運(yùn)動對老年人肌肉力量影響的研究進(jìn)展*

沈李彬沈 嫻張?zhí)N琨

（1.南京體育學(xué)院，江蘇 南京 210014；2.南京市體育運(yùn)動學(xué)校，江蘇 南京 210001）

運(yùn)動對老年人肌肉力量影響的研究進(jìn)展*

沈李彬1沈 嫻2張?zhí)N琨1

（1.南京體育學(xué)院，江蘇 南京 210014；2.南京市體育運(yùn)動學(xué)校，江蘇 南京 210001）

許多研究對衰老機(jī)體肌肉力量減退及其相關(guān)的老齡化疾病進(jìn)行了探索，對老年人肌肉力量下降的發(fā)生機(jī)制有了一定認(rèn)識，并認(rèn)為運(yùn)動鍛煉是預(yù)防和改善肌肉力量減退、肌肉量流失的有效途徑。文章就近年來對老年人肌肉力量減退的相關(guān)研究進(jìn)行整理，綜述力量訓(xùn)練與民族傳統(tǒng)體育運(yùn)動對老年人肌肉力量的影響，為老年人群的體育鍛煉提供借鑒與參考。

肌肉力量;老年人;運(yùn)動

肌肉力量的減退嚴(yán)重影響著老年人群的健康，由肌肉力量減退引發(fā)的一系列代謝性疾病以及骨質(zhì)流失問題逐漸成為社會關(guān)注的問題。然而，目前有關(guān)增齡性肌肉力量減退發(fā)生機(jī)制的研究仍處于探索階段。老年人群肌肉蛋白代謝的影響因素眾多，當(dāng)前的研究主要集中于兩方面：一方面，通過動物實(shí)驗(yàn)探索增齡過程中肌肉蛋白的代謝規(guī)律；另一方面，通過人體運(yùn)動實(shí)驗(yàn)與營養(yǎng)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)探索實(shí)用的預(yù)防性措施。本文從主要從肌肉力量減退對老年人健康的影響、老年人肌肉力量水平的下降及其機(jī)理、運(yùn)動對老年人肌肉力量的干預(yù)效果三個(gè)方面對相關(guān)研究進(jìn)行綜述。

1 肌肉力量減退對老年人健康的影響

1.1 肌肉力量減退與老年人的身體活動能力

肌肉或肌群以特定速率收縮產(chǎn)生的最大力量稱為肌肉力量。國內(nèi)外研究[1-2]顯示，上、下肢肌肉力量下降對老年人身體活動能力有直接影響，55歲以上的部分人很難完成持續(xù)慢跑400米或負(fù)重11公斤，80歲以上的多數(shù)人日?；顒硬荒茏岳?，容易出現(xiàn)因步態(tài)不穩(wěn)而摔倒、上下樓需要攙扶、不能獨(dú)自外出等情況。老年人群發(fā)生較高頻率的跌倒與肌肉力量的減退有關(guān)，尤其是老年人下肢肌肉力量的減退。下肢肌肉力量減退還會使老年人在跌倒后更易發(fā)生骨折或其他損傷。此外，老年人的肌肉力量減退的同時(shí)常伴有自身平衡能力、柔韌性的下降，所以，老年人跌倒幾率較高，肌肉力量減退不利于老年人身體活動能力。

1.2 肌肉力量減退與老年人的骨質(zhì)疏松

老年人的骨質(zhì)疏松與自身肌肉活動量減少有關(guān)。骨骼肌的收縮是維持骨骼結(jié)構(gòu)的必要條件，體內(nèi)的骨礦物質(zhì)含量對運(yùn)動強(qiáng)度、頻率具有敏感性。肌肉收縮時(shí)引起骨骼局部受到的擠壓加劇，可使成骨細(xì)胞活性增強(qiáng)，繼而促進(jìn)骨骼生長。肌肉的收縮力隨肌原纖維數(shù)量的增加而增大，骨骼所受的壓力負(fù)荷與肌肉量成正比[3]。所以，肌肉力量訓(xùn)練可增加相應(yīng)部位骨骼的礦物質(zhì)含量以及減緩骨礦物質(zhì)的流失。當(dāng)老年人因肌肉力量減退而導(dǎo)致運(yùn)動受限，骨生成障礙，易發(fā)生骨質(zhì)疏松，逐漸進(jìn)入“越不運(yùn)動骨質(zhì)越脆弱”的惡性循環(huán)。

