骨性关节炎与肌少症的相关性及其运动营养干预研究进展

段玉梅，范彩丽，王安素，秦诚成，宋凌霞，张 莉*

1.遵义医科大学附属医院，贵州 563003；2.西南医科大学附属医院；3.贵州省遵义医药高等专科学校

随着全球人口老龄化加剧，影响老年人生活质量和运动功能的增龄性肌肉骨骼系统疾病逐渐受到重视。骨性关节炎(osteoarthritis，OA)是一种高发于中老年人群的退行性疾病，因关节软骨纤维化、皲裂、溃疡及脱失而表现为关节疼痛、肿胀、畸形及功能障碍等症状，以髋、膝OA 最为多见[1]。肌少症(sarcopenia)是一种随年龄增加，人体骨骼肌质量、力量和功能进行性和全身性减退的老年综合征，可致病人跌倒、骨折、感染和死亡等风险增加[2]，于2016 年被纳入国际疾病分类（ICD）-10 疾病编码，成为近年的研究热点[3]。肌肉与骨骼关节位置毗邻，受某些共同因素调节，其相互关系逐步受到关注。研究表明，髋、膝OA 病人肌少症的患病率明显高于正常人群，而肌肉无力或萎缩又可通过促进软骨变性、软骨下骨重塑及继发性炎症等加速OA 进展[4-6]。由此可见，二者间存在恶性循环关系，合并存在可严重影响病人的生活质量。但目前国内对此仍缺乏关注。现对骨性关节炎合并肌少症的发病情况、相关危险因素及治疗干预措施进行综述，旨在为骨性关节炎合并肌少症的预防和干预提供参考。

1 OA 合并肌少症的发病情况

据粗略统计，肌少症在60～70 岁老年人群中患病率为5%～13%，80 岁以上的老年人群为50%～60%[7]，全球目前约有5 000 万人罹患肌少症，预计到2050 年这一数字将高达5 亿[8]。而OA 在65 岁以上人群的发病率也可高达50%［1］，两者存在明显的伴发趋势。研究指出，在髋、膝OA 病人中，下肢肌肉量减少是特征性表现，肌肉横截面积较正常人群减少12%～19%[9]，而肌力比正常人群下降20%～40%[10]。研究发现，OA 是65 岁以上人群发生肌少症的危险因素[11]，其患病率甚至高于类风湿关节炎受试者的患病率（17.1%），达29.3%[12]，而在德国70 岁以上女性中，髋膝OA 的患病率是非OA 老年人的2.6 倍[4]，体脂百分比较高或步态速度较低的OA 病人更容易出现肌少症[12]。有学者指出，相较于肌少症或非少肌性肥胖，少肌性肥胖与OA 的相关性更高[13-14]，其在下肢OA 人群的患病率可高达35.4%[15]，凸显了肥胖对OA 的全身代谢影响。Kim 等[16]发现，肌肉质量减少与更高的OA发病风险和严重程度相关。一项为期5 年的纵向队列研究显示[13]，少肌性肥胖老年受试者患膝OA 的风险增高60%～70%。但在这种关系中可能存在性别差异。Suh 等[17]发现，肥胖女性的下肢肌肉质量低时，发生膝OA 的概率增加，而男性则没有。此外，一项系统综述表明，对于髋、膝OA 病人，降低的肌肉力量或骨骼肌质量可能增加关节置换的手术风险，影响术后恢复，如增加住院时间和感染率，甚至导致相关死亡率增加[15]。

2 OA 合并肌少症的危险因素

2.1 衰老 衰老是骨骼肌肉退化的关键病理生理学基础。肌少症与OA 均为增龄性疾病，其患病率和残疾率随年龄而增加[7，18]。人体从50 岁开始，肌量每年下降1%～2%，肌力每年下降1.5%～5.0%[7]。甚至可能早在30 岁以后便可开始出现肌肉力量的下降，即使在肌肉质量不变的情况下仍会随年龄增长呈线性下降，且以下肢肌肉的表现最为明显[19]。研究显示，膝关节伸展肌群、屈曲肌群肌力受老化影响的下降程度可达11%以上，导致膝OA 的患病风险增加[6，20]。此外，衰老相关的全身性炎症反应、细胞凋亡、线粒体功能障碍等也与OA 和肌少症的发生发展密切相关[21-23]。

2.2 雌激素水平降低 骨骼肌肉健康是绝经后女性面临的重要健康问题[22]。雌激素在维持女性的骨骼肌肉代谢平衡方面有着重要作用，而绝经前后的雌激素缺乏势必会对骨骼、肌肉、韧带腱胶原、软骨、滑膜和关节囊的健康产生不利影响[22]。流行病学调查表明，在45～64 岁人群中，女性OA 患病率是男性的3 倍，激素水平与OA 的发生或严重程度呈负相关[24]。同时，雌激素水平下降影响骨骼肌修复、再生及肌肉蛋白的合成，导致肌肉质量降低[25]。据报道，55 岁以后男性握力和膝伸肌力分别下降23.0%和17.4%，而女性则下降40.2%和28.0%[26]。女性肌少症的患病率在50 岁左右时增加，而男性的患病率在60 岁时增加，且女性略高于男性[22-23]。由此可见，雌激素缺乏是肌少症和OA 的共同危险因素，需加强关注绝经后女性的骨骼肌肉健康问题。

