高频全身振动训练及停练后对老年女性骨密度的影响

巴洪冰 程亮

1. 阿坝师范学院，四川 水磨镇 623002 2. 四川省运动技术学院，四川 成都 610041

研究发现随着年龄的增加，人体肌肉组织流失，进而导致肌肉力量和关节功能的衰退，甚至发生骨质疏松症[1]。学者报道，有规律的运动或抗阻训练能有效改善骨质结构[2-3]，另外，适宜的全身振动训练(whole-body vibration training，WBVT)也能提高人体BMD，与运动或抗阻训练方式相比，WBVT更适合运动功能丧失、有认知功能障碍或不习惯运动的人群[4]。普遍的观点认为高频WBVT对人体BMD的提高优于低、中频，他们选择的振动频率分布在20～40 Hz、振幅分布在2～5 mm[5-8]。遗憾的是，停止WBVT后对受试者的BMD有何影响缺乏文献报道。鉴于此，为了进一步验证和弥补现有研究的不足，本研究在前期研究基础上[1]，假设停止WBVT 8周后对受试者BMD仍有积极影响。拟通过对绝经老年女性进行24周无负重的WBVT，探讨停练8周后股骨近端BMD的变化，为社区、老年机构开展全身振动训练改善老年人BMD提供依据，将丰富预防老年人骨质疏松症的理论。

1 对象和方法

1.1 对象

2015年6月，通过走访我校周边大型公园、社区以及我市养老机构，募集68例60～70岁健康老年女性。纳入标准：①通过健康体检；②签订知情同意书；③无特别健身爱好；④绝经，近2年未服用雌激素药物。排除标准：①有骨质疏松症；②体内有植入物或心脏支架、心脏起搏器；③有运动障碍、癫痫病及帕金森症状。在实验前4周有7例因家庭、个人原因离开(流失率10.3%)，最终61例受试者完成整个实验过程。随机分成振动组(30例，年龄64.8±4.5岁，身高157.8±7.2 cm，体重57.0±8.2 kg，BMI=22.9±2.1 kg/m2)和对照组(31例，年龄65.1±3.9岁，身高158.0±8.6 cm，体重56.4±7.9 kg，BMI=22.6±1.9 kg/m2)，组间年龄、身高、体重和BMI差异无统计学意义。

1.2 方法

1.2.1全身振动训练：本研究的振动频率和振幅借鉴前期研究[1]和林长地[4]的方案，频率为20～35 Hz、振幅为3 mm。实验配备5台Power-Plate振动仪(美国产)，由实验人员进行指导，振动组进行为期24周(2015年7月至12月，每周3次，每次约20 min，下午16:00～18:30)的WBVT。借鉴巴洪冰[1]的实验方案，振动组受试者在振动仪开启状态下完成半蹲、深蹲、提踵和单腿蹲4个动作(5组、每组10～12次，组间休息30 s)。振动仪处在关闭状态下，对照组完成实验组相同的动作。整个实验周期两组受试者保持原先的生活习惯，每隔4周有实验人员对受试者进行电话回访，纪录她们的生活情况。

1.2.2骨密度测试：运用Norland产XR～46型双能X线骨密度仪，在0周、24周和32周(停练8周)对所有受试者优势侧股骨近端的BMD进行测试，包括股骨颈、Ward’s三角区和大转子。被测试部位需进行5次无折返连续扫描，股骨颈和大转子误差系数为1%～2%，Ward’s三角区误差系数为2.5%～5%[1]。

2 结果

对受试者进行24周WBVT干预，及停练8周后，测试结果如下。(1)0周：振动组和对照组股骨近端BMD基线数据无显著差异(P>0.05)；(2)24周与0周：振动组大转子和Ward’s三角区BMD显著增大(P<0.05)；振动组大转子和Ward’s三角区BMD显著大于对照组(P<0.05)；(3)32周与0周：振动组大转子BMD显著增大(P<0.05)；振动组大转子BMD显著大于对照组(P<0.05)。见表1。

表1 受试者股骨近端骨密度结果Table 1 Proximal femur BMD of the study

注：24周与0周组内比较，*P<0.05；24周与0周组间比较，★P<0.05；32周与0周组内比较，◆P<0.05；32周与0周组间比较，#P<0.05

Note: From 0 to 24 weeks within group comparison*indicatesP<0.05; from 0 to 24 weeks between group comparison★P<0.05; from 0 to 32 weeks within group comparison◆P<0.05; from 0 to 32 weeks between group comparison#P<0.05

