增龄性肌肉衰减症和骨质疏松的运动处方研究进展①

李芳，李伟，李莉，王彦伟

增龄性肌肉衰减症和骨质疏松的运动处方研究进展①

李芳1，李伟1，李莉2，王彦伟1

增龄常伴随肌肉量减少和骨质疏松发生，使老年人日常生活能力受到影响。近年研究表明，运动对肌肉骨骼系统有明显益处，包括预防和治疗这些症状。本文基于近年相关研究成果，对运动防治增龄性肌肉衰减和骨质疏松的运动处方进行综述，显示抗阻力训练是预防和治疗增龄性肌肉衰减及骨质疏松的最有效方法；超过半年的长期快走或慢跑能增加老年人腿部肌肉量。

肌肉衰减症；骨质疏松；老年人；运动处方；综述

[本文著录格式]李芳，李伟，李莉，等.增龄性肌肉衰减症和骨质疏松的运动处方研究进展[J].中国康复理论与实践,2015, 21(1):58-61.

CITEDAS:Li F,Li W,Li L,et al.Advance of exercise prescription in aging sarcopenia and osteoporosis(review)[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2015,21(1):58-61.

人口老龄化是一种全球性趋势。据美国疾控中心报告，2011年美国人的人均寿命是78岁2个月，2010年65岁以上老年人口达4000万，预计2030年老年人口将达7000万[1]。截止2012年底，我国老年人口数量达到1.94亿，比上年增加891万，占总人口的14.3%[2]。衰老是人体随着年龄的增长而发生退行性变化的表现。增龄性肌肉衰减症是随增龄而发生的，以肌肉质量、体积以及肌力下降为主要特征的一种老年性多发症[3]；骨质疏松是以骨量减少，骨的微观结构退化为特征，致使骨的脆性增加以及易于发生骨折的一种全身性骨骼疾病；二者合称“脆弱综合征”[4]。两种病症有紧密联系，研究资料均显示，不爱运动的生活方式可同时导致增龄性肌肉衰减及骨质疏松[5]。由于脆弱综合征严重影响老年人的正常生活和自理能力，给社会及家庭带来沉重负担，引起社会高度关注。近年人们对运动防治脆弱综合征进行大量研究，普遍认为运动是防治脆弱综合征，提高老年生活质量和功能能力的有效方法。本文对近年运动防治骨质疏松和肌肉衰减的运动处方研究进行综述。

1 增龄性肌肉衰减症

肌肉衰减症是与增龄相关的肌肉量与力量的衰减，是身体渐进性的合成代谢减弱，分解代谢增加，伴随肌肉再生能力降低。肌肉衰减症是身体废用的一个重要预测指标，表现为平衡能力、步行速度降低，易发生骨折。肌肉衰减症可由多种原因造成，包括不爱运动的生活方式、营养缺乏、α-运动神经元坏死、体内激素变化、炎症反应等[6]。

1.1 抗阻力训练

抗阻力训练是目前已知通过刺激肌肉肥大来对抗肌肉衰减症的最有效方法。早在1996年，Häkkinen等发现，老年人经过12周抗阻力训练，每周2次，运动强度30%～80%1 RM，结果肌肉横截面积平均增加14%[7]。1999年，Kraemer等对老年男性与年轻男性的肌肉肥大进行比较，发现每周3次，运动强度2～5 RM、8～10 RM和12～15 RM，持续10周后，老年人肌肉横截面积增加6%，年轻人增加14%[8]。2007年，Cannon等比较了老年女性与年轻女性的肌肉肥大效应，运动强度采用前2周50%1 RM，3～10周75%1 RM，每周2次，10周后股四头肌

肌肉横截面积老年女性增加12%，年轻女性增加13%[9]。最近人们发现，快速的力量训练比传统的训练方法更能使肌肉力量和功能能力有较大的增加。Nogueira等[10]和Correa等[11]对比快速肌肉收缩与传统力量训练对肌肉的影响，两份研究均认为使用轻到中负荷的爆发式肌肉收缩训练使肌肉横截面积增大更多，这是由于老年人主要是Ⅱ型肌纤维萎缩，而快速力量训练方式主要动员Ⅱ型肌纤维，因此，快速力量训练方式对老年人肌肉肥大效果较好。最近，Pinto等[12]和Radaelli等[13]报道，短期抗阻力训练(6～13周，每周2次，每次2组，强度从20 RM开始，渐进增加到10 RM)使老年女性伸肘肌群和股四头肌厚度显著增加。相关研究总结于表1。