2.3 炎症反应 微炎症状态在OA 中较为常见[27]。研究显示，OA 病人的全身炎症标志物显著升高，且血清C-反应蛋白、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6 等炎性因子的升高不仅与OA 严重程度有关，也与肌力降低有关[27-28]。此外，Knoop 等[29]通过MRI 检测到局部的关节积液和滑膜炎也与较低的肌力显著相关。炎症因子主要通过抑制肌肉合成及增加肌肉降解，促进肌肉质量的丢失，从而引起肌少症[12，27]。而肌肉作为人体的内分泌器官，能分泌多种细胞因子，当肌肉无力或萎缩时又可导致OA 关节的继发性炎症[6]。据报告，患有肌少症的老年髋、膝OA 病人的炎性水平高于非肌少症病人[4]。总体而言，目前的研究直接或间接表明了OA的炎症状态与肌肉质量和肌肉力量存在一定程度的相互作用。

2.4 蛋白质和维生素D 缺乏 营养缺乏是引发肌少症的重要危险因素，而蛋白质和维生素D 是参与肌肉合成代谢的重要营养物质[27，30]。一份来自1 316 例膝OA 受试者的数据显示，65.1%的膝OA 病人蛋白质摄入量低于欧盟老年医学会建议的每日摄入量（0.8 g/kg）[31]，且OA 病人存在的慢性炎症消耗可能导致蛋白质的合成代谢抵抗。此外，据Manoy 等[32]报告，高达85.6%的膝OA 病人存在维生素D 不足或缺乏。维生素D 不仅与膝OA 的疼痛、功能和影像学进展有关，且被认为具有参与肌肉纤维蛋白质合成和调节肌肉收缩力的重要作用，维生素D 不足可导致肌肉合成代谢降低，并与胰岛素分泌减少、肌原纤维降解等有关，最终导致肌肉减少[30]。

2.5 肥胖 脂肪细胞似乎在老年人骨骼肌减少与OA 的关系中起着关键作用[13]。研究发现，膝OA 病人的特异性肌力和肌肉质量显著降低，1 型和2B 型纤维相对减少，大腿肌肉及其周围脂肪浸入量较高，并与肌力呈负相关[10]。原因在于脂肪细胞产生的促炎性介质和脂肪因子（脂联素、瘦素）等不仅对OA 发病产生全身和局部促进作用，也可引起骨骼肌胰岛素抵抗和脂质毒性，刺激骨骼肌分解代谢，引起肌量减少和肌力降低[21，33]。同时，肥胖也使膝关节生物机械负荷增加，促进OA 发生或加重。Vlietstra 等[12]的研究显示，OA 病人中72%存在肥胖，而在少肌性OA 病人中，合并肥胖症者有更严重的功能障碍、残疾和跌倒风险。

2.6 活动减少 体力活动缺乏是髋膝OA 病人肌肉质量和肌肉力量下降的危险因素[5]。OA 病人因关节疼痛和僵硬，往往导致活动受限和体力活动减少，可致肌肉纤维失用性萎缩，且在活动中关节的疼痛可通过神经系统抑制神经肌肉的动员能力，致使肌力下降[4-5，34]。而当关节周围肌量减少和肌力降低时，关节的减震能力、承重能力和稳定性降低，又可促进OA 进一步加重，活动进一步减少。长此以往，两者互相促进疾病进程，形成恶性循环。由此可见，体力活动减少在OA 与肌少症之间具有双向促进作用。

2.7 疾病因素 肌少症、骨关节炎及骨质疏松是老年人常见的骨骼肌肉疾病，目前已有众多研究表明三者间分别存在相似的病理生理基础，并受许多共同因素调控[22-23]。刘康妍等[34]研究发现，膝OA 的严重程度同骨质疏松程度呈正相关，同下肢肌力情况呈负相关，认为膝OA、股四头肌肌力下降、骨质疏松存在相互促进的关系，并提出诊治老年膝OA 时，不能忽视伴发骨质疏松、肌少症的可能性。糖尿病是老年人群常见的慢性疾病，可引发全身多器官功能损害，也包括对肌肉骨骼系统的影响。研究表明，糖尿病与肌少症存在双向关系，糖尿病可通过胰岛素抵抗、炎症、糖基化终末产物累积、氧化应激和血管并发症等因素影响肌肉健康，而同时肌肉质量低下也可能引起葡萄糖代谢方式改变，从而引发或加重糖尿病，即糖尿病和肌少症可互为因果[35]。同时，自Berenbaum[36]提出糖尿病性骨关节炎的概念以来，众多研究也相继表明糖尿病是OA 发生发展的独立危险因素[37]。由此推断，糖尿病或是肌少症与OA 之间共同的中间或混杂因素。此外，与骨关节炎相关的慢性疾病，如高血压、代谢综合征以及肥胖症等也可能通过相互关联的途径加剧骨骼肌的丧失[15]。在心理方面，有研究表明焦虑、抑郁与骨骼肌肉质量存在负相关，是导致肌少症的危险因素[38]。而OA病人因长期的关节疼痛、活动受限及经济压力等承受较大的心理压力，Stubbs 等[39]发现，约20%的OA 病人存在抑郁和焦虑症状。因此，对于合并骨质疏松、糖尿病、高血压等疾病的老年OA 病人，应视为肌少症的高危人群，有条件的应及早进行肌少症筛查和预防，同时应注意对OA 病人心理状态的评估，做好心理护理。

