持續(xù)運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)絕經(jīng)后女性骨密度影響的追蹤研究

王晶晶 郭彥君 項(xiàng)云

1. 上海體育科學(xué)研究所，上海 200030 2. 上海體育學(xué)院，上海 200438

老年人骨骼隨年齡增長(zhǎng)出現(xiàn)增齡性衰退，表現(xiàn)為骨量流失、骨密度下降、骨強(qiáng)度降低。骨密度的持續(xù)降低可能發(fā)展為骨質(zhì)疏松癥。隨著全球老齡化問題的不斷加劇，骨密度降低發(fā)生率及骨質(zhì)疏松患病率隨之增加，相關(guān)疾病負(fù)擔(dān)也因此加劇[1-3]。增齡和絕經(jīng)同為誘發(fā)骨質(zhì)疏松癥的不可控危險(xiǎn)因素[4]。絕經(jīng)后女性因雌激素水平迅速下降，骨量加速流失，骨組織微結(jié)構(gòu)損壞，骨密度持續(xù)降低。相較于男性，女性在50歲以后骨量下降迅速，骨質(zhì)疏松發(fā)病率急速增長(zhǎng)[5]，進(jìn)而因骨質(zhì)疏松性骨折而造成更高的疾病負(fù)擔(dān)[6]。

體力活動(dòng)已被證實(shí)可以有效改善成老年人骨骼健康[7]。對(duì)于絕經(jīng)后女性，規(guī)律的包括運(yùn)動(dòng)在內(nèi)的體力活動(dòng)可以改善骨密度水平或延緩其流失，預(yù)防或改善骨質(zhì)疏松，并有效減少骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)生[8-9]。多數(shù)研究關(guān)注于幾個(gè)月的短期運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)骨密度可能產(chǎn)生的影響，但12個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)運(yùn)動(dòng)鍛煉或許才能對(duì)絕經(jīng)后女性的骨密度產(chǎn)生明顯的改善作用，因此關(guān)于運(yùn)動(dòng)對(duì)骨密度的中長(zhǎng)期功效研究仍需增加[10-11]。本研究對(duì)社區(qū)絕經(jīng)后女性骨密度進(jìn)行12個(gè)月的追蹤研究，比較不同運(yùn)動(dòng)鍛煉參與程度者的骨密度差異、以及骨密度水平在12個(gè)月間隨時(shí)間變化的趨勢(shì)，為持續(xù)運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)骨密度可能產(chǎn)生的中長(zhǎng)期功效提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究對(duì)象

在上海市楊浦區(qū)五角場(chǎng)、平?jīng)鰞蓚€(gè)街道招募志愿者作為研究對(duì)象。通過問卷調(diào)查了解招募對(duì)象的基本健康情況，之后對(duì)符合納入條件者進(jìn)行知情告知，并簽署知情同意書，采集其基線骨密度數(shù)據(jù)。研究對(duì)象納入標(biāo)準(zhǔn)為：50～69歲女性；閉經(jīng)2年以上；有獨(dú)立生活能力；無先天、遺傳性疾病(如先天性心臟病、聾啞、癡呆、精神異常等)；近期(1年內(nèi))無確診的代謝類疾病(如糖尿病、甲狀腺疾病、甲狀旁腺疾病等內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病)；無嚴(yán)重肝腎功能不全；近期(1年內(nèi))未服用過激素類藥物；從不吸煙；自愿參與本研究。

通過問卷調(diào)查結(jié)果將納入的研究對(duì)象按照體育人口劃分標(biāo)準(zhǔn)[12]分為鍛煉量達(dá)標(biāo)和不達(dá)標(biāo)組。其中鍛煉量達(dá)標(biāo)組需滿足鍛煉量達(dá)到主述每周參與至少3次、每次至少30 min的中等及以上強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)；不達(dá)標(biāo)組進(jìn)一步根據(jù)運(yùn)動(dòng)參與情況分為不鍛煉亞組(從不鍛煉)和偶爾鍛煉亞組(參與鍛煉，但是鍛煉的頻率、時(shí)間或強(qiáng)度未達(dá)到經(jīng)常鍛煉標(biāo)準(zhǔn))。之后對(duì)各組別研究對(duì)象進(jìn)行12個(gè)月的追蹤研究，每周記錄研究對(duì)象體育鍛煉參與情況，并在6個(gè)月、12個(gè)月追蹤采集其骨密度參數(shù)。12個(gè)月間鍛煉量達(dá)標(biāo)組中斷鍛煉1個(gè)月及以上者，從不鍛煉組參加鍛煉1個(gè)月及以上者、或偶爾鍛煉組鍛煉量達(dá)到經(jīng)常鍛煉標(biāo)準(zhǔn)超過1個(gè)月者，以及追蹤期采用營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑或藥物手段干預(yù)骨密度者均不納入統(tǒng)計(jì)。

