提高老年人肌肉力量和心肺功能的運動處方研究進(jìn)展

李愛君，高瑞堯，鄭琦瑋，高前進(jìn)

提高老年人肌肉力量和心肺功能的運動處方研究進(jìn)展

李愛君1，高瑞堯2，鄭琦瑋2，高前進(jìn)3

增齡與老年人的肌肉力量和心肺功能下降相關(guān)，導(dǎo)致處理日?；顒拥哪芰κ艿接绊?。脆弱是一種以生物功能和抵抗應(yīng)激能力降低為特點的老年性綜合征，它使老年人面臨喪失生活能力的危險。為了對抗增齡性的肌肉力量和心肺功能下降，同時預(yù)防和治療脆弱綜合征，力量和耐力訓(xùn)練應(yīng)該是最有效的提高肌肉力量和耐力表現(xiàn)的方法。本文根據(jù)有關(guān)肌肉力量和心肺功能訓(xùn)練的研究現(xiàn)狀，綜述了健康和脆弱老年人的運動處方。健康老年人力量訓(xùn)練應(yīng)該采用中到高強(qiáng)度(60%～80%1 RM)和中等的運動量(每次2～3組，2～3次/周)，耐力訓(xùn)練應(yīng)采用中到高強(qiáng)度(60%～85%的最大攝氧量)和中等的運動量(25～40 min)。脆弱的老年人應(yīng)每周運動2～3次，每次45～60 min，包括力量、耐力、柔韌和平衡訓(xùn)練，但是強(qiáng)調(diào)力量和平衡訓(xùn)練。

肌肉力量；心肺功能；運動處方；老年人；脆弱

[本文著錄格式]李愛君，高瑞堯，鄭琦瑋，等.提高老年人肌肉力量和心肺功能的運動處方研究進(jìn)展[J].中國康復(fù)理論與實踐,2017,23(2):179-184.

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人類增齡是與神經(jīng)肌肉和心血管系統(tǒng)功能下降相連的，這種增齡性的變化使老年人日常生活能力受到影響[1]。另外，增齡相關(guān)的肌肉耐力下降也是老年人身體功能降低的重要指標(biāo)[2]，患有脆弱綜合征的老年人更是如此[3]。

力量和耐力訓(xùn)練促進(jìn)神經(jīng)肌肉和心肺功能適應(yīng)。由力量訓(xùn)練引起的適應(yīng)包括肌肉肥大[4]、運動單位募集增加以及神經(jīng)肌肉的興奮率提高[5]等，這些神經(jīng)肌肉適應(yīng)使肌肉力量和肌肉耐力提高[6-7]。相比較而言，耐力訓(xùn)練誘導(dǎo)心肺功能的中心機(jī)制和外周機(jī)制適應(yīng)，提高心血管功能，同時通過改善有氧代謝使骨骼肌能量供應(yīng)增加[8-9]。力量訓(xùn)練和耐力訓(xùn)練是增強(qiáng)老年人神經(jīng)肌肉和心肺功能最有效的方法。

脆弱是一種進(jìn)行性的伴有多器官系統(tǒng)損傷的老年性綜合征，脆弱綜合征是老年綜合征的一個核心，肌肉衰減、慢性炎癥、正常激素水平改變、骨肌系統(tǒng)疾病等是脆弱綜合征的發(fā)展促進(jìn)因素[10]。然而，健康低下、功能失調(diào)和生活質(zhì)量降低并非老年人必然的結(jié)果[11]。運動訓(xùn)練如何改善脆弱老年人功能已經(jīng)成為當(dāng)今的研究熱點[12]。力量訓(xùn)練和耐力訓(xùn)練對老年脆弱綜合征的益處也在此進(jìn)行討論。

本文旨在綜述提高健康老年人以及脆弱綜合征老年人肌肉力量和心肺功能的運動處方。

1 提高健康老年人肌肉力量的運動處方研究

力量訓(xùn)練是一種增強(qiáng)老年人肌肉力量，提高肌肉耐力并使肌肉肥大的有效方法。目前臨床上比較關(guān)注的是力量訓(xùn)練對老年人日常活動能力的影響[13]，尤其當(dāng)力量訓(xùn)練采用快速的向心收縮時對肌肉力量的影響[14]。