3 讨论

预防老年人骨质疏松症的发生、提高生活质量十分有必要。目前已有学者报道定期的高频WBVT能提高老年人的BMD[8-11]，但是停止WBVT练习后对BMD有何影响尚无文献报道。本研究对老年女性进行24周的高频WBVT，并分析停练8周后股骨近端BMD的变化，将进一步拓展WBVT对人体BMD影响的理论。结果显示：24周后振动组大转子和Ward’s三角区BMD显著增大(P<0.05)；停练后(相比0周基线数据)振动组大转子BMD显著增大(P<0.05)，停练后振动组大转子BMD仍显著大于对照组(P<0.05)。本研究验证了部分假说，停止WBVT8周后对受试者BMD仍有积极影响。

前人研究发现，当受试者进行WBVT时，会刺激到人体更多的感受器，激活了更多的运动单位并提高肌纤维募集的能力，进而促进神经递质的分泌、刺激肌腱[4]，这对人体受振动刺激部位肌力的改善有积极作用。而肌肉收缩会对骨骼产生压力负荷，成骨细胞的活性和骨的生成会通过压电效应增强，因此增加肌力能促进成骨生长，优化骨骼结构，进而增加骨强度和BMD[1]。目前有“肌动力”和“骨血灌注增加”两种学说解释WBVT能改善BMD。Fritton[9]认为年龄增加后肌肉出现萎，缩减弱了“低值高频”的力学刺激，骨质结构发生了变化。“肌动力”学说认为WBVT触发了肌肉发放“低值高频”的力学刺激，因此骨组织不断受到刺激。与此同时，Saila[10]也认为WBVT能有效促进这种力学刺激，使肌肉进行了不随意的收缩、产生了牵张反射，对骨组织反复刺激进而引起BMD的变化。另外，“骨血灌注增加”学说认为WBVT改变了人体骨组织中的血流量，引起骨血灌注的增加。Huang[11]认为WBVT会刺激受试者IIa型肌纤维收缩，有利于骨血灌注，促进骨生长、抑制骨量丢失。Stevart[12]发现WBVT增加了受试者胸部、骨盆和小腿血流量，分别提高了20%、26%和30%，该研究认为WBVT改变了受试者腿部血液动力学，产生高压力，增加了外周淋巴和静脉引流量，引起骨血流灌注增加，进而改变了BMD。

一系列研究证实了高频WBVT对老年人BMD有积极影响，Russo[13]对29名老年女性进行24周的WBVT(频率28 Hz，振幅2 mm)显示虽然对股骨近端(大转子)和腰椎BMD有显著影响，但对股骨颈BMD无显著变化。同时，巴洪冰[1]也持相同的观点，认为24周的WBVT(频率20～35 Hz、振幅3 mm)显著提高了老年女性Ward’s三角区和大转子BMD，而对股骨颈BMD无显著影响。也有学者持不同的观点，Ruan[5]认为24周WBVT(频率30 Hz, 振幅5 mm)显著增加了老年女性股骨近端BMD。本研究与Russo[13]和巴洪冰[1]的结论一致，造成结果的差异，推测可能与采取的振动频率和振幅不同有关，提示论证不同的振动频率和振幅对BMD影响将是后续研究方向之一。

目前针对老年群体进行WBVT停练后BMD的变化尚无文献报道。但在运动停练后对人体BMD的影响已有讨论，一项对55～70岁女性进行快走、慢跑和爬楼梯锻炼(36周，每周3次)并分析在停练42周后BMD变化的研究，显示实验组骨矿物质含量出现显著下降(停练42周与36周比较)，且只比0周时多1.1%，作者认为持续运动有利于骨量的维持[14]。鉴于此，我们推测停止WBTV，增加的骨密度可能会再度丢失，本研究在WBVT停练8周后对受试者进行了跟踪分析，结果显示对大转子BMD提高仍能维持，但Ward’s三角区BMD出现下降，提示不间断的持续WBTV对BMD的维持有积极作用。但本研究存在局限性，因受实验条件限制未能更加细化停练时间，如每隔4周来探讨停练对BMD的影响，未能比较与其他抗阻训练对BMD影响的差异，将是后续讨论的方向。

综上所述，24周高频WBTV提高了老年女性股骨近端BMD，对股骨颈BMD无显著变化。建议在老年社区增加全身振动训练仪，对有运动障碍或不习惯运动的人群提高BMD预防骨质疏松症有积极的意义。另外，本研究初步证实了WBTV停练8周后，对大转子BMD的维持仍有积极作用。