运动疗法治疗腰椎间盘突出症的研究进展

孙传睿 冯天笑,2 王晓阳, 王 旭 袁普卫 魏 戌 朱立国,5

(1 中国中医科学院望京医院脊柱二科,北京,100102; 2 北京中医药大学研究生院,北京,100029; 3 陕西中医药大学第一临床医学院,咸阳,712000; 4 中国中医科学院望京医院学术发展处,北京,100102; 5 中医正骨技术北京市重点实验室,北京,100102)

腰椎间盘突出症(Lumbar Disc Herniation,LDH)是一种与人口老龄化密切相关的脊柱退行性疾病。由于腰椎间盘发生退行性病变后,纤维环部分或全部破裂,髓核单独或者连同纤维环、软骨终板向外突出,刺激或压迫窦椎神经和神经根从而引起腰腿痛等症状[1-2]。LDH的1年发病率为0.1%～0.5%,35岁以上患者中男性占比约为4.8%,女性约为2.5%[3-4]。早在2015年,我国LDH患者人数就已超过2亿,占总人口的15.2%,带来了沉重的经济负担和社会负担,是目前亟须解决的临床问题。

非手术治疗是大多数LDH患者一线治疗方式(推荐级别A),疗程至少4～6周(推荐级别A),其远期疗效与手术相当且安全性更佳[2]。运动疗法作为LDH保守治疗方案中重要组成部分,适当、有规律的运动能够改善整体健康状态,预防诸多危险因素发生。研究显示LDH急性发作期(7 d内)采用运动疗法可能导致疼痛症状加重,而当处于恢复期或慢性期时运动疗法会使腰腿疼痛症状随时间的延长而明显减轻,尤其在康复期内疗效更佳[5]。目前研究尚存在的临床证据缺乏条理、疗效机制研究欠缺等问题,现对不同运动类型治疗LDH的研究进行综述,以供临床医师和科研人员参考。

1 运动疗法治疗LDH的临床研究

1.1 静态运动(等长运动) 静态运动指以增加肌肉张力来对抗固定阻力的运动,主要适用于LDH的康复期及慢性期,简单低频的静态运动也可适用于急性发病期。见表1。McKenzie技术是普遍认可的LDH康复方案,其基于“强化腰椎伸展,减轻椎间盘压力”理论,激发肌肉协调性和运动敏感性,在LDH术后或康复期均具有较好的临床推广价值[6-8]。核心稳定性训练(Core Stability Training,CST)是以训练躯干深层肌肉运动控制为基础的运动方式,对慢性腰痛的缓解,日常生活能力的恢复有显著疗效[9-10]。王雪强等[11]、李雯和余祖琳[12]、沈志祥等[13]、王梓林[14]均采用瑞士球对LDH患者进行CST,研究发现利用瑞士球的不稳定平面训练更有利于患者腰部本体感觉能力的提高,提高腰椎节段的稳定性,并能减轻复发程度和减少复发次数,以其他形式模拟的CST同样具有较好疗效[15]。在LDH青年患者中,表面肌电测试仪提示CST可提高其椎旁肌力量,改善肌张力,增强椎旁肌协调性,恢复腰椎两侧力学平衡,提高脊柱稳定性[16]。研究提示诸多静态运动形式可在臭氧消融术[17]、显微内窥镜椎间盘摘除术[18]、后路经椎板间隙全内镜术[19]等术后协同康复。此外,在联合治疗中,如各种静态运动类型联合手法[20-21]、中药复方[22]、牵引[23]、腰椎侧隐窝灌注[24]、针刺[25-27]、中医五音疗法[28]均取得较好的临床疗效。

表1 不同静态运动类型治疗LDH临床实践中的动作要点

参考世界卫生组织的“全球健康体育活动建议”,LDH康复期及慢性期患者在有氧运动之前需要进行肌肉强化活动、功能性平衡和力量训练等静态运动,循序渐进增加练习量、强度和复杂性,进行中等强度或更高强度的锻炼保持每周2 d或以上,以增强功能性能力和防止跌倒(强烈推荐,中等质量证据)[29]。

