运动疗法防治骨质疏松症机制的研究进展

佟喆 张振南 于潼

中国中医科学院广安门医院，北京 100053

骨质疏松症(osteoporosis，OP)是一类全身性、代谢性骨病，表现为持续骨量减少、骨组织微结构退变，骨的强度降低，继发骨脆性增加，引起疼痛和驼背等症状，并能极易出现病理性骨折，身体健康、生活质量严重被影响[1]。临床上按病因常见两种类型：原发性OP、继发性OP。原发性OP又分为：特发性OP、Ⅰ型(绝经后OP)和Ⅱ型(老年性OP)，继发性OP是指因疾病或者药物等任何影响骨代谢的和其他病因明确的OP[2]。OP的三个主要危险因素是：长期缺乏运动、激素水平随年龄增长而下降、膳食结构不合理。运动和适当的身体活动有助于预防和治疗骨质流失和骨质疏松症。它不仅方便，安全和经济，而且还具有其他一些健康效果，例如改善平衡，增强肌肉力量和耐力以及防止跌倒；降低骨质疏松引起的骨折发生率等。将近年来文献综述如下，以为深入研究中西运动疗法防治骨质疏松症的机制提供依据。

1 西医运动疗法防治骨质疏松的作用机制

1.1 运动机械应力对骨骼的效应作用

骨骼作为一种支撑身体的高组织化器官，通过骨重建来顺应需求以满足机械应力及承重，使骨骼结构特性变化[3]。根据骨骼的功能适应性、力学稳定性理论，可知应力对骨骼形成、重塑有着一定的影响。就相关研究显示，日常运动中骨骼承受外界的各种应力，目前主要为三种应力：流体剪切应力、牵张应力与静水压力，其对成骨细胞(OB)的影响存在相近性，并推测OB的凋亡是均受三种力学信号的影响，与时间、强度有着相关多效性[4]。另外，OP的干预效果与不同的冲击力有关，Ireland 等[5]发现，运动员长期进行下肢力量性( 短跑、跳跃) 训练，其骨密度(bone mineral density，BMD)远高于进行耐力性训练的运动员。而机械应力下起到决定性作用的是旁分泌可溶性因子，通过该形式进行OB与破骨细胞(OC)之间的交流，OB通过分泌各种因子调节OC的活动，而OC可能以分泌细胞外囊泡的形式影响OB的活性[6]。通过上述观点，可知在适宜的运动时间和强度的机械应力刺激下，才可抑制OB的凋亡，以此起到防治骨质疏松的作用。反之，无任何机械应力的刺激下机体骨量会随之流失；高于最适运动强度或超出最适运动时间，机体骨量未必会增加。

1.2 运动对钙的调节效应作用

骨骼系统中重要的营养元素之一就是钙，骨组织中可溶性钙作为不稳定性钙参与调节钙在全身中的平衡分布，均通过其与细胞外液中的不稳定性钙进行循环交换，补充钙剂对减缓骨量丢失、获得理想的骨量峰值，对骨骼健康有着积极的作用。而运动能促进钙的吸收和利用，并沉积在骨骼中。首先，适宜的运动不仅能接受充足的阳光，体内活性维生素D的水平也随之增加；还能改善人体消化系统功能，增加食欲，促进肠道对钙的吸收，并通过血循环沉积到骨骼中完成骨的钙化。其次，随着运动量的增加骨皮质的血流量也会增加，有利于可溶性钙从细胞外液到骨骼的运输并沉积到骨骼中，故运动量的增加骨量也随之增加，人体对钙的需求也在增加。相反，随着运动量的减少，骨骼对钙的需求也在减少。血液中的大量游离钙离子经尿液排出于体外，骨密度因钙离子的减少而降低。有研究[7]显示，超重/肥胖男青年经6周高强度间歇训练骨钙素水平显著增加，血清钙水平低于对照组。

