抗阻运动对中老年女性下肢肌肉力量及功能干预效果的Meta分析

江婉婷 王兴 王光旭 刘祖鸿 刘国荣

摘    要：系統评估抗阻运动对中老年女性下肢肌肉力量及功能的影响，探讨不同抗阻运动方案对下肢肌肉力量的干预效果，为中老年女性抗阻运动处方的制定提供科学依据。方法：计算机检索PubMed、EBSCO Host、Web of Science、中国知网（CNKI）数据库，检索期限均为建库至2017年12月31日，收集抗阻运动干预中老年女性下肢肌肉力量及功能指标的随机对照实验，依据纳入标准和排除标准进行文献筛选，应用Cochrane偏倚风险工具对纳入文献进行方法学质量评价，并运用ReMan 5.3.5软件进行合并效应量分析。结果：共纳入16个随机对照试验，总样本量为545人，中等质量研究11篇，高质量研究5篇。Meta分析结果显示，抗阻运动可显著提高中老年女性下肢肌肉力量和肌肉功能，合并效应量分别为：下肢肌肉力量MD=16.52，95%CI为[10.93，22.11]，P<0.01;起立走-计时测试MD=-1.03，95%CI为[-1.26，-0.80]，P<0.01;步行时间MD=-0.60，95%CI为[-0.83，-0.37]，P<0.01。肌肉力量与步行时间异质性较为明显（分别为I2=85%，I2=92%）。通过对下肢肌肉力量的Meta亚组分析显示，运动周期12～52周、运动时间45～50 min/次或60～90 min/次、运动频率2～3次/周、组间间歇时间1～2 min、运动强度65%～85%1RM的抗阻运动均能够显著提高中老年女性的下肢肌肉力量;同时运动时间与强度可能是研究异质性的来源。结论：抗阻运动能够有效提高中老年女性下肢肌肉力量和肌肉功能，但受纳入研究质量、数量及混杂因素的影响，未来应开展更多规范、高质量的研究加以验证。

关键词：抗阻运动;肌肉力量;肌肉功能;Meta分析

中图分类号：G 804.3          学科代码：040302           文献标识码：A

Abstract：Objective： To evaluate the effect of resistance training on low extremity muscle strength and function in middle-aged and elderly women， exploring the influence of different resistance training programs and providing scientific basis. Methods： Search literatures in PubMed， EBSCO Host， Web of Science and CNKI databases， from the time of database construction to Dec 31， 2017， collecting related randomized controlled trials. Literature screening was conducted based on inclusion criteria and exclusion criteria， using the Cochrane bias risk assessment tools to evaluate the methodological quality， and the relevant data were analyzed by ReMan5.3.5 software. Result： There are 16 studies， 545 samples included， with 11 studies graded as moderate quality， and 5 as high degree; meta-analysis showed that resistance training can significantly improve low extremity muscle strength in middle-aged and elderly women， muscle strength（MD=16.52，95%CI为[10.93～22.11]，P<0.01）， timed up and go（MD=-1.03，95%CI为[-1.26～-0.80]，P<0.01）and walking time（MD=-0.60，95%CI为[-0.83～-0.37]，P<0.01），but muscle strength and walking time heterogeneity were more obvious （I2=85%，I2=92% respectively）; the subgroup analysis shows that a training period of 12-52 weeks， a training time of 45-50 min， 60-90 min， a training frequency of 2 or 3 sessions a week， a rest of 1-2 min between sets and a training intensity of 65%-85%1RM can significantly increase low extremity muscle strength; and the time and intensity may be the source of heterogeneity. Conclusion： Resistance training can significantly improve the low extremity muscle strength in middle-aged and elderly women. However， due to the limitations of the included studies， more high quality studies are required.