1.2 有氧运动(等张运动) 有氧运动是较为简便的运动类型,主要适用于LDH的慢性期和稳定康复期。研究较多的普拉提运动主要锻炼深层的小肌肉群,强调对核心肌群的控制,加强大脑对肢体及骨骼肌肉组织的神经感应及支配,国内外的2篇系统评价表明通过周期性的普拉提训练能增加腰椎稳定性、改善腰椎活动功能[30-31],同时其在术后康复中也具有较好应用效果[32-34]。此外,普拉提联合持续被动运动机[32]、夹脊穴电针[33]、认知行为疗法[34]同样取得较好的临床疗效。游泳作为一种普及率较高的有氧运动,苏义基和韦志杰[35]发现蛙泳能够缓解LDH恢复期的功能状态和临床症状。但是过度剧烈的游泳活动,可能加重腰椎间盘退变,尤其是L5～S1的椎间盘[36],因此LDH患者应尽量避免过久、竞技性的游泳运动。瑜伽是起源于印度的一项有氧运动,瑜伽练习能改善慢性下背痛患者的疼痛,减轻腰部活动功能障碍,增加脊柱柔韧性[37-38]。此外,一些学者自拟的骨筋肉运动[39-40]、医疗体操[41-42]、康复运动操[43-44]同样在临床中具有较好的应用和疗效。

综上所述,LDH患者进行有氧活动的持续时间可以在训练的第一周期从5～10 min(或更少)开始,循序渐进进展到20～30 min。锻炼强度通常与心率成比例,并且随着健康程度和自信心的提高,可以从中等强度逐层累加。无禁忌证的情况下,每周应保证至少150～300 min的中等强度有氧活动,或等量的中等强度和剧烈强度组合活动,可以获得更多的健康收益(强烈推荐,中等质量证据)[29]。然而,LDH康复期或是慢性期患者如果不能独立支撑自己的体质量,则进行有氧运动之前首先应该优先进行力量训练、平衡训练等静态运动。

1.3 中医传统运动

中医传统运动是一类极具特色的多成分组合运动,也是我国传统文化的重要组成部分,在LDH的康复期和慢性期尤为适用。常见的运动形式包括太极拳、易筋经、八段锦等,以适度的肢体运动,配合呼吸吐纳,能够加强背部肌群肌力,提升脊柱稳定性,缓解腰部疼痛等症状[45]。

1.3.1 太极拳 太极拳是我国开展比较广泛的运动类型,具有静、松、缓、柔的运动特点,是一种强度适中的多组分组合运动。陈慧娟[46]开展的Meta分析发现太极拳运动改善LDH患者疼痛程度的均方差标准化(STD Mean Difference,SMD)为-0.79,即其效果量为降低79%的标准差,为控制LDH所致的疼痛提供有效措施。卿光明[47]开展7个月的太极拳干预,治疗总有效率为98.7%,宋桦和高立[48]、吴迎春等[49]的研究结果同样说明太极拳运动对于LDH有确切疗效。中医传统运动常常与其他疗法联合应用于LDH的康复中,其中联合中药热熏[50]、针灸[51]、手法[52],均能够有效缓解LDH患者疼痛,改善患者生命质量。针对LDH发病机制与太极拳运动特征,可以建立腰椎生理常态防治保护机制,进一步构建以太极拳运动为示范的传统功法治疗特色长效发展路径[53]。

1.3.2 易筋经 “易”是变通、改换、脱换之意、“筋”指筋骨、筋膜,易筋经即通过改变筋骨打通全身经络的内功方法。从运动生理学的角度看,易筋经属于小强度运动项目,低频次运动也可适用于LDH急性期。袁文英[54]研究发现易筋经可使急性LDH患者腰腿痛迅速缓解。蔡祥碧[55]采用稳定性生物反馈系统和国际公认量表发现易筋经能够治疗LDH所致下腰痛的机制在于其将镇痛和稳定性练习二者巧妙结合,契合了既病防变、病后防复方面的“治未病”理念。在联合治疗中,易筋经配合电针[56]、锻炼飞燕式和定点旋转复位法[57]均有利于改善LDH患者的功能障碍和疼痛程度,临床疗效明显,值得推广应用。

1.3.3 八段锦 八段锦运动是一种较为简便的运动类型,具有低强度、慢速度的特点。研究显示八段锦能够改善LDH患者局部功能受限,缓解腰背酸痛、腰肌劳损等症状,增加腰椎稳定性及灵活性,同时还能加速全身血液循环,有利于椎间盘炎症的消退[58]。在术后康复的应用中,洪海霞等[59]发现八段锦能够促进老年LDH患者经皮椎间孔镜术后康复。在联合疗法中,八段锦运动联合普拉提运动[60]、倒走运动[61]均能够减轻疼痛症状,有效提高日常生活自理能力和运动功能,降低复发率。除了上述提及的优势外,八段锦还具有简单易学等特点,易于进一步推广应用。