3 OA 合并肌少症的干预

3.1 运动干预 运动锻炼作为OA 的基础治疗，也是防治肌少症的主要干预措施[1，23]。目前，抗阻运动被认为是防治肌少症最有效的方式，可以通过克服阻力使肌肉增长和力量增加[23]。一项研究对全膝关节置换后病人实施12 周抗阻运动训练，结果病人的肌肉质量，活动能力评分得到了明显改善[40]。但超负荷抗阻运动所导致的关节疼痛可能是许多OA 病人所无法忍受的，且安全性和可持续性值得考虑。较轻负荷的有氧运动，如游泳、骑自行车、步行等被证实也可有效增加膝关节伸肌和屈肌力量，减轻关节疼痛僵硬[9]。目前多采用联合干预方式，将抗阻运动与有氧运动、营养或药物干预相结合，能有效提高肌肉质量。Petersen 等[41]对膝OA 进行了一项为期12 周的锻炼计划，并联合非甾体类抗炎药治疗，结果显示有效增加了肌肉力量。

血流限制训练被认为是一种加速肌肉骨骼康复的新方法而在近年逐渐受到关注，该方法结合低负荷运动或有氧运动，可产生与高负荷运动相似的肌肉增长和肌力增加，且在运动时关节疼痛度降低[42]，但其潜在的安全性问题不容忽视。此外，神经肌肉电刺激[43]、全身振动训练[44]等物理疗法有益于肌肉质量和功能的证据也在不断增加，一项针对老年女性膝OA 病人为期8 周试验结果显示，肌肉电刺激可使病人的肌肉厚度和解剖学横截面积均增加[45]。但目前有关研究的干预效果缺乏一致性，还需要更多高质量的研究进一步证实。总体而言，目前尚无特定运动方案用于肌少症和OA，医护人员及康复师应根据病人关节疼痛和受限情况，制定出病人可耐受、能坚持且具有安全性和可持续性的锻炼计划。

3.2 营养干预 目前普遍认为，蛋白质、必需氨基酸、维生素D 及其他营养成分的充足供应，对于维持骨骼肌内环境的稳定十分重要[30]。欧洲临床和营养代谢学会指出蛋白质补充与运动相结合是维持肌肉功能的最佳选择，并推荐患有急性或慢性疾病的老年人，蛋白质需求量需增加至1.2～1.5 g/(kg·d)[46]。必需氨基酸能帮助克服蛋白质的合成代谢抵抗，刺激肌肉蛋白质的合成，其中亮氨酸的作用尤为显著[30，46]。因此，建议选择富含必需氨基酸的优质蛋白。此外，维生素D 除了对肌肉质量和力量有作用外，还具有潜在的抗炎作用[27，30]。Manoy 等[47]研究显示，补充6 个月维生素D2能有效改善膝OA 病人的肌肉力量、身体机能、疼痛和生活质量。欧洲骨质疏松症和骨关节炎临床和经济方面协会（ESCEO）[48]建议，每天摄入800 U 的维生素D 维持血清25-羟基维生素D 水平＞50 nmol/L，同时摄取1 000 mg/d 的钙。值得注意的是，超重现象在膝OA合并肌少症人群中十分突出，但少肌型肥胖的OA 人群应谨慎减肥，需注意防止减重的同时丢失肌肉组织。有研究对肥胖老年人群采用低热量饮食配合抵抗运动进行减肥，同时提供充足的乳清蛋白、亮氨酸和维生素D，实现了减重的同时保留肌肉质量[49]。总之，少肌型肥胖的OA 人群仍应谨慎减肥，建议在医护人员、康复师和营养师的联合指导下进行。

4 小结

OA 与肌少症在老年人群中十分常见，两者受某些共同因素调控，存在相互影响、相互促进的恶性循环关系，其共病现状严重威胁老年人运动功能和生活质量。目前对OA 合并肌少症的相关研究尚少，大多数为横断面调查研究，可能导致某些潜在的影响因素被掩盖，故两者的发病机制和因果关系尚不十分清楚，还需更多的纵向设计和实验类的高质量研究验证。这也提示医护人员应重视在OA 人群中开展肌少症宣教和筛查，将OA 与肌少症进行整体性看待，针对其共同病因开展早期防治工作，探索适合少肌型OA 病人的治疗方案。