24周综合运动干预对45～59岁人群体成分与骨密度的影响及其相关性研究

徐勇灵，高雪峰，陈守超

(1.广州市体育职业技术学院，广东 广州 510080；2.广州市体育科学研究所，广东 广州 510620)

随着年龄的增长，迈入衰老阶段的身体会表现出特定生理特点，尤其是45～59岁的这个时期处于人体生理功能的重要转折点，这个阶段人们特别容易出现骨质疏松症和“隐性肥胖现象”。世界人口老龄化趋势愈加明显，骨质疏松症已逐渐成为全球性的公共卫生问题。已有研究证明，中年人适宜的体育锻炼可以有效延缓身体机能衰退进程。体育运动可以使骨密度增加，延缓骨密度下降的过程，有效预防控制骨质疏松症。另外，运动能够提高机体氧化利用脂肪酸的能力，促进脂代谢，降低循环血脂，有效减少过剩的体脂含量。

体成分(body composition) 指的是机体脂肪组织及非脂肪组织的含量及其在体重中所占的百分比[1]。在体育领域中主要是研究人的体脂含量和瘦体重(或去脂体重)的构成及其对运动能力和对体质健康的影响。体成分是衡量个体健康水平和体型标准的重要指标之一，可以监测营养状况、体液平衡状况和评价生长发育状况等。从而对人体肥胖程度做出判断，进而预测高血压、高血脂、冠心病等多种慢性疾病的发病率。骨密度的全称为骨骼矿物质密度(bone mineral density)，作为评定骨骼强度的一个指标，单位为g/cm2[2]。骨密度的值是一个绝对值，即当前检测部位的绝对骨密度，不同的骨密度检测仪所检测不同部位的绝对值均有所不同，所以世界卫生组织WHO规定用T值来判断骨密度是否正常。本研究所采用的检测结果是采用双能X射线吸收测定法，通过扫描全身成像再由计算机处理得出的全身平均骨密度。

目前体成分与骨密度之间联系的研究成果有很多，然而时间长度为24周的综合运动干预对中年人体成分和骨密度的相关研究较少，本研究工作主要以有氧训练、抗阻训练为主要运动方式，辅以柔韧练习、平衡练习的综合运动干预无规律运动的中年人，研究其体成分和骨密度之间相互影响机制，进一步探讨综合运动干预对中年人体成分、骨密度的影响效应，为制定适合中年人科学健身的运动处方提供必要的理论证据，在提升中年人健身效果方面具有一定的理论及实践指导价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象

通过《健身计划招募启示》募集广州市民志愿者，依据其健康和身体活动调查问卷、血液检查健康与运动风险评估、体质测试等收集的数据资料，筛选出无规律性运动且无心血管疾病等高风险的45～59周岁的中年人群共109名，包括男性49名，女性60名。受试者基本信息见表1。

表1 受试者基本信息

1.1.1 受试者纳入标准

受试者应同时具备以下条件：

1.年龄范围45～59周岁；

2.在过去1年内无规律性体育锻炼的习惯；

3.通过健康与运动风险评估，获得入选资格；

4.在获知本次研究内容和流程后，签署了知情同意书。

1.1.2 受试者排除标准

受试者出现以下情况者，不纳入有效样本人数。.

1.受试者基线测试阶段，只要有一项测试不能完成，即予以终止；

2.运动干预开始，如受试者未能根据一周运动干预方案执行，研究人员及时跟进，调整随后1～2周的运动干预次数，补足。如受试者在一个月中不能及时补足，且累计超过3次以上，应予以终止；

3.正式干预开始后，出现连续2周不向研究人员提供监测数据，或不参加体质和运动能力测试的受试者，应予以终止；

4.受试者存在其他不能参与整个干预研究周期，严重影响数据完整性的情况，应予以终止。

1.2 研究方法

本研究将所有志愿者按性别分为男性、女性两组，女性组内再以绝经情况分为未绝经组、绝经组；年龄分层情况：“45～49岁组”、“50～54岁组”和“55～59岁组”，详见表2 受试人员分布情况。

表2 受试人员分布

1.2.1 测试指标

指标：身体成分(体脂含量kg，瘦体重kg，体重kg)和全身平均骨密度(g/cm2)