1.3 肌肉力量減退與老年人的機(jī)體脂質(zhì)代謝變化

骨骼肌是人體最大的能量代謝器官，肌肉活動減少與肌肉力量減退可進(jìn)一步導(dǎo)致老年人患上代謝性疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加。研究顯示，人體 80歲時(shí)骨骼肌含量的下降幅度可達(dá)40%[4]，由于這一過程中常伴有脂肪比例的上升，所以體重仍會呈現(xiàn)保持或上升趨勢。肌肉萎縮患者的新陳代謝、胰島素敏感度更容易受脂肪細(xì)胞的直接影響[5]，衰老骨骼肌中的修復(fù)細(xì)胞衛(wèi)星細(xì)胞也有可能轉(zhuǎn)變?yōu)橹綶6]。所以，老年人肌肉活動的減少不僅會使肌肉力量減退，還會引起機(jī)體脂質(zhì)代謝異常，從而導(dǎo)致老年人患有肥胖癥以及其相關(guān)疾病，嚴(yán)重者會進(jìn)一步導(dǎo)致體內(nèi)低密度脂蛋白與甘油三酯的濃度增加，患冠心病的風(fēng)險(xiǎn)也大大增大[7]。

2 老年人肌肉力量水平的下降及其機(jī)理

2.1 老年人肌肉力量水平的變化

肌肉是人體最先開始衰老的器官，國外研究顯示，人體肌肉力量20歲以后逐漸達(dá)到峰值，30-50歲之間肌肉力量水平相對穩(wěn)定，50歲后基本每十年下降12-15%，65歲以上的老年人肌肉力量明顯下降，從50至80歲，人體肌肉力量的下降總幅度達(dá)到30%，且四肢力量的下降較為突出[8]。我國男性與女性的力量水平分別在35歲、40歲達(dá)到峰值，此后力量水平隨年齡增長呈現(xiàn)不斷下降的趨勢，60歲后，男性與女性握力水平的下降幅度達(dá)到23.1%和20.2%[9]。

總的來看，肌肉流失現(xiàn)象從40歲左右開始出現(xiàn)，之后每十年人體肌肉量平均流失5%，65歲后加速流失[10]。60歲以上老年人每年肌肉質(zhì)量失去0.5%-1%，老年人肌肉力量減退常被忽視，直到肌肉無力妨礙正常功能活動并導(dǎo)致摔倒。以下肢主要肌群為例，肌肉力量的下降趨勢如圖1[11]。

缺乏運(yùn)動或一定時(shí)間的骨骼肌廢用，會導(dǎo)致骨骼肌出現(xiàn)一定程度的萎縮，并伴有肌肉功能的衰退。與老年人相比，不經(jīng)常進(jìn)行運(yùn)動的年輕人在定期鍛煉后，肌肉量與肌肉功能可更快恢復(fù)到肌肉衰退前的水平，而老年人肌肉功能的衰退常伴隨肌纖維數(shù)量與運(yùn)動單位的減少，這是人體肌肉力量隨年齡增長而發(fā)生變化的趨勢。而與同齡人相比，經(jīng)常從事運(yùn)動鍛煉或從事體力工作的人，肌肉量流失的速度較慢，并且年輕時(shí)肌肉量越多，肌肉量流失現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)間就越晚，肌肉量的流失也越少?；趯χ欣夏耆说募∪饬α繙y試結(jié)果，有學(xué)者建議將50歲視為預(yù)防肌肉力量減退的關(guān)鍵年齡[12]。

