抗阻訓練與老年健康體適能研究進展

鄭藝,陳麗霞,劉淑芬,張路,李清

中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院物理醫(yī)學康復科,北京 100730

我國人口老齡化進程加快。截止2019年末,我國65歲以上的老人數(shù)量達到了17 603萬人,占總?cè)丝诒壤?2.6%[1]。到2050年,我國65歲以上的老年人口數(shù)量將占到我國總?cè)丝跀?shù)量的1/5,達到3.2億以上,占世界老年人口數(shù)量的1/4,中國將步入超高老齡化國家行列[2]。衰老將導致老年人群健康體適能水平明顯下降,給老年人群的生活質(zhì)量造成嚴重威脅。衰老進程中的生物學改變可能導致骨骼肌質(zhì)量、力量、功能下降,機體耐受力和應激能力的下降[3],導致跌倒、活動受限、社會依賴程度增加、非殘疾年數(shù)明顯降低[4-7]。老齡化帶來眾多不良后果,制定及時、有效地應對措施勢在必行。

在衰老相關(guān)的眾多因素中,與肌肉相關(guān)的問題是可逆和可預防的。抗阻訓練是治療肌肉無力、身體虛弱的一個有效、可行的手段,不僅能夠補充有氧訓練對健康和體能產(chǎn)生的積極影響,還可有效減輕年齡對神經(jīng)肌肉功能的不良影響。

1 抗阻訓練對健康體適能的影響

美國運動醫(yī)學會定義:健康體適能(Physical fitness)主要包括身體成分、心肺耐力、肌肉力量和耐力、柔韌性以及平衡性5大方面[8]。健康體適能是身體健康的基礎(chǔ),也是預防和治療多種慢性疾病的重要方面。

1.1 抗阻訓練對體成分的影響 體成分即肌肉、脂肪、骨骼及其他機體成分的相對百分比。體脂是評價身體成分的主要指標之一,理想的體適能應有適當?shù)捏w脂百分比。隨著年齡的增長,慢性炎癥發(fā)生率增加,蛋白質(zhì)合成能力下降,肌肉力量和肌肉蛋白質(zhì)質(zhì)量下降,增齡性肥胖發(fā)生率增加[9-10]。大量研究表明抗阻訓練不僅有助于改善骨密度、胰島素敏感性,還可減少腹部和內(nèi)臟脂肪量[11-14],減少肌肉脂肪浸潤及肌肉質(zhì)量[15],提高肌肉延展性[16]。Peterson等[17]研究發(fā)現(xiàn),老年人[年齡(65.5±6.5)歲]進行全身阻力訓練(平均20.5周),瘦體重增加1.1 kg,并且訓練量越大,瘦體重增加越大。

1.2 抗阻訓練對肌肉力量和耐力的影響 健康老年人肌肉力量以每年0.8%～3.6%的水平下降,而這個速度在超高齡老人中更加明顯[18]。衰老可導致大量運動神經(jīng)元減少,60～81歲老人運動單元數(shù)量減少可達47%,導致肌肉力量降低[19-20]?？棺栌柧毮軌蛴行Ь徑夤趋兰≡诩∪饬α?、肌肉形態(tài)結(jié)構(gòu)和神經(jīng)肌肉控制方面由于年齡增長而引發(fā)的變化,對肌肉收縮功能產(chǎn)生積極影響。

抗阻訓練對減緩衰老導致的肌肉力量下降效果顯著[21]。如果老年人長期進行中等強度阻力訓練,則伸髖肌、屈髖肌力量增加可達30%～97%[22]。Fiatarone等[23]對100名身體虛弱的老年人進行了10周抗阻訓練,結(jié)果顯示力量訓練組的腿部肌肉力量較訓練前提高了220%。對于超過85 歲的超高齡老人,抗阻訓練對提高肌肉力量同樣有效[24]。Serra-Rexach等[25]對20名年齡區(qū)間為90～97歲的超高齡老人進行每周3次,30%～70%1RM 遞增抗阻訓練,8周后受試者下肢屈肌力量平均增加10.6 kg。抗阻訓練還可以改善單一肌纖維的收縮速度[26]。研究[27-29]表明老年人進行抗阻訓練后肌肉橫截面積可增加4%～33%。大量研究[28-29]結(jié)果表明抗阻運動可有效增加肌纖維長度和羽狀角,從而對肌肉結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有利影響。Pyka等[22]對25位年齡[(68.2±1.0)歲]老年人進行30周抗阻訓練后發(fā)現(xiàn),Ⅰ型、Ⅱ型肌纖維橫截面積(CSA)較訓練前分別可增加58%、67%。阻力訓練還可以減緩神經(jīng)肌肉系統(tǒng)衰老的速度和程度[30]。

