軀干肌功能與骨質(zhì)疏松性椎體骨折的相關(guān)性研究進(jìn)展

張樹寶，王善金，徐浩偉，潘雅琴，劉 錚，易宇陽，吳德升

同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院脊柱外科，上海 200120

骨質(zhì)疏松性椎體骨折（OVF）是老年人骨折的常見類型，是骨質(zhì)疏松癥的標(biāo)志。OVF 的發(fā)生條件復(fù)雜且受多種因素的影響，如年齡增長(zhǎng)、骨密度（BMD）下降、糖尿病等［1-2］。骨質(zhì)疏松癥患者常伴有軀干肌功能的減退。軀干肌是指人體軀干上的肌肉群，包括腰背肌、胸肌及腹肌等，其中腰背肌在維持椎體正常負(fù)荷和保護(hù)局部椎體骨量中發(fā)揮重要作用。因此，骨質(zhì)疏松癥患者軀干肌肌量下降，肌肉脂肪浸潤(rùn)，背伸肌肌力及肌肉耐力的減退也是導(dǎo)致OVF發(fā)生的重要危險(xiǎn)因素。

骨質(zhì)疏松癥患者的軀干肌功能減退主要包括肌量下降及肌肉功能的改變。肌肉與骨骼位置相鄰，相互調(diào)節(jié)，兩者之間存在共同的機(jī)械感受通路和內(nèi)分泌因子作用通路，肌肉功能的減退常伴隨椎體骨量的下降［3］。同時(shí)，軀干肌肌量及功能的減退會(huì)引起脊柱負(fù)荷的改變，對(duì)椎體骨的微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致OVF 的發(fā)生［4］。本文通過查閱近年相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)軀干肌的測(cè)量及軀干肌功能與OVF 之間的關(guān)系作如下綜述。

1 軀干肌測(cè)量

1.1 影像學(xué)測(cè)量

臨床影像學(xué)測(cè)量可獲取軀干肌組織在體內(nèi)的狀態(tài)信息，隨著患者年齡的增加，其測(cè)量結(jié)果發(fā)生相應(yīng)變化，并對(duì)OVF 的發(fā)生產(chǎn)生影響。人體軀干肌的測(cè)量包括肌肉量和形態(tài)的改變及組成成分的變化，測(cè)量多依賴影像及超聲手段。①M(fèi)RI：選取L3下終板處的橫斷面MRI 進(jìn)行測(cè)量，分析椎旁肌肉的橫截面積和脂肪浸潤(rùn)程度。MRI 測(cè)定的軀干肌橫截面積隨著年齡的增長(zhǎng)而降低［5］。②雙能X 線吸收測(cè)定儀（DXA）：DXA 不僅可以對(duì)BMD 進(jìn)行定量測(cè)定，還可對(duì)肌肉和脂肪進(jìn)行定量分析。DXA 測(cè)量所包含的信息量相對(duì)較少，對(duì)椎旁肌肉組織和脂肪組織的組成單元的測(cè)量并不精確。③定量CT（QCT）：與DXA 相比，QCT 可對(duì)不同部位的肌肉和脂肪進(jìn)行定量測(cè)定，是評(píng)估肌肉和脂肪分布的金標(biāo)準(zhǔn)［6］?；赒CT 測(cè)定的軀干肌CT 值（HU 值）的衰減也與年齡增加呈負(fù)相關(guān)，表明肌肉中脂肪浸潤(rùn)增加［7］。④超聲：定量超聲所測(cè)得的老年人椎旁肌肉肌束與深層筋膜所成角度較年輕人明顯下降，這一改變使椎體應(yīng)力增加［8-9］。QCT具有實(shí)時(shí)、方便、低成本的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于對(duì)椎體骨折高風(fēng)險(xiǎn)人群的篩查。

1.2 功能測(cè)量

軀干肌功能的評(píng)估包括肌力、耐力和活動(dòng)能力。①肌力是指在骨骼肌進(jìn)行隨意收縮時(shí)產(chǎn)生的力量峰值，多采用較為準(zhǔn)確和客觀的等速肌力測(cè)試方式，通過等速測(cè)試儀所產(chǎn)生的負(fù)荷阻力與肌肉收縮的實(shí)際力矩相匹配進(jìn)而獲得肌肉肌力［10］。肌力在老年人維持正常機(jī)能中發(fā)揮的作用要大于肌肉強(qiáng)度［11］，老年椎體骨折患者握力的減退與椎體增強(qiáng)術(shù)后再骨折發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加密切相關(guān)［12］。②肌肉耐力是肌肉力量的組成部分，肌肉耐力的測(cè)定多采用定時(shí)負(fù)重試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果代表了肌肉在一段時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)動(dòng)的能力，其中下肢肌肉耐力是影響老年人步態(tài)穩(wěn)定性和發(fā)生跌倒的重要因素［13］。③肌肉的活動(dòng)能力是通過肌電圖所測(cè)得的肌電信號(hào)來量化的，進(jìn)而對(duì)肌肉健康和運(yùn)動(dòng)能力進(jìn)行評(píng)估。Greig 等［14］對(duì)軀干肌電生理功能的研究結(jié)果表明，老年人軀干肌共同收縮的程度強(qiáng)于年輕人，這一改變可能會(huì)增加脊柱負(fù)荷、破壞身體平衡，對(duì)骨質(zhì)量下降的骨質(zhì)疏松癥患者產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。