测试仪器：意大利 I’acn 双能X射线骨密度与体成分检测仪

仪器型号：UNIGAMMA X-RAY PLUS(LUNAR DPX)

工作模式：间歇加载连续运行

测量要点：测试前1h，进行仪器的预热和校准。采用全身扫描模式。受试者脱掉鞋子，移除身上所有的金属物。将受试者扶到扫描床上，受试者的身体必须在扫描床的中间，可使用扫描床的中线作为参考，校正患者位置。确定受试者的头部位于扫描床垫上水平线条下方约3cm处，使用尼龙搭扣带固定患者的膝盖和足部，以防止在测量期间移动。受试者的手部应该拇指朝上，手掌朝向腿部，手臂顺着身体摆放。

1.2.2 运动干预方案

本次实验运动干预方案属于综合运动干预，包括平衡练习、有氧运动、力量训练、柔韧练习等。平衡练习的练习方式为闭眼单脚站立，有氧运动则选择蹬自行车或跑步机上跑步，有氧运动强度通过佩带Polar表监测心率进行监控；力量练习分九个动作练习全身各大肌群的力量。

干预过程中设置专业的健身教练对受试者进行专业指导。根据国家体育总局编制的运动处方为受试者制定本次课程的运动计划：训练频率：3次/周(周一、周三、周五)；每次训练时间：1h；持续24周。每次训练课程各部分的训练时间、训练强度分布详见表3，运动干预分期执行目标见表4。

表3 运动干预方案概况

表4 运动干预分期执行目标

1.2.3 数据统计

2 结果

本研究各分组样本的体重、瘦体重、体脂含量和骨密度等变量数据均采用K-S检验以及Levene 检验表明所有样本数据均服从正态分布并符合方差齐性。在进行重复测量的方差分析时，满足共同的标准正交对比协方差阵的球对称条件。

2.1 24周综合运动干预对中年人群体成分的影响

24周的综合运动干预对受试者的体成分方面具有明显减脂的作用。体重下降以及增肌的程度在不用性别绝经情况存在差异。

体重方面，未绝经女性在运动干预到16周以后的体重下降并不具有显著性(P>0.05)，已绝经女性以及男性在运动干预后体重下降具有统计学意义(P<0.01)。未绝经女性的瘦体重有增加的趋势但不显著(P>0.05)，已绝经女性的瘦体重干预前后变化差异不明显(P>0.05)；而男性在瘦体重方面呈现一种略微下降的趋势，干预后16周、24周均呈现显著下降趋势(P<0.05)。体脂含量方面，所有对象干预后得到显著的持续下降效果(P<0.01)。

在运动干预各个阶段(干预前，干预16周后、干预24周后)男性与女性在体重、瘦体重均存在显著差异(P<0.05)，体脂含量没有明显差异(P>0.05)，绝经女性与未绝经女性在体重、瘦体重以及体脂含量的差异不显著(P>0.05)。

表5 运动干预前后受试者体成分测试结果

注：通过重复测量设计方差分析，得出以上结论，其中*表示干预后16周比与运动干预前比对结果P<0.05，**表示运动干预后16周比与干预前比对结果P<0.01； ##表示运动干预后16周与干预后24周比对结果P<0.01；△表示干预后24周与运动干预前比对结果P<0.05，△△表示干预后24周与运动干预前比对结果P<0.01。

2.2 24周综合运动干预对中年人群骨密度的影响

24周综合运动干预对受试者整体骨密度有减缓作用的趋势。已绝经女性的骨密度干预前后呈现“先下滑后缓慢回升”规律，但各个阶段骨密度没有显著差异(P>0.05)；未绝经女性具有相似的规律，不同的是，干预后16周、24周其骨密度的上升趋势具有显著性(P<0.05)。男性的骨密度在运动干预前后有显著的提高，在干预后24周后、干预后16周至24周骨密度显著得到提高(P<0.05)。在运动干预各个阶段(干预前，干预中、干预后)男性与已绝经女性的骨密度有显著差异(P<0.05)，未绝经女性与已绝经以及男性与未绝经女性的骨密度差异不显著(P>0.05)。

表6 运动干预前后受试者骨密度测试结果

注：通过重复测量设计方差分析，得出以上结论，其中#表示干预24周后与运动干预16周后比对结果P<0.05，##表示表示同方法同组别下P<0.01；△表示干预后24周与运动干预前比对结果P<0.05。