研究在基線招募符合條件的受試者103人。經(jīng)過12個(gè)月的跟蹤，未退出研究、且維持原有體育鍛煉參與情況未改變者為82人。最終納入研究對(duì)象基本情況見表1。各組間基線年齡、閉經(jīng)年份、身高、體重和BMI差異均無明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表1 研究對(duì)象基線參數(shù)Table 1 Demographic and anthropometric characteristics at baseline in the

1.2 方法

采用定量超聲(QUS)檢測(cè)法測(cè)量跟骨骨密度，儀器為GE Achilles InSight超聲骨密度儀，采集指標(biāo)包括T值、Z值、超聲傳導(dǎo)聲速(SOS)和超聲寬帶衰減(BUA)。并提取測(cè)試結(jié)果中的骨質(zhì)疏松發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，以T≥-1.0為可能存在骨質(zhì)疏松低度風(fēng)險(xiǎn)；-1.0

采用問卷形式采集研究對(duì)象的性別、年齡、閉經(jīng)年份、體育鍛煉參與情況等數(shù)據(jù)。采用國(guó)產(chǎn)健民牌Ⅱ型國(guó)民體質(zhì)測(cè)試系列身高計(jì)、體重計(jì)采集身高和體重?cái)?shù)據(jù)。根據(jù)身高體重計(jì)算BMI。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。所有描述性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均表示為均值±標(biāo)準(zhǔn)差，采用例數(shù)(百分比)描述各組內(nèi)不同骨質(zhì)疏松發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)水平的檢出情況。采用K-S檢驗(yàn)對(duì)各組數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)。各分組內(nèi)各指標(biāo)時(shí)間點(diǎn)間的比較采用單因素重復(fù)測(cè)量方差分析。采用兩因素重復(fù)測(cè)量方差分析比較鍛煉量達(dá)標(biāo)和不達(dá)標(biāo)兩組在12個(gè)月間T值水平隨時(shí)間變化的時(shí)間效應(yīng)、組間效應(yīng)及交互效應(yīng)，對(duì)不滿足Mauchly球型假設(shè)檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)，采用Greenhouse-Geisser法進(jìn)行校正。對(duì)存在交互效應(yīng)者，進(jìn)一步分析各因素的單獨(dú)效應(yīng)。基于Pearson相關(guān)分析結(jié)果，對(duì)與T值存在相關(guān)的變量進(jìn)行控制，分析控制混雜變量后兩組間T值變化隨時(shí)間變化的重復(fù)測(cè)量方差分析。統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性水平為P<0.05。

2 結(jié)果

各組跟骨骨密度各指標(biāo)在12個(gè)月間的變化情況見表2?？梢姡憻捔窟_(dá)標(biāo)組各時(shí)間點(diǎn)的各指標(biāo)水平隨時(shí)間變化不大，差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；不達(dá)標(biāo)組骨密度各指標(biāo)水平隨時(shí)間出現(xiàn)下降，除SOS值外，鍛煉量不達(dá)標(biāo)組T值、Z值、BUA水平隨時(shí)間變化均具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。進(jìn)一步劃分不達(dá)標(biāo)組的亞組后可見，兩亞組骨密度各參數(shù)水平隨時(shí)間的下降幅度不同，不鍛煉亞組隨時(shí)間的降幅較偶爾鍛煉亞組更大。