2 不同运动类型治疗LDH的机制探索

运动疗法发挥作用的机制尚未得到完全了解,现从3个层面(筋-骨-肌肉机制、微环境生理生化机制以及脑功能高阶机制)开展初步的机制探讨。

2.1 筋-骨-肌肉理论 “筋-骨-肌肉”是人体的运动系统的重要构成元素,生理上相互协助,病理上相互影响。LDH的发病机制主要为腰椎间盘变性,在外力及自身重力作用下导致椎间盘突出压迫和激惹脊髓或神经根,最终出现腰部疼痛、下肢放射痛、麻木和功能障碍等症状[62]。不同运动类型具有不同的治疗效果,研究显示有氧运动能够增加椎间盘的水分、营养和代谢,促进脂肪组织的代谢,防止肌肉萎缩,增强机体免疫力,缓解疼痛[63-64],其中蛙泳时脊柱保持后伸的姿势,有助于突出髓核的回纳及改变突出物与神经根的相对位置[35]。以腰背肌功能训练为代表的静态运动可使肌肉产生最大张力和代谢率,这有助于恢复肌肉体积和力量,增强与脊柱相关的肌肉、韧带的协调性,纠正小关节紊乱,从而改善脊柱的稳定性[65]。吕晓梅等[66]发现倒走运动能使腰部竖脊肌的积分肌电值明显高于正走。上述证据提示从“筋-骨-肌肉”之间的动态平衡角度切入对于阐释其中机制具有重要意义,因此,在未来机制探索中综合利用动态捕捉、生物力学分析、表面肌电等现代科学技术明确不同运动类型的效应,有助于进一步开展针对性的运动处方研究。

2.2 微环境生理生化 运动能够引起体内明显的生理生化变化,研究表明运动疗法能够促进血液循环,加快炎性物质以及致痛物质的代谢,从而缓解腰痛[67-68]。LDH腰椎失衡易致腰脊神经损伤造成炎性微环境,吕小龙等[69]、霍钻宜等[70]发现静态运动联合针刺治疗后炎症介质白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α和C反应蛋白水平明显下降,表明其有效抑制机体的炎症反应。此外,在疼痛中枢敏化机制研究中,钱晨[71]发现游泳可缓解LDH模型大鼠的痛觉高敏状态,并且与核因子κB,离子通道受体P2X4、P2X7,Toll样受体4等疼痛分子相关。这些研究结果共同支持了微环境生理生化理论能够为阐释运动疗法治疗LDH机制的重要性。未来的研究中应围绕微环境生理生化理论进一步阐释运动疗法“外治内应”的效应机制以及“外周炎性微环境-调控内环境稳态”的关键路径。

2.3 中枢脑功能 随着生物医学-心理-社会医学模式的逐渐转变,运动心理学作为新兴的交叉学科具有较好的发展潜力,其强调在提高疾病治愈率的同时,更关注生命质量。研究显示LDH导致的疼痛能够引起广泛的脑功能区低频振幅异常,涉及疼痛感觉、运动、情绪及记忆、认知等多个维度[72]。运动有益于大脑的结构和功能变化,有氧运动可以在不同年龄阶段通过不同的机制影响大脑和认知能力[73]。在运动疗法治疗LDH的实践中,普拉提运动与认知行为疗法能够改善LDH术患者恐动症水平,提高康复依从性[34],八段锦运动后脑结构和功能也有相应变化,表现在海马灰质体积、双侧前扣带回灰质体积增加,海马和右角回之间的静息状态功能连接也增加[74]。诸如此类的证据提示该方向具有明确挖掘价值,因此在未来对疾病心理认知高阶机制的探索中,借助于不断革新的脑电图(Electroencephalogram,EEG)、事件相关脑电位(Event-related Potential,ERP)、功能磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)、脑磁图(Magnetoencephalography,MEG)等技术,进一步揭示以LDH为代表的骨与关节退行性疾病在疾病发生发展和治疗过程中的高阶脑功能理论,在交叉学科的研究中作出一定的贡献。

3 小结与讨论

对于脊柱相关疾病的治疗,运动疗法在国内外受到大力提倡。至于干预频次及干预时间,建议进行多组分运动训练,包括平衡训练、肌肉强化等静态运动(每周至少2 d)和中度强度的有氧活动(每周进行3次或更多次,持续30～45 min/次)[75]。急性腰痛推荐症状持续3周时开始运动干预,对亚急性或慢性腰痛患者,若无危险信号应尽早开始运动干预[76]。

在未来对LDH的疾病管理中,应格外重视对运动疗法潜力的挖掘。既往运动疗法的研究多停留于以症状体征改善或少数实验室指标作为疗效统计标准,随着高通量组学、影像技术等生物信息学和平行分析技术的发展,使得对运动疗法的作用机制探索将成为可能。总之,未来发展中运动疗法需要结合高质量循证医学证据和真实世界证据,针对于不同疾病、疾病的不同分期,制定更为精准的综合治疗方案,实施个体化原则,实现临床患者利益最大化。

利益冲突声明:本文无利益冲突。