Keywords：resistance training; muscle strength; muscle function; meta-analysis

肌肉衰减以人衰老进程中的肌肉质量、肌肉力量及身体活动能力的日渐衰退为主要特征[1-2]，尤其是下肢肌肉力量变化[3]，导致其行走、坐立、爬梯等动作受到影响[4]，增加中老年人跌倒、骨折、死亡的风险[5- 6]。女性由于绝经期后激素水平下降，脂肪组织增多，瘦体组织减少，肌肉衰减早于男性[7-8]。流行病学研究发现，50岁以上中老年女性骨骼肌量下降幅度大于男性[9]，且具有较高的肌肉衰减率[10];因此，探究干预中老年女性肌肉力量的措施具有重要的实践意义。

运动锻炼能在一定程度上改善中老年人肌肉衰减的症状[11-12]。近年来，越来越多的研究证明，抗阻运动在维持老年人肌肉力量和功能方面起到了良好的效果。其中，较多的研究涉及中老年男性，对于绝经后中老年女性的研究较少，且有关抗阻运动是否能提高下肢肌肉功能存在争议[13]。此外，尽管美国运动医学学会（ACSM）及老年肌肉衰减欧洲工作组（ EWGSOP）均将抗阻运动作为老年人力量训练的方案，但没有明确的运动处方[14 -15]。当前，采用抗阻运动对老年人进行干预的研究逐渐增多，但相关结果因研究设计、运动时间、运动强度、运动量等多种因素不同而不一致。

鉴于此，本文采用Meta分析方法对国际上有关抗阻运动干预中老年女性下肢肌肉力量和功能的随机对照研究进行定量分析，对纳入文献的异质性进行讨论，以期得出更符合规律的结果，为该训练方法提供更为客观、可靠的研究证据，从而为中老年女性抗阻运动处方的制定提供依据。

1   研究方法

本研究遵循国际上Meta分析撰写指南[16]的要求进行研究方法的选择和使用。

1.1  纳入与排除标准

1.1.1  研究类型

抗阻运动干预中老年女性下肢肌肉力量和功能的随机对照实验（RCT）。

1.1.2  研究对象

年龄≥50岁健康中老年女性[17]，种族、国家不限;研究对象无精神异常和严重知觉障碍，无肌肉骨骼疾病及外科史，无重大器质性疾病。

1.1.3  干预措施

1）至少有一个实验组采用抗阻运动作为干预手段，包括自由重量、器械、水中抗阻、抗阻装置训练;2）干预时间≥4周;对照组不进行运动干预，常规活动、柔韧性练习和拉伸练习包含在对照组内;3）运动强度评估采用1次最大重复力量的百分比（%1RM）或最大重复次数（RM）;4）同一文献中若有多组数据比较算作多项研究。

1.1.4  结局指标

根据资料内容，选取包括下肢腿举（leg press，LP）、腿伸（leg extension， LE）最大重复力量（单位为kg）作为主要结局指标，次要结局指标为下肢肌肉功能，包括：起立—走计时测试（timed up and go，TUG）、步行时间测试（walking time），单位为s。

1.1.5  排除標准

1）非中、英文文献;2）重复发表、学术水平不高的文献;3）实验数据描述不清，无法计算;4）实验组为合并干预研究，例如抗阻运动与有氧运动、平衡训练、营养摄入的共同干预。

1.2  检索策略

由2位检索人员分别检索PubMed、EBSCO Host、Web of Science、中国知网（CNKI）4个数据库，全面收集抗阻运动干预中老年女性肌肉力量和功能的随机对照研究，检索期限均从各个数据库收录起始年至2017年12月31日，同时手工检索纳入文献的参考文献，并联系原作者补充获取相关文献。英文检索词包括“resistance exercise/training”“strength exercise/training”“weight training”“muscle strength”“strength”“older adults”“elderly”“randomized controlled trial”;中文检索词包括“抗阻运动/练习”“力量练习”“肌肉力量”“力量”“老年人”“随机对照实验”。

1.3  文献筛选、资料提取及质量评价

1.3.1  文献筛选

从各数据库检索到相关文献后，将文献导入Endnote软件进行排重。由2位研究人员分别采用独立双盲的方式按照纳入、排除标准筛选文献。先阅读题目和摘要对文章进行初步剔除，得到合格的文献后下载全文，并精读全文进行筛选。筛选结束后2位研究人员将提取的文献进行比对，若有分歧，则由第3人共同讨论决定是否纳入。

1.3.2  数据提取

研究采用标准化的程序和表格对文献的相关信息进行提取。由2位研究人员独立提取纳入分析的文献，对缺乏数据信息或信息不清楚的资料通过邮件与原作者取得联系获取或确认;纳入信息不一致时，与第三方共同讨论后确定。资料提取内容包括：1）纳入文献的基本信息，包括作者、发表年限、发表杂志等;2）实验特征，包括研究设计类型、样本量、基线特征、实验周期、干预措施（运动周期、时间、频率、组间间歇、强度）;3）指标特征，包括肌肉力量、起立—走计时测试、步行时间测试。