圖1 50歲以上人群下肢主要肌群肌肉力量下降趨勢

2.2 老年人肌肉力量下降的機(jī)理

近年來，增齡性肌肉量丟失的發(fā)生機(jī)制以及預(yù)防肌肉量減退已成為研究的熱點(diǎn)問題，許多研究者從多方面對衰老機(jī)體肌肉力量減退進(jìn)行了探究。

肌肉力量減退的發(fā)生機(jī)制非常復(fù)雜，增齡性的肌肉力量減退與肌肉橫斷面面積有關(guān)，肌肉力量減退現(xiàn)象表現(xiàn)最明顯的是最大肌肉力量和爆發(fā)力的減退[13]。研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動單位與運(yùn)動神經(jīng)元的數(shù)量會隨年齡增長而萎縮減少[14]，運(yùn)動單位的減少是老年人肌肉力量下降的主要原因，尤其是Ⅱ型肌肉老化程度更為明顯，有人認(rèn)為這可能是部分Ⅱ型肌纖維向Ⅰ型肌纖維轉(zhuǎn)化所致。劉宇等[15]發(fā)現(xiàn)，機(jī)體老化對肌肉爆發(fā)力的影響比對最大肌肉力量的影響更大，這證實(shí)了老年人群存在快縮肌纖維比例萎縮，日常生活中慢縮肌活動比例增加的趨勢。早期研究認(rèn)為，肌肉力量的減退主要是由于肌肉量減少所致，而與神經(jīng)肌肉連接的改變無關(guān)[16]。

肌肉橫斷面與運(yùn)動神經(jīng)單元減少并非肌肉量流失的唯一原因，李文惠等[17]指出，肌肉減少癥是機(jī)體衰老過程中多因素綜合作用的結(jié)果，激素水平、活性氧氧化、細(xì)胞凋亡、中樞及外周神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)支配、蛋白質(zhì)攝入與消耗均為其影響因素。有研究[18]顯示，老年人的骨骼肌對較低濃度氨基酸的敏感性下降，進(jìn)而引起“蛋白質(zhì)合成抵抗”，即蛋白質(zhì)合成代謝速率減緩，表現(xiàn)為骨骼肌含量的流失與肌肉力量的減退。作者認(rèn)為，“蛋白質(zhì)合成抵抗”也只是現(xiàn)象，而老年人蛋白質(zhì)合成代謝相對減弱的原因包括以下幾方面：消化吸收能力的減弱、膳食總量的減少、膳食結(jié)構(gòu)中蛋白總量的不足、體內(nèi)激素水平的變化以及身體活動的減少等。這些個(gè)體間的差異和多因素的相互疊加，使對老年人蛋白代謝負(fù)平衡狀態(tài)的機(jī)制研究變得復(fù)雜。有學(xué)者[19]采用氨基酸注射的方式繞過老年人內(nèi)臟（腸、胃、消化道）吸收的環(huán)節(jié)，直接觀察肌肉蛋白對氨基酸的吸收情況，結(jié)果顯示，注射氨基酸后，老年人肌肉蛋白的合成代謝水平仍然較年輕人低。雖然目前對“蛋白質(zhì)合成抵抗”原因進(jìn)行的探究尚無確切定論，但有研究顯示，老年人局部肌肉蛋白合成相較于年輕人減少20%-30%，而蛋白水解標(biāo)志物卻增加 50%[20]。這說明，老年人的蛋白質(zhì)負(fù)平衡狀態(tài)既包括蛋白質(zhì)分解加速，也包括合成量的減少，因而老年人蛋白負(fù)平衡狀態(tài)的表現(xiàn)極為明顯，且這種趨勢發(fā)展迅速。最近的研究[21]還發(fā)現(xiàn)，老年人骨骼肌毛細(xì)血管的減少也是肌肉量流失的原因之一，它會使血液中的氧、激素和營養(yǎng)素在體內(nèi)擴(kuò)散受到限制，進(jìn)而影響骨骼肌蛋白的合成。

