不同強度抗阻運動對老年人心血管功能和運動能力的影響

張亞群 王岸新

(1俄羅斯國家研究型托姆斯克國立大學(xué),俄羅斯 托姆斯克 634050;2沈陽師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院)

我國正在進入老齡化社會,老年人中心血管疾病患者人數(shù)也在不斷增加,給社會和家庭造成的負(fù)擔(dān)越來越嚴(yán)重〔1〕。研究證明運動能力的下降會使老年人失能的風(fēng)險增加,降低老年人的生活質(zhì)量〔2〕。找到改善老年人心血管功能和運動能力的手段,對預(yù)防老年人心血管疾病發(fā)生和改善老年人生活質(zhì)量具有重要意義。目前,運動干預(yù)越來越受到研究人員的重點關(guān)注,運動干預(yù)已經(jīng)成為治療老年人心血管疾病的有效方法〔3〕。研究發(fā)現(xiàn),抗阻運動可以在老年人心血管疾病的治療中發(fā)揮重要的作用,且抗阻運動還能提高老年人的運動能力〔4〕。美國運動醫(yī)學(xué)會(ACSM)也將抗阻運動作為治療心血管疾病和提高老年人運動能力的有效手段之一〔5〕。

運動強度被認(rèn)為是抗阻運動中最核心的部分,運動強度的大小對能否取得最佳運動效果的起非常重要的作用,所以運動強度的選取與康復(fù)效果密切相關(guān)。由于低強度抗阻運動的運動強度較低所以比較安全,研究人員更傾向于選擇有氧運動和低強度抗阻運動作為提高老年心血管功能和生活質(zhì)量的主要手段,中高強度的抗阻運動一直被忽視〔6〕。目前,國內(nèi)對老年人進行抗阻運動強度的研究較少。因此,本研究主要對不同強度的抗阻運動對老年人心血管功能和運動能力的影響進行綜述探討。

1 與抗阻運動相關(guān)的概念

1.1抗阻運動的概念 抗阻運動又稱阻力訓(xùn)練,是指身體完全依靠自身肌肉的力量來對抗一定的外來阻力,從而達到增加肌肉力量和質(zhì)量的運動〔7〕?？棺柽\動本質(zhì)上是一種無氧運動(主要由糖酵解系統(tǒng)供能),主要包括彈力帶運動、對抗性運動、負(fù)重抗阻運動等〔8〕。抗阻運動的阻力可以來自體重、彈力帶、啞鈴杠鈴等〔9〕。有氧運動強調(diào)對肌肉耐力的訓(xùn)練,抗阻運動強調(diào)對肌肉力量、肌肉質(zhì)量和耐力,提高老年人的身體素質(zhì),改善老年人的生活質(zhì)量,下肢力量的增加對于降低老年人跌倒風(fēng)險也特別有效〔10,11〕。

1.2阻力運動強度的評價方法 抗阻運動的強度可以用最大重復(fù)次數(shù)(RM)表示。RM是指人體肌肉對抗一定阻力時可以進行的最大重復(fù)次數(shù)。高強度、小RM的抗阻運動對提高肌肉力量的效果比較好,而小強度、大RM的抗阻運動對增強肌肉的耐力效果比較好〔12〕?？棺柽\動的強度還可以用最大負(fù)重(1RM)的百分比來表示,1RM是指正確動作時人體只能舉起一次的最大重量。研究表明,中高強度的抗阻運動(65%～85%1RM)可以顯著提高老年人的肌肉力量和質(zhì)量,而低強度的抗阻運動(40%～50%1RM)可以顯著提高肌肉的耐力〔13,14〕。心率和自我疲勞程度分級(RPE)量表是評價運動強度的主要方法。通常使用心率和主觀疲勞感RPE量表,來測量人體進行抗阻運動時的運動強度〔15〕。