1.3 运动诱导细胞调节因子、激素的变化对骨代谢的作用

依据临床上已有的研究[8-12]发现，参与调控和介入骨代谢以进行骨的改建、重建的激素有很多种，包括性激素、甲状腺素、甲状旁腺素、活性维生素D等。运动则可通过诱导激素的变化，参与骨代谢以防治骨质疏松。前期一项关于运动对绝经后女性骨代谢及骨质疏松相关研究[13]表明，运动组的骨强度、雌二醇和肌肉含量均高于非运动组；骨质疏松低于非运动组，提示运动能促进雌激素的分泌、降低内脏脂肪量和增加四肢肌肉含量来有效防控绝经后女性骨质疏松的发生。温霜威等[14]研究发现，有氧运动显著增加左旋甲状腺素及维生素D3改善亚临床甲减大鼠的骨质疏松，可见在重视甲状腺素、维生素D3激素治疗的同时也要注意加强有氧运动的综合性治疗手段。此外，还有多种细胞因子参与骨代谢的过程而在骨质疏松发病机制中起到重要作用[15-16]。运动可促进骨生成、抑制骨吸收，而相应的细胞因子表达也会随变化而影响骨代谢，在OP的发生和进展过程中发挥着重要作用[17-18]。

1.4 运动对骨代谢信号通路的调节作用

通过调节Wnt/β-catenin、TGF-β、OPG/RANK/RANKL、NFKB、JNK/AP-1等信号通路刺激骨骼，抑制破骨细胞形成或促进成骨细胞分化而维持骨代谢的稳定性[8,19-22]，而运动可通过对信号通路的激活和调控相关蛋白的表达以达到防治OP的作用[19,22]。另外，相关细胞调控因子的表达也可随运动而上调，通过信号通路的介导对骨生成的调控和骨稳态的维持起到改善作用，以达到防治OP的作用。Zhang等[23]研究发现，骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cell，BMSC)通过BMPs信号通路的介导，其在运动训练后的小鼠模型中更多地是向成骨细胞方向分化，而生长期小鼠的峰值骨量(peak bone mass，PBM)升高，老年性OP的发生被推迟。

1.5 运动的其他效应作用

因骨质疏松导致的骨折最主要的是影响患者的生活质量，因此针对OP的所有治疗方法，其目的是有效预防骨折，而运动可促进人体加快新陈代谢，提高各系统功能。尤其是对于女性来说，肌肉体量本身就较男性偏低，再随着绝经后激素水平的下降更易患OP。多项研究证实，运动作为简单易行的非药物治疗方法在防治绝经后女性骨质疏松症方面起到了重要的作用[24-25]。其次，运动可以增加肌肉量来提高基础代谢率，并能改善身体的核心性、协调性和稳定性，减少意外跌倒的发生率。最后，它与治疗骨质疏松的各类药物相比，运动不良反应更小。

2 中医传统功法防治骨质疏松的机制

2.1 骨质疏松症病因病机在传统中医学的认识

2.1.1肾与骨质疏松的关系：传统中医学按症状将OP归于“骨痿、骨痹、骨枯”或 “腰背痛”等中医诊断范畴。肾精足则生髓充骨，肾精不足则髓不能充骨，继而出现骨软、腰背疼痛等症状。经现代医学研究，提出“肾精-骨质疏松-骨髓间充质干细胞(BMSCS)”这一理论，显示3者之间存在紧密联系，对中医补益肾精以防治OP提供了更科学的依据[26]。此外，通过现代研究肾脏的内分泌功能，可知肾脏分泌的激素来调节钙、磷代谢以此实现骨代谢具有重要作用，继而影响人全身骨骼生长发育，阐述了“肾主骨”这一理论[27]。

2.1.2脾与骨质疏松的关系：脾为后天之本，主运化水谷精微，在体为肉。《儒门事亲·指风痹痿厥近世差元说》: “胃为水谷之海……髓充则足能履也”中阐述了脾肾作为先后天之本相互影响和滋养，精虚骨骼失养从而诱发骨质疏松。另外，有研究探讨了脾主肌肉这一机理与肌肉-骨骼-骨质疏松性骨折( osteoporotic fracture，OPF)间的相关性，重视补脾胃在防治OPF的作用[28]。可见，若脾胃运化正常，则肾精足，肌肉饱满、骨骼坚实；若脾胃运化失常，则肾精不足，肌肉萎缩，日久则四肢痿软无力及骨量减少。因此，脾胃运化正常则肌肉饱满，可间接增加骨密度以降低因骨质疏松导致的骨折发生率，提高病患的生活质量。