1.3 抗阻訓練對心肺耐力的影響 體適能水平的降低與心腦血管疾病和運動系統(tǒng)疾病的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)[31],但由于抗阻運動與有氧運動兩者優(yōu)勢不同,推薦兩種訓練類型相結(jié)合的運動處方以改善神經(jīng)肌肉功能和心血管功能[32-33],從而提高老年人群體適能。Shaw等[34]將受試者分為未受訓練組和抗阻訓練組,經(jīng)過8周的抗阻訓練,抗阻訓練組較未受訓練組的最大攝氧量有顯著提升。

Dos Santos等[35]的研究則發(fā)現(xiàn)有氧運動與抗阻運動相結(jié)合的聯(lián)合訓練方案可有效優(yōu)化高密度脂蛋白、舒張壓、肌肉最大收縮力等與健康相關(guān)因素。同樣Johannsen等[36]的研究發(fā)現(xiàn):有氧和抗阻訓練聯(lián)合訓練方案較單一訓練相比對于提高胰島素敏感性和血糖控制方面效果顯著,可有效降低心血管疾病相關(guān)死亡風險。但也有證據(jù)表明:對于心率較低,心肌(舒張)灌注壓較高的患者,抗阻運動可能比有氧運動更有利于心肌氧供需平衡[37],因此需針對不同老年患者制定個體化的運動處方,從而更加高效地提高老年人的體適能水平。

1.4 抗阻訓練對功能能力的影響 與年齡相關(guān)的功能能力的下降主要表現(xiàn)為肌肉質(zhì)量和肌肉力量的丟失、動態(tài)平衡能力下降、運動協(xié)調(diào)能力下降[38]、肌肉快速收縮能力(RFD/RTD)下降。

RFD/RTD與功能能力[39-40]、跌倒風險密切相關(guān)[41-42],而RFD/RTD隨年齡下降的速度比最大肌力下降還要迅速[43-46]。抗阻訓練可有效提高RFD/RTD[47],從而提高老年人的功能能力,預防功能性殘疾[48]。Caserotti等[49]對60～89歲的老年社區(qū)婦女的調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn):爆發(fā)性的重阻力訓練對于老年人基本安全,而且耐受性良好;同時可優(yōu)化與老年人功能能力相關(guān)的指標(例如RFD/RTD、最大肌肉力量,縱跳高度等)。Orr等[50]對抗阻運動與老年人平衡功能的關(guān)系作了系統(tǒng)性綜述,其中68項平衡測試中14項報告了抗阻訓練干預組的平衡功能明顯優(yōu)于對照組,并得出結(jié)論:抗阻訓練可明顯改善老年人平衡功能。Topp 等[51]測試了12周的動態(tài)阻力力量訓練計劃對65 歲及以上老人的步態(tài)速度和平衡功能的影響。測試結(jié)果表明:平衡能力以及向后行走能力均有所提高,步行速度變化不明顯。

抗阻訓練對于肌肉力量較弱的老年人增加肌力效果較顯著,但對于肌肉力量基礎(chǔ)較好的老年人,額外的力量增加并不會提高日常生活的功能表現(xiàn)[52-53]。應用多成分訓練計劃相結(jié)合的聯(lián)合訓練可達到進一步提高訓練效果的目的,如動態(tài)抗阻訓練結(jié)合動態(tài)平衡功能訓練(變速登階、抗阻坐站轉(zhuǎn)移訓練等)[54-55]。

2 不同抗阻訓練處方對肌肉力量和肌耐力的影響

爆發(fā)力不同于最大肌力,是對肌肉快速發(fā)力能力的體現(xiàn),并且可間接反映日常生活活動能力的高低[56-57]。與肌肉力量相比,老年人爆發(fā)力下降的速度更快[58]。高速度低阻力訓練強調(diào)以最大速度使肌肉在短時間間隔內(nèi)發(fā)出最大的力量,其對提高老年人最大肌力、爆發(fā)力、肌肉體積、功能能力作用顯著[59-61]。有研究表明,相較于傳統(tǒng)的老年抗阻訓練(以常規(guī)速度或較慢速度進行的阻力訓練),高速低阻訓練更有助于促進功能的改善[62-63]。高速低阻訓練中,低、中等強度抗阻對于最大肌力、爆發(fā)力、肌肉體積和功能表現(xiàn)的增強效果最好[59-61]。