2.3 24周综合运动干预对中年人群体成分与骨密度的相关性

由表6可见，除了干预16周后体脂含量和整体骨密度以及干预前体脂含量和干预24周后骨密度之间，其余变量间的相关性均具有统计学意义。其中骨密度与体成分间的相关系数处于中等水平(1 < r < 2)，但年龄段与骨密度之间则呈现负相关趋势。

表7 运动干预前后受试者的体成分和骨密度的相关结果

注：▽表示两变量间相关系数不具有统计学意义，P>0.05

3 讨论

3.1 讨论

3.1.1 运动对体成分的影响

体育锻炼对体成分的影响主要体现在降低体脂含量方面，唐锦[3]对持续参加一年以上健身操运动和偶尔运动的中年女性进行体成分测试，结果显示长期参加健美操运动可使体脂百分比下降。Forbes[4]的研究表明，进行长期的有氧运动不仅可以降低体脂成分，还可以对增加瘦体重起到促进作用。代毅[5]的研究表明器械力量训练是影响去脂体重的重要因素，力量训练可使肌肉收缩蛋白合成加强，肌肉重量增加，去脂体重在力量训练后明显增加。本研究所施行的运动处方包含了有氧训练、力量练习、柔韧训练以及平衡训练，弥补了单一训练的不足。在24周干预后中年男女各阶段降低体脂含量上均有显著下降且无性别差异，表明综合运动干预对降低中年人群的体脂含量有显著作用。孙杰[6]的研究表明中年人的肌肉力量、柔韧性以及灵敏性下降幅度较大，可见中年人的肌肉组织已经进入衰老阶段，肌肉代谢速度较快。在本研究中男性在瘦体重作用上呈现出轻微下降趋势并且具有统计学意义，而女性在瘦体重变化上不具有显著的统计学差异，因此在运动干预后女性瘦体重变化有轻微波动而男性在瘦体重上呈现轻微下降，可以推测运动干预能减缓中年男女的肌肉衰退进程，另一方面有可能是因为综合干预整体强度不足所导致。而在性别分组间差异对比上男性与未绝经女性的体重和瘦体重的差异具有统计学意义，可见24周综合运动干预对于男性的肌肉缓慢衰退较快以及体脂迅速下降的趋势下，未绝经女性中年人群的锻炼相对更有成效。因此24周综合运动干预能，通过显著降低体脂含量并减缓肌肉衰退过程从而显著改善中年男女性体成分。

3.1.2 运动对骨密度的影响

骨质疏松症(Osteoporosis)是一种以骨量减少为主要特征、骨组织显微结构变得疏松，并伴随骨脆性增加和骨折危险性升高的全身性骨骼疾病[7]。骨密度是诊断骨质疏松、估计骨质疏松程度以及评估骨质疏松症患者骨折发生危险性的可靠指标。李纪江[8]的研究表明，成人骨密度进入中年阶段男女性间有所差异，男性在45岁后骨密度下降速度有所减缓趋于平稳，而女性在同年龄骨密度则进入下降阶段。刘婷[9]在这方面进行过探讨，最大的原因是女性在中年绝经后雌激素水平迅速下降、骨量快速丢失以及骨转换率增加导致绝经后骨密度下降容易引发骨质疏松。运动对骨量的影响主要有机械负荷对骨的直接刺激作用和肌肉收缩对骨骼的拉力、挤压力和剪切力的间接刺激作用，运动不仅可使锻炼者的骨量增加，还可以使锻炼者的骨强度增强[10]。Frost[11]指出在神经系统控制下的肌肉质量是决定骨强度的重要因素，这种由肌肉所产生的作用力(机械性因素)对骨强度的控制作用远远大于非机械性因素(包括各种骨相关激素、维生素、钙以及其他矿物质、氨基酸和骨相关的细胞因子等)。Dalsky[12]等对17名中老年女性进行规律的行走、慢跑和爬楼梯等运动干预，9个月后测试发现实验组腰椎骨矿含量增加5.2%，而对照组腰椎骨矿含量下降1.4%。周勇[13]等在对60名绝经女性的研究中，随机分为非体育锻炼组、跳绳和太极推手等4个运动组，10个月实验后，非锻炼组骨量丢失、骨密度下降具有统计学意义，4个运动组的骨密度均增加，其中太极推手组所测各指标及跳绳组挠、尺骨骨密度增加得更明显且显著。Pruitt[14]对绝经后女性进行了9个月的负重练习后，发现椎骨、肱骨和股骨的骨密度提高1. 6%，而对照组则下降3.6%，因此，力量运动对骨骼的变化有促进作用[15]。可见无论是有氧运动还是力量锻炼，对骨密度的维持以及在防治骨质疏松症方面均有不容忽视的积极影响。本研究中，男女性的骨密度均呈现轻微波动而略显上升的趋势，尤其在干预16周后至干预24周后这个阶段内未绝经女性和男性的骨密度提高具有统计学意义，且中年男性的骨密度在运动干预24周后提升更显著，且在性别分组中男性与已绝经女性的各个阶段的骨密度差异具有统计学意义。可见由于中年女性雌激素水平下降导致骨质流失逐渐加快，在绝经后骨量流失更为严重引发骨密度下降，就已绝经女性而言，由于体内激素水平等因素作用，综合运动干预不能让其骨密度有显著的提升，但通过运动依然能让不断流失骨矿含量的趋势减缓，令骨密度的下降速度趋于平稳。而对于未绝经的中年女性，则应该坚持适量的运动在绝经前让骨密度保持在一定水平，防止绝经后骨量快速流失所引起骨质疏松症的发生。因此运动干预对女性骨密度的影响体现在减缓骨量流失，所以综合运动干预对男性的骨密度提高比女性有效。