綜上所述，認(rèn)為可能由于老年人的內(nèi)臟需要更多的氨基酸，也有可能老年人攝取的氨基酸較少地被用于骨骼肌蛋白合成，造成了骨骼肌肌纖維數(shù)量的減少，從物質(zhì)代謝角度講，這是老年人肌肉力量減退的原因，然而目前對老年人腦神經(jīng)元的變化對肌肉力量影響的研究較為少見，這一方面仍有待進(jìn)一步的探索。

3 運(yùn)動對老年人肌肉力量減退的干預(yù)效果

大量研究已證實(shí)，肌肉力量下降與肌肉量流失會隨年齡的增長而愈發(fā)嚴(yán)重，并嚴(yán)重影響老年人身體健康與生活質(zhì)量。與此同時(shí)，探究如何有效干預(yù)肌肉力量減退和維持肌肉量成為了研究熱點(diǎn)。目前，常用于預(yù)防肌肉力量減退的運(yùn)動干預(yù)有抗阻力量訓(xùn)練、核心力量訓(xùn)練、平衡練習(xí)等針對性較強(qiáng)的鍛煉方式，而在日常生活中，老年人常進(jìn)行的太極拳、五禽戲等傳統(tǒng)體育運(yùn)動也具有一定的預(yù)防肌肉力量減退的效果。本文就此探討力量訓(xùn)練與中國傳統(tǒng)健身運(yùn)動對老年人肌肉力量的干預(yù)效果。

3.1 力量訓(xùn)練對老年人肌肉力量的影響

老年人可通過一些針對性較強(qiáng)的力量訓(xùn)練來達(dá)到保持肌肉量、預(yù)防肌肉力量減退的目的，即抗阻力量訓(xùn)練，包括針對對應(yīng)肌群、關(guān)節(jié)不同動作的訓(xùn)練，以及各種徒手對抗自身重力的練習(xí)。高強(qiáng)度的抗阻訓(xùn)練可使老年人肌肉力量得到最大增強(qiáng)，并最大程度減少肌肉萎縮[22]。

多年前，國外有學(xué)者針對有氧運(yùn)動和抗阻力量訓(xùn)練對肌肉力量的干預(yù)效果進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示，唯有后者能顯著提高肌肉質(zhì)量，而有氧訓(xùn)練僅能增強(qiáng)肌肉耐力水平，有利于人體心血管健康，對肌肉質(zhì)量與力量水平的改善效果并不顯著[23]。不過，有動物實(shí)驗(yàn)表明，耐力運(yùn)動和抗阻運(yùn)動相結(jié)合的運(yùn)動也能夠增強(qiáng)肌肉蛋白質(zhì)合成，使肌原纖維數(shù)量增加，肌肉橫截面積增大，對增齡過程中出現(xiàn)的肌肉量流失具有較為全面的干預(yù)作用[24]。

鑒于老年人體質(zhì)及各器官衰老程度的差異，老年人進(jìn)行高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練存在一定風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)動時(shí)須對運(yùn)動負(fù)荷加以限制。Burd等[25]的研究證明，低強(qiáng)度大運(yùn)動量的抗阻運(yùn)動對蛋白質(zhì)合成的促進(jìn)效果優(yōu)于高強(qiáng)度小運(yùn)動量的抗阻運(yùn)動。這說明，在保證運(yùn)動量的前提下，低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練也可對肌肉力量下降、肌肉量流失進(jìn)行有效干預(yù)。值得注意的是，有學(xué)者[26]結(jié)合了抗阻力量訓(xùn)練和補(bǔ)充富含亮氨酸蛋白質(zhì)對老年人進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果顯示，老年人肌肉蛋白合成代謝水平雖得到一定增強(qiáng)、肌肉功能得到改善，但同時(shí)也顯示，無論是抗阻力量訓(xùn)練組還是蛋白質(zhì)補(bǔ)充組，老年人肌肉蛋白合成代謝的改善效果均不及年輕人。然而也有研究[27]發(fā)現(xiàn)，老年人在抗阻訓(xùn)練后的蛋白合成水平并非不及年輕人，而是比年輕人遲鈍3-6小時(shí)，運(yùn)動后6小時(shí)之內(nèi)，老年人肌肉的合成代謝信號可緩慢提高至與年輕人相當(dāng)?shù)乃健?/p>