抗阻訓練效果受訓練強度和訓練時間的影響較大[61-62],在對老年人制定抗阻訓練處方時,需要充分考慮訓練強度、訓練時間、重復次數(shù)。訓練強度上,在提高肌力方面大量研究顯示與中、低強度阻力訓練相比,高強度抗阻訓練作用更大;與低強度阻力訓練相比,中強度抗阻訓練作用更大[61,63]。但也有研究表明,當訓練總量水平基本一致時,訓練強度對肌肉力量的影響將被弱化[64-65]。周期性抗阻訓練對于老年人肌肉力量的增強較非周期性訓練并無優(yōu)勢[66];但與恒定阻力相比,變化的阻力可能更有助于提高老年人的身體功能[67]。Cadore等[68]和Da Silva[69]推薦較大負重、較少的單組重復次數(shù)以引起較大的肌肉力量的增加。Borde等[21]的研究結(jié)果顯示每個動作重復2～3組,每組7～9個動作對肌肉力量和質(zhì)量影響最大。Straight等[70]研究顯示單個動作重復總數(shù)24(組數(shù)×單組重復=24)對最大肌力影響最顯著。有研究顯示應用高重復次數(shù)低阻力訓練對于老年人肌纖維肥大作用顯著[71]。對于短期抗阻訓練和抗阻訓練早期,每組動作的重復次數(shù)對肌肉力量的影響不明顯[72-73];對于長期抗阻訓練,每個動作重復3組對于肌肉力量的增加較有幫助[73]。

3 老年抗阻訓練的安全性

大量研究[74-76]表明,恰當?shù)目棺柽\動對于虛弱、患有疾病、超高齡老人都是安全的。但考慮到老年人群身體狀況的特殊性,在制定運動處方時需充分考慮運動風險。例如對于慢性阻塞性肺疾病患者來說,高強度的運動會使血氧飽和度(SpO2)降低,從而可能引起低氧血癥的不良事件發(fā)生[77-79],同時高強度的運動還會增加心臟的負荷,容易出現(xiàn)心力衰竭和心肌梗死現(xiàn)象[80]。因此針對老年性常見疾病患者,需制定個體化運動方案以降低抗阻運動風險。運動前進行健康篩查、風險評估,識別有不穩(wěn)定狀況的老年患者并明確風險等級;運動中通過佩戴便攜設備對患者基礎(chǔ)情況實施監(jiān)測。在運動強度的設定時應避免選擇導致血壓、心率、心輸出量增大的力竭性抗阻運動[81];對于心率較低,心肌(舒張)灌注壓較高的患者,抗阻運動相較于高比例的有氧運動更有利于心肌氧供需平衡,在運動形式的安排中可適當增加抗阻運動比例[82]。隨著訓練的進行,疲勞會不斷積累,而不同的運動形式,決定了肌肉組織在力量、爆發(fā)力和耐力等方面提高也就不同,因此推薦1～4組重復訓練,1.5～3 min間隔循序漸進的短時間間隔循環(huán)抗阻方案[83],其運動效果主要以累積的方式呈現(xiàn)。

據(jù)統(tǒng)計,老年人運動損傷的原因主要包括運動方式選擇不合理、運動經(jīng)驗不足、動作完成不正確、訓練強度過大等[84]。遇到慢性疼痛或關(guān)節(jié)不穩(wěn)等問題困擾時,需要甄別原因,不同的情況需要不同的運動處方來訓練相同的肌肉群,進而防止由于不當?shù)倪\動加重疼痛和不穩(wěn)等問題[85-86]。另外,對于肩關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、脊柱等老年薄弱部位在制定運動處方時需特殊考慮和保護,防止造成骨折或肌肉損傷等[87-88]。

4 總結(jié)

進行抗阻訓練對老年體成分、肌力、肌耐力、心肺耐力、平衡功能都有積極影響;不同抗阻訓練處方在改善肌肉表現(xiàn)方面作用不同;個體化、漸進性的訓練處方老年人大多是能耐受的。制定科學有效的指導方針和建議,幫助老年人將抗阻訓練安全地、恰當?shù)丶{入他們的生活,對改善老年人生活質(zhì)量、減輕社會負擔具有重要意義。即使抗阻運動對提高體適能效果突出,但慢性疼痛、疲勞和較少社會支持的老年人進行抗阻訓練仍較少,參與率較低[89],如何提高老年人抗阻訓練依從性將是一項長期課題。