不同类型有氧锻炼对中老年女性平衡能力的影响

王晶晶 刘欣 王道 郑樊慧

(上海体育科学研究所，上海 200030)

平衡能力是人体维持站立、行走等身体姿势，并协调完成各类复杂动作的重要能力。随着年龄的增长，50岁以后中老年人的平衡能力出现下降，跌倒风险随之增高〔1〕。

规律的体育锻炼能够有效延缓中老年人平衡能力的增龄性下降，尽早对于老年人平衡能力实施干预，有利于改善老年人的平衡能力，进而预防其跌倒〔2〕。但由于平衡能力依靠前庭、视觉、本体感觉和中枢神经系统的协同配合，并与下肢肌力和核心肌肉力量有关〔3,4〕，因此不同种类的体育锻炼改善平衡能力的作用机制并不完全相同。有学者认为，有利于改善平衡能力的体育锻炼项目大致分为太极拳、气功等以增加运动控制能力为主的项目和交谊舞、健身舞、体育舞蹈等改善感觉输入为主的项目〔5〕。近年来对于运动改善中老年人平衡能力的影响研究多集中于某一单一体育锻炼项目的运动干预，对于不同种类锻炼项目改善中老年人平衡能力的差异研究相对数量较少〔6〕。参考2014年全民健身活动状况调查公报结果，本研究选择我国50岁以上中老年女性中参与度最高的健步走、广场健身舞及以增强运动控制能力为主改善平衡能力的典型项目健身气功，同时设置不锻炼对照组，比较不同有氧锻炼对中老年女性平衡能力的作用差异。

1 对象与方法

1.1研究对象 在上海杨浦、长宁两个行政区以街道为单位征集志愿者，采用问卷调查法筛选身体条件符合实验要求的研究对象。入选基本条件为50～69岁中老年女性，身体健康，有独立生活能力，并通过问卷排除主述存在影响平衡能力的急慢性病症者，排除标准：(1)患有脑卒中、帕金森病、小脑病变、前庭疾病、外周神经系统病变等神经系统疾病；(2)体位性低血压、脑梗死；(3)白内障、偏盲、青光眼、黄斑变性等影响视力的疾病；(4)痴呆、抑郁等心理疾病；(5)近半年内有昏厥、眩晕、惊厥等情况发生者。根据问卷调查结果选择锻炼情况符合条件者，其中，健步走、健身气功和健身舞组研究对象需为每周从事该锻炼项目至少3次，每次运动至少30 min，且运动强度为中等强度以上的规律锻炼者〔7〕，为排除不同锻炼项目的交叉影响，对于同时参加多种项目的锻炼者予以排除；不锻炼组的研究对象为近3年从不进行任何体育锻炼的人群。

除健步走组与健身气功组间身高外，各组间年龄、身高、体重和体重指数(BMI)水平无明显统计学差异(P>0.05)。见表1。

1.2测试指标及方法

1.2.1平衡仪测试 采用以色列产Tetrax平衡测试系统测量跌倒指数、稳定性指数(ST)和体重分配指数(WDI)。测试时要求受试对象赤足直立于平衡台，左右脚踩放于平台指定位置，整个测量包括8个测试动作，每个动作32 s，本研究选取与前庭、本体感觉、视觉有关的睁眼直立(NO，方法：睁眼，直立姿势，目视前方；机制：基础姿势，视觉、前庭、本体感觉兼有)、闭眼直立(NC，方法：闭眼，直立姿势，头面部向前；机制：屏蔽视觉，主要依靠本体感觉、前庭感觉)、加垫睁眼直立(PO，方法：睁眼直立，脚下垫泡沫橡胶垫；机制：屏蔽本体感觉，主要依靠视觉、前庭感觉)、加垫闭眼直立(PC，方法：闭眼直立，脚下垫泡沫橡胶垫；机制：屏蔽视觉和本体感觉，主要依靠前庭感觉)4个平衡测试动作进行深入分析〔8〕。测试全程要求保持安静的外部环境且受试对象不允许说话和做动作。整个测量完成后测得的跌倒指数，用于预测跌倒风险，数值越高，反映平衡能力越差，跌倒的可能性上升；每个动作下的ST数值越大，稳定性越差；WDI正常值为4～6。

表1 研究对象基本情况

与健步走组比较：1)P<0.05

1.2.2简易平衡能力测试 ①闭眼单脚站立测试，受试者选择习惯脚做闭眼状态下的单脚站立，直至测试脚移出测试区或另一只脚落地停止计时，单位为s。②闭目原地踏步测量，受试者闭眼站在一个直径为40 cm的圆圈中央，随节拍器以120步/min的频率踏步，记录其从开始到脚踏出圈或触圈线为止的持续时间，测量3次，取最大值，单位为s。③靠墙半蹲测量,要求受试者膝关节下蹲90°，并保证背部紧贴墙面，持续该动作到不能坚持为止，记录持续时间，单位为s。④30 s坐站测试，测量30 s内快速坐-起的次数，受试者双臂交叉坐在椅子中间部分，开始口令后起身至直立姿势再恢复到完全坐姿，重复完成坐站过程，记录其30 s时间内完成站立的次数。