3.1.3 运动对体成分与骨密度影响的相关性

在很多体成分与骨密度相关性的研究中，一致地揭示了体成分与骨密度之间的相关关系。赵莉莉[16]在中老年人体成分与骨密度的相关性研究中，选择中老年男性82例，用双能X线吸收测量法测量腰椎L2-L4的骨密度、全身骨密度和体成分，并与中老年女性106例做对照比较。得出BMI、脂肪量、非脂肪量与中老年男性和女性的骨密度均呈显著正相关，年龄与骨密度呈负相关。张国海[17]则采用定量超声法和生物电阻抗法对在校的体育专业大学生99人和非体育专业大学生107人进行了测试。研究结果表明运动对骨密度的增加无性别差异。体育专业学生跟骨骨密度与去脂体重呈正相关，且体育专业女生体重与骨密度也呈正相关；男生的肌肉量与跟骨骨密度存在一定的相关性。pluijm[18]研究表明，与老年男性比，老年女性的体脂含量与 BMD 的关系更为密切；而男性的肌肉含量与 BMD 相关性比体脂含量更强。本研究与过往的研究结果较为一致。结果表明综合运动干预24周后骨密度与年龄段之间呈负相关可以说明，骨密度随年龄的增长日渐下降，这是人体衰老的正常规律，同时运动干预均未能逆转这个趋势。但在干预前的体脂含量与干预后24周的骨密度以及干预16周后的体脂含量和各阶段的骨密度，均显示相关性不具有统计学意义，其他情况也是区域弱相关，由此可见在体成分中，体脂含量并不利于中年人骨密度的维持，很大部分原因在于体脂组织对比肌肉组织不能有效产生足够的负荷，另外体脂含量过高所引起的肥胖虽然能产生足够的惯性以及作用力，但一定程度内限制了肢体活动范围，因此中年人的高体脂含量并不利于骨密度的维持。而瘦体重与骨密度相关性较强，主要因素在于瘦体重中肌肉含量对骨密度能直接作出有效的刺激，令骨量丢失减缓和降低骨转换率。

4 结论

4.1 24周综合运动干预对45～59岁人群的体成分能起到改善的作用，可见于体重的下降，具体体现为体脂含量的显著降低。此外未绝经女性的综合运动干预效果优于已绝经女性以及男性。

4.2 24周综合运动干预对45～59岁人群骨密度的改善能起到积极作用，体现在对未绝经女性以及男性的骨密度提高，对已绝经女性而言通过综合运动干预能减缓其骨密度的下降趋势。

4.3 24周综合运动干预后45～59岁人群的体成分和骨密度具有一定相关性，其中骨密度与体脂含量相关性较强，骨密度与年龄增长呈负相关。因此中年人应养成体育锻炼的习惯，通过改善体成分来减缓骨质流失的趋势。

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