全身振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年人肌肉-骨骼-關(guān)節(jié)的影響

沈艷梅 安 平 許鑫華 (浙江體育科學(xué)研究所，浙江 杭州 310004)

全身振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年人肌肉-骨骼-關(guān)節(jié)的影響

沈艷梅 安 平 許鑫華 (浙江體育科學(xué)研究所，浙江 杭州 310004)

目的探討全身振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年人骨密度(BMD)、下肢肌力和膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度的影響。方法將入選的76例老年人按性別分組，組內(nèi)隨機(jī)分為訓(xùn)練組和對(duì)照組。觀察振動(dòng)訓(xùn)練前后腰椎L2～L4和股骨頸的BMD、下肢肌力、膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度變化。結(jié)果①訓(xùn)練組腰椎L2～L4和股骨頸BMD均有不同程度提高，對(duì)股骨頸BMD效果略好于腰椎L2～L4,其中女性股骨頸BMD提升最為顯著，對(duì)老年女性BMD的效果明顯優(yōu)于老年男性(均P<0.05)。②訓(xùn)練組下肢肌力、膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度和抗骨折能力均明顯提升，下肢肌力提升最為明顯(均P<0.05)。結(jié)論全身振動(dòng)訓(xùn)練能提高老年人腰椎及股骨頸BMD，有效提升下肢肌力和改善膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度。

全身振動(dòng)；骨密度；下肢肌力；膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度

截至2014年底，我國(guó)60周歲及以上人口數(shù)為21 242萬(wàn)人，占總?cè)丝诒戎氐?5.5%〔1〕。老年人隨著年齡增長(zhǎng)，生理生化功能逐漸衰退,各種退行性功能障礙疾病發(fā)病率顯著上升,給老年人身體健康造成較大威脅。盡管研究表明適度的有氧鍛煉能有效改善和提高老年人身體功能和素質(zhì)，但由于老年人自身生理特點(diǎn)，肌力水平下降、平衡能力衰退和骨的脆性增加，加大了跌倒的概率，加上老年人對(duì)跌倒后果的恐懼，導(dǎo)致積極的體力活動(dòng)大為減少〔2〕。全身振動(dòng)訓(xùn)練是一種易調(diào)節(jié)、時(shí)間短、見(jiàn)效快的新方法。國(guó)內(nèi)外振動(dòng)訓(xùn)練研究多集中在競(jìng)技體育、美容醫(yī)學(xué)或是慢性疾病的康復(fù)中，而針對(duì)普通老年人群的研究相對(duì)較少，且以絕經(jīng)后婦女研究居多。本研究觀察全身振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年人肌肉-骨骼-關(guān)節(jié)的影響。

1 資料與方法

1.1一般資料 根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，通過(guò)病史、基本體檢和問(wèn)卷調(diào)查等篩選出76例老年人作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。年齡60～70歲，一般狀況及精神狀況較好；排除患有嚴(yán)重心臟病、高血壓等心血管疾??；骨折、關(guān)節(jié)外傷或變形、肌肉拉傷；手術(shù)未愈者；體內(nèi)有植入物；近半年內(nèi)有血栓史；嚴(yán)重平衡障礙；糖尿病、類風(fēng)濕等其他影響骨代謝的疾?。唤? w內(nèi)服用過(guò)治療骨質(zhì)疏松的藥物或其他影響骨代謝的藥物；具有其他可能影響本項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果者。研究對(duì)象按性別分組，組內(nèi)隨機(jī)對(duì)半分為訓(xùn)練組和對(duì)照組，各組間基本情況無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。見(jiàn)表1。受試者簽署知情同意書,自愿參加本實(shí)驗(yàn),并接受16 w的振動(dòng)訓(xùn)練干預(yù)。實(shí)驗(yàn)期間，所有受試者不進(jìn)行任何藥物和其他運(yùn)動(dòng)干預(yù)。對(duì)照組保持原有生活方式不變，不接受任何藥物、飲食、運(yùn)動(dòng)等其他手段干預(yù)。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器 美國(guó)產(chǎn)Power Plate 振動(dòng)訓(xùn)練儀、美國(guó)產(chǎn)NORLAND XR-80雙能X線骨密度(BMD)儀、美國(guó)產(chǎn)MES 01S20肌肉功能分析儀。