1.3数据处理 采用SPSS22.0进行单因素方差分析，LSD-t检验。

2 结 果

2.1各组简易平衡能力测试指标水平比较 闭眼单脚站立时间健身气功组和健身舞组略高于健步走和不锻炼组，但各组间无明显的统计学差异。闭目原地踏步水平健身舞组时间略长，健身气功和不锻炼组相对较短，各组间无明显的统计学差异。靠墙半蹲时间健身气功组显著长于其他3组，统计学差异具有显著性(P<0.05)，其他组间无明显统计学差异，数值上以不锻炼组最低，健步走和健身舞组接近。30 s坐站测试次数，健身气功组显著高于其他3个组别(P<0.05)，其他组间无明显统计学差异，数值上以不锻炼组和健身舞组略低。见表2。

表2 各组简易平衡能力测试指标水平比较

与其他3组比较：1)P<0.05

2.2各组平衡仪测试指标水平比较 平衡仪测得的跌倒指数及各姿势下的ST值、WDI值见表3。跌倒指数水平，健身舞组最低，健身气功组和健步走组次之，不锻炼组最高，提示不锻炼组跌倒风险最大。组间比较，健身舞组与不锻炼组、健身舞组与健步走组间具有显著的统计学差异(P<0.05)。不锻炼组在所有姿势下ST水平均最高，稳定性最差；健身气功组在NC、PC姿势下ST水平也较高，但在NO、PO姿势下ST水平最低；健身舞组在NC、PC姿势下ST水平最低。组间比较，在NO、NC姿势下不锻炼组ST水平高于健身舞组，NO、PO姿势下不锻炼组ST水平高于健身气功组，差异具有统计学意义(P<0.05)。PC姿势下各组间无明显的统计学差异(P>0.05)。NO、NC姿势下各组的WDI值均分布于4～6的正常区间。PO姿势下除健身气功组之外的其他组别WDI水平超出正常区间，不锻炼组超出最多；PC姿势下仅不锻炼组超出正常区间。各组间WDI值无明显的统计学差异。

表3 各组跌倒指数及各姿势下ST、WDI水平比较

与不锻炼组比较:1)P<0.05；与健步走组比较:2)P<0.05

3 讨 论

平衡能力分为动态和静态两种，静态平衡能力是指保持站、坐等姿势稳定的能力，动态平衡能力则是指运动状态下或受外力干扰时重新获得稳定的能力。老年人随着年龄的增长，视觉和前庭系统功能均出现退行性变化，使老年人姿态调节能力减弱，平衡能力衰退〔9〕。本研究选择的平衡仪对老年人的静态平衡能力测试具有较高的重测信度〔10〕，测量时要求的不同姿势动作，可以通过闭眼屏蔽视觉输入、加海绵垫干扰本体感觉等手段，有效地对维持静态平衡的不同因素进行区分测量。简易测试中的闭眼单脚站立测试是常见的反映人体静态平衡能力的测评方法；闭目原地踏步测试则是常用的主动运动过程中动态平衡能力的测评方法〔11〕，二者都是通过屏蔽视觉来测量平衡能力。下肢肌力的衰退会影响中老年人的姿势控制能力，进而导致身体平衡能力下降〔12〕，因此下肢肌力评定对于老年人平衡能力测评同样具有重要意义。30 s坐站测试是被广泛应用的安全有效的老年人肌肉健康测试方法〔13〕；靠墙半蹲是老年人肌力训练中常见的下肢力量训练方法，可以锻炼髋关节和膝关节的伸展力量〔14〕，也有学者用于下肢肌肉耐力的测评〔15〕。

本研究中，不锻炼的中老年女性平衡能力相较锻炼者衰退更多，体现在不论是静态平衡能力、动态平衡能力、下肢肌力，还是本体感觉、前庭功能均衰退的更为明显，跌倒风险更高。而包括健步走、健身气功和健身舞在内的各类体育锻炼，均可以在一定程度上改善中老年女性的平衡能力，提高下肢肌力。

研究证实，体育锻炼可以有效促进肌肉骨骼健康，改善平衡能力，维持老年人功能独立，进而显著提高老年人抗跌倒的能力〔16〕。但由于体育锻炼的种类多样、强度不一，因此并非所有锻炼都有利于改善平衡能力和预防跌倒，锻炼方法选择不当可能对平衡并无改善效果甚至增加跌倒的危险性〔17〕。通常认为，中等强度的有氧锻炼或力量训练，都有一定的改善平衡能力的效果〔18〕。Howe等〔19〕在综合了94篇涉及9 821例研究对象的随机对照实验后认为，包括太极拳、气功、瑜伽、舞蹈在内的三维运动及力量练习，平衡练习、步态练习、协调能力练习，综合运动干预等均可以在一定程度上改善老年人平衡能力，另外，还提出步行和骑行可以改善平衡的观点，但证据强度不足，仍需进一步研究。