20世紀(jì)90年代，針對身體核心肌群穩(wěn)定性及平衡能力的核心力量訓(xùn)練被引入我國。這種訓(xùn)練的主要目的是穩(wěn)定身體的核心部位、掌控重心的移動變化、協(xié)調(diào)上下肢的力量傳遞。有學(xué)者[28]對老年人分別進(jìn)行核心力量訓(xùn)練與健身路徑（循環(huán)訓(xùn)練）的干預(yù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩組老年人的下肢肌肉力量水平均呈現(xiàn)顯著性變化，雖然核心力量組老年人體成分各指標(biāo)未見顯著變化，但步態(tài)和動態(tài)平衡等指標(biāo)的改善效果較好。這說明，對于預(yù)防由老年人肌肉力量減退而導(dǎo)致的跌倒問題，應(yīng)優(yōu)先考慮使四肢發(fā)力更加充分，使整體運(yùn)動鏈更協(xié)調(diào)，即進(jìn)行核心力量與核心穩(wěn)定性的訓(xùn)練。此外，腰部核心肌肉力量訓(xùn)練對中老年人腰間盤突出具有顯著治療效果，并能極大降低復(fù)發(fā)率。所以，身體核心區(qū)域的力量訓(xùn)練對于老年人預(yù)防跌倒和提高自身整體運(yùn)動能力十分重要。

3.2 傳統(tǒng)健身運(yùn)動對老年人肌肉力量的影響

太極拳運(yùn)動被稱為“骨骼肌持續(xù)動態(tài)慢張力收縮”，可理解為骨骼肌緩慢地進(jìn)行向心與離心收縮時(shí)，不斷變換肌肉張力和收縮角度的運(yùn)動。目前有關(guān)太極拳、五禽戲等民族傳統(tǒng)運(yùn)動項(xiàng)目對改善老年人肌肉力量的研究較多，其原因可能是老年人容易接受這類運(yùn)動，且場地條件限制較少。

相關(guān)研究顯示，老年人太極拳運(yùn)動時(shí)的心率控制在100-110次/分，自覺運(yùn)動強(qiáng)度RPE在11-12級，運(yùn)動強(qiáng)度相當(dāng)于40%-50%最大攝氧量，堅(jiān)持每天鍛煉1小時(shí)，其結(jié)果：太極拳組老年人的膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群的肌肉耐力水平顯著高于對照組老年人；其前后對比還顯示，除爆發(fā)力指標(biāo)外，各項(xiàng)肌肉力量指標(biāo)均呈現(xiàn)顯著性差異；而對照組老年人的大部分測試結(jié)果前后對比顯示呈下降趨勢。這說明老年人肌肉功能的衰退非常迅速，太極拳運(yùn)動可有效發(fā)展或保持膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群的力量耐力。此外，在減緩下肢肌肉力量減退的同時(shí)，太極拳運(yùn)動也可改善老年人的平衡能力，提高其跨越障礙物的能力，即老年人的步態(tài)穩(wěn)定性得到提高，在一定程度上，可預(yù)防老年人在步行過程跌倒。

五禽戲是一套氣功功法，練習(xí)過程中包含前俯、后仰、側(cè)屈、擰轉(zhuǎn)等不同方位的運(yùn)動動作，這些動作牽拉上、下肢各關(guān)節(jié)的韌帶和肌肉，這對平時(shí)可能較少運(yùn)動的關(guān)節(jié)及其周邊肌群尤為有益。肌電測試表明，猿提動作可提高腓腸肌、臀大肌和臀中肌的最大力量，有助于下肢各關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性；鳥戲動作對膝關(guān)節(jié)周邊肌肉群力量有較高要求，長期練習(xí)可增加股四頭肌的肌肉力量，有助于改善人體下肢平衡。中老年人經(jīng)過長期練習(xí)五禽戲后，核心力量的也可得到提升，提升最顯著的是屈伸力量，其次是旋轉(zhuǎn)力量，且五禽戲?qū)δ行院诵牧α康挠绊懰坪鮾?yōu)于女性。