1.3不同強度抗阻運動的方法 低強度抗阻運動是指運動強度為40%～50%1RM的抗阻運動。研究表明,低強度的抗阻運動可以改善血液循環(huán),并降低人體發(fā)生動脈硬化的風(fēng)險〔16,17〕;中等強度抗阻運動(45%～65%1RM)是治療心血管疾病常用方法之一〔18〕。中等強度的抗阻運動不僅可以改善人體的心血管功能,也可以提高肌肉力量和肌肉耐力,這可以有效提高老年人的肌肉含量,對預(yù)防肌少癥也比較有效。中等強度的循環(huán)抗阻運動主要以鍛煉全身的大肌肉群為主,運動強度控制在30%～60%1RM,鍛煉時間保持在30～40 s〔19〕;高強度抗阻運動是另外一種常用的抗阻運動方法〔20〕。運動強度為65%～85%1RM。隨著阻力的增加,運動強度達到85%～100%1RM。因為運動強度較高,通常高強度抗阻運動的持續(xù)時間比較短。

2 老年人進行不同強度抗阻運動對心血管功能的影響效果

2.1低強度抗阻運動用于老年人心血管功能的影響效果 低強度抗阻運動可改善老年人心血管功能已被證明是安全有效的方案〔6〕。Meirelles等〔21〕對老年人實施了8 w的低強度抗阻運動,研究表明低強度的抗阻運動顯著的改變老年人的心血管健康和多重分析血液特征。但發(fā)現(xiàn)該低強度抗阻運動方案對提高老年人的身體素質(zhì)有效,這種低強度抗阻運動沒有誘發(fā)老年人的延遲性肌肉酸痛(DOMS)。Hidetaka等〔22〕研究低強度抗阻運動對肥胖2型糖尿病患者身體成分和代謝參數(shù)的影響。26例患有2 型糖尿病的肥胖患者在住院期間進行了低強度抗阻運動訓(xùn)練,并被建議在出院后維持該方案12 w。研究比較了低強度抗阻運動訓(xùn)練前后患者的血脂、動脈硬度和身體成分。研究結(jié)果表明經(jīng)過12 w的低強度抗阻運動訓(xùn)練,患者的下肢肌肉質(zhì)量顯著增加,而體脂量和體脂百分比顯著下降。此外,患者高密度脂蛋白和膽固醇與12 w前比顯著增加,而游離脂肪酸和脂蛋白與12 w前比均減少,動脈僵硬度沒有觀察到顯著變化。該研究認(rèn)為低強度抗阻運動可能是一種安全有效策略對于改善肥胖和治療2型糖尿病。Cottell等〔23〕研究了低強度抗阻訓(xùn)練對超重和肥胖老年人健康狀況的影響。共96名受試者參加了該研究,其中16名男性和80名女性,年齡(69.2±6.2)歲。干預(yù):受試者參加低強度抗阻訓(xùn)練,2次/w,80 min/次,持續(xù)8 w。實驗前后測量指標(biāo)為:人體測量學(xué)(身高、體質(zhì)量、腰圍、臀圍和身體成分)、臨床血壓(BP)、生化(血脂、葡萄糖和C反應(yīng)蛋白濃度)。結(jié)果顯示超重和肥胖老年人患冠心病的風(fēng)險類別發(fā)生顯著降低。在老年人的三酰甘油及收縮壓(SBP)和舒張壓(DBP)、體質(zhì)量、腰圍、臀圍、體脂百分比、脂肪量和體質(zhì)量指數(shù)(BMI)與實驗前相比觀察到顯著差異。該實驗得出結(jié)論:低強度抗阻訓(xùn)練有效降低超重和肥胖老年人患冠心病的風(fēng)險。

2.2低強度抗阻運動對心血管疾病老年人運動能力的影響 使用低強度抗阻運動已被提議作為增加肌肉耐力和力量的有效方法。Hernandez等〔24〕確定了一組50～70歲健康退休人員,參加10 w低強度抗阻運動后上肢和下肢力量的變化。58名參與者根據(jù)他們的可用時間表分為兩組。實驗組進行為期10 w的低強度抗阻訓(xùn)練,每周3次,強度為30%～60%RM,對照組不接受任何培訓(xùn)。結(jié)果表明,低強度阻力訓(xùn)練是增加老年人下肢肌肉力量的有效方法,對于提高不愿意進行抗阻訓(xùn)練的老年人的運動能力很有用。