軀干肌功能的測(cè)定是對(duì)軀體綜合能力的評(píng)估，但在臨床工作中，肌肉功能的檢測(cè)常因設(shè)備缺乏及操作過程復(fù)雜等原因而未能廣泛開展，握力檢測(cè)及簡(jiǎn)易機(jī)體評(píng)估可作為臨床工作中重要的替代工具。

2 軀干肌功能與OVF發(fā)生的關(guān)系及其機(jī)制

肌少癥是一種以全身肌肉量減少、肌力減退為特征的慢性疾病，患有肌少癥的人群常合并軀干肌力量的減弱。Cangussu-Oliveira 等［15］的研究表明，骨質(zhì)疏松癥患者合并肌少癥時(shí)骨折風(fēng)險(xiǎn)明顯增高，OVF患者軀干肌橫截面積下降且脂肪浸潤(rùn)程度均大于非OVF 患者。另有研究表明，肌力下降及肌肉電生理功能改變也是OVF 發(fā)生的重要危險(xiǎn)因素［16-17］。有學(xué)者在排除了年齡和激素影響的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了椎旁肌肉破壞的大鼠模型，發(fā)現(xiàn)椎旁肌肉遭破壞的大鼠局部BMD 以及椎體骨強(qiáng)度明顯下降，可見椎旁肌對(duì)椎體具有重要保護(hù)作用［18］。大量研究表明，軀干肌功能的下降使骨質(zhì)疏松癥患者發(fā)生OVF 的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加（表1）。

表1 軀干肌功能的改變對(duì)OVF發(fā)生的影響

OVF患者在骨折后軀干肌橫截面積以及脂肪浸潤(rùn)程度發(fā)生明顯改變，使患者跌倒后發(fā)生再骨折的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加［26］。OVF 患者腰背部肌肉功能下降的同時(shí)引起軀干肌矢狀位參數(shù)改變，患者維持平衡的代償能力下降，是引發(fā)再骨折的另一危險(xiǎn)因素［27］。OVF 初次發(fā)生后，患者應(yīng)盡早進(jìn)行軀干肌功能鍛煉，預(yù)防椎體再骨折的發(fā)生。

軀干肌功能下降通過改變椎體負(fù)荷、降低椎體骨強(qiáng)度增加OVF 發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。軀干肌強(qiáng)度對(duì)維持脊柱內(nèi)外負(fù)荷的平衡具有重要意義，這一平衡依賴于軀干肌對(duì)椎體所承受的機(jī)械性負(fù)荷的調(diào)節(jié)［28］。軀干肌力量下降導(dǎo)致軀體運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的應(yīng)力不完全傳遞，引起椎體負(fù)荷異常增加，使骨微結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的骨質(zhì)疏松性椎體更易發(fā)生骨折［4］。軀干肌功能下降還有可能通過其他方式增加椎體負(fù)荷，一項(xiàng)對(duì)老年人脊柱后凸畸形危險(xiǎn)因素的研究發(fā)現(xiàn)，軀干肌功能減退引起脊柱后凸畸形及矢狀位失衡的同時(shí)也會(huì)改變椎體前柱的應(yīng)力負(fù)荷，增加OVF 發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)［23，29］。

肌肉與骨骼存在密切關(guān)系，軀干肌功能下降使骨骼發(fā)生生物力學(xué)結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性改變。肌肉收縮是作用于骨的機(jī)械負(fù)荷的來源，這一機(jī)械負(fù)荷作用于骨骼產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)成骨細(xì)胞具有重要的刺激作用，可促使成骨細(xì)胞不斷地在原位形成新骨，增加骨量［30］。老年人肌肉萎縮、肌力下降和肌肉功能減退，施加于骨組織的輕微機(jī)械刺激產(chǎn)生的成骨效果降低，使骨量減少、骨強(qiáng)度下降，發(fā)生骨質(zhì)疏松。軀干肌功能下降引起骨量減少的同時(shí)對(duì)患者的活動(dòng)能力及平衡能力也有影響，患者發(fā)生跌倒的風(fēng)險(xiǎn)增加，更易發(fā)生OVF［31］。

