xiàn)，足球、舞蹈組的跟骨骨量、跟骨硬度系數(shù)(SI)明顯高于游泳和對照組，且與負重水平呈線性正相關(guān)。Heinonen等［42］研究了舉重運動員、越野運動員、滑雪運動員和自行車運動員，結(jié)果發(fā)現(xiàn)舉重運動員在腰推、股骨頸、肩腳骨和遠側(cè)撓骨處的BMD遠高于其他幾組，且其受訓(xùn)時間比其他幾組短，可見大負重運動在提高BMD效果上顯著優(yōu)于小負重運動。

3 小 結(jié)

（1）運動可以獲得較高的PBM并減緩骨丟失率：運動可通過增加骨力學(xué)刺激保持骨結(jié)構(gòu)和強度，調(diào)節(jié)內(nèi)分泌刺進骨形成，增加骨組織對血鈣的利用并促進體內(nèi)鈣的吸收，起到預(yù)防和治療OP的作用。

（2）適宜運動時間及頻率對改善OP才有效，應(yīng)控制在30～60min/次、3～5次/周，以次日不感疲勞為度。一定范圍內(nèi)，運動時間越長、頻率越大，對骨的應(yīng)力刺激越大，也越有利于BMD的維持和提高。每次運動時間過長且頻率過大不利于骨量的維持，可能產(chǎn)生負面效果。運動必須持續(xù)一定的時間才能對改善OP獲得可見的效果，運動的時間需在3個月以上。停止運動后骨礦物質(zhì)含量會降低，甚至低于原來水平，因此運動改善OP的效果是可逆的，運動須持之以恒。

（3）太小強度的運動不會刺激骨形成，中等強度運動可增加BMD、減少骨丟失，然而運動引起的功能改善有其生物學(xué)的限度，達到此限度時，再增加運動強度收效甚微或無作用，甚至有副作用。在一定強度范圍內(nèi)，強度愈大，對骨的應(yīng)力刺激越大，越有利于BMD的維持和提高。對OP患者進行運動干預(yù)時，特別是對超過50歲的人來說劇烈運動有一定危險。因此，在沒有其他心血管疾病等情況下，有氧運動強度應(yīng)設(shè)置為本人最高心率的60%～90%，相當于50%～80%的VO2max。

（4）在適當?shù)倪\動時間、頻率及強度條件下，抗阻力量和有氧耐力運動均有其有效性：①抗阻力量運動對不同部位BMD影響效果不同。在實際運動過程中，如果單純以大負重、暴發(fā)力的方式進行訓(xùn)練，對受試者，特別是老年人的循環(huán)系統(tǒng)較為不利。②步行、登山、越野行走、太極拳、五禽戲、游泳等有氧運動對OP均有治療效果，但不能確定哪種運動更有效。③舉重等抗阻力量運動的效果優(yōu)于中長跑、足球運動、舞蹈、越野、滑雪、自行車等有氧耐力運動，而游泳效果最低。在實踐中指導(dǎo)運動治療OP時需考慮患者個人興趣愛好及身體健康狀況。

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The Research Progress in the In fl uence on Exercising Therapy for Osteoporosis in Kinematics Indexes

ZHU Jun-jie, CHEN De-ming
(Harbin Institute of Physical Education, Harbin 150008, Heilongjiang China)

G804.5

A

1008-2808(2011)01-0074-05

2010-07-05；

2010-09-27

朱俊杰（1985－），女，在讀碩士研究生，研究方向為人體運動機能評定與運動療法。