老年人膝关节骨性关节炎的运动康复：机制、方法与进展

当今世界已进入老龄化社会，KOA的发生率逐年上升[1]。美国有12%的人群有OA的问题，作为导致老年人功能障碍的第2大危险因素[2]，其发病率也随着年龄的增加而增加，65岁老人中有80%出现OA的临床症状。KOA在我国的发病率约为4%，68% 55岁以上人群在放射学上有骨关节改变[1]。从各类流行病学报告的结果上来看，KOA的发病率在我国呈上升趋势。

KOA是一种非致死性疾病，但其对寿命具有重要影响。美国健康与营养调查参考年龄和其他疾病的因素证实：55～59岁KOA女性患者的死亡风险高于正常人群[2]。KOA所导致的慢性疼痛和运动障碍会导致心理疾病，也增加了患肥胖和心血管疾病的风险从而影响人的寿命。掌握和了解老年人KOA发病机制、危险因素以及有效的康复方法将对我国老年人生活质量的提高具有非常重要的意义。

1 膝关节骨关节炎的致病因素

目前的研究显示OA发病原因尚无统一认识。外伤造成的关节软骨生物力学问题和体内生化失衡等因素是导致老年人KOA高发的主要原因。

1.1 年龄、体力活动和失用

OA的发病率均与年龄明显的正相关，因OA导致活动受限的老年人约占10%，60岁以上的人群中OA的发病率高达40%[3]。老年人群中KOA的发病率、退变的程度以及症状表现均和年龄正相关。Du等[4]的研究发现40～69岁人群中每增加10岁以及70岁以上的人群患病率是逐渐升高的。老年人生理功能、关节的自我保护和修复能力下降是主要原因。

因病卧床、缺乏锻炼及损伤后制动等情况下，突然进行强度较大的锻炼，就极有可能造成关节软骨损伤[1]。软骨微骨折也可能是KOA产生的原因，微骨折重建导致局部骨密度增高，软骨受冲击时的变形能力降低而导致力学分布状态改变，增加了KOA发生的风险。

1.2 内分泌因素

基因突变是产生遗传性OA的基础[5]。基因突变可能会引起关节软骨的结构和物质构成的异常和软骨发育不良，遗传性OA出现临床症状较早且程度比较严重。

骨骼发育异常会引起关节的生物力学改变而导致OA。内分泌异常引起的骨代谢失调和生物力学改变会导致OA的发生。血色素沉着、Wilson症、Gaucher症等多种代谢性疾病患者发生OA可能性明显高于正常人群。其原因是软骨基质发生异常沉淀导致软骨细胞受损[6]。

1.3 神经肌肉控制

年龄增长和伤病等因素会导致神经肌肉控制能力下降，继发出现肌肉萎缩而出现膝关节不稳是发病的原因之一。前交叉韧带、半月板、关节面软骨等结构的损伤会增加早期OA发生的风险[7-9]。持续的韧带松弛引起神经肌肉反馈和膝关节运动模式异常[10-11]等因素都可以导致早期KOA的发生。

1.4 生物力学改变

关节的生物力学结构决定了其功能是否正常。生长发育异常导致的生物力学改变是出现OA的重要原因[12]。膝关节生物力学异常对KOA的发生具有复杂性并有着长期影响。常见影响因素包括：半月板切除[13]、关节软骨变性、骨折畸形愈合以及创伤性关节炎[14]。KOA的另一主要原因是由于外伤或其他原因造成的膝关节不稳。关节过度活动或软组织张力过高也会增加KOA发病的概率[15]。

1.5 肥胖

KOA的发病率与身高体重指数有关[16-17]，肥胖使膝关节承受更多的压力，相同年龄组间对比，肥胖的人群更容易出现KOA。体育指数(BMI)高的人群膝关节和手部OA发生率高，但髋关节炎发生率无显著差异。关节机械性压力增高是KOA发病的重要因素。

1.6 其他危险因素

食物中抗氧化剂可以抵抗氧自由基的损害，防止或延缓OA的发生[18]。骨的重塑对OA有很大影响，维生素在骨代谢中十分活跃，维生素C和E也可抑制OA的发展[19]。

骨密度高的人有较大发生OA的可能性[20]，这可能是因为骨密度决定了骨的变形能力，骨密度越高变形能力越弱，而软骨下骨的变形能力可以协助软骨吸收震荡保护软骨。炎症反应在OA的发生中占重要地位，OA的X线表现和血清中C反应蛋白的水平有直接关系[21]。生活方式、性别和肌肉力量等因素也和OA的发生有关。