低到中强度抗阻力训练，慢速或快速肌肉收缩(快速收缩更好)，干预6～24周，可使老年人肌肉肥大，力量增加。从预防的观点出发，应该鼓励老年人尽可能早地开始力量训练，尽可能长时间坚持，以保持足够的肌肉质量和肌力，维持身体功能，保持较高生活质量。

1.2 快走和慢跑

通常认为，快走和慢跑属于有氧运动，多用于提高人体的有氧适能。但是最近有研究发现，低强度(30%1 RM)大运动量膝屈伸运动能增加肌纤维蛋白合成率，与高强度运动的影响相似，而且低强度至力竭的运动可导致更持续的肌肉合成反应[14]。后来有人观察了低强度与高强度抗阻力练习对肌肉肥大的影响，也发现低强度运动只要运动量足够大均能引起肌肉肥大[15-16]。另外，很低强度练习，诸如慢走与“生理性缺血训练”结合能使老年人肌肉肥大、力量增加[17]。这些结果提示，高强度负荷不是导致肌肉肥大的必要条件。因此，理论上快走或慢跑(有足够的运动量)也可以引起下肢肌肉肥大。

近些年人们在健身时，使用计步器来监控运动量及强度，研究人员对计步器确定的运动强度与肌肉量之间的关系进行研究。Scott等研究892名社区老年人(50～79岁)用计步器确定走或慢跑的活动量与腿部肌肉量、身体脂肪的关系，发现每天运动，连续7天，运动量与腿部肌肉量呈正相关[18]。Abe等报道，由计步器确定的老年人走跑练习量，尤其是中至高强度(＞3 MET)，与胫骨前肌、小腿三头肌肌肉厚度呈显著正相关[19]。

相关研究总结于表1、表2。

表1 针对增龄性肌肉衰减症的抗阻力训练运动处方

2 骨质疏松

骨质疏松是以骨量减少、骨的微观结构退化为特征，致使骨脆性增加以及易于发生骨折的一种全身性骨骼疾病[20]。骨质疏松在世界范围内流行，尤其在妇女中发病率极高，有“隐匿进展的流行病”之称，其特点是在不知不觉中使人的骨量丢失，没有明显的患病感觉和症状，而是通过骨折和骨骼的器质性病变来影响生活质量。骨质疏松可看作是发生在骨的肌肉衰减症的类似物。

1683年，Galileo首先注意到机械应力与骨量的关系；1892年，德国解剖学家Julius Wolff发现作用在骨上的机械应力会影响到骨强度。制动或长期卧床引起尿钙增多，负钙平衡，导致骨量丢失[21]。后来，人们从宇航员身上证实了这点，因为失重状态类似于不运动。如今，运动已被广泛认为具有骨性效应，可以提高和维持骨密度。然而，并不是所有运动对骨量都有积极影响。非负荷运动，如游泳对骨量就没有影响，而走或跑对骨量的影响很有限[22]。很多研究已证明，抗阻力训练能维持或增加绝经后妇女的骨密度[23]。人们发现，垂直方向上的负荷(如跳跃)和举重对骨的刺激最好[23]。骨-雌激素力量训练研究项目(Bone-Estrogen Strength Training)[24]经研究确认6种抗阻力训练方式可以对骨密度产生最大的改善，建议人们要经常练习。这6种抗阻力训练方式如下。

①(负重)蹲起：缓慢下蹲，髋部向后移动好像坐椅子的动作，屈膝90°，大腿大约与地面平行，然后还原。这是一种最重要，应该经常做的动作。

②俯身杠铃划船：原地站立俯身，双手抓握杠铃，将杠铃横杆向上拉至腰部，还原。注意挺胸和两肩下沉。

③拉背训练：在下拉训练器上，抓握拉杆向下拉至颈后，还原。下拉是最全面的上半身训练项目之一。

④推举杠铃：原地双脚左右开立，双手持杠铃屈肘于肩上，向上推举杠铃至手臂伸直，然后还原。

⑤俯卧挺身：俯卧在俯卧挺身训练机上，两手臂在胸前交叉，将脚后跟放在固定轴垫的下方，大腿放在腿垫上，使髋部位于腿垫上，留有移动空间。通过弯曲腰部使身体向下，然后背部伸直，抬起身体，直至躯干与腿平行。这一运动要在专业人员指导下练习。