由此看出，太極拳、五禽戲這類傳統(tǒng)健身運(yùn)動主要是對老年人的下肢力量耐力、平衡能力與身體核心力量有促進(jìn)作用，老年人步態(tài)的穩(wěn)定性與跨越障礙的能力也借此恢復(fù)和提高。但應(yīng)注意，這類運(yùn)動對身體上肢的鍛煉較少，對老年人上肢力量的干預(yù)效果可能較差。

3.3 運(yùn)動影響肌肉蛋白代謝的機(jī)理

任何干預(yù)都應(yīng)考慮老年人群蛋白質(zhì)代謝的特征，即老年人面臨的機(jī)體負(fù)氮平衡和蛋白質(zhì)合成抵抗的問題。給予蛋白質(zhì)補(bǔ)充或經(jīng)過運(yùn)動干預(yù)后，老年人肌細(xì)胞對干預(yù)刺激的反應(yīng)明顯低于年輕人，推測其可能有兩方面的原因：一方面，老年人肌細(xì)胞新陳代謝的速度隨身體活動的減少而減慢，影響蛋白質(zhì)合成代謝；另一方面，老年人因各種原因出現(xiàn)的炎癥反應(yīng)會影響肌肉蛋白合成代謝。

由上述可知，運(yùn)動時(shí)的肌肉活動導(dǎo)致肌肉蛋白被破壞，超量恢復(fù)機(jī)制隨即開始運(yùn)行，即超量恢復(fù)期內(nèi)肌肉蛋白合成量增加，經(jīng)長期、反復(fù)的刺激后，肌肉蛋白量得以增長或維持在相對穩(wěn)定的水平。不過，應(yīng)當(dāng)注意，除了肌肉蛋白超量恢復(fù)機(jī)制外，運(yùn)動引起的機(jī)體內(nèi)其他因素的變化也會促進(jìn)肌肉蛋白量的保持。比如堅(jiān)持運(yùn)動鍛煉的同時(shí)，體液的調(diào)節(jié)作用得到加強(qiáng)，新陳代謝水平得到保持，激素分泌功能得到改善，適量的有氧運(yùn)動還可提高機(jī)體抗炎癥、抗氧化能力等，這些間接影響因素同樣能促進(jìn)肌肉蛋白量的維持。

4 小結(jié)

肌肉力量減退對老年人活動能力、骨質(zhì)強(qiáng)度和機(jī)體代謝能力均有負(fù)面影響；老年人攝取的氨基酸參與骨骼肌蛋白合成的比例減少；抗阻力量訓(xùn)練可有效預(yù)防肌肉力量下降與肌肉量流失，在保證足夠運(yùn)動量的前提下，老年人適合低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練；老年人力量訓(xùn)練應(yīng)優(yōu)先考慮身體核心區(qū)域力量的恢復(fù)與提升；太極拳、五禽戲可改善老年人下肢肌肉力量、穩(wěn)定性以及身體平衡能力，但不能顯著改善肌肉爆發(fā)力，且對上肢肌肉力量的改善效果可能較差。

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Research Progress on the Impact of Sports on the Elderly’s Muscle Strength

SHEN Li-bin, etal.
(Nanjing sports institute, Nanjing 210014, Jiangsu, China)

A lot of research have explored on the muscle strength loss of aging body as well as the related aging diseases, which has some knowledge on the mechanism of the elderly’s muscle strength decrease, and argued that the exercise is the effective ways to prevent and improve the loss and decrease of the muscle strength. This article sorts the relevant research on the muscle strength decrease of the elderly, sums up the influence of strength training and the ethnic traditional sports on the elderly’s muscle strength, to provide reference for the physical exercise of the elderly.

muscle strength; the elderly; sports

沈李彬(1990-)，江蘇無錫人，研究生，研究方向：運(yùn)動營養(yǎng)與機(jī)能評定。

張?zhí)N琨（1952-），江蘇南京人，本科，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：運(yùn)動營養(yǎng)。