1.3.3  质量评价

对纳入的文献进行方法学质量评价。本文根据Cochrane手册5.1.0推荐的风险偏倚评估工具从7个方面评价纳入文献的偏倚风险。包括随机序列生成、分配隐藏、受试者及研究人员的盲法、结局评估者盲法、结局数据不完整、选择性报告及其他偏倚，对每条指标采用“低偏倚风险” “偏倚不确定性”“高偏倚风险”进行判定。

1.4  数据处理

采用Reviewer Manager 5.3.5软件对所有纳入文献的结局指标进行效应量合并、异质性检验、敏感性分析，并绘制森林图。本文所纳入的文献结局指标均属于连续性变量，且各指标测试单位均相同;因此，效应量选择均数差（Mean Difference，MD）进行统计，同时计算95%置信区间。采用P值及I2进行异质性检验，若P>0.10，各研究间不存在异质性，若P<0.10，研究间存在异质性。I2代表研究间的异质性水平，可分为4个等级：0～40%表示各研究间存在轻度异质性，40%～60%表示各研究间存在中度异质性，60%～75%表示各研究间异质性较大，75%～100%表示各研究间存在非常大的异质性。根据Cochrane建议，推荐I2不宜大于40%，其异质性可以接受，采用固定效应模型进行分析;反之，则采用随机效应模型进行分析，并进一步采用亚组分析产生异质性的中间变量。

2   结果

2.1  文献检索结果

本文通过检索PubMed、EBSCO Host、Web of Science、中国知网（CNKI）数据库共查到相关文献1 680篇，其中：PubMed中检索到文献1 072篇（1985—2017年），EBSCO Host中检索到文献59篇（1996—2017年），Web of Science中检索到文献424篇（1992—2017年），中国知网（CNKI）中检索到文献125篇（1983—2017年）。通过其他资源手工检索到文献3篇。剔除重复文献，通过阅读题目、摘要进行初步筛选后选定文献51篇。再通过阅读全文，排除不合格文献后最终确定31篇文献，其中7篇文献缺乏相关指标数据，8篇文献数据信息无法转换，最终有16篇文献纳入meta分析，如图1所示。

2.2  纳入文献的基本特征

表1为纳入研究的基本信息，16篇纳入文献共545名受试者，实验组301名，对照组244名，研究對象均为健康中老年女性，平均年龄65.8岁，纳入研究的发表年份为1991—2017年。所有纳入分析文献的实验组为抗阻运动，对照组为常规身体活动、柔韧或拉伸运动;纳入文献中包含完整的运动干预措施，包括运动周期、运动时间、运动频率、运动强度、运动量及组间间歇时间。其中：抗阻运动干预的周期为6～52周;运动强度在45%～85%1RM：每次运动的组数和次数分别为2～6组、6～15次;运动频率为每周1～3次。此外，纳入分析的文献中，有2个或以上的不同运动量、运动速度、运动频率抗阻运动组;研究均阐述了下肢肌肉力量及功能的测试方法，下肢肌肉力量提取的数据为最大重复力量（RM），单位均为kg，肌肉功能提取的数据为时间，单位均为s。

2.3  风险偏倚性分析

本研究纳入的16篇文献均采用随机对照实验，其中有6篇文献详细描述了随机方法[19-21，28，30-31]，3篇文献对分配隐藏方案进行了描述[19，28，30]，3篇文献采用了单盲[20，23，26]，5篇文献采用结局评估者盲法[20，23，25-27]，其余盲法情况不清楚或未采用盲法;1篇采用了ITT分析（意向性分析）[20]，15篇文献数据均报告完整，其中1篇文献没有报告失访人数及数据处理情况[22]。由图2可以看出，纳入分析的文献存在一定的偏倚性，5篇文献质量较高[19-20，23，26，28]，其余11篇文献质量中等。