由于人体维持平衡的机制复杂，肌肉力量、本体感觉、前庭系统功能及视力的增龄性退化，都可能导致中老年人平衡能力的下降〔20〕。目前对于中老年人平衡能力下降的主导因素观点并不一致：有的认为前庭系统功能减退是导致平衡能力下降的主导因素，也有的认为下肢肌力衰退是导致平衡能力下降主要原因〔21〕。由于平衡的影响因素众多，因此，不同的体育锻炼项目可能通过作用不同的影响因素路径实现提高平衡表现的效果。

在国内外众多关于锻炼项目对平衡能力影响的研究中，学者们多将注意力集中在太极拳这一锻炼项目对于平衡能力的改善功效上〔22～24〕，相较而言，尽管健身气功同样有利于改善平衡能力〔25,26〕，但研究数量相对不足。近年来对于健身气功有利于改善平衡能力的影响研究仍在深入，且证据显示，健身气功可以达到与太极拳相似的健康收益〔27〕。健身气功对于平衡能力的改善机制可能是由于练习时保持身体重心平稳、虚实分明、左右对称用力等要求，增加了老年人本体感觉的敏感性，并提高其对感觉刺激的综合处理能力〔28〕，同时站桩练习等屈膝练习可以有效提高下肢肌肉力量和肌肉耐力，进而改善平衡能力〔29〕。相较健身气功而言，健身舞锻炼是一项常见的相对“年轻”的中老年女性锻炼项目，参与广场健身舞锻炼的人群绝大多数年龄集中在45～65岁，超过65岁以上的老年人选择健身舞锻炼的并不多〔30〕，这可能与部分健身舞节奏较快、锻炼强度相对气功等项目稍大有关。健身舞中以身体为轴的旋转动作、转头动作、直线加减速动作等可以有效刺激前庭系统、提高本体感觉，进而改善平衡能力〔31〕。但也有研究认为，健身舞对平衡能力的改善功效会在停训后逐渐消失〔32〕，因此需要长期坚持锻炼才能获得更高的健康收益。

本研究中，健身气功组靠墙半蹲时间和30 s坐站测试次数明显高于其他组别，提示健身气功对于中老年女性下肢肌力的提高具有非常明显的作用。值得一提的是，为了避免个别极佳数值对整体平均水平的影响，在统计靠墙半蹲时间时超过60 s者以60 s计，因为在实际测试中，相较其他组别，超过三分之一的健身气功组受试者的靠墙半蹲时间均可持续长达3 min以上。另外，睁眼状态下，健身气功组的ST值最低，整体稳定性最佳，并且在加垫干扰本体感觉后仍旧能将WDI值维持在稳定范围内。说明长时间规律的健身气功锻炼在提高中老年女性肌力的同时，也可以提高其睁眼状态下维持姿势稳定的能力。健身舞对平衡能力的作用效果主要体现在动态平衡能力和前庭系统功能的提高，相较于其他锻炼项目，健身舞组的闭目原地踏步时间更长。闭眼状态下，健身舞组的ST水平最低，提示在没有视觉输入位置信号的情况下，长期参加健身舞锻炼的女性依靠前庭系统维持平衡的能力更佳。健身舞组的跌倒风险相较其他锻炼项目组也最低。总体而言，健身气功和健身舞对改善平衡的机制并不相同，健身舞更多的通过刺激前庭系统改善平衡，而健身气功则通过提高下肢肌力和姿势控制能力改善平衡。相较于不锻炼组，健步走可以在一定程度上提高下肢肌力及各姿势下维持姿势稳定的能力，但这种改善效果相较于健身气功和健身舞而言，并不显著。

由于中老年女性在选择健身项目时具有年龄特征，健身气功组女性年龄要高于其他组别，而健身舞组的平均年龄在四个组别间最轻。尽管年龄组间差异并无显著性，但由于60岁可能是人体平衡能力下降的拐点〔33〕，因此健身气功组闭目原地踏步时间及闭眼状态下的ST值水平相较其他锻炼项目组不佳可能与健身气功组年龄更高、前庭功能已经出现增龄性退化有关。虽然健身气功组在闭眼、主要依靠前庭系统维持平衡的姿势下，ST值相较其他锻炼项目略差，但在睁眼增加视觉输入后，稳定性最佳，提示健身气功可以在一定程度上通过提高姿势控制能力应对前庭功能的退化，进而达到维持姿势稳定的效果。这一机制有待进一步研究。

综上，体育锻炼可以在一定程度上改善中老年女性的平衡能力，提高下肢肌力，进而预防跌倒。相较于不锻炼者，健步走、健身气功和健身舞均可以改善中老年女性的静态平衡能力、动态平衡能力和下肢肌力。但不同的锻炼项目对平衡的改善机制并不相同。其中，健身气功主要通过提高下肢肌肉力量和姿势控制能力达到改善平衡的效果；健身舞主要通过提高动态平衡能力和前庭系统功能达到改善平衡的效果；健步走相较于不锻炼者可以略微提高下肢肌力，进而提高平衡能力，但改善效果不及健身气功和健身舞。后续研究仍需要更多的关注于不同体育锻炼对于平衡能力的改善机制及如何针对性地选择体育锻炼项目以应对不同系统功能退化导致的中老年人平衡能力衰退。