⑥腿推蹬：在曲腿训练机上，通过屈髋关节和膝关节使重物平台下降，直至膝关节屈曲90°，腿用力蹬重物还原。

以上运动每周3次，每次2组，每组中(70%6～8 RM)到高(80%4～6 RM)强度。

美国运动医学院和美国心脏协会针对骨质疏松患者推荐的运动处方[25]建议，对于非重症骨质疏松患者，运动方式应采用高冲击性并兼顾部位特异性的原则。改善平衡和日常生活活动的方式对于重症骨质疏松患者同样有帮助。抗阻力训练在增加肌力和维持骨量的同时，还能改善平衡能力，防止跌倒。运动处方应包含上肢、下肢和躯干的主要肌群。

相关研究总结于表3。

表2 针对增龄性(腿部)肌肉衰减症的快走和慢跑运动处方

表3 针对骨健康和骨质疏松患者的运动处方

3 总结

由于老年社会的到来，脆弱综合征的发病应引起社会的高度关注。从近年有关运动训练对肌肉衰减症和骨质疏松影响的研究来看，可总结为：①抗阻力训练是老年人对抗肌肉衰减的最有效方法，老年人进行抗阻力训练使用中低强度，每周至少2次，每次不少于30 min，快速收缩的练习形式效果较好；②快走和慢跑可使腿部肌肉肥大，推荐老年人使用计步器控制练习量，只有大于3 MET才可以防止老年人腿部肌肉量减少；③对骨质疏松老年人，抗阻力练习、有氧运动、柔韧及伸展练习均对改善平衡能力、维持姿势、增加骨密度有效，而抗阻力训练效果更好。

[1]World Health Organization.Global health risks:mortality and burden of disease attributable to selected major risks(2009)[OL].http://www. who.int/healthinfo/global_burden_disease/GlobalHealthRisks_ report_full.pdf.(2013-05-05).

[2]吴玉韶.中国老龄事业发展报告(2013)[M].北京:社会科学文献出版社,2013:25-26.

[3]Alway SE,Myers MJ,Mohamed JS.Regulation of satellite cell function in sarcopenia[J].FrontAging Neurosci,2014,22(6):246-251.

[4]Cadore EL,Pinto RS,Bottaro M,et al.Strength and endurance training prescription in healthy and frail elderly[J].Aging Dis,2014,5(3): 183-195.

[5]Reid KF,Fielding RA.Skeletal muscle power:a critical determinant of physical functioning in older adults[J].Exerc Sport Sci Rev,2012,40 (1):1-12.

[6]Romero-Arenas S,Martínez-Pascual M,Alcaraz PE.Role of muscle loss in the age-associated reduction in VO2max[J].J Appl Physiol(1985), 1988,65(3):1147-1151.

[7]Häkkinen K,Kallinen M,Linnamo V,et al.Neuromuscular adaptations during bilateral versus unilateral strength training in middle-aged and elderly men and women[J].Acta Physiol Scand,1996,158(1):77-88.

[8]Kraemer WJ,Hakkinen K,Newton RU,et al.Effects of resistance training on hormonal response patterns in younger vs.older men[J].J Appl Physiol,1999,87(3):982-992.

[9]Cannon J,Kay D,Tarpenning KM,et al.Comparative effects of resistance training on peak isometric torque,muscle hypertrophy,voluntary activation and surface EMG between young and elderly women[J]. Clin Physiol Funct Imaging,2007,27(2):91-100.

[10]Nogueira W,Gentil P,Mello SNM,et al.Effects of power training on muscle thickness of older men[J].Int J Sports Med,2009,30(3): 200-204.

[11]Correa CS,Laroche DP,Cadore EL,et al.3 types of strength training in older women[J].Int J Sports Med,2012,33(12):962-969.

[12]Pinto RS,Correa CS,Radaelli R,et al.Short-term strength training im-proves muscle quality and functional capacity of elderly women[J]. Age(Dordr),2014,36(1):365-372.

