抗阻运动与肌肉减少症的防治

章碧琼,任达华,阮棉芳,李琴琴,侯丹平,王正平，5

(1.宁波大学 体育学院，浙江宁波 315211;2.温州大学 体育与健康学院,浙江温州 325006;3.聊城大学 生物制药研究院,山东聊城 252003;4.聊城高新生物技术有限公司，山东聊城 252002;5.海门品尚医药科技有限公司，江苏南通 226100)

0 引 言

21世纪世界发展的今天，世界各国的老龄化问题越来越严重，包括中国的老龄化问题也非常严重，研究表明中国老年人人口(65岁及以上)规模将从1.4亿增至3.65亿左右，预计2055—2060年达到峰值(4亿以上)。而2015-2035年是老龄化增速最快的时期。在我国面对将出现大量老年人的同时还要面对一个医学问题，那就是肌少症。肌肉减少症又称肌少症，是一种在全世界范围内被广泛认识的老年综合征。欧盟老年肌少症工作组对其的定义为以骨骼肌肉量和肌肉力量全面性、进行性丢失的综合征，会导致各种不利的结果，例如身体残疾、生活质量下降甚至死亡。其特征大约四十岁开始出现，在70岁以前每10年减少8%的力量，70岁以后每十年减少15%，到了80岁甚至可以达到50%。过去20年世界范围内对肌少症的研究越来越多，对肌少症的认识也越来越充足。肌少症的患病危险因素之一是较少的身体活动，而患者大多是老年人，同时这些老年人的共同特点是身体活动次数少。目前针对肌少症的预防和治疗方法较少，其中学术界临床界都认可的有效方法是通过抗阻训练治疗和营养调理，可延缓肌少症的发展。但是目前抗阻训练和营养调理的最佳方案还有待研究，治疗肌少症的方法大多参考国外数据，国内对肌少症的研究较少，抗阻训练作为治疗肌少症的方法的高级别证据依然缺乏，需要进行更多的研究。

1 肌肉减少症的诊断

目前关于肌少症的诊断尚未有国际或国内的统一标准，这可能是由于正常人体内肌肉量受不同人种、地区、年龄、性别等因素的影响，且现有研究不足以满足各种人群的肌量评估。国际肌少症工作组(International Working Group on Sarcopenia)[5]建议以男性DXA(Dual-energy X-ray absorptiometry)评分为7.23kg/m2，女性5.67kg/m2为分割线来区分是否为低肌肉质量和低身体活动能力。而恶质病—厌食症特别兴趣小组则认为只有肌肉量和身体活动能力低于正常同性成年人标准水平两个标准差才能诊断为肌少症，并且他们评价步行速度是否正常的标准也不同，国际肌少症工作组的标准为<1.0m/s，恶质病—厌食症特别兴趣小组的标准为<0.8m/s。但是国际肌少症工作组、亚洲肌少症工作组(Asian Working Group for Sarcopenia，AWGS)欧洲肌少症工作组(European Working Group on Sarcopenia in Older People，EWGSOP)均指出：肌少症判定标准应综合肌量和肌肉功能的评估，主要评估指标有肌量(mass)减少、肌强度(strength)下降、日常活动功能(physical performance)失调等。肌强度不仅不依赖于肌量，且与肌量间关系并非线性相关，因此仅以肌量减少定义肌少症不足以满足临床需要，应综合评估肌量、肌强度和肌肉功能以诊断肌少症。

2 肌肉减少症与抗阻运动

抗阻运动也叫力量训练(strength training)，是指肌肉主动收缩对抗阻力的一种运动形式，在通常情况下，这种运动的负荷远高于肌肉在有氧状态下的能力，具有强度大、持续时间短、力竭性等特征[7]。肌肉是产生人体自主运动的动力源泉，而肌肉运动，特别是抗阻运动可使肌肉产生很多生理生化的变化。