表1 各組基本情況

1.3訓(xùn)練計(jì)劃 第1階段全身振動(dòng)訓(xùn)練組以膝關(guān)節(jié)角度110°～120°，頻率30 Hz,振幅2 mm，隔天1次，每周3次，每次5組訓(xùn)練。準(zhǔn)備和放松活動(dòng)與正式訓(xùn)練姿勢(shì)相同，持續(xù)30 s。每次訓(xùn)練時(shí)間10 min，共8 w。振動(dòng)訓(xùn)練前后記錄心率、血壓，體力感覺(jué)等級(jí)量表。第2階段頻率改為40 Hz,其余與第一階段一致，共8 w。兩個(gè)階段之間間隔2個(gè)月,保持原有生活方式不變，不接受任何藥物、飲食、運(yùn)動(dòng)等其他手段干預(yù)。

1.4指標(biāo)測(cè)試 振動(dòng)訓(xùn)練前后運(yùn)用DEXA檢測(cè)正位腰椎L2～L4和股骨頸BMD，掃描速度腰椎260 mm/s、髖關(guān)節(jié)90 mm/s；運(yùn)用 MES肌肉功能分析儀檢測(cè)下肢肌力(下肢最大合力)、關(guān)節(jié)活動(dòng)度和抗骨折能力。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS11.5 軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1全身振動(dòng)訓(xùn)練后不同性別兩個(gè)階段BMD比較 振動(dòng)訓(xùn)練前，無(wú)論男女，兩個(gè)部位BMD兩組間均無(wú)顯著差異(P>0.05)。兩個(gè)階段振動(dòng)訓(xùn)練后，無(wú)論男女，訓(xùn)練組腰椎L2～L4和股骨頸BMD均有不同程度提升，提高幅度在2.83%～7.50%，其中女性腰椎L2～L4及股骨頸BMD存在顯著差異(P<0.05)。而對(duì)照組則表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，下降幅度在2.67%～6.25%。結(jié)果表明，全身振動(dòng)訓(xùn)練可延緩老年人骨量丟失，提升BMD。從兩個(gè)部位來(lái)看，無(wú)論男女，振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)股骨頸BMD 效果略好于腰椎L2～L4，且女性訓(xùn)練組存在顯著差異(P<0.05)。從性別來(lái)看，振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)女性BMD的效果略好于男性(P<0.05)。從兩個(gè)階段來(lái)看，無(wú)論男女，均較適應(yīng)第1階段的訓(xùn)練計(jì)劃。見(jiàn)表2。

2.2各組下肢最大合力、膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度和抗骨折能力比較 振動(dòng)訓(xùn)練前，無(wú)論男女，三個(gè)指標(biāo)的兩組間均無(wú)顯著差異(P>0.05)。兩個(gè)階段振動(dòng)訓(xùn)練后，訓(xùn)練組下肢最大合力、膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度和抗骨折能力有所增長(zhǎng)，女性訓(xùn)練組兩個(gè)階段和男性訓(xùn)練組第2階段的下肢最大合力、膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度增長(zhǎng)存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。而對(duì)照組各個(gè)指標(biāo)存在下降趨勢(shì)，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。從性別來(lái)看，男性下肢最大合力和抗骨折能力明顯優(yōu)于女性(P<0.05)，膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度兩者無(wú)差異(P>0.05)，表明本研究對(duì)象的下肢最大合力和抗骨折能力符合性別特征。且全身振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年男女的下肢最大合力、膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度和抗骨折能力的效果相當(dāng)。從兩個(gè)階段的訓(xùn)練效果來(lái)看，老年男性更適應(yīng)第2階段的訓(xùn)練計(jì)劃，而老年女性則更適應(yīng)第1階段的訓(xùn)練計(jì)劃。見(jiàn)表3。