2 膝关节骨关节炎运动疗法研究现状

2.1 运动疗法对KOA的有效性研究

针对那些不愿通过改变行为或是具有过度疼痛和丧失关节功能的病人，可以考虑手术治疗。但首先在康复和预防中推荐的是KOA非药物行为疗法，运动疗法可以改善健康相关生命质量[22]。因为运动疗法对轻度至重度KOA患者均有显著的改善作用，所以被视为保守治疗该疾病的基础方法[23]。减轻疼痛、改善生理功能和有效参与社会活动是运动疗法的主要目的。运动疗法能改善OA患者的肌肉力量、本体感觉、关节活动度和心肺功能等生理功能[24]，还可以改善患者的体重、心理状态和代谢异常以及跌倒风险[25]。在KOA的治疗和预防中，运动疗法是一种经济有效和可以接受的方法。

美国风湿病协会更新的有关OA治疗的临床指南中，强烈建议KOA患者参加有氧练习、抗阻练习以及水上运动[26]。包括有氧运动、力量和灵活性的干预方案有助于改善KOA患者的功能受限[27]。

Gro Jamtvedt等基于对1 027篇关于物理治疗KOA的综述进行系统评价认为，运动疗法和减重能缓解KOA患者的疼痛，并改善其运动功能的结论有很高的临床依据；激光和电疗缓解疼痛、心理干预对心理学某些指标的改善有中等水平的临床依据[28]。Melanie A Holden等研究发现：运动疗法是治疗师最常用的治疗方法，大多数情况下会合并使用包括冷、热疗，手法，电疗以及针灸等方法。肌肉力量和关节活动度训练是常用的运动疗法。治疗师的训练目标是增加患者总体活动水平[27]。Fransen M等[29]以包括肌力和步行等多种方式的锻炼计划评价集体锻炼和家庭锻炼差异。提示康复师监护下的锻炼效果更为明显。Brosseau L等[30]的研究也得出了类似的结论。

也有研究[31-32]发现由于依从性降低的原因，对KOA患者运动干预的效果短期作用明显，随时间延长干预效果降低。患者的依从性是运动干预长期有效性的重要决定因素。患者对运动计划的有效性和对KOA认知的程度是影响依从性的主要因素。健康专家的指导会提高患者的依从性。较高的依从性和良好的愈后也与患者的自我效能(也就是相信自己有能力执行任务)相关[33]。运动疗法的效果很大程度上取决于患者的依从性。临床医生应该在促进锻炼和坚持的过程中发挥积极作用，而不是让患者独立地克服运动障碍。可能有用的策略包括：使用个性化的处方来锻炼，考虑环境和可用资源，个性化教育，告诉患者关于锻炼的有益结果和对锻炼能力的保证等方面[34]。

2.2 不同运动方式对KOA影响的研究

Smidt N等[35]的系统综述证实运动疗法对膝关节骨关节炎非常有效，推荐KOA患者应进行不同类型的训练，并增强日常生活活动能力。

有关KOA患者的运动疗法研究中，很多运动项目被提及，包括：力量练习、关节活动度、有氧能力、神经肌肉控制、平衡训练和太极拳等[36]。通过实验直接比较不同运动项目对KOA治疗效果的研究较少，但有综述指出运动类型对运动疗法干预KOA治疗效果的量级是小到中等，但运动疗法与药物相比，可同等程度的缓解疼痛[37]，而且副作用更小。Brosseau L等[30]认为KOA患者训练方式的选择应考虑患者的关节损伤程度、适应能力、年龄等因素，高强度和低强度锻炼对KOA的治疗效果没有显著差异。Flavio等的综述研究也发现类似的结果[38]。Roddy E等和Brosseau L等研究认为有氧运动与增强肌力的训练在干预效果上没有差别[39-40]。Gail等[41]的研究发现门诊治疗和家庭治疗干预KOA效果存在显著差异。家庭组接受详细的口头和书面指导，门诊组的患者接受有监督的运动训练。通过2周一次的随访来巩固疗效。结果显示门诊组患者更少服用药物且对康复疗效更为满意。完整的物理治疗和电话指导被认为是有益的，教练和患者之间视觉交流的机会可以促进他们之间关系的建立，其他两项研究也发现了类似结果。[42-43]

