运动对骨密度影响的研究进展

韩娟 张姗

(浙江大学教育学院体育系 浙江杭州 310028)

最新研究表明,骨质疏松症已经被国际医学界排放在同高血压,动脉硬化,糖尿病肿瘤并列的位置上,是当前的五大疾病之一。骨质疏松症(OP)多发生于中老年人群,特别绝经之后的女子,其原因主要是绝经后雌性激素下降明显,破骨细胞增强了活性,加快了骨转换,骨吸收要比骨形成大,骨量丢失明显加快,从而使得女性在绝经之后有高于常人的骨质疏松发生率。国内外有关OP预防的研究显示,预防OP最基本、最有效的办法是运动疗法。该文通过重点阐述不同运动方式对骨密度的影响,为预防骨质疏松提供理论依据。

1 不同运动方式对骨密度的影响

1.1 冲力性运动

有很多研究证实:冲力性运动有利于骨密度以及骨量的增加。冲击性运动又分为高冲力性运动和低冲力性运动。Kathy Prelack等在对花样滑冰精英运动员骨密度进行分析时发现:在控制能量、Ca和维生素D的摄入后,滑冰运动员的项目与BMD存在显著相关。单人滑和双人滑比冰上舞蹈运动员具有更高的BMD且运动训练的成骨影响在单人滑上极其显著,尤其是腿部和骨盆处的BMD增加尤为明显。由此来看不同强度的冲力性运动对骨的影响也存在显著差异。Marrissa Martyn-St James在对不同形式的高冲力性训练进行荟萃分析后发现:高冲力性训练只对骨盆BMD的提升有很好的效果。高冲力性运动和高负荷抗阻运动结合起来对腰椎、股骨颈BMD的增加具有很好的效果。因此建议在进行冲力性练习时应该配合适量的抗阻运动尽可能的提高预防骨质疏松的效果。CaralC Silva等在研究不同运动形式对巴西运动员BMD的影响时发现:跑步和网球运动员的全身和局部BMD显著高于游泳组。

综上所述冲力性运动对于BMD的增加的效果较为明显。众多研究表明:运动主要是通过骨机械负荷的增加使骨密度的机制受到影响。作用于骨的负荷能产生应变,而决定骨的适应能力的是应变的大小。冲力性运动时体重对下肢骨应力作用较大,属于负重运动,有纵向机械刺激。与此同时骨骼肌在不断地收缩,肌肉不断地牵拉刺激骨,其刺激效果增加也很明显。冲力性运动下肢骨受到较强的地面反作用力,在垂直面上,骨所承受的载荷与其他运动相比明显要大,所以其对骨质疏松的预防及治疗效果很好。

1.2 非冲力性项目

1.2.1 游泳对骨密度的影响

A Andreoli等对长期运动对绝经后期精英运动员的BMD影响中发现:运动组与久坐不动组BMD存在显著差异,游泳组的左右臂BMD显著高于跑步组,但跑步组的腿部BMD比游泳组高。这提示某一区域的负荷对此区域的BMD存在专门性影响。CaralC Silva在不同形式运动对巴西运动员的BMD影响中也发现:游泳组的BMD低于跑步组,但显著高于不运动组。Bourrin等研究了20周游泳运动对肱骨近侧端生长板高度产生的影响,发现通过游泳增值带中的细胞数量以及生长板的高度增加明显,且细胞柱的密度还可通过负重(1%体重)游泳来增加。Swissa-Sivan等研究表明,经12周负重(负体重的2%)游泳训练后,12周龄的雌性大鼠的胫骨和肱骨BMD,BMC骨重量及骨离子含量均明显高于对照组。李建设等在对生长期大鼠经过10周强度不同的游泳后,其骨量和骨生物力学特性发生的变化进行研究时发现,当负体重6%时生长期大鼠的右侧股骨BMD和BMC都非常显著高于正常对照组,负体重3%时大鼠右侧股骨BMD和BMC都显著高于正常对照组,而负体重9%BMD和BMC低于正常对照组。这表明在一定的条件下,伴随不断增加的负重强度,增加了骨质结构良性影响,不过超过一定的阈值后,反而会降低影响。李世昌等通过去除雌性大鼠的卵巢来模拟女性绝经后的情况,进行游泳和跳跃两种不同方式的运动对去卵巢大鼠骨的影响的比较:跳跃组BMD比安静组明显要高,不过比假手术组低;与安静组对比,游泳组BMD虽呈上升趋势,但没有显著性差异。

游泳运动对骨骼产生一定的影响,但作用效果存在一定的局限性。原因可能是:游泳时身体的因受到水的浮力作用,导致身体承受的负荷下降明显,降低了重力对骨骼应力性刺激,从而可能会降低骨密度和丢失股骨中的矿盐,因此游泳与负重性运动先比对骨密度的影响显著较低。为了使游泳者在进行锻炼提高身体素质的同时也提高BMD,可以采用负重游泳的方式,但是负重要适量,一旦强度过大造成骨分子的破坏积累而导致骨的微细结构损伤。因此在选择运动强度是要慎重,确保在身体素质提高的同时达到预防骨质疏松目的。