表2 不同性別全身振動(dòng)訓(xùn)練前后腰椎L2～L4、股骨頸BMD比較

與本組訓(xùn)練前比較：1)P<0.05；與本組第1階段訓(xùn)練后腰椎L2～L4比較：2)P<0.05；與同時(shí)點(diǎn)男性組比較：3)P<0.05

表3 各組全身振動(dòng)訓(xùn)練前后下肢最大合力、膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度、抗骨折能力比較

與本組訓(xùn)練前比較：1)P<0.05；與本組第1階段訓(xùn)練后比較：2)P<0.05；與同時(shí)點(diǎn)男性組比較：3)P<0.05

3 討 論

老年人群肌肉-骨骼系統(tǒng)退行性疾病或代謝綜合征的傳統(tǒng)療法常以藥物治療為主，藥物的療效可以肯定,但停藥后效果隨即消失，且長(zhǎng)期服用有副作用。全身振動(dòng)訓(xùn)練利用機(jī)械振動(dòng)和外在抗阻負(fù)荷刺激機(jī)體，提高神經(jīng)系統(tǒng)的適應(yīng)能力和引起肌肉振蕩，從而改善肌肉骨骼功能〔3〕。相比其他方式，機(jī)械振動(dòng)具有無(wú)創(chuàng)、見(jiàn)效快、頻率振幅等易調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，全身振動(dòng)訓(xùn)練開始應(yīng)用于老齡人群的康復(fù)治療，特別是在肌肉-骨骼-關(guān)節(jié)康復(fù)中發(fā)揮著獨(dú)特優(yōu)勢(shì)〔4〕。

本研究顯示經(jīng)過(guò)全身振動(dòng)訓(xùn)練后，訓(xùn)練組BMD呈現(xiàn)不同程度的增長(zhǎng)，振動(dòng)刺激對(duì)抗骨量流失具有一定療效，可以提高腰椎與股骨的BMD。李志香等〔5〕對(duì)70例45～75歲中老年人進(jìn)行為期3個(gè)月的振動(dòng)訓(xùn)練和國(guó)內(nèi)外研究表明〔6，7〕，低于引起骨組織損傷的機(jī)械振動(dòng)具有很強(qiáng)的成骨效應(yīng)，可加速破骨細(xì)胞凋亡,刺激成骨細(xì)胞生長(zhǎng),并可降低皮質(zhì)內(nèi)骨重塑,抑制骨吸收,刺激骨形成〔8〕。

振動(dòng)訓(xùn)練能很好地預(yù)防和治療BMD，除骨量以外，骨結(jié)構(gòu)對(duì)骨強(qiáng)度也具有重要的影響，振動(dòng)可防止骨丟失，改善骨結(jié)構(gòu)和生物力學(xué)性能〔9〕。振動(dòng)訓(xùn)練骨應(yīng)力的分布符合骨小梁分布的方向，從而可以增加BMD，改善骨骼結(jié)構(gòu)，提高抗骨折能力〔5〕。振動(dòng)刺激可以調(diào)節(jié)骨代謝相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)，影響骨形成和骨吸收的轉(zhuǎn)換率，抑制破骨細(xì)胞的活性,增加成骨細(xì)胞,上調(diào)骨橋蛋白、骨鈣素等蛋白mRNA表達(dá)水平,促進(jìn)成骨〔10〕。振動(dòng)刺激可提高雄激素、雌激素水平,使成骨細(xì)胞增加，從而使骨量和BMD增加。目前振動(dòng)訓(xùn)練的成骨機(jī)制主要有肌動(dòng)力學(xué)說(shuō)和骨血灌注增加學(xué)說(shuō)。