[13]Radaelli R,Botton CE,Wilhelm EN,et al.Low-and high-volume strength training induces similar neuromuscular improvements in muscle quality in elderly women[J].Exp Gerontol,2013,48(8):710-716.

[14]Burd NA,West DW,Staples AW,et al.Low-load high volume resistance exercise stimulates muscle protein synthesis more than high-load low volume resistance exercise in young men[J].PLoS One.2010,5 (8):120-133.

[15]Mitchell CJ,Churchward-Venne TA,West DW,et al.Resistance exercise load does not determine training-mediated hypertrophic gains in young men[J].JAppl Physiol,2012,113(1):71-77.

[16]Van Roie E,Delecluse C,Coudyzer W,et al.Strength training at high versus low external resistance in older adults:effects on muscle volume,muscle strength,and force-velocity characteristics[J].Exp Gerontol,2013,48(11):1351-1361.

[17]Ozaki H,Sakamaki M,Yasuda T,et al.Increases in thigh muscle volume and strength by walk training with leg blood low reduction in older participants[J].J GerontolABiol Sci Med Sci,2011,66(3):257-263.

[18]Scott D,Blizzard L,Fell J,et al.Ambulatory activity,body composition,and lower-limb muscle strength in older adults[J].Med Sci Sports Exerc,2009,41(2):383-389.

[19]Abe T,Mitsukawa N,Thiebaud RS,et al.Lower body site-speciic sarcopenia and accelerometer-determined moderate and vigorous physical activity:the HIREGASAKI study[J].Aging Clin Exp Res,2012,24(6): 657-662.

[20]Sprini D,Rini GB,Di Stefano L,et al.Correlation between osteoporosis and cardiovascular disease[J].Clin Cases Miner Bone Metab,2014, 11(2):117-119.

[21]Carter MI,Hinton PS.Physical activity and bone health[J].Mo Med, 2014,111(1):59-64.

[22]Guadalupe-Grau A,Fuentes T,Guerra B,et al.Exercise and bone mass in adults[J].Sports Med,2009,39(6):439-468.

[23]Gómez-Cabello A,Ara I,González-Agüero A,et al.Effects of training on bone mass in older adults:a systematic review[J].Sports Med, 2012,42(4):301-325.

[24]Houtkooper LB,Stanford VA,Metcalfe LL,et al.Preventing osteoporosis the bone estrogen strength training way[J].ACSM Health Fitness J,2007,11(1):21-27.

[25]Nelson ME,Rejeski WJ,Blair SN,et al.Physical activity and public health in older adults:recommendation from the American College of Sports Medicine and the American Heart Association[J].Med Sci Sports Exerc,2007,39(8):1435-1445.

[26]Taylor D.Physical activity is medicine for older adults[J].Postgrad Med J,2014,90(1059):26-32.

Advance of Exercise Prescription in Aging Sarcopenia and Osteoporosis(review)

LI Fang,LI Wei,LI Li,WANG Yan-wei.College of Physical Education,Shijiazhuang University,Shijiazhuang,Hebei 050035,China

Aging is associated with loss of muscle(sarcopneia)and bone(osteoporosis),resulting in an impaired capacity to perform daily activities,furthermore might progress to the extent that an older person loses his or her ability to live independently.Recent studies showed that exercise had remarkable beneficial effects on the musculoskeletal system,including prevention and treatment of these syndromes.Based on the recent research achievement,this paper reviewed exercise prescription in aging sarcopenia and osteoporosis,the result revealed resistance training is the most effective measure to prevent and treat sarcopenia and osteoporosis.In addition,long periods of walking or jogging for over half a year can increase leg muscle size in older adults.

sarcopneia;osteoporosis;older person;exercise prescription;review

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.01.015

R68

A

1006-9771(2015)01-0058-04

2014-10-26

2014-12-05)

石家庄学院科研平台启动基金项目(No.xJpT005)。

1.石家庄学院体育学院，河北石家庄市050035；2.河北体育学院，河北石家庄市050041。作者简介：李芳(1971-)，女，河北石家庄市人，硕士研究生，主要研究方向：运动训练与养生。通讯作者：王彦伟，男，博士，主要研究方向：运动康复。E-mail:wangyanwei711026@ 126.com。