2.4  Meta分析结果

2.4.1  抗阻运动对中老年女性下肢肌肉力量的影响

最终纳入的16篇文献中，有12篇文献（共14项研究），共389人比较了抗阻运动组与对照组下肢肌肉力量的差异。如图3所示，异质性检验结果显示：I2=85%，P<0.01，表明各研究间存在高度异质性，故采用随机效应模型进行分析;Meta分析结果显示：合并效应量MD=16.52，95%CI为[10.93，22.11]，P<0.01，表明与对照组相比，抗阻运动能够有效增强中老年女性的下肢肌肉力量。

2.4.2  抗阻运动对中老年女性下肢肌肉功能的影响

2.4.2.1    起立—走计时测试效应量的Meta分析

最终纳入的16篇文献中，有5篇文献（共8项研究），共对201人比较了抗阻运动组与对照组起立—走计时测试的差异。如图4所示，异质性检验结果显示：I2=20%，P>0.01，表明各研究间存在低异质性，故采用固定效应模型进行分析;Meta分析结果显示：合并效应量MD=-1.03，95%CI为[-1.26，-0.80]，P<0.01，表明与对照组相比，抗阻运动能够有效增强中老年女性下肢功能性活动能力。

2.4.2.2    步行时间效应量Meta分析

在16篇文献中，有3篇文献（共4项研究），共对97人比较了抗阻运动组与对照组步行时间的差异。如图5所示，异质性检验结果显示I2=92%，P<0.01，表明各研究间存在高度的统计学异质性;因此，采用随机效应模型进行分析。Meta分析结果显示：合并效应量MD=-0.60，95%CI为[-0.83，-0.37]，P<0.01，表明与对照组相比，抗阻运动能够有效增强中老年女性下肢步行能力。

2.4.3  抗阻运动对中老年女性下肢肌肉力量影响的亚组分析

为了探究异质性的可能原因，本文对主要结局指标，肌肉力量进行亚组分析。抗阻运动对中老年女性下肢肌肉力量的影响可能受不同年龄段、运动周期、运动时间、运动频率、运动强度及组间间歇时间等因素的制约。本文纳入的各研究中组数与次数各数据较为接近，因此，本研究仅对组数、次数之外的其他制约因素进行亚组分析。

对纳入的研究按照年龄分组，可分为50～64岁和65～70岁2个亚组;在运动周期方面，将其分为12～15周、16～23周及24～52周;在运动时间方面，主要分为45～50 min/次、60～90 min/次;在运动频率方面，分为2次/周、3次/周2个亚组;组间间歇时间主要分为1～1.4 min和1.5～2 min 2个亚组。纳入的文献中，10篇文献报道了抗阻运动的强度，为了便于分组，将Conceicao [23]的文献中运动强度8～10RM转换为75%～85%1RM[34 - 35]，并排除抗阻运动强度范围较大的研究，因此，将其分为65%～74%1RM，75%～85%1RM 2个亚组进行分析。

表2中的亚组分析结果显示，年龄、运动周期、运动时间和频率、组间间歇时间及运动强度亚组分析均有统计学意义。从异质性来源来看，年龄、运动周期、运动频率及组间间歇时间的合并效应异质性分别为85%、85%、86%及80%，与总体合并效应（I2=85%）相比异质性无明显变化;因此，它可能不是异质性来源。运动时间及运动强度合并效应的异质性分别为0%和28%，异质性明显降低，可见，时间与强度可能是异质性来源。

2.4.4  敏感性分析

为探究各研究间的异质性是否由单个研究引起的，本研究就具有高度异质性的抗阻运动对下肢肌肉力量及步行时间的研究进行敏感性分析，通过逐个剔除单个研究对合并效应进行分析，见表3和表4。

3   讨论

3.1  抗阻运动对中老年女性下肢肌肉力量及功能影响的总体Meta分析

本研究的主要目的是分析抗阻运动对中老年女性下肢肌肉力量和功能的影响，寻找最优的抗阻运动方案。Meta分析的结果显示，抗阻运动能够显著提高中老年女性下肢肌肉力量和肌肉功能。其他有关老年人的Meta分析同样证实了抗阻运动在提高肌肉力量方面的积极作用。Peterson等[36]对47项抗阻运动干预中老年人（≥50岁）肌肉力量的随机对照实验进行Meta分析，结果显示，抗阻运动对腿举、腿伸1RM的提高均具有显著意义（P<0.001），合并效应量分别为31.63和12.08。此外，另一项对50岁以上老年人的Meta分析结果表明（纳入30项研究），抗阻运动后腿部屈、伸肌群最大力量合并效应量分别为1.03和6.78  [37]。同时，在下肢肌肉功能方面，Liu等[38]对33项抗阻运动干预60岁以上老年人肌肉功能研究的Meta分析发现，运动后起立—走计时测试，步行速度水平显著提高（P<0.01），合并效应量分别为-0.69和0.08，证实了抗阻运动对中老年女性肌肉力量及肌肉功能的积极作用。