1.1 力量訓(xùn)練

1.1.1 強(qiáng)度

一些研究證明采用中等強(qiáng)度(50%～65%1 RM)和采用高強(qiáng)度(70%～85%)的訓(xùn)練手段對老年人力量提高無顯著性差異[15]，但是采用中高強(qiáng)度(65%～85%)的漸進(jìn)性力量訓(xùn)練可導(dǎo)致較高的最大力量的提高[16]。另一方面，采用低強(qiáng)度(40%～50%1 RM)的快速運動方式比高強(qiáng)度(70%～85%1 RM)低速運動方式更能獲得較好的肌肉力量耐力[17-18]。這些結(jié)果說明肌肉力量耐力是在低強(qiáng)度下產(chǎn)生的，而不是在高強(qiáng)度下。

1.1.2 運動量

運動量與神經(jīng)肌肉適應(yīng)的程度有重要關(guān)系，就每次訓(xùn)練的組數(shù)來講，一些研究探討了較大的運動量(3組/次)與較低的運動量(1組/次)對力量提高的影響。Cannon等[19]研究老年人3組/次、每周3次、訓(xùn)練10周，和1組/次、每周3次、訓(xùn)練10周，發(fā)現(xiàn)力量提高相似。但是，Galv?o等[20]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)老年人進(jìn)行20周的訓(xùn)練時，3組/次力量提高的顯著多于1組/次。Radaelli等[21]發(fā)現(xiàn)6～12周的訓(xùn)練，3組/次與1組/次訓(xùn)練，力量提高相似，但是如果訓(xùn)練周期長(＞20周)，3組/次比1組/次力量獲得明顯增加。因此，從研究文獻(xiàn)看，似乎短周期(6～12周)的訓(xùn)練、低運動量(1組/次)就可以使老年人力量提高，而如果采用較大運動量(3組/次)，需要進(jìn)行長周期(＞20周)的訓(xùn)練，力量獲得也更大。

1.1.3 頻率

就老年人每周訓(xùn)練幾次來講，學(xué)者們也進(jìn)行了研究比較。Farinatti等[22]比較了老年人1次/周、2次/周、3次/周力量訓(xùn)練的區(qū)別，3組運動強(qiáng)度一樣，發(fā)現(xiàn)較高頻率的訓(xùn)練(2次/周或3次/周)力量提高的程度比低頻率(1次/周)的大。

表1 力量訓(xùn)練對老年人肌肉的影響

基于以上研究結(jié)果，老年人力量訓(xùn)練應(yīng)該采用中高強(qiáng)度(65%～80%)才能獲得較大的力量提高，而低強(qiáng)度高速的運動對老年人肌肉力量耐力提高是必需的。另外，在開始幾周(6周)的訓(xùn)練，1組/次與3組/次對力量提高效果一樣。而接下來進(jìn)行長期的訓(xùn)練，3組/次會導(dǎo)致較大的力量提高。最后，2～3次/周的訓(xùn)練頻率比1次/周效果好。

1.2 力量訓(xùn)練對肌肉肥大的影響

肌萎縮是增齡的一個癥狀，而且由于身體活動減少會加重肌萎縮，使老年人日?；顒幽芰ο陆?。研究證實力量訓(xùn)練在提高力量的同時也使肌肉肥大[23]。盡管老年人肌肉增長的能力不如年輕人，但是研究還是證實了在6～30周的訓(xùn)練周期內(nèi)，老年人肌肉橫斷面積或股四頭肌厚度增大5%～15%，同時功能能力提高[24-26]。

注意事項：大量研究表明健康老年人進(jìn)行力量訓(xùn)練是可行的，暫時未發(fā)現(xiàn)有任何不良效果，但應(yīng)注意循序漸進(jìn)，避免運動中受傷，老年人盡量在有專人陪伴下進(jìn)行力量訓(xùn)練。表1給出了力量訓(xùn)練對健康老年人肌肉影響的詳細(xì)研究情況。

2 提高健康老年人心肺功能的運動處方研究

耐力訓(xùn)練使心肺功能的中心機(jī)制和外周機(jī)制產(chǎn)生適應(yīng)，增加最大攝氧量(VO2max)，增加骨骼肌有氧代謝能力，這些適應(yīng)的機(jī)制包括增加線粒體生物學(xué)活性，增加肌紅蛋白、毛細(xì)血管密度以及氧化酶活性，增加最大心輸出量等[27-29]。

