運(yùn)動(dòng)療法防治骨質(zhì)疏松癥機(jī)制的研究進(jìn)展

佟喆 張振南 于潼

中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院廣安門醫(yī)院，北京 100053

骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis，OP)是一類全身性、代謝性骨病，表現(xiàn)為持續(xù)骨量減少、骨組織微結(jié)構(gòu)退變，骨的強(qiáng)度降低，繼發(fā)骨脆性增加，引起疼痛和駝背等癥狀，并能極易出現(xiàn)病理性骨折，身體健康、生活質(zhì)量嚴(yán)重被影響[1]。臨床上按病因常見(jiàn)兩種類型：原發(fā)性O(shè)P、繼發(fā)性O(shè)P。原發(fā)性O(shè)P又分為：特發(fā)性O(shè)P、Ⅰ型(絕經(jīng)后OP)和Ⅱ型(老年性O(shè)P)，繼發(fā)性O(shè)P是指因疾病或者藥物等任何影響骨代謝的和其他病因明確的OP[2]。OP的三個(gè)主要危險(xiǎn)因素是：長(zhǎng)期缺乏運(yùn)動(dòng)、激素水平隨年齡增長(zhǎng)而下降、膳食結(jié)構(gòu)不合理。運(yùn)動(dòng)和適當(dāng)?shù)纳眢w活動(dòng)有助于預(yù)防和治療骨質(zhì)流失和骨質(zhì)疏松癥。它不僅方便，安全和經(jīng)濟(jì)，而且還具有其他一些健康效果，例如改善平衡，增強(qiáng)肌肉力量和耐力以及防止跌倒；降低骨質(zhì)疏松引起的骨折發(fā)生率等。將近年來(lái)文獻(xiàn)綜述如下，以為深入研究中西運(yùn)動(dòng)療法防治骨質(zhì)疏松癥的機(jī)制提供依據(jù)。

1 西醫(yī)運(yùn)動(dòng)療法防治骨質(zhì)疏松的作用機(jī)制

1.1 運(yùn)動(dòng)機(jī)械應(yīng)力對(duì)骨骼的效應(yīng)作用

骨骼作為一種支撐身體的高組織化器官，通過(guò)骨重建來(lái)順應(yīng)需求以滿足機(jī)械應(yīng)力及承重，使骨骼結(jié)構(gòu)特性變化[3]。根據(jù)骨骼的功能適應(yīng)性、力學(xué)穩(wěn)定性理論，可知應(yīng)力對(duì)骨骼形成、重塑有著一定的影響。就相關(guān)研究顯示，日常運(yùn)動(dòng)中骨骼承受外界的各種應(yīng)力，目前主要為三種應(yīng)力：流體剪切應(yīng)力、牽張應(yīng)力與靜水壓力，其對(duì)成骨細(xì)胞(OB)的影響存在相近性，并推測(cè)OB的凋亡是均受三種力學(xué)信號(hào)的影響，與時(shí)間、強(qiáng)度有著相關(guān)多效性[4]。另外，OP的干預(yù)效果與不同的沖擊力有關(guān)，Ireland 等[5]發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)期進(jìn)行下肢力量性( 短跑、跳躍) 訓(xùn)練，其骨密度(bone mineral density，BMD)遠(yuǎn)高于進(jìn)行耐力性訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員。而機(jī)械應(yīng)力下起到?jīng)Q定性作用的是旁分泌可溶性因子，通過(guò)該形式進(jìn)行OB與破骨細(xì)胞(OC)之間的交流，OB通過(guò)分泌各種因子調(diào)節(jié)OC的活動(dòng)，而OC可能以分泌細(xì)胞外囊泡的形式影響OB的活性[6]。通過(guò)上述觀點(diǎn)，可知在適宜的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和強(qiáng)度的機(jī)械應(yīng)力刺激下，才可抑制OB的凋亡，以此起到防治骨質(zhì)疏松的作用。反之，無(wú)任何機(jī)械應(yīng)力的刺激下機(jī)體骨量會(huì)隨之流失；高于最適運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度或超出最適運(yùn)動(dòng)時(shí)間，機(jī)體骨量未必會(huì)增加。