本文选取的研究对象均为50岁以上健康的中老年女性，据世界卫生组织统计，女性发生自然绝经的年龄通常在45～55岁[39]，绝经后女性雌性激素和孕酮水平的持续下降降低了机体蛋白质合成的敏感性并加速肌力丢失，这是导致中老年女性的肌肉衰减速度快于中老年男性的主要原因[8，40]。此外，雄性激素水平在绝经后女性肌肉衰减过程中的作用也受到越来越多研究者的关注，女性绝经后，血浆睾酮水平及游离睾酮水平均呈下降趋势[41-42]，并伴随着肌肉量和肌力的下降[43]。有研究认为，女性的人均寿命高于男性[44]，因此，维持肌肉力量，提高下肢功能独立性、降低残疾风险尤为重要。

抗阻运动被认为能够通过调节老年女性激素水平提高肌肉力量和功能。最新的一项研究显示，91名65岁以上老年女性使用弹力带进行渐进性抗阻运动，受试者下肢肌肉力量和坐起—站立功能显著提高（P=0.006，P=0.005），且卵泡抑素增加，作者认为老年女性肌肉的增长主要由于抗阻运动后卵泡抑素调节肌肉生长抑素，阻断肌肉降解[45]。也有研究指出抗阻运动能够调节血清激素浓度，例如，血清睾酮、皮质醇能增强肌肉力量[46]。此外，Botero等[47]經酶联免疫吸附法发现，12个月的抗阻运动后（6～14RM），老年女性的瘦素和抵抗素水平下降，同时瘦体重及腿举肌肉力量显著性增长（P<0.05），因此，长期周期性的抗阻运动能够通过改善身体成分，降低老年女性炎症标志物水平，促进肌肉和功能增长。

3.2  抗阻运动对中老年女性下肢肌肉力量影响的亚组Meta分析

由于纳入的各研究间存在明显的异质性，根据可能的异质性来源对抗阻运动干预中老年女性下肢肌肉力量的研究进行了亚组分析。结果表明：1）抗阻运动可明显降低50～70岁中老年女性的下肢肌肉力量;2）12～52周的抗阻运动可提高中老年女性的下肢肌肉力量，且效应量随着抗阻运动周期的延长而增加，表明24～52周的运动周期可能具有更好的抗阻效果;3）45～50 min/次或60～90 min/次、2次/周或3次/周、组间间歇时间1～2 min均能够显著增强中老年女性的下肢肌肉力量;4）抗阻运动强度65%～85%1RM可提高中老年女性的下肢肌肉力量。亚组分析结果显示，运动时间及运动强度可能是异质性的主要来源。

进行抗阻训练时，随着运动时间的延长，人体神经肌肉适应性增强，能够提高肌肉的力量，改善身体机能[48]。Borde等[49]的一项研究表明，短期抗阻运动（6～9周）增加老年人肌肉力量的效果明显小于长期抗阻运动（50～53周）。另一项研究同样表明，中老年人进行8～18周抗阻运动的效果小于24～52周[50]。本研究亚组分析结果显示：12～15周、16～23周及24～52周抗阻运动均可显著提高中老年女性的下肢肌肉力量;但24～52周的运动可能具有更好的抗阻效果，表明运动周期的改变能够对中老年女性肌肉力量产生不同的影响。On等[51]对39例老年女性进行抗阻运动的随机对照实验显示，8周抗阻运动后等速肌力及肌肉功能指标较对照组无显著性改变，而18周后显著提高，故作者认为较长时间的抗阻运动在提高肌肉力量和功能方面更加有效。但与以往研究不同的是，Kobayashi等[13]研究了较短周期（4周）抗阻运动的效果，结果显示其能够增加老年女性的肌肉力量，但对改善肌肉功能没有显著效果。因此，短时间抗阻运动增强老年女性肌肉功能的效果仍需进一步探讨。