耐力訓(xùn)練是一種有效提高老年人心肺功能的運動形式[30]。Huang等[31]研究認(rèn)為老年人耐力訓(xùn)練與VO2max變化呈劑量反應(yīng)關(guān)系，VO2max的變化程度受運動強(qiáng)度、時間、頻率和訓(xùn)練周期長短的影響；劑量反應(yīng)曲線形狀并不是簡單的線性關(guān)系，但是有很多相似的趨勢和有價值的特點，例如耐力訓(xùn)練在“平均66%～73%最高心率”強(qiáng)度，每次40～50 min、每周3～4 d、30～40周的訓(xùn)練周期對老年人VO2max的提高最有效。Kanitz等[32]將34例老年男性分為深水耐力訓(xùn)練組和力量+耐力訓(xùn)練組，運動形式包括深水快速行走和力量訓(xùn)練+深水快速行走，訓(xùn)練持續(xù)了12周，每周3次，測量安靜心率、VO2max、通氣閾、肌肉力量，研究結(jié)果顯示兩訓(xùn)練組對心肺功能及肌肉力量的提高有效，但是深水耐力組的通氣閾顯著高于力量+耐力訓(xùn)練組，認(rèn)為深水耐力訓(xùn)練在高強(qiáng)度下對心肺功能的提高比力量+耐力訓(xùn)練效果好。另外，Murias等[33]比較了耐力訓(xùn)練對老年人與青年人心肺功能影響的時間過程及機(jī)制，老年人和青年人各8例，蹬功率自行車，強(qiáng)度70%VO2max，每次45 min，每周3次，分別在訓(xùn)練前，訓(xùn)練3周、6周、9周和12周測定VO2max，結(jié)果即使短期的訓(xùn)練，老年人和青年人VO2max都顯著增加，但是老年人VO2max增加的百分比比青年人高。

很多學(xué)者也研究了老年人耐力訓(xùn)練的周期、頻率、時間和強(qiáng)度，一般認(rèn)為12～24周、每周3～5次、每次30～60 min，強(qiáng)度50%～85%最大心率，能夠使老年人的VO2max和最大功(Wmax)提高8%～20%左右[34-36]。

正如這些研究結(jié)果所表明的，耐力訓(xùn)練使老年人的心肺功能在增齡過程中得以保持，因此我們有必要強(qiáng)烈推薦和鼓勵老年人參加耐力訓(xùn)練。VO2max的增加與心血管疾病引起的死亡減少相關(guān)[37]，因此這些耐力訓(xùn)練對老年人心肺功能有重要的臨床意義。表2給出耐力訓(xùn)練對健康老年人心肺功能影響的詳細(xì)研究情況。

值得一提的是運動除了在肌肉力量和心肺功能方面有作用以外，在神經(jīng)運動功能方面也有很好的作用。比如運動使神經(jīng)肌肉的興奮率提高，運動單位募集增加。另外，運動對脊髓損傷患者[37]、腦卒中患者[38]、老年性癡呆[39]等的神經(jīng)功能康復(fù)均有較肯定的療效。

3 提高脆弱綜合征老年人肌肉力量和心肺功能的運動處方研究

研究表明[40]，以糾正脆弱癥狀為目的的運動干預(yù)對脆弱老年人的運動功能有積極的影響。有大量的證據(jù)表明[41]，運動可提高脆弱老年人的心肺功能、肌肉功能以及他們的獨立生活能力。學(xué)者們對脆弱綜合征的運動處方進(jìn)行研究，就運動頻率(次/周)、強(qiáng)度(自感用力度等級量表和1 RM百分比)、時間(min/次)以及運動的類型進(jìn)行討論。由于種族、年齡、性別以及脆弱的程度等均不同，這里給出一個一般性的處方建議，患者可根據(jù)自身情況進(jìn)行調(diào)整(圖1)。

表2 耐力訓(xùn)練對老年人心肺功能的影響

圖1 脆弱綜合征運動處方組成

3.1 運動頻率

最近一篇關(guān)于脆弱綜合征老年人運動干預(yù)的綜述認(rèn)為最佳的運動頻率是2～3次/周[42]，包含多個運動形式；每周少于2次，運動量不夠，起不到應(yīng)有的效果，而每周多于3次容易導(dǎo)致過度訓(xùn)練或失去鍛煉興趣。臨床上應(yīng)該從低頻率的運動開始逐漸增加運動頻率至推薦頻率的上限，這樣有利于老年人長期的堅持和提高訓(xùn)練效果[43]。

3.2 運動強(qiáng)度

運動強(qiáng)度是單位時間內(nèi)的運動量，運動強(qiáng)度是運動處方定量化和科學(xué)性的核心，是取得鍛煉效果的關(guān)鍵。對脆弱老年人來講，有氧運動應(yīng)該從適宜的強(qiáng)度開始(運動者呼吸加快，但能夠?qū)υ捊涣?，然后逐漸增加到中等激烈強(qiáng)度(此時運動者呼吸更快，幾乎不能和別人對話交流)[44]。