Yokokawa等〔25〕研究了中度血管閉塞(LIO) 的低強度抗阻運動對老年人運動能力的影響。在血管閉塞的低強度抗阻運動組中,研究人員通過專門設(shè)計的腰帶對受試者上肢和下肢的近端施加適當(dāng)?shù)膲毫?。肌肉血流量的減少被認(rèn)為可能誘導(dǎo)生長激素的分泌。該研究的目的是比較血管閉塞的低強度抗阻運動與動態(tài)平衡鍛煉對社區(qū)老年人的影響。51名65歲及以上的健康受試者被隨機分配到血管閉塞的低強度抗阻運動組(n=24)或動態(tài)平衡鍛煉組(n=27)。在為期8 w的計劃之前和之后,對兩組的表現(xiàn)、平衡、肌肉力量進行了測量。此外,還對血管閉塞的低強度抗阻運動組的參與者(n=11)進行了血液采樣,并分析了生長激素和乳酸。發(fā)現(xiàn)整體指標(biāo)改善,但沒有顯著差異。血管閉塞的低強度抗阻運動組下肢肌肉力量顯著增加,但動態(tài)平衡鍛煉組沒有顯著的變化。低強度抗阻運動后生長激素立即顯著增加。8 w血管閉塞的低強度抗阻運動計劃改善了老年人的身體素質(zhì),尤其是肌肉力量,這可能與血管閉塞抗阻運動誘導(dǎo)的生長激素分泌有關(guān)。因此,低強度抗阻運動可以提高老年人的運動能力,改善老年人的生活質(zhì)量。

2.3中等強度抗阻運動對老年人心血管功能的影響 糖尿病、高血壓和肥胖是導(dǎo)致老年人心血管疾病發(fā)生的重要因素,如何降低老年人的血糖、BP和超標(biāo)的體質(zhì)量對降低心血管疾病發(fā)生的風(fēng)險至關(guān)重要〔26〕。中等強度抗阻運動是老年人普遍采用的運動方式〔27,28〕。Beltran等〔29〕研究調(diào)查了12 w中等強度抗阻運動訓(xùn)練對社區(qū)老年人(70～75 歲)肌肉力量和力量的影響,監(jiān)測與日常生活相關(guān)的功能表現(xiàn)活動(ADL)和心血管反應(yīng)及肌肉損傷、心血管風(fēng)險和細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)的生物標(biāo)志物。該研究提供了第一個證據(jù),證明中等強度抗阻運動在顯著增強肌肉力量和力量及功能表現(xiàn)方面非常有效,而不會對心血管、炎癥和損傷參數(shù)造成任何有害的改變。此外,受過中等強度抗阻運動訓(xùn)練的老年受試者通過調(diào)節(jié)抗氧化和應(yīng)激誘導(dǎo)的標(biāo)志物,如髓過氧化物酶(MPO)、熱休克蛋白(Hsp)70和HSP27及硫氧還蛋白還原酶(TrxR)1,使受試?yán)夏耆巳砗图?xì)胞水平上表現(xiàn)出對中等強度抗阻運動適應(yīng)性反應(yīng)。李麗君等〔27〕研究發(fā)現(xiàn)中等強度抗阻運動可以使三酰甘油 、高密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇和總膽固醇產(chǎn)生顯著的變化,該研究結(jié)果表明,中等強度抗阻運動可能可以引起血脂指標(biāo)積極的變化。在改善高血壓患者胰島素功能方面,Hiroto等〔30〕研究了中等強度抗阻運動對有或沒有運動習(xí)慣的高血壓患者代謝結(jié)果的影響。共有42例高血壓患者自愿參加該研究,并根據(jù)受試者在本研究之前進行中等強度抗阻運動的習(xí)慣和場所分為3組:無(<2 d/w或不運動;n=13),家庭(在家中≥30 min/d且≥2 d/w;n=15)和健身房(在醫(yī)院健身房≥30 min/d且≥2 d/w;n=14)。受試者像往常一樣進行日常活動和坐姿鍛煉(行走和行走,軀干旋轉(zhuǎn);Borg感知勞累量表評分范圍為11～13)至少每天15 min,每周至少3 d,持續(xù)12 w。共有35名受試者〔年齡(67.7±5.9)歲〕完成了該研究。實驗結(jié)果表明中等強度抗阻運動改善了沒有運動習(xí)慣的高血壓患者胰島素分泌功能。因此,中等強度抗阻運動可有效地老年人心血管疾病功能和身體形態(tài)。