人在30岁以后，通常每十年可减少5%的瘦体组织,50岁以后每十年大概减少6%-7%的瘦体组织，平均下来相当于每年要减少半Lb(相当于227克)左右的瘦体组织。近年来，越来越多的文献验证了抗阻运动可以增加骨骼肌纤维的数量和横截面积，从而减轻甚至反转由衰老引起的肌肉流失与肌力下降[8]。一个超过1 600名受试者的研究(年龄在21-80范围之内)结果显示：10周的抗阻训练可以增加1 360g左右的瘦体组织[9]；而36周的抗阻训练瘦体组织的增加幅度比十周的训练提高了一倍[1]；另外的一项研究表明一个周期(12-16周)的抗阻训练使得受试者的大腿围度增加了11.4%、肌肉体积提高了3.8%[2]。更令人兴奋的是，大量研究表明抗阻运动引起的肌肉增长可以发生在任何年龄，甚至包括90多岁的老人[3,4]。

鉴于抗阻运动对正常人肌肉量和肌肉质量的积极影响，越来越多的研究将抗阻运动加入到治疗肌少症患者的方法中，一项45人对照研究表明，6个月内，每周两次抗阻训练，总时长不超过50h可以显著增加握力，并且可以增加患者的步行速度。另外一项mata分析证明，虽然不同的研究之间力量增加存在差异，但是积极影响是确定的，高强度的训练有更大的进步，力量增加的范围从9.8kg到31.6kg。

2.1 运动对荷尔蒙分泌的影响

由力量训练导致的多种荷尔蒙分泌随着年龄的增长而减少,这种减少与衰老相关的腺体分泌功能的下降有关。这种减少的荷尔蒙应激包括睾酮,生长激素，胰岛素等。Kraemer等[17]对比研究了年轻男性和老人男性(30和62岁)内分泌系统对10周抗阻训练适应性反应。抗阻训练采用每组10次最大强度下蹲，两组之间休息90s，共4组的训练方案。老年组在训练后显示了睾酮的显著增长和皮质醇的下降，但青年组在训练后的睾酮总量，自由睾酮都比老年组显著提高。此研究证实了老年人内分泌系统对抗阻训练也会有反应，但反应与年轻人不同。

2.2 运动引起的神经系统适应性的变化

增加神经冲动是发挥最大力量或者最大功率的关键。增加神经冲动是通过增加主动肌的运动单位募集，增加放电频率。在高强度的肌肉收缩过程中，抑制机制(比如高尔基体)的减弱是神经冲动增加的另一原因。显然神经系统适应比较复杂，通常在结构组织变化之前就发生。

未经训练的人群最大化募集运动单元，特别是快肌的运动单元的能力不足。Adam等[18]运用MRI发现未经训练的人直接能激活的运动单元只占全肌肉的71%，而经过训练的人这个百分比要高很多。当肌肉需要发挥最大力量时，所有的运动单元都需要被激活。运动单位的放电频率影响肌肉的力量。最大力量或者最大功率的提升通常通过募集运动单元的增多，放电频率的增加，以及放电同步性的提高。运动单位募集遵循大小原则，即小的慢肌的运动单位先募集，再募集大的快肌运动单位。在去极化的过程中，也是先动员大的快肌，然后动员小的肌肉。力量训练可以使参与者具有选择性募集的能力。快速的动作比如跳跃动作，由于跳跃的起跳动作少于0.4s，如果遵循大小的原则，即必须先募集所有的慢肌，再募集快肌，这个起跳动作根本无法完成，因为根本没有时间募集快肌。选择性募集有利于爆发力的动作，长期的负重练习还会导致相同的负荷所需的肌肉激活水平下降。有研究者[19]发现经过9周的负重训练，举起特定的负荷时，股四头肌所募集的肌纤维变少了。这个结果说明了渐进式增加负荷的重要性。

另一个负重训练导致的适应性是放电频率的变化以及放电的次序。放电频率与产生的力量有正相关关系。力量训练能提升运动单位的放电频率[20]。快速动作起始阶段的高频放电是提高力值提升速度的关键。总之，提升放电频率是提高最大力量最大功率的关键。抗阻练习也有助于提升运动单位的同步化，也就是2个或者更多个的运动单位在一个固定的间歇放电。同步化对于力量产生的时机更关键，也就是说对个别动作意义重大，对于总体上最大力量意义有限。

牵张反射能促进肌力提升的速率和幅度，对快速的爆发力动作至关重要。抗阻训练能提升牵张反射强度19%-55%，经常参加抗阻的运动员的比目鱼肌比非运动员有更强的反射[21]。