表2 各組跟骨骨密度指標(biāo)12個(gè)月間變化Table 2 Changes in the BMD parameters during 12

對(duì)鍛煉量達(dá)標(biāo)和不達(dá)標(biāo)組T值隨時(shí)間變化的組間差異統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。結(jié)果顯示，T值隨時(shí)間變化的差異具有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=6.378，P=0.004)，對(duì)比檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)呈線性關(guān)系(F=8.707，P=0.004)；鍛煉量達(dá)標(biāo)組和不達(dá)標(biāo)組的組間效應(yīng)存在明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=4.268，P=0.042)；時(shí)間×組間存在交互作用(F=5.702，P=0.007)，兩組間T值隨時(shí)間變化的幅度不同，鍛煉量不達(dá)標(biāo)組T值下降幅度較大，達(dá)標(biāo)組T值幾乎無變化。進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析顯示：基線時(shí)，鍛煉量達(dá)標(biāo)組和不達(dá)標(biāo)組間T值差值為0.42，差異不存在明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=1.784，P=0.185)；6個(gè)月和12個(gè)月后兩組間T值差值分別為0.64(F=4.963，P=0.029)和0.74(F=6.814，P=0.011)，差異均具有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表3 鍛煉量達(dá)標(biāo)與不達(dá)標(biāo)組T值隨時(shí)間變化的組間比較統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果

由于T值變化水平與年齡(r=0.307，P<0.05)和閉經(jīng)年份(r=0.231，P<0.05)均具有一定統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的線性相關(guān)。表3同時(shí)列出了分別控制了年齡和閉經(jīng)年份后鍛煉量達(dá)標(biāo)和不達(dá)標(biāo)組T值隨時(shí)間變化的兩因素重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果?？梢?，在分別控制了年齡和閉經(jīng)年份后，T值的組間效應(yīng)、時(shí)間效應(yīng)和交互效應(yīng)均具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

所有研究對(duì)象在12個(gè)月間，發(fā)生骨質(zhì)疏松高度風(fēng)險(xiǎn)的人數(shù)比從18.3 %增長(zhǎng)至23.2 %，低度風(fēng)險(xiǎn)的人數(shù)比從36.6 %降低至30.5 %。劃分鍛煉量是否達(dá)標(biāo)后，兩組不同骨質(zhì)疏松風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生等級(jí)的分布情況在12個(gè)月間的變化見表4。可見鍛煉量達(dá)標(biāo)組12個(gè)月間骨質(zhì)疏松風(fēng)險(xiǎn)各等級(jí)人數(shù)分布基本維持穩(wěn)定；不達(dá)標(biāo)組，低度風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)人數(shù)比在12個(gè)月間逐漸減少，高度風(fēng)險(xiǎn)人數(shù)比逐漸增加。

表4 鍛煉量達(dá)標(biāo)與不達(dá)標(biāo)組12個(gè)月間骨質(zhì)疏松風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布變化[n(%)]

3 討論

3.1 QUS法追蹤骨密度隨時(shí)間變化的可行性

QUS檢測(cè)法因其與公認(rèn)診斷金標(biāo)雙能X線吸收(DXA)檢測(cè)法結(jié)果的高度相關(guān)，以及便攜、無輻射、節(jié)約時(shí)間、低成本等優(yōu)勢(shì)，常被推薦用于人群的骨質(zhì)疏松風(fēng)險(xiǎn)篩查和骨折風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)[13-14]。在評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)骨密度的改善效果時(shí)，采用DXA法進(jìn)行重復(fù)短間隔多次測(cè)試可能涉及到增加輻射暴露、增加成本等問題，可以采用QUS法追蹤運(yùn)動(dòng)對(duì)各年齡段人群骨健康參數(shù)隨時(shí)間變化的影響[15]。本研究中有8名流失的研究對(duì)象是因其參考基線QUS法測(cè)得的中高度風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果至醫(yī)院進(jìn)行DXA法診斷并進(jìn)而采用藥物治療后退出本研究，側(cè)面提示了QUS法對(duì)篩查社區(qū)女性骨質(zhì)疏松或骨量降低發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的可行性。