1.2 運(yùn)動(dòng)對(duì)鈣的調(diào)節(jié)效應(yīng)作用

骨骼系統(tǒng)中重要的營(yíng)養(yǎng)元素之一就是鈣，骨組織中可溶性鈣作為不穩(wěn)定性鈣參與調(diào)節(jié)鈣在全身中的平衡分布，均通過(guò)其與細(xì)胞外液中的不穩(wěn)定性鈣進(jìn)行循環(huán)交換，補(bǔ)充鈣劑對(duì)減緩骨量丟失、獲得理想的骨量峰值，對(duì)骨骼健康有著積極的作用。而運(yùn)動(dòng)能促進(jìn)鈣的吸收和利用，并沉積在骨骼中。首先，適宜的運(yùn)動(dòng)不僅能接受充足的陽(yáng)光，體內(nèi)活性維生素D的水平也隨之增加；還能改善人體消化系統(tǒng)功能，增加食欲，促進(jìn)腸道對(duì)鈣的吸收，并通過(guò)血循環(huán)沉積到骨骼中完成骨的鈣化。其次，隨著運(yùn)動(dòng)量的增加骨皮質(zhì)的血流量也會(huì)增加，有利于可溶性鈣從細(xì)胞外液到骨骼的運(yùn)輸并沉積到骨骼中，故運(yùn)動(dòng)量的增加骨量也隨之增加，人體對(duì)鈣的需求也在增加。相反，隨著運(yùn)動(dòng)量的減少，骨骼對(duì)鈣的需求也在減少。血液中的大量游離鈣離子經(jīng)尿液排出于體外，骨密度因鈣離子的減少而降低。有研究[7]顯示，超重/肥胖男青年經(jīng)6周高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練骨鈣素水平顯著增加，血清鈣水平低于對(duì)照組。

1.3 運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)細(xì)胞調(diào)節(jié)因子、激素的變化對(duì)骨代謝的作用

依據(jù)臨床上已有的研究[8-12]發(fā)現(xiàn)，參與調(diào)控和介入骨代謝以進(jìn)行骨的改建、重建的激素有很多種，包括性激素、甲狀腺素、甲狀旁腺素、活性維生素D等。運(yùn)動(dòng)則可通過(guò)誘導(dǎo)激素的變化，參與骨代謝以防治骨質(zhì)疏松。前期一項(xiàng)關(guān)于運(yùn)動(dòng)對(duì)絕經(jīng)后女性骨代謝及骨質(zhì)疏松相關(guān)研究[13]表明，運(yùn)動(dòng)組的骨強(qiáng)度、雌二醇和肌肉含量均高于非運(yùn)動(dòng)組；骨質(zhì)疏松低于非運(yùn)動(dòng)組，提示運(yùn)動(dòng)能促進(jìn)雌激素的分泌、降低內(nèi)臟脂肪量和增加四肢肌肉含量來(lái)有效防控絕經(jīng)后女性骨質(zhì)疏松的發(fā)生。溫霜威等[14]研究發(fā)現(xiàn)，有氧運(yùn)動(dòng)顯著增加左旋甲狀腺素及維生素D3改善亞臨床甲減大鼠的骨質(zhì)疏松，可見(jiàn)在重視甲狀腺素、維生素D3激素治療的同時(shí)也要注意加強(qiáng)有氧運(yùn)動(dòng)的綜合性治療手段。此外，還有多種細(xì)胞因子參與骨代謝的過(guò)程而在骨質(zhì)疏松發(fā)病機(jī)制中起到重要作用[15-16]。運(yùn)動(dòng)可促進(jìn)骨生成、抑制骨吸收，而相應(yīng)的細(xì)胞因子表達(dá)也會(huì)隨變化而影響骨代謝，在OP的發(fā)生和進(jìn)展過(guò)程中發(fā)揮著重要作用[17-18]。

1.4 運(yùn)動(dòng)對(duì)骨代謝信號(hào)通路的調(diào)節(jié)作用

通過(guò)調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin、TGF-β、OPG/RANK/RANKL、NFKB、JNK/AP-1等信號(hào)通路刺激骨骼，抑制破骨細(xì)胞形成或促進(jìn)成骨細(xì)胞分化而維持骨代謝的穩(wěn)定性[8,19-22]，而運(yùn)動(dòng)可通過(guò)對(duì)信號(hào)通路的激活和調(diào)控相關(guān)蛋白的表達(dá)以達(dá)到防治OP的作用[19,22]。另外，相關(guān)細(xì)胞調(diào)控因子的表達(dá)也可隨運(yùn)動(dòng)而上調(diào)，通過(guò)信號(hào)通路的介導(dǎo)對(duì)骨生成的調(diào)控和骨穩(wěn)態(tài)的維持起到改善作用，以達(dá)到防治OP的作用。Zhang等[23]研究發(fā)現(xiàn)，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone mesenchymal stem cell，BMSC)通過(guò)BMPs信號(hào)通路的介導(dǎo)，其在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后的小鼠模型中更多地是向成骨細(xì)胞方向分化，而生長(zhǎng)期小鼠的峰值骨量(peak bone mass，PBM)升高，老年性O(shè)P的發(fā)生被推遲。