神经适应性在训练的初期(6-10周)起主要作用，这时肌肉肥大的效果还没有出来[22]。而10周后，肌肉肥大开始出现，这时往往伴随EMG的下降。虽然肌肉肥大最终会停滞，如果训练负荷渐进式增长，神经系统的适应性会导致运动表现的进一步提升。神经方面的因素对于极高强度训练中的力量增长，爆发力，功率增长都非常重要[23]。

除了上述运动对肌肉增长及肌力增长的提升，抗阻运动还对骨密度、能量代谢、血压等也产生很大的影响。

2.3 运动与骨密度

肌肉减少症往往伴随骨质流失(osteopenia)[24]，这能部分解释为什么在美国患有骨质流失的人高达4 500万。不从事抗阻训练的女性骨密度每年下降1%-3%[25]。渐进式的抗阻运动能显著增加骨密度1%-3%，无论是绝经前还是绝经后，同样有效，但停止抗阻训练会使以前获得的骨密度重新下降。

2.4 运动与能量代谢

安静时，没有参与过抗阻训练的每磅肌肉每天需要5-6千卡用于蛋白质的分解与合成[26]，而参与抗阻训练的每磅肌肉每天需要大约9千卡用于蛋白质的分解和修补[27]。大运动量的抗阻练习(8组8个练习)能在运动后72h提高8%-9%的能量代谢[28]。抗阻训练在增加瘦肌肉的同时，也减少了脂肪在体内的堆积。无论男女，抗阻练习都可以减少腹内部的脂肪。一周三次20min的抗阻训练能减少脂肪1.5磅/月。因此抗阻训练被推荐为预防和治疗肥胖症。

2.5 运动与血糖和血压

很多研究显示抗阻训练后能显著提高胰岛素的敏感性以及血糖的控制[29]。因此抗阻练习是预防Ⅱ型糖尿病的有效干预手段。有证据表明抗阻训练比有氧运动更能改善胰岛素的敏感性以及降低糖化血红蛋白[30]，而大运动量高强度的抗阻训练比低强度低运动量效果更好。美国糖尿病协会推荐每周3次，每次进行主要大肌群的抗阻练习3组，每组8-10次[31]。

2个月以上的抗阻训练能降低安静时的血压。受试者参加10周的训练，每周进行3次20min抗阻训练结合20min的有氧耐力训练，收缩压降低了4.6毫米汞柱[10]。另有元分析文章[32]证实了抗阻训练能有效降低安静时血压，效果与有氧运动相似，平均降低收缩压6.0毫米汞柱，舒张压4.7毫米汞柱。

3 抗阻运动的种类及训练方式

根据肌肉长度的变化，抗阻运动可以分为等长收缩(isometric)，向心收缩(concentric),离心收缩(eccentric)，其中向心收缩训练最为普遍，无特殊说明的抗阻运动一般是指利用器械或者自由重物进行的向心收缩运动。老年人参加抗阻训练，需要对训练的频率，训练的持续时间，练习的形式，练习的组数，训练的强度，每组重复的次数，训练的渐进性等训练参数有重点的考虑。有些老年人有特殊的身体状况，比如心血管疾病，关节炎等，更需要特别的考虑。老年人在参与抗阻训练前需咨询专业医生，在训练中需要接受专业人员，比如物理治疗师，运动康复师的指导和监督。

图1 训练强度与力量增长的关系(Peterson et al. 2010)[33]

3.1 训练强度

训练强度是指举起的重量，以最大一次完成重量的百分比来表示，是决定神经肌肉系统适应性变化的关键因素。如图1，训练强度与力量的增长成正相关，训练强度从低(<60% 1RM)，到中低(60%-69% 1RM)，到中高(70%-79%1RM)，到高强度(>801RM)，每升高一个级别，力量增长平均提高5.3%[33]。

很多研究都证实了老年人可以承受80%1RM的高强度。因此，我们建议老年人抗阻练习的强度要逐渐增加到80%。 也有学者建议老年人采用65%-75%的强度，这种强度肌肉力量增长也是明显的，而且可以降低受伤的风险。一般认为强度在65%以下，训练的效果会大打折扣[33]。