2.4中等強度抗阻運動對老年人運動能力的影響 董欣等〔31〕研究了抗阻運動對老年人肌肉質(zhì)量和肌肉力量的影響。60名老年人參與了該研究,隨機分成實驗組(n=31)和對照組(n=29)。對照組接受常規(guī)的生活照料,實驗組進行為期12 w的中等強度抗阻運動訓(xùn)練,每周3次,每次40～50 min。采用人體成分分析儀、握力計、5次坐立試驗、計時起立行走測試和(Berg)平衡量(BBS)表來評估運動干預(yù)前后兩組老年人肌肉質(zhì)量和力量情況,對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果表明,實驗組進行中等強度抗阻運動12 w后,老年人總肌肉質(zhì)量、骨骼肌指數(shù)、握力值和BBS評分均高于對照組老年人(P<0.05);實驗組老年人計時起立行走測試時間和5次坐立試驗時間均少于對照組老年人(P<0.05)。該研究得出結(jié)論,中等強度抗阻運動可以增加老年人群的肌肉質(zhì)量和力量,改善老年人的運動能力。

唐浪娟等〔32〕研究了抗阻訓(xùn)練對帕金森病(PD)老年人下肢肌力及平衡功能的影響。方法將64例PD老年人參與了該研究,他們被隨機分為實驗組和對照組各32例。兩組均接受健康指導(dǎo)和神經(jīng)內(nèi)科常規(guī)藥物治療,實驗組在此基礎(chǔ)上進行12 w的抗阻訓(xùn)練。采用10次坐立體位試驗(STS)10、下肢等速肌力測試系統(tǒng)、BBS和姿勢穩(wěn)定極限性測試(LOS)比較兩組抗阻訓(xùn)練前后的效果。12 w中等強度抗阻訓(xùn)練后,與對照組相比,實驗組的雙下肢髖關(guān)節(jié)伸肌群、膝關(guān)節(jié)伸肌群和小腿踝關(guān)節(jié)背屈肌群的肌力,姿勢穩(wěn)定極限性測試和BBS得分有顯著差異(P<0.05);實驗組抗阻訓(xùn)練前后指標(biāo)差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。研究得出結(jié)論為抗阻訓(xùn)練可以改善PD老年人的下肢肌力,對提高PD老年人的姿勢穩(wěn)定及平衡能力有積極的效果。因此,中等強度抗阻運動可以提高老年人的運動能力,改善老年人的生活質(zhì)量。

2.5高強度抗阻運動對老年人心血管功能的影響 高強度抗阻運動在調(diào)節(jié)心血管疾病老年人的血糖、血脂和BP方面表現(xiàn)不一。Aline等〔33〕研究了高強度抗阻運動對高血壓老年人運動后低血壓(PEH)和前臂血管阻力(FVR)的影響。有10例高血壓老年人〔(65±3)歲,(28.7±3)kg/m2〕參加了研究。他們接受了三個實驗階段:控制階段(SC)、1RM 的 50%(S50%) 和 80%(S80%) 鍛煉。他們被帶到健身房進行中等強度抗阻鍛煉(1RM的50%)和高強度抗阻鍛煉(1RM的80%),在運動干預(yù)后的 10、30、50、70和90 min再次進行FVR和BP的測量。實驗結(jié)果表明高強度抗阻運動可有效促進高血壓老年人運動后PEH。Ludin等〔34〕研究了16 w的居家高強度抗阻運動對老年糖尿病受試者血糖穩(wěn)態(tài)、危險因素和功能能力的影響。共有70例年齡(61.7±5.5)歲(干預(yù)組,n=35 與對照組,n=35)的患者參加了這項準(zhǔn)實驗性試驗。高強度抗阻運動訓(xùn)練方案由兩個主要部分組成:前2 w的一對一訓(xùn)練課程,用于熟悉情況及剩余14 w的家庭鍛煉計劃,每月進行一次隨訪。測量指標(biāo)為葡萄糖穩(wěn)態(tài)(糖化血紅蛋白和空腹血糖水平)、身體成分(體質(zhì)量、BMI、脂肪和肌肉質(zhì)量)、心血管危險因素〔血脂、SBP和DBP、靜息(HR)〕,并在干預(yù)前后測量踝臂指數(shù)和功能能力(坐立試驗、爬樓梯試驗、6 min步行試驗、靜態(tài)平衡和肌肉力量)。除SBP外,結(jié)果顯示干預(yù)組和對照組在訓(xùn)練開始前基線觀察到的所有變量沒有顯著差異。干預(yù)后測量顯示糖化血紅蛋白顯著降低、空腹血糖水平、體質(zhì)量、體脂肪量和SBP指標(biāo)有顯著改善。肌肉力量也顯著提高,即握力、上肢力量和下肢力量。在DBP、HR、BMI、血脂、靜態(tài)平衡和踝肱指數(shù)方面沒有觀察到顯著改善。在實驗中沒有報告明顯的并發(fā)癥或不良事件。這項研究表明,所實施高強度抗阻運動方案在改善馬來西亞糖尿病老年人的血糖控制和心血管系統(tǒng)功能方面是有效的。Braith等〔35〕研究了運動強度對BP正常的老年受試者靜息BP的影響,44名年齡在60至79歲之間有久坐行為的健康老年人參加了該研究,根據(jù)對最大攝氧量的測量將老年人分為中高強度抗阻運動組(n=19) 、高強度抗阻運動組(n=14)和對照組(n=11)沒有進行任何訓(xùn)練。受試者的初始BP是2～3 w測量的,實驗為期6個月。實驗結(jié)果表明兩個抗阻運動組的最大耗氧量具有顯著的增加,高強度抗阻運動組中最大耗氧量增加更大。兩個抗阻運動組的SBP顯著降低,高強度抗阻運動組中SBP降低程度大于中等強度抗阻運動組。Baek等〔36〕研究了高強度抗阻運動對老年人血管功能的影響。實驗前后測量的指標(biāo)為BP、HR、脈搏波速度(PWV)和中心動脈反射波增強指數(shù)(AIX)的變化。結(jié)果表明,老年女性的BP、HR 和 AIX 與實驗前相比變得更高了,這可能是由于衰老使人體調(diào)節(jié)血管的能力變差了。研究結(jié)論為高強度抗阻運動可能不是老年人群改善心血管健康的合適運動方式。因此,高強度抗阻運動在改善老年人的心血管功能方面表現(xiàn)不一,還需進一步研究高強度抗阻運動對老年人心血管功能影響的安全性和可靠性。