1.5 運(yùn)動(dòng)的其他效應(yīng)作用

因骨質(zhì)疏松導(dǎo)致的骨折最主要的是影響患者的生活質(zhì)量，因此針對(duì)OP的所有治療方法，其目的是有效預(yù)防骨折，而運(yùn)動(dòng)可促進(jìn)人體加快新陳代謝，提高各系統(tǒng)功能。尤其是對(duì)于女性來(lái)說(shuō)，肌肉體量本身就較男性偏低，再隨著絕經(jīng)后激素水平的下降更易患OP。多項(xiàng)研究證實(shí)，運(yùn)動(dòng)作為簡(jiǎn)單易行的非藥物治療方法在防治絕經(jīng)后女性骨質(zhì)疏松癥方面起到了重要的作用[24-25]。其次，運(yùn)動(dòng)可以增加肌肉量來(lái)提高基礎(chǔ)代謝率，并能改善身體的核心性、協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性，減少意外跌倒的發(fā)生率。最后，它與治療骨質(zhì)疏松的各類藥物相比，運(yùn)動(dòng)不良反應(yīng)更小。

2 中醫(yī)傳統(tǒng)功法防治骨質(zhì)疏松的機(jī)制

2.1 骨質(zhì)疏松癥病因病機(jī)在傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)的認(rèn)識(shí)

2.1.1腎與骨質(zhì)疏松的關(guān)系：傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)按癥狀將OP歸于“骨痿、骨痹、骨枯”或 “腰背痛”等中醫(yī)診斷范疇。腎精足則生髓充骨，腎精不足則髓不能充骨，繼而出現(xiàn)骨軟、腰背疼痛等癥狀。經(jīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究，提出“腎精-骨質(zhì)疏松-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCS)”這一理論，顯示3者之間存在緊密聯(lián)系，對(duì)中醫(yī)補(bǔ)益腎精以防治OP提供了更科學(xué)的依據(jù)[26]。此外，通過(guò)現(xiàn)代研究腎臟的內(nèi)分泌功能，可知腎臟分泌的激素來(lái)調(diào)節(jié)鈣、磷代謝以此實(shí)現(xiàn)骨代謝具有重要作用，繼而影響人全身骨骼生長(zhǎng)發(fā)育，闡述了“腎主骨”這一理論[27]。

2.1.2脾與骨質(zhì)疏松的關(guān)系：脾為后天之本，主運(yùn)化水谷精微，在體為肉?！度彘T事親·指風(fēng)痹痿厥近世差元說(shuō)》: “胃為水谷之?！璩鋭t足能履也”中闡述了脾腎作為先后天之本相互影響和滋養(yǎng)，精虛骨骼失養(yǎng)從而誘發(fā)骨質(zhì)疏松。另外，有研究探討了脾主肌肉這一機(jī)理與肌肉-骨骼-骨質(zhì)疏松性骨折( osteoporotic fracture，OPF)間的相關(guān)性，重視補(bǔ)脾胃在防治OPF的作用[28]?？梢?jiàn)，若脾胃運(yùn)化正常，則腎精足，肌肉飽滿、骨骼堅(jiān)實(shí)；若脾胃運(yùn)化失常，則腎精不足，肌肉萎縮，日久則四肢痿軟無(wú)力及骨量減少。因此，脾胃運(yùn)化正常則肌肉飽滿，可間接增加骨密度以降低因骨質(zhì)疏松導(dǎo)致的骨折發(fā)生率，提高病患的生活質(zhì)量。

2.1.3肝與骨質(zhì)疏松的關(guān)系：肝藏血，主筋，主疏泄，司運(yùn)動(dòng)。生理上基于“肝腎同源，乙癸同源、精血同源”之說(shuō)，認(rèn)為肝腎是精血之源，精血充足以營(yíng)養(yǎng)骨骼，使其生長(zhǎng)與重塑。病理上在《素問(wèn)·痿 論》闡述了肝、腎與骨之間的聯(lián)系，“腎者水臟也，今水不勝火，則骨枯而髓虛，故足不任身，發(fā)為骨痿”。陳靜欣等[29]從肝論治老年骨質(zhì)疏松癥經(jīng)驗(yàn)，注重補(bǔ)肝柔筋，調(diào)理氣血陰陽(yáng)，自擬骨松方在臨床上取得良效。另有研究[30]表明，基于補(bǔ)益肝腎的理論原則下治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥，其能提高股骨頸BMD水平，改善疼痛和降低血磷血鈣水平。

2.2 傳統(tǒng)中醫(yī)導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)療法防治骨質(zhì)疏松的作用機(jī)制