有研究認(rèn)為,肌力對(duì)BMD具有定點(diǎn)效應(yīng)，即對(duì)特定部位進(jìn)行專門的力量練習(xí)可增加或維持這一部位的骨質(zhì)〔7〕。本研究采用屈膝靜止姿勢(shì)進(jìn)行振動(dòng)訓(xùn)練，振動(dòng)對(duì)股骨頸BMD的刺激大于腰椎。這還可能與BMD起點(diǎn)低或是肌肉力量較弱,可塑性強(qiáng)有關(guān)。Beck等〔11〕對(duì)絕經(jīng)前婦女進(jìn)行為期12個(gè)月的振動(dòng)訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，受試者非優(yōu)勢(shì)腿股骨近端平均BMD增加了2.03%，優(yōu)勢(shì)腿股骨近端BMD沒(méi)有增加。本研究表現(xiàn)為腰椎BMD明顯高于股骨頸BMD，亦符合此觀點(diǎn)。本研究亦發(fā)現(xiàn)，全身振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年女性BMD的效果要好于老年男性?？赡芘c女性基礎(chǔ)值低于男性有關(guān)，也可能因?yàn)槟行詻](méi)有類似女性絕經(jīng)期出現(xiàn)的激素水平快速下降而導(dǎo)致的快速骨丟失期〔12〕，因而振動(dòng)訓(xùn)練效果沒(méi)有女性顯著。萬(wàn)德花等〔13〕對(duì)180例50～70歲男女志愿者的振動(dòng)干預(yù)結(jié)果與本研究相同。關(guān)于振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)男女效果的評(píng)價(jià)，尚無(wú)定論，有待今后進(jìn)一步驗(yàn)證。

本研究發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)訓(xùn)練能促進(jìn)成骨、增強(qiáng)肌力、改善神經(jīng)-肌肉系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性和增強(qiáng)平衡能力〔14〕。在肌肉主動(dòng)收縮的同時(shí),附加振動(dòng)刺激，能激活潛在的運(yùn)動(dòng)單位參加運(yùn)動(dòng)、使神經(jīng)沖動(dòng)的數(shù)量和同步性增強(qiáng)，從而增強(qiáng)了肌肉力量訓(xùn)練的效果〔15〕。

較高頻率的振動(dòng)對(duì)神經(jīng)的刺激要強(qiáng)于較低的振動(dòng)頻率。梭內(nèi)肌纖維長(zhǎng)度變化速度、神經(jīng)發(fā)放沖動(dòng)的強(qiáng)度與頻率成正比，振動(dòng)頻率越高，募集參與收縮的運(yùn)動(dòng)單位更多，從而更好地改善神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性；相同振幅,次高頻率(35～50 Hz)振動(dòng)對(duì)肌肉最大力、爆發(fā)力、肌肉耐力、平衡能力的效果顯著高于中低頻率(25～35 Hz)的振動(dòng)刺激〔16〕。同時(shí)，神經(jīng)系統(tǒng)要不斷進(jìn)行自身的調(diào)節(jié)以適宜運(yùn)動(dòng)的需要,因此也越容易產(chǎn)生疲勞。所以振動(dòng)頻率也有一個(gè)合理的范圍，并非越大越好。結(jié)合各項(xiàng)指標(biāo)綜合分析，老年人群更適應(yīng)35 Hz的振動(dòng)訓(xùn)練計(jì)劃。振動(dòng)訓(xùn)練應(yīng)用沒(méi)有固定的模式，在進(jìn)行振動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中應(yīng)考慮到個(gè)體差異，頻率不是最重要的，關(guān)鍵是結(jié)合訓(xùn)練者本身體質(zhì)、訓(xùn)練目的等因素來(lái)綜合考慮。

綜上，全身振動(dòng)訓(xùn)練在老年人群中的相關(guān)研究和應(yīng)用尚屬新領(lǐng)域。全身振動(dòng)訓(xùn)練既可以增強(qiáng)肌力、維持膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度和穩(wěn)定性，又能延緩骨量減少，增加BMD。

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G804.55

A

1005-9202(2017)24-6171-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.24.072

浙江省科技廳國(guó)民體質(zhì)與健身技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目(No.2011F10052)

沈艷梅(1981-)，女，碩士，助理研究員，主要從事體質(zhì)研究與健康促進(jìn)研究。

〔2016-10-20修回〕

(編輯 苑云杰/曹夢(mèng)園)