SOS和BUA是QUS法用于評(píng)價(jià)骨密度水平的主要參數(shù)，分別指超聲信號(hào)在骨骼中的傳導(dǎo)速度，和超聲信號(hào)通過骨骼時(shí)因骨組織的吸收和散射而發(fā)生的超聲能量信號(hào)衰減，二者均與骨密度水平呈良好正相關(guān)。T值和Z值分別指骨密度水平相較同性別健康人群骨密度水平峰值和相較同性別同齡人骨密度平均水平的標(biāo)準(zhǔn)偏差。T值是預(yù)測(cè)骨量減少和骨質(zhì)疏松發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的常用指標(biāo)，基于QUS法測(cè)得的T值對(duì)絕經(jīng)后女性骨質(zhì)疏松及骨折的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)具有較好的預(yù)測(cè)效果[16]。本研究最終納入的研究對(duì)象總體在基線存在骨質(zhì)疏松高度風(fēng)險(xiǎn)的人數(shù)比為18.3 %，其中50～59歲為11.0 %，60～69歲為27.0 %。這一結(jié)果總體略低于張智海等[17]基于DXA的我國(guó)人群骨質(zhì)疏松發(fā)生率的文獻(xiàn)分析結(jié)果。這可能與本研究納入了較自然人群更多的經(jīng)常參加體育鍛煉者有關(guān)。進(jìn)一步劃分鍛煉量達(dá)標(biāo)與不達(dá)標(biāo)組后，不達(dá)標(biāo)組骨質(zhì)疏松高度風(fēng)險(xiǎn)人數(shù)比為20 %，并在12個(gè)月后增長(zhǎng)至30 %，這一結(jié)果與報(bào)告的我國(guó)人群骨質(zhì)疏松發(fā)生率水平基本一致，一定程度上提示QUS法可以用于輔助預(yù)測(cè)絕經(jīng)后女性骨質(zhì)疏松的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)絕經(jīng)后女性骨密度的影響

運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼健康的促進(jìn)作用，從生物力學(xué)角度講是由于運(yùn)動(dòng)的機(jī)械應(yīng)力對(duì)骨骼造成的良性刺激，從生物化學(xué)角度講是由于運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)激素變化、調(diào)節(jié)骨代謝信號(hào)通路，進(jìn)而對(duì)骨代謝產(chǎn)生積極作用所致[18]。運(yùn)動(dòng)作為公認(rèn)的非藥理干預(yù)手段，可用于延緩中老年人骨量流失[19]。本研究各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果中，鍛煉量達(dá)標(biāo)組骨密度的各指標(biāo)水平均優(yōu)于不達(dá)標(biāo)組，同時(shí)達(dá)標(biāo)組骨質(zhì)疏松低度風(fēng)險(xiǎn)人數(shù)比相較不達(dá)標(biāo)組更高，高度風(fēng)險(xiǎn)人數(shù)比更低。重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果顯示，不論是否控制年齡和閉經(jīng)年份等骨密度影響因素，達(dá)標(biāo)組和不達(dá)標(biāo)組的T值水平差異始終存在顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這些結(jié)果均提示了規(guī)律的運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)絕經(jīng)后女性骨密度有積極的改善作用。

不同的運(yùn)動(dòng)類型、運(yùn)動(dòng)頻率、運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)量等對(duì)于骨密度可能產(chǎn)生的影響并不相同[9]。通常認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)類型方面，身體負(fù)重的中等強(qiáng)度以上有氧運(yùn)動(dòng)或抗阻訓(xùn)練有利于絕經(jīng)后女性的骨量維持[20-21]；時(shí)長(zhǎng)方面，平均每天鍛煉時(shí)間大于30 min的老年人骨密度水平明顯優(yōu)于不鍛煉和少于30 min者[22]；頻率方面，每周至少2次的體育鍛煉才能對(duì)骨密度產(chǎn)生積極影響[23]；運(yùn)動(dòng)量方面，相較中等運(yùn)動(dòng)量(150 min/周)，大運(yùn)動(dòng)量(300 min/周)女性骨密度水平更高[24]。本研究中，盡管基線時(shí)不鍛煉組骨密度水平略高于偶爾鍛煉組，但12個(gè)月后，不鍛煉組骨密度各指標(biāo)水平降幅更大、降速更快。提示不同程度參與運(yùn)動(dòng)鍛煉可以不同程度地維持絕經(jīng)后女性骨密度水平或延緩其增齡性流失，即使體育鍛煉參與程度并未達(dá)到經(jīng)常鍛煉水平，但偶爾參與，也可能因每次鍛煉時(shí)長(zhǎng)、頻率或類型等達(dá)到一定劑量，而對(duì)絕經(jīng)后女性骨密度水平產(chǎn)生積極影響。

3.3 持續(xù)參與運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)絕經(jīng)后女性骨密度的作用效果