評定運動強(qiáng)度有幾個指標(biāo)，包括最高心率百分比、自感用力度等級表，估算1 RM百分比等。使用心率評定運動強(qiáng)度時，Ehsani等[45]證實脆弱老年人在70%～75%最高心率(最高心率=220-年齡)強(qiáng)度行走，體適能有積極的改進(jìn)。但是臨床上應(yīng)注意，如果老年人服用藥物可能對最高心率會有影響，應(yīng)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。使用自感用力度等級量表掌握運動強(qiáng)度時，評分應(yīng)在12～14分(稍累)，自感用力度等級量表評定運動強(qiáng)度最適合臨床患者，包括脆弱綜合征老年人[46]。1 RM百分比用來評定力量訓(xùn)練的強(qiáng)度，Seynnes等[47]證實在康復(fù)師監(jiān)護(hù)下，高強(qiáng)度力量訓(xùn)練(80%1 RM的伸膝運動)和低強(qiáng)度一樣安全，而且更有效。高強(qiáng)度力量訓(xùn)練較大程度提高患者的生理和身體功能。假設(shè)Seynnes的研究能應(yīng)用到其他肌肉群，那么臨床醫(yī)生應(yīng)該讓老年患者從低強(qiáng)度(55%1 RM)、多重復(fù)次數(shù)(12～15次)開始訓(xùn)練，來建立肌肉耐力、自信心，掌握運動技術(shù)，然后逐漸達(dá)到較大強(qiáng)度(80%1 RM)、較少重復(fù)次數(shù)(4～6次)，來增大肌肉力量，提高身體功能。與自感用力度相似，患者應(yīng)逐漸增加強(qiáng)度到80%1 RM以上，感覺稍累比較合適。

3.3 運動時長

Theou等[48]研究認(rèn)為脆弱老年人每次運動的最佳時長是30～45 min。臨床醫(yī)生應(yīng)該根據(jù)患者的基礎(chǔ)能力調(diào)整運動時長。合適的運動時長應(yīng)根據(jù)患者的脆弱狀態(tài)、年齡和運動堅持的程度?；颊弑仨毎堰\動訓(xùn)練作為一項長期的任務(wù)，因為脆弱老年人一旦停訓(xùn)，所提高的體適能很快失去，體能快速下降。

3.4 運動類型

對脆弱老年人來講，多種運動結(jié)合比單純一種運動效果好。因為脆弱影響多個器官系統(tǒng)，因此采用多種運動形式可對各個器官系統(tǒng)進(jìn)行刺激[49]。使用不同的運動形式允許患者利用他們現(xiàn)有的生理條件去戰(zhàn)勝各種缺陷。所以，脆弱老年人的運動形式包括力量訓(xùn)練、有氧運動、平衡、柔韌性練習(xí)。

3.4.1 力量訓(xùn)練

力量訓(xùn)練能夠提高肌肉力量。脆弱老年人的力量訓(xùn)練應(yīng)該模仿每天的日?；顒樱缱?站起，包括各種各樣的上肢和下肢的運動。而且重點應(yīng)該放在下肢的鍛煉，如膝關(guān)節(jié)周圍肌肉的屈伸以及臀大肌的鍛煉。由于下肢在維持身體站立行走，以及身體獨立方面起重要作用，并且隨年齡增長下肢肌肉萎縮的比上肢快[50]，因此應(yīng)優(yōu)先鍛煉下肢。

3.4.2 有氧運動

對脆弱老年人來講，有氧運動應(yīng)該簡單易行。例如步行，研究證明步行對脆弱老年人有積極的影響，尤其是癡呆的老年人[51]。研究證實[42]，通過增加每天的步行距離和強(qiáng)度可提高老年人的健康適能，減少對輔助步行器械的依賴。作為多種運動形式的一部分，有氧運動應(yīng)該首先進(jìn)行，因為它能起到提高心率和熱身的作用，為接下來的力量訓(xùn)練做好準(zhǔn)備。

3.4.3 平衡訓(xùn)練

平衡訓(xùn)練應(yīng)該包括雙足站立、沿直線走、單足站立等。在進(jìn)行平衡訓(xùn)練時要有專人進(jìn)行保護(hù)，以防老年人跌倒。平衡訓(xùn)練對脆弱老年人非常重要，應(yīng)盡早安排訓(xùn)練。平衡訓(xùn)練可以安排在力量訓(xùn)練之后進(jìn)行，可以放在一次訓(xùn)練的整理部分來做，或者作為力量訓(xùn)練和柔韌訓(xùn)練的一部分。