3.2 训练频率

训练频率是指一周中训练的次数。美国运动医学学会推荐至少一周两次。但也有一篇文献报道，一周一次的抗阻训练就能预防肌肉减少症[34]。以肌肉增长为目的，文献中大部分采用一周2-4次，隔天练习。老年人刚开始抗阻训练可以采用全身练习的方式(每次训练把全身主要大肌群都练习一遍)，一周训练2-3次。随着训练水平的提高，有经验的老年人可以采用交替训练法训练相关肌群一周1-2次。比如周一训练胸、后背、大腿，周二训练手臂、肩部、小腿；周四重复周一的内容，周五重复周二的内容。

3.3 持续时间

持续时间是指一次训练的时间。通常，一次训练应该在30min到一个h内结束,组间休息时间对训练的总时间影响很大。以肌肉肥大为目的训练，美国运动医学学会为健康的新手以及中低级别的练习者推荐的组间休息时间是1-2min。有经验的训练者可以把组间休息时间控制在30-60s，这有助于同化荷尔蒙特别是生长激素在体内水平的提高，肌肉肥大的效果也更好。

3.4 练习形式

练习形式可以分为单关节练习和多关节练习。比如，肱二头肌弯，只有肘关节做屈伸运动，是单关节运动。蹲起参与的关节有髋、膝、踝三个关节，是多关节运动。由于多关节运动往往与功能性动作有关，比如行走，所以鼓励老年人多进行多关节运动。老年人刚开始训练也应该更多使用抗阻训练机，而不是杠铃、哑铃这些自由重量，因为训练机限制运动的轨迹，能更好地保护练习者。经过一段时间的训练，运动技巧有所提高后，可以逐渐采用自由重量。老年人刚刚参加抗阻训练，需要练习全身的主要大肌群，包括胸、背、手臂、肩部、髋(臀大肌)、大腿(股四头肌、股后肌群)、小腿等。新手和中等水平的练习者可以针对每个肌群进行1-2个练习。通常先进行多关节运动的练习，再进行针对单一肌肉的练习，先大肌群后于小肌群。

多种形式的抗阻练习能有效地提高肌肉质量和肌肉力量。比如，使用自由重物可以进行多关节的练习，腿部肌肉、核心肌肉、上肢等肌肉群都被动员起来，结合了平衡、协调、动作控制的因素。实心球是安全有效的爆发力练习手段，关节受到的负荷又很小，因为在快速动作的末端阻力释放了。橡皮带容易使用，特别适合推的动作，比如下蹲、卧推、肩上推等。精心设计的抗阻训练机提供支撑，合理的动作形式，阻力曲线平行力量曲线。有运动限制，或者平衡、协调、柔韧性有缺陷的老人一般建议先使用阻力机器，并且在练习中不憋气，也不做静止的固定重物的动作，这些动作都会引起血压急剧升高。

3.5 练习组数

刚开始抗阻训练，需要1-2周的熟悉阶段，每个练习做一组，重点强调安全性和正确的动作技术。在此基础上可以将组数增加到3组。进阶到中高级后，可以适当增加练习的组数和练习的形式，以增加总的训练量，这是肌肉肥大的关键。组间的休息要足够，避免过度疲劳以保证随后的练习顺利完成，动作正确。当然，过长的组间休息也是要避免的。

3.6 重复次数

重复次数是与负荷强度成负相关的。新手用60%的强度做练习时，使用自由重量可以重复18-32次，用80%的强度，可以重复8-15次。如果使用抗阻机，重复的次数会稍微提高。因为自由重量练习需要更多的肌肉稳定关节，而抗租机提供固定的轨迹，难度要小一些。实际训练中，我们往往以可重复的次数来推算大致的训练强度。比如，可以重复10-15次的重量大致的强度就是70%-80%的强度。

3.7 进阶控制

进阶是指训练的负荷逐渐增加，对机体的刺激逐渐加强。如前所述，经过9周的负重训练，练习者举起特定的负荷所需募集的肌纤维变少了[19]。人体只对增加的外部阻力(训练强度)或者增加的组数重复次数(训练量)产生反应，才能达到超量恢复的效果。训练效果很大程度上取决于训练方案的进阶，渐进式是抗阻训练的关键。