3 軀干肌功能鍛煉的意義及原則

OVF 高風(fēng)險(xiǎn)人群早期進(jìn)行功能鍛煉可降低椎體骨折的發(fā)生率。軀干肌功能鍛煉可通過增加患者BMD 及降低跌倒風(fēng)險(xiǎn)來發(fā)揮作用。成年人和老年人的一些鍛煉可以增加骨量，并減少與衰老有關(guān)的骨量丟失。對(duì)絕經(jīng)后女性患者BMD 的長(zhǎng)期隨訪研究發(fā)現(xiàn)，接受定期鍛煉的絕經(jīng)后女性患者腰部和髖部BMD 均高于未接受定期鍛煉者，且隨著隨訪年限的增加差異愈加顯著［32］。一項(xiàng)薈萃分析結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)腰椎、股骨頸、全髖關(guān)節(jié)和全身BMD 以及預(yù)防絕經(jīng)后骨量丟失均有積極影響［33］。

跌倒是椎體骨折的重要危險(xiǎn)因素之一，規(guī)范的軀干肌功能鍛煉對(duì)降低跌倒風(fēng)險(xiǎn)也有重要意義。軀干肌功能在維持軀體平衡中發(fā)揮重要作用，軀干肌功能減退的老年人多有跌倒史且發(fā)生再跌倒的風(fēng)險(xiǎn)也明顯增加［34］。在對(duì)老年人進(jìn)行阻力訓(xùn)練的研究中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行6 個(gè)月訓(xùn)練后，下肢肌力和肌肉量明顯增加，進(jìn)而改善了軀干穩(wěn)定性，有效降低社區(qū)老年人跌倒發(fā)生率［33］。雖然目前還沒有證據(jù)證明功能鍛煉可作為單一干預(yù)因素預(yù)防跌倒的發(fā)生，但對(duì)不同功能鍛煉方式的薈萃分析表明，長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的功能鍛煉對(duì)跌倒的預(yù)防效果更顯著［35］。

骨質(zhì)疏松癥患者進(jìn)行軀干肌功能鍛煉前要對(duì)全身狀況、跌倒風(fēng)險(xiǎn)及肢體功能等進(jìn)行全面的評(píng)估并制訂個(gè)性化運(yùn)動(dòng)方案，避免運(yùn)動(dòng)過程中脆性骨折的發(fā)生。骨質(zhì)疏松癥患者進(jìn)行軀干肌功能鍛煉時(shí)的總體目標(biāo)為預(yù)防跌倒、安全有效及延緩骨量丟失［36］。常見的運(yùn)動(dòng)方式包括有氧運(yùn)動(dòng)、阻力訓(xùn)練及多模式鍛煉。多模式鍛煉包括力量和平衡能力鍛煉，可有效增強(qiáng)肌肉力量，改善平衡能力，降低跌倒風(fēng)險(xiǎn)，是最適合骨質(zhì)疏松癥患者的運(yùn)動(dòng)方式［37］。此外，單純的有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)軀干肌功能改善效果并不顯著，并且有椎體骨折史的患者在進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生跌倒的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加，不推薦有椎體骨折史的患者進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)［38］。

骨質(zhì)疏松癥患者應(yīng)保證每周鍛煉時(shí)間≥5 d、≥30 min/d 的中等強(qiáng)度鍛煉或≥3 d、20 ～ 60 min/d的高強(qiáng)度鍛煉，每組時(shí)間＞10 min；平衡功能障礙或容易跌倒的人群每周進(jìn)行2 次及以上的改善平衡和預(yù)防跌倒的練習(xí)，每2 d的主要肌群力量鍛煉［39］。鍛煉過程中應(yīng)重視動(dòng)作規(guī)范性，避免因姿勢(shì)不當(dāng)和平衡障礙引發(fā)跌倒或椎體骨折。

4 總結(jié)與展望

綜上所述，軀干肌功能減退主要通過影響肌肉-骨骼的相互作用、脊柱應(yīng)力負(fù)荷異常分布及增加跌倒風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致OVF 及椎體再骨折的發(fā)生，但目前對(duì)上述作用機(jī)制的研究證據(jù)仍然有限。通過對(duì)軀干肌影像學(xué)指標(biāo)及肌肉功能指標(biāo)的測(cè)量可有效預(yù)測(cè)OVF 發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，臨床中可利用相關(guān)指標(biāo)開發(fā)簡(jiǎn)易的評(píng)估工具對(duì)骨質(zhì)疏松癥患者中OVF 的高風(fēng)險(xiǎn)人群進(jìn)行篩查。軀干肌功能鍛煉對(duì)預(yù)防OVF 的發(fā)生具有重要意義，指導(dǎo)骨質(zhì)疏松癥患者進(jìn)行科學(xué)有效的軀干肌功能鍛煉是預(yù)防OVF 發(fā)生的重要措施。為了更好地理解軀干肌功能的改變對(duì)OVF 發(fā)生的影響，臨床工作中需要更多的研究和思考，對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)人群盡早進(jìn)行干預(yù)，降低骨折發(fā)生率。