2.1.3肝与骨质疏松的关系：肝藏血，主筋，主疏泄，司运动。生理上基于“肝肾同源，乙癸同源、精血同源”之说，认为肝肾是精血之源，精血充足以营养骨骼，使其生长与重塑。病理上在《素问·痿 论》阐述了肝、肾与骨之间的联系，“肾者水脏也，今水不胜火，则骨枯而髓虚，故足不任身，发为骨痿”。陈静欣等[29]从肝论治老年骨质疏松症经验，注重补肝柔筋，调理气血阴阳，自拟骨松方在临床上取得良效。另有研究[30]表明，基于补益肝肾的理论原则下治疗绝经后骨质疏松症，其能提高股骨颈BMD水平，改善疼痛和降低血磷血钙水平。

2.2 传统中医导引运动疗法防治骨质疏松的作用机制

目前研究较为多的中医传统运动主要是太极拳、五禽戏、八段锦等，虽然在运动形式上不尽相同，但在思想内涵和中医理论对于骨质疏松的病因病机认识上是相同的。例如：①太极拳：基于气一元论和阴阳理念，以调畅谿谷和三焦[31]。而脾为阴中之至阴；肝为阴中之阳；肾为阴中之阴；谿谷属骨，因此太极拳在骨病上的防治机制是基于中医对于该病的认识。国内专家及指南上也均有推荐太极拳作为防治OP的运动疗法之一[32-33]。②五禽戏：通过模仿虎、鹿、熊、猿、鸟五禽的姿态来调节脏腑、平衡阴阳和疏通经络，其中虎戏、熊戏和鹿戏分别主肝、脾、肾三脏与中医对于骨质疏松的病因病机上是相同的，通过该中医导引运动疗法来防治OP。现代研究发现改良五禽戏延缓肝肾亏虚型绝经后OP者骨密度T值的下降幅度，并能明显改善肝肾亏虚症状[34]。③八段锦：其动作特点是柔和轻缓、驰张有度、动静结合、形神一体并气贯始终[35]，该功法通过肢体活动来调和阴阳、气血畅通则强五脏。彭冉东等[36]研究发现，八段锦可在常规药物治疗基础上对绝经后2型糖尿病合并骨质疏松症患者增加BMD、促进骨形成和抑制骨吸收。

传统中医导引功法正是将人作为一个有机整体，通过肢体活动由外到内的有序协调脏腑气血，脾胃运化正常，肾精充养有道，肝筋强劲有力，髓充足则骨骼坚硬，减少骨量的丢失以防治OP，同时传统功法还可以提高神经对肌肉的控制，可提高核心力、平衡力和协调性以此防止跌倒导致的骨质疏松性骨折。可见，传统中医导引运动疗法作用机制与中医认为OP主要是与肾、脾、肝三脏有关是一致的。另外，传统功法是建立在“动静结合”理论基础上的思维内涵，倡导阴阳平衡的身心功能康复观[37]。

3 总结

合理及适量的运动可通过对骨骼的应力刺激、促进骨钙沉积、调节骨代谢相关细胞因子等机制，有效预防骨质丢失，具有治疗OP的疗效。中医运动疗法-导引功法是以中医的整体观念、辩证施治和经络学说等基本理论为指导，运用运动调理脏腑气血，并“以形导气”、“以息导气”、 “以意导气”等练习形式，将动静结合起来，强健筋骨，从而达到防治骨质疏松的目的。结合我国目前的现状，尚不能全民化参加专业人士进行指导的体育健身活动，因此，简便易行的中医导引功法在我国的推广和临床应用中具有独特的优势。但其完整的理论体系及循证医学的验证还需要进一步的规范和标准化，以发挥其“简、便、廉、效”防治骨质疏松的目的。