2.6高強度抗阻運動對心血管疾病老年人運動能力的影響 隨著年齡的增加,老年人患肌肉衰減征的風(fēng)險不斷增加,導(dǎo)致老年人肌肉力量和肌肉質(zhì)量下降,這會對老年人的日?；顒幽芰蜕钯|(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響〔37～39〕。研究表明,抗阻運動對改善心肺功能、提高肌肉質(zhì)量、力量和生活質(zhì)量,對減少慢性病和跌倒的風(fēng)險有積極的影響〔40〕。老年人肌肉力量增加可提高老年人的日常生活能力,促進老年人生活質(zhì)量的提高〔41〕。Taaffe等〔42〕研究了高強度抗阻訓(xùn)練對老年人肌肉力量和神經(jīng)肌肉表現(xiàn)的影響。46名65～79歲社區(qū)健康男性(n=29)和女性(n=17)參加了研究。結(jié)果表明,每周1次或2次的高強度抗阻運動計劃可使老年人肌肉力量增長,并且與改善老年人的神經(jīng)肌肉性能,進而降低老年人跌倒和骨折的風(fēng)險。

綜上,目前患心血管疾病老年人逐年增加,抗阻運動已成為治療老年人心血管疾病的重要手段。 低強度和中等強度抗阻運動對老年人的心血管功能和運動能力均有良好的療效,但和高強度抗阻運動對老年人心血管功能的影響不一。因此,設(shè)計運動處方時要遵循個體化原則,針對每個老年人自身的情況選擇適合自己的運動強度,使運動處方達到最佳效果。老年人在參加鍛煉的初期應(yīng)使用較低的運動強度,隨著身體對運動強度的適應(yīng),循序漸進地增加運動強度,力求最好的運動康復(fù)效果。高強度的抗阻運動可以考慮在鍛煉基礎(chǔ)的老年人中應(yīng)用,無鍛煉基礎(chǔ)的老年人群不建議直接使用高強度的抗阻運動。運動康復(fù)師應(yīng)結(jié)合運動醫(yī)學(xué)和運動康復(fù)知識,對老年人進行抗阻運動指導(dǎo)與宣教,針對老年人個人生理特點為其制定個性化的、科學(xué)有效的抗阻運動方案,來改善老年人的心血管功能和運動能力,進而提高其生活質(zhì)量。