KOA患者可使用多种形式的运动疗法。由于肌力下降对KOA患者的疼痛和下肢功能影响显著[44]，下肢力量训练是大部分膝关节和髋关节骨性关节炎运动疗法的重要组成部分。一项Meta分析报告[45]对32项陆上运动治疗KOA的临床随机对照试验进行评估。该研究系统评估了内容从简单到非常复杂的各类运动治疗方案，研究结果显示运动对疼痛缓解的效应值与单纯镇痛和非类固醇消炎药物类似，达到中等程度的效果。

也有Meta分析对力量训练改善KOA患者的疗效进行评估[46-47]，认为力量训练通过增强下肢力量，能改善患者疼痛的症状并提高其功能能力。研究结果还显示无论是等张、等长和等速力量训练，负重或不负重的力量训练，对KOA患者症状和功能的改善都十分相似。提示肌力训练可以减少训练方式对器材的依赖，在家庭环境中即可进行。

相比地面运动，经常有人提倡KOA患者选择水中运动疗法。系统评价水上运动对KOA干预作用的有效性和安全性进行评估显示：水中运动有轻度到中度提高KOA患者生活质量和生理功能的作用，但对患者的行走能力、关节活动度没有改善[48]。因为浮力和温暖的水可以帮助改善关节负荷带来的疼痛，水中运动更适合肥胖或有严重关节症状的病人采用。

肌力训练和有氧训练的组合有利于大部分KOA患者的症状改善，但还是应该基于对患者个体情况的评估来选择运动类型。在力量训练中，膝关节和髋关节周围的肌肉都对膝关节功能有重要作用。有氧运动的种类也很多，例如：步行、骑行、游泳、健身操和舞蹈等多种形式，有氧运动项目的选择通常是患者最为接受且可以达成的。也应当根据患者的评估情况，提出可以实现的、有针对性的康复目标。尽管目前没有针对KOA患者有氧运动的专门研究，但有氧运动仍是下肢骨关节炎治疗中常见的方式。考虑到KOA患者常见关节活动度的下降，应增加关节活动度的练习。KOA患者还存在神经肌肉控制能力受损，跌倒风险增加的情况，运动处方中还应当包含平衡训练的内容，并在训练开始去评估患者的平衡能力，保证练习安全进行。这些练习通常是KOA整体运动计划的一部分。有超重问题的KOA患者还应当配合饮食和体重控制来缓解KOA症状。[49]

2.3 膝关节骨关节炎运动处方的制定

临床实践中，通常将运动与其它治疗方式(例如药物或物理治疗)相结合来治疗KOA。但目前很多研究趋于单独评估运动疗法的效果。应当将运动作为整体治疗方案的一部分并评估其作用。例如结合减体重的干预方案对于肥胖KOA患者更有效[50]。Roddy等人[51]结合临床证据提出KOA患者的运动疗法建议，运动疗法应综合考虑患者的年龄、能力、并发症和个人爱好等因素确定针对性的干预方案。在掌握运动要领的基础上，要严格控制运动强度以预防运动伤害。

美国老年病学会制定的OA患者训练指南中的剂量略小于美国运动医学学会对于健康老年人的建议剂量[52]。内容包括肌力练习、有氧运动和柔韧性练习(见表1)。

表1 OA疼痛患者的训练参数一般指南

注：VO2max：最大有氧代谢能力；1 RM ：1次最大重复；HRmax：年龄预测最高心率；RPE：主观疲劳感觉；MVC：最大自主收缩。

Roddy等人[39]结合临床证据提出的KOA患者运动建议：

(1)有氧运动和力量训练都能够改善症状和生活质量；

(2)运动处方应包含有氧训练和力量训练；

(3)运动处方应综合考虑年龄、能力以及并发症和个人爱好等；

(4)运动处方应包含认知教育，提高患者对积极生活方式的认识；

(5)家庭运动和集体运动均有效；

(6)获得长期效果的主要因素是依从性；

(7)应采取改善和保持患者依从性的措施；

(8)运动的有效性不能依靠影像学变化来确认。

运动干预老年KOA有显著的短期效益，但依从性下降导致了长期效益的降低。有许多变量能影响依从性，老年患者执行家庭训练计划很困难。医护人员的重视和自我效能的提高影响患者的依从性。采取改善和保持患者依从性的措施对干预的长期效果是决定性影响因素。训练计划应包含认知教育，提高患者对积极生活方式的认识以增加体育活动[53]。

3 结论

(1)大量的实验研究证实了运动疗法对老年KOA患者良好的干预效果。

(2)选择运动疗法时应当考虑个性化运动处方，患者的依从性在一定程度上决定了运动疗法的干预效果。

参 考 文 献

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