进阶的方式很多，可以表现在训练频率，持续时间，练习形式，组数，重复次数等训练因素的增加(改变)。进阶中必须充分考虑身体局限性，进阶的方式应该是基于个体情况的训练因素的调整。

4 肌肉减少症的药物治疗

从30岁开始，睾酮水平以每年1%的速度下降。而睾酮水平的下降与肌肉质量和强度上的下降密切相关。研究发现睾酮可增加老年人的肌肉质量、肌肉力量以及步行距离。虽然睾酮从20世纪40年代以来就被作为临床用药，但潜在的心血管事件风险，仍是其临床使用的一个隐患。虽然有meta分析认为睾酮并没有增加老年男性的死亡率，但仍有临床实验(MK0773)因为心血管事件发生率过高而被终止。因此，从理论上而言选择性雄激素受体调节剂(SARM)可能更安全。但就目前而言，睾酮仍是肌少症药物干预中最有效和最安全的。有两个大型试验目前正在进行中，其结果可以帮助临床医生确定肌少症和骨质疏松症的激素应用。

4.1 运动营养补充的必要性

肌肉间脂肪浸润是近年来发现的导致肌肉减少症的机制之一。病理生理学方面的解释是大量的卫星细胞被分化为脂肪细胞。有学者[35]比较了参与运动(有氧、抗阻、柔韧以及平衡练习)与不参与运动的老年人群，研究发现一年后不参与运动的老年人，不仅肌肉力量明显下降，而且肌肉中的脂肪浸润显著增加(18%)，而参与运动的老年人没有发现肌肉中脂肪增加。运动对于身体内脂肪的效果早已广为人知，而运动对肌肉内脂肪抑制作用是第一次被临床实验所证实。结合运动减肥，维生素D和蛋白补充剂可有效的治疗肌肉减少症与肥胖并发症[36]。

传统上，牛奶来源的乳清蛋白已经成为运动员和健身者的一种不错的蛋白来源选择，其可增加人类肌肉中蛋白质的合成速度，并减缓蛋白质分解的速度。结合耐力训练时，乳清蛋白被证明能增加肌肉量和肌肉力量，并有助于机体从肌肉疲劳状态中更快恢复。研究表明，随着年龄的增长，补充足够的蛋白质对于维持肌肉功能状态是至关重要的。另外，配合适量的短肽、胶原蛋白等的训练也能够较好地缓解肌肉减少症。6个月的双盲、随机、对照试验(RCT)对鱼油来源的Omega-3多不饱和脂肪酸疗法对肌肉量、强度和平均等速力量等方面的影响进行评估的结果表明，这类物质有助于患者肌肉的恢复。

肌肉减少症的老年病人需要每天至少消耗1g/kg体重的高质量蛋白，如果运动，还需更多的蛋白摄入[37]。乳清蛋白(whey protein)比大豆蛋白乳酪蛋白更有利于肌肉蛋白的合成，具有亮氨酸高含量的高质量蛋白质是老年人最佳的营养补充剂[38-39]。如图2，老年人在较低剂量的蛋白质补给时，具有合成阻力(anabolic resistance)的特性，即在相同剂量的蛋白质补给，老年人较青年人肌肉蛋白质合成的速率要明显变慢，但在高剂量补给时，老年人年轻人就没有差别[40]。

体内维生素D的状况与肌肉质量，以及胰岛素的敏感性有关。低维生素D与肌肉衰弱、肌肉萎缩、胰岛素抵抗有关，这些情况可以通过补给维生素D得到改善。比如6个月的维生素D补给(4000IU/day)可以显著改善维生素缺乏引起的胰岛素抵抗[41]。另一个研究发现维生素D缺乏的中风幸存者通过两年的维生素D(1000/day)补给，快肌纤维的大小与数量都显著增加了[42]。

图2 肌肉蛋白质微合成率：老年人与年轻人对比[40]