規(guī)律運(yùn)動(dòng)有益于促進(jìn)包括骨骼健康在內(nèi)的老年人身體健康[25]。長(zhǎng)時(shí)間參與運(yùn)動(dòng)鍛煉，對(duì)絕經(jīng)后女性骨密度具有積極改善作用[26]，并且可持續(xù)長(zhǎng)達(dá)16年[27]。目前對(duì)于可有效改善骨密度的鍛煉持續(xù)時(shí)間的觀點(diǎn)并不一致，有研究認(rèn)為，干預(yù)時(shí)間超過12個(gè)月的有氧鍛煉能更好地改善骨密度[12]；也有研究認(rèn)為持續(xù)7個(gè)月、頻率大于2次/周的規(guī)律運(yùn)動(dòng)是改善絕經(jīng)后女性骨密度的最短時(shí)長(zhǎng)[28]。

總體來講，本研究各組SOS值和BUA值水平均在12個(gè)月間出現(xiàn)了下降，提示了不論參與鍛煉與否，絕經(jīng)后女性的骨密度水平均會(huì)隨年齡增長(zhǎng)逐漸下降。但不同分組的下降程度有所不同。相較鍛煉量不達(dá)標(biāo)組，鍛煉量達(dá)標(biāo)組在12個(gè)月間骨密度各指標(biāo)水平只出現(xiàn)極小程度的下降。進(jìn)一步劃分亞組后，不鍛煉組下降幅度高于偶爾鍛煉組，提示規(guī)律運(yùn)動(dòng)對(duì)于絕經(jīng)后女性的骨量維持并延緩其流失有良好的作用效果。另外，盡管組間無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但本研究中鍛煉量達(dá)標(biāo)組平均年齡比不達(dá)標(biāo)組稍大，理論上骨密度水平可能更低。然而實(shí)際測(cè)試結(jié)果顯示達(dá)標(biāo)組骨密度各指標(biāo)水平不僅在基線就略高于不達(dá)標(biāo)組，且12個(gè)月間骨密度水平基本維持不變，而不達(dá)標(biāo)組T值、Z值、BUA水平均隨時(shí)間呈現(xiàn)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的顯著下降，SOS水平亦出現(xiàn)下降。另外，達(dá)標(biāo)組Z值水平始終大于0，即骨密度水平優(yōu)于同齡人；不達(dá)標(biāo)組Z值從基線的略高于0下降至小于0，即骨密度水平由接近同齡人水平下降至低于同齡人水平。盡管不能排除個(gè)體差異和未知混雜因素，但這些結(jié)果在很大程度上提示了規(guī)律鍛煉可能在延緩絕經(jīng)后女性骨量流失中發(fā)揮重要作用?；赥值的重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果顯示，不論是否調(diào)整年齡和閉經(jīng)年份，鍛煉量達(dá)標(biāo)組與不達(dá)標(biāo)組間隨時(shí)間變化均有顯著的時(shí)間效應(yīng)和組間效應(yīng)，提示盡管骨密度水平會(huì)隨時(shí)間出現(xiàn)增齡性下降，但持續(xù)規(guī)律的參與運(yùn)動(dòng)鍛煉可以有效延緩絕經(jīng)后女性骨密度的增齡性流失。

后續(xù)研究計(jì)劃選擇基于精準(zhǔn)測(cè)定的DXA檢測(cè)法，更有針對(duì)性、樣本量更大的社區(qū)絕經(jīng)后女性進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)追蹤觀察，以彌補(bǔ)現(xiàn)有研究不足，并觀察更長(zhǎng)時(shí)間周期內(nèi)不同運(yùn)動(dòng)鍛煉參與程度女性骨密度水平隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。

4 結(jié)論

不同程度參與運(yùn)動(dòng)鍛煉可以不同程度地維持絕經(jīng)后女性骨密度水平或延緩其增齡性流失。不同鍛煉量水平的絕經(jīng)后女性，骨密度在12個(gè)月間隨時(shí)間變化并不相同，不鍛煉者骨密度隨時(shí)間下降幅度最大，偶爾鍛煉者骨密度的增齡性下降可以在一定程度上被延緩，經(jīng)常鍛煉者骨密度水平基本維持穩(wěn)定。持續(xù)參與運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)絕經(jīng)后女性骨密度增齡性流失具有積極的改善作用。