3.4.4 柔韌訓(xùn)練

柔韌訓(xùn)練對脆弱老年人也很重要。類似于平衡訓(xùn)練，柔韌訓(xùn)練可以作為其他運動形式的一部分來進(jìn)行。研究表明[52]，脆弱老年人在進(jìn)行完一個為期10周的臀部屈和伸展訓(xùn)練后，其步行的節(jié)奏、步速、步長，以及臀部屈伸幅度均顯著提高。由此，可推斷其他大肌肉群的伸展訓(xùn)練亦可以獲得相似的益處。因此，脆弱老年人應(yīng)該重視柔韌訓(xùn)練。

總的來講，脆弱老年人的運動與健康老年人不同，脆弱老年人的運動主要做一些模仿日常生活的動作，以恢復(fù)功能為主，循序漸進(jìn)，專業(yè)康復(fù)師指導(dǎo)。

4 展望

力量訓(xùn)練是一種提高老年人肌肉力量、增大肌肉量的有效干預(yù)形式。耐力訓(xùn)練提高VO2max、心血管功能。但目前幾乎有87%的老年人至少有一種障礙影響其參與運動[53]，包括低的自信心、怕受傷、缺乏社會支持、孤獨等。將來的工作應(yīng)該是社會、醫(yī)院、社區(qū)設(shè)立專門的健康機(jī)構(gòu)向老年人提供運動咨詢和教育。例如美國運動醫(yī)學(xué)學(xué)院組織的“運動是藥”的運動夏令營，鼓勵健康機(jī)構(gòu)向患者開具運動處方，將運動的益處進(jìn)行宣傳，這樣的主動行動使運動參與者比沒有宣傳前增加6倍[54]?？偟膩碇v，應(yīng)該鼓勵和支持老年人參與每天30～45 min、中等強(qiáng)度、每周3～5 d，每周至少150 min的有氧耐力運動；如果是力量訓(xùn)練、平衡訓(xùn)練或柔韌訓(xùn)練應(yīng)該≥2 d/周。由于運動具有增進(jìn)健康、治療慢性疾病的多種功能，因此，讓政府和社會等各方力量重視老年人身體訓(xùn)練，讓更多更好的運動處方服務(wù)于老年人勢在必行。

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Advance in Exercise Prescription to Improve Muscular Strength and Cardiorespiratory Function for OlderAdult (review)

LI Ai-jun1,GAO Rui-yao2,ZHENG Qi-wei2,GAO Qian-jin3
1.Shijiazhuang University of Applied Technology,Shijiazhuang,Hebei 050081,China；2.Medicine College of Hebei Unversity,Baoding,Hebei 071000,China；3.Sport College of Shijiazhuang College,Shijiazhuang,Hebei 050035, China

GAO Qian-jin.E-mail:gaoqianjin@126.com

Aging is associated with declines of the muscular strength and cardiorespiratory functions,resulting in an impaired capacity to perform daily activities.Frailty is a clinical geriatric syndrome characterized by decreases in the biological functional reserve and resistance to stressors,which puts older individuals at special risk of disability.To counteract the muscular strength and cardiorespiratory functions declines associated with aging,as well as to prevent and treat the frailty syndrome,the strength and endurance training seems to be an effective strategy to improve muscular strength and endurance performance.This article reviewed the exercise prescription in health and frail elderly subjects according to the current situation of the researches about muscular strength and cardiorespiratory function training. Based on the results found,for the healthy older adults,strength training should be performed at moderate-to high-intensity(60%-80%of 1 RM),and moderate volume(2-3 sets per exercise,2-3 times/week).Also,endurance training should be performed at moderate-to high-intensity(60%-85%of VO2max),and moderat volume(25-40 min).The frail older adults should exercise 2-3 times a week,for 45-60 min. Strength,endurance,flexibility,and balance training components should be incorporated,and strength and balance training should be emphasized.

muscular strength；cardiorespiratory functions；exercise prescription；older adults；fraility

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.02.012

R455

A

1006-9771(2017)02-0179-06

2016-10-14

2016-11-11)

1.石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北石家莊市050081；2.河北大學(xué)醫(yī)學(xué)院，河北保定市071000；3.石家莊學(xué)院體育學(xué)院，河北石家莊市050035。作者簡介：李愛君(1971-)，女，河北邯鄲市人，副教授，主要研究方向：運動訓(xùn)練與康復(fù)。通訊作者：高前進(jìn)，博士，教授，主要研究方向：提高骨骼肌機(jī)能的理論與方法。E-mail:gaoqianjin@126.com。