目前研究較為多的中醫(yī)傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)主要是太極拳、五禽戲、八段錦等，雖然在運(yùn)動(dòng)形式上不盡相同，但在思想內(nèi)涵和中醫(yī)理論對(duì)于骨質(zhì)疏松的病因病機(jī)認(rèn)識(shí)上是相同的。例如：①太極拳：基于氣一元論和陰陽(yáng)理念，以調(diào)暢谿谷和三焦[31]。而脾為陰中之至陰；肝為陰中之陽(yáng)；腎為陰中之陰；谿谷屬骨，因此太極拳在骨病上的防治機(jī)制是基于中醫(yī)對(duì)于該病的認(rèn)識(shí)。國(guó)內(nèi)專家及指南上也均有推薦太極拳作為防治OP的運(yùn)動(dòng)療法之一[32-33]。②五禽戲：通過(guò)模仿虎、鹿、熊、猿、鳥(niǎo)五禽的姿態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)臟腑、平衡陰陽(yáng)和疏通經(jīng)絡(luò)，其中虎戲、熊戲和鹿戲分別主肝、脾、腎三臟與中醫(yī)對(duì)于骨質(zhì)疏松的病因病機(jī)上是相同的，通過(guò)該中醫(yī)導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)療法來(lái)防治OP。現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)改良五禽戲延緩肝腎虧虛型絕經(jīng)后OP者骨密度T值的下降幅度，并能明顯改善肝腎虧虛癥狀[34]。③八段錦：其動(dòng)作特點(diǎn)是柔和輕緩、馳張有度、動(dòng)靜結(jié)合、形神一體并氣貫始終[35]，該功法通過(guò)肢體活動(dòng)來(lái)調(diào)和陰陽(yáng)、氣血暢通則強(qiáng)五臟。彭冉東等[36]研究發(fā)現(xiàn)，八段錦可在常規(guī)藥物治療基礎(chǔ)上對(duì)絕經(jīng)后2型糖尿病合并骨質(zhì)疏松癥患者增加BMD、促進(jìn)骨形成和抑制骨吸收。

傳統(tǒng)中醫(yī)導(dǎo)引功法正是將人作為一個(gè)有機(jī)整體，通過(guò)肢體活動(dòng)由外到內(nèi)的有序協(xié)調(diào)臟腑氣血，脾胃運(yùn)化正常，腎精充養(yǎng)有道，肝筋強(qiáng)勁有力，髓充足則骨骼堅(jiān)硬，減少骨量的丟失以防治OP，同時(shí)傳統(tǒng)功法還可以提高神經(jīng)對(duì)肌肉的控制，可提高核心力、平衡力和協(xié)調(diào)性以此防止跌倒導(dǎo)致的骨質(zhì)疏松性骨折?？梢?jiàn)，傳統(tǒng)中醫(yī)導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)療法作用機(jī)制與中醫(yī)認(rèn)為OP主要是與腎、脾、肝三臟有關(guān)是一致的。另外，傳統(tǒng)功法是建立在“動(dòng)靜結(jié)合”理論基礎(chǔ)上的思維內(nèi)涵，倡導(dǎo)陰陽(yáng)平衡的身心功能康復(fù)觀[37]。

3 總結(jié)

合理及適量的運(yùn)動(dòng)可通過(guò)對(duì)骨骼的應(yīng)力刺激、促進(jìn)骨鈣沉積、調(diào)節(jié)骨代謝相關(guān)細(xì)胞因子等機(jī)制，有效預(yù)防骨質(zhì)丟失，具有治療OP的療效。中醫(yī)運(yùn)動(dòng)療法-導(dǎo)引功法是以中醫(yī)的整體觀念、辯證施治和經(jīng)絡(luò)學(xué)說(shuō)等基本理論為指導(dǎo)，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)調(diào)理臟腑氣血，并“以形導(dǎo)氣”、“以息導(dǎo)氣”、 “以意導(dǎo)氣”等練習(xí)形式，將動(dòng)靜結(jié)合起來(lái)，強(qiáng)健筋骨，從而達(dá)到防治骨質(zhì)疏松的目的。結(jié)合我國(guó)目前的現(xiàn)狀，尚不能全民化參加專業(yè)人士進(jìn)行指導(dǎo)的體育健身活動(dòng)，因此，簡(jiǎn)便易行的中醫(yī)導(dǎo)引功法在我國(guó)的推廣和臨床應(yīng)用中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但其完整的理論體系及循證醫(yī)學(xué)的驗(yàn)證還需要進(jìn)一步的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化，以發(fā)揮其“簡(jiǎn)、便、廉、效”防治骨質(zhì)疏松的目的。