目前认为营养与运动相结合，可以更好地改善肌肉的力量和功能。2018年发表的一篇文献中，关于饮食或运动干预对肌肉减少症患者的肌肉和功能影响的研究，纳入了19个临床试验。其中，运动干预和饮食与运动干预相结合可以持续改善下半身肌肉力量，但对行走速度和握力的影响不明显[47]。有团队研究对比发现为期12周的抗阻运动同时补充蛋白质和维生素D的联合方案是改善老年人肌肉减少症或肌无力最为有效的措施[48]。

5 训练的恢复与受伤预防

训练效果是否能达到，除了与训练中的强度，练习组数、重复次数等训练参数有关，还有赖于锻炼者是否能在训练后中充分恢复体能、修复肌肉及其他结缔组织，并免受伤病的困扰。因此训练的恢复以及受伤预防与训练本身同等重要。

5.1 训练的恢复

训练的恢复是训练效果能否实现非常重要的一步，对老年人来说尤其重要。训练中造成的组织损伤需要在恢复期得到修补。由于衰老的缘故，一次大运动量训练后，老年人往往需要更长的时间恢复。因为老年人细胞中水分的减少，身体中激素水平的下降，肌肉和结缔组织修补都需要更长时间。肌肉活检的研究显示一次常规的力量训练后，7%-10%的肌纤维会受到损害。更剧烈的训练后，这个数字还会升高，其中超等长训练后的肌肉损伤是最严重的。因此，即使是中青年人，两次超等长训练必须间隔72h以上，对于运动能力较强的老年人一周可以安排一次中等强度的超等长训练，比如原地纵跳。而最大负荷的抗阻训练，即使有几年的训练经验的老年人，也只能两周安排一次。

肌肉损伤会造成延迟的肌肉酸痛。减缓消除肌肉酸痛一般采用冰敷、超声波、非类固醇类抗炎药物，口服止痛剂镇静，按摩，小电流电刺激等[43-46]。布洛芬在训练前后服用可以明显缓解痛感，并大大减少离心训练24—48h后的肌力下降[43]。对于老年人，按摩是帮助康复的有效手段。按摩能增加淋巴的循环同时减少肌肉的张力。

5.2 预防受伤

总体来说抗阻训练及其他力量训练方式是安全的，损伤率远比其他球类活动低很多。但是老年人的肌肉刚度增大，而结缔组织的弹性变小，某些运动损伤比较容易发生，比如：肩袖与肱二头肌肌腱炎、髌股关节炎、大转子滑囊炎，股四头肌肌腱炎与撕裂，小腿三头肌撕裂，骨裂，椎间盘源性下腰痛等。预防受伤最重要的是负荷增长的渐进性与动作的正确性。

6 小 结

很多情况下肌肉减少症的出现是与年龄相关的，也有少数情况是疾病所致。与年龄相关的肌肉减少症可以通过抗阻运动来改善患者的身体状况。适当的抗阻运动可以通过改变神经适应性进而增强肌肉的力量，同时也可以调整人体的内分泌，改善血压、血糖状况，提高骨密度、增强能量代谢。同时，通过摄入乳清蛋白、不饱和脂肪酸、短肽等营养成分和活性物质，肌肉减少症的症状可以得到控制。在进行抗阻训练时，需要选择合适的方式，避免受伤。

7 展 望

对肌少症的认识从一开始的肌肉数量到现在肌肉质量和身体活动能力，说明人们对肌少症的认识越来越深入，也越来越全面，不单单再是只关注表面现象，而是越来越注重研究其内在机制以找到更多的预防和治疗方法。目前对肌少症的治疗主要有两种方式，即抗阻训练和营养补充，也可以将两者结合起来使用。虽然有研究证明抗阻训练和营养补充可以有效的增强肌肉力量，但是仍然缺乏大型随机对照实验的研究数据来支撑此观点，另外对于锻炼的方式、时长、阶段性针对训练等等研究数据更少，因此需要未来有更多的这方面的研究为病人提供更好的、针对性的治疗。抗阻运动有很多种方式，与不同的营养成分或其他因素结合有不同的功效，但是目前最缺乏的是对肌少症患者训练的时长、训练量以及不同阶段如何训练的研究，因此我们应加强关于这方面的研究，建立属于我们自己的数据库和治疗方法，为患者提供最优的治疗。