1.2.2 太极拳对骨密度的影响

作为传统健身项目,太极拳动作柔和、舒缓,活动强度小,不需要专门的场地,颇受老年人喜爱。

高元元等对常年习练太极拳老年女性和无锻炼习惯老年女性的跟骨强度、骨密度以及骨代谢调节水平的比较研究发现。长期练习太极拳组的有明显高于对照组的股骨颈骨密度、第二腰椎骨密度测量值。长期练习太极拳可以促进腰部及股骨颈部积累骨矿物质,使腰椎及股骨的健康状况得到明显改善。宋桦通过观察太极拳锻炼对原发性骨质疏松症患者骨密度的影响发现:与实验前比较,实验后太极拳组患者腰椎和股骨的骨密度值均具有显著性差异;而对照组患者与实验前比较,股骨和腰椎的骨密度值差异不明显;比较实验后两组患者股骨和腰椎的骨密度值,均具有显著的差异。这表明,太极拳锻炼能很好地改善骨质疏松患者的骨密度。陈荣、李世昌等测量了济南市60名老年女性在练习20周太极拳、快走前后的跟骨骨密度指标(BQI、SOS、BUA)。统计结果显示,各组人群在实验前骨密度指标无显著差异:运动组BQI比对照组高;太极组与快走组的SOS均比对照组高,且差异显著;快走组的BUA比对照组高,且具有明显差异。

太极拳习练过程中,整个运动的枢纽是腰,在动作变换时保持身体重心平衡,以腰作为轴运带动四肢完成动作。与此同时,在习练太极拳时支撑腿处于半屈状态的时间较长,为使这种姿势得到维持,则需增加下肢肌肉的张力,从而加大对骨骼的应力刺激,让骨骼适应这种应力,促进骨质的沉积以及塑造,使骨密度增加,骨健康水平得到改善。

1.3 力量训练

骨在不同的运动项目的条件下受到的刺激作用是不一样的,所以也就呈现出不同变化特点的骨密度。许多研究表示,骨骼通过有负载作用的抗重力性运动,对形成骨是有利的。在锻炼中加强抗阻力练习,对绝经女性增加骨密度、防止骨量丢失有更很重要的意义。

D.A.Bemben等研究了40周的抗阻训练对老年人骨密度的影响。结果发现:忽视强度和频率上的差异,抗阻运动在提高股骨近端、腰椎BMD具有显著效果,但是不适用于全身骨密度的增加。男女在提高髋关节的BMD上有相似的增长趋势,但在抗阻运动提高腰椎BMD上,男性的效果比女性好。Vincentive和Braith调查了24周高低强度抗阻运动对老年男性女性的影响发现:高强度训练可显著提高股骨颈BMD,低强度训练对其没有影响。Kerr等比较了12个月高低抗阻运动对雌激素耗尽的绝经后期女性前臂、髋关节BMD的影响显示:高强度抗阻运动是大转子BMD增长1.7%,股骨粗隆间BMD增长1.5%,桡骨最末端半径增长2.4%的决定因素。Danilo Sales研究了力量训练对绝经后期未使用雌激素替代疗法女性BMD的影响:力量训练增加了肌肉力量,分别提高上下肢的BMD,使绝经期后BMD保持在稳定水平。王浩等在加强抗阻力锻炼对绝经女性骨密度的影响中发现:普通锻炼组和力量锻炼组的骨密度均增加且力量锻炼组骨密度增加得更明显,经组间比较,增加力量锻炼组优于普通锻炼组。总之抗阻运动对预防骨质疏松有一定的效果。原因可能是体力负荷的机械应力,可促进成骨细胞增殖和加强其活性。促进骨建立和重塑的主要因素是体育锻炼,身体内钙可通过负重的体育锻炼在骨骼内沉积,这对防治骨质疏松症是有利的。

2 结语

运动对骨质疏松起到显著的预防作用,国内已经有很多学者在从事这方面的研究,为预防骨质疏松提供有效的方法,但是目前的研究中还存在一些缺陷。与国外的研究相比,国内的研究范围较窄,主要集中于对老年人骨密度情况的调查研究,在研究中实验过程设计的不够严密,诸如饮食、激素等对骨密度的作用未被纳入考虑范围。就目前的研究情况希望能尽快找到预防骨质疏松,提高骨密度的有效方法,为青少年健康成长,降低老年人骨折风险,了解各个运动项目运动员的BMD特点、为提高评定运动训练的合理性和预防运动性伤害的发生提供科学依据。

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