骨關(guān)節(jié)炎的力量訓(xùn)練研究進(jìn)展

唐玉成

(深圳大學(xué)師范學(xué)院體育系，廣東 深圳 518060)

流行病學(xué)顯示，在我國(guó)老齡人群中，65歲以上人群骨關(guān)節(jié)炎(OA)發(fā)病率超過(guò)50%，75歲以上人群則高于80%〔1〕，OA嚴(yán)重影響老年人的日?；顒?dòng)能力及生活質(zhì)量，目前國(guó)內(nèi)外尚缺乏針對(duì)OA的有效根治措施。OA引起關(guān)節(jié)不適和疼痛，導(dǎo)致日?；顒?dòng)能力下降，后者引起肌肉衰弱，進(jìn)一步削減日常活動(dòng)能力，引發(fā)惡性循環(huán)。從上世紀(jì)90年代開(kāi)始，國(guó)外一些研究紛紛證實(shí)了運(yùn)動(dòng)治療OA的效果，并顯示其療效不輸于藥物治療〔2,3〕。在各種運(yùn)動(dòng)療法中，力量訓(xùn)練因?yàn)槠鋸?qiáng)度大、負(fù)荷高，有助于強(qiáng)化肌肉力量和質(zhì)量及保護(hù)骨骼健康，較早受到研究人員關(guān)注；但也正是由于這種高負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)屬性，力量訓(xùn)練也頗讓患者和治療人員感到不安，應(yīng)用起來(lái)諸多顧慮。本研究主要對(duì)OA患者力量訓(xùn)練面臨的幾類(lèi)問(wèn)題展開(kāi)綜述。

1 OA的癥狀

在臨床方面，OA表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、脆弱、局部炎癥、活動(dòng)幅度受限等；在病理學(xué)方面，表現(xiàn)為在負(fù)荷增加的區(qū)域，關(guān)節(jié)軟骨的不規(guī)則分布或喪失、軟骨下硬化、軟骨下囊腫、邊緣部位骨質(zhì)增生、干骺端血流增加、出現(xiàn)各種滑液炎癥等；在組織學(xué)方面，表現(xiàn)為軟骨表面碎裂、軟骨細(xì)胞克隆、軟骨表面出現(xiàn)垂直裂縫、各種晶體沉積；在生物化學(xué)方面，表現(xiàn)為蛋白多糖濃度降低，膠原纖維大小和結(jié)構(gòu)改變，大分子合成和降解增加；在生物力學(xué)方面，表現(xiàn)為軟骨的彈性、光滑性、可壓縮性以及水滲透性的改變及軟骨下骨的僵硬程度增加〔2〕；在影像學(xué)方面，雖然OA的影像特點(diǎn)因年齡和個(gè)體有所差異，但通常概括起來(lái)有三大特征〔3〕：邊緣骨質(zhì)增生、關(guān)節(jié)腔變窄、軟骨下硬化。

2 肌肉力量與OA的關(guān)系

研究認(rèn)為〔4，5〕增齡引起肌肉萎縮和肌力變?nèi)跏且l(fā)OA的重要因素之一。肌肉在關(guān)節(jié)生物力學(xué)方面發(fā)揮著重要作用，它能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)、吸收負(fù)荷、提供關(guān)節(jié)穩(wěn)定，同時(shí)也參與關(guān)節(jié)的適應(yīng)及退化過(guò)程〔6〕。骨骼肌是人體最先衰老的組織之一。目前對(duì)骨骼肌質(zhì)量和力量丟失的速率還存在一定爭(zhēng)議。一些研究認(rèn)為〔7，8〕衰老導(dǎo)致的力量丟失從50歲開(kāi)始，以每10年12%～14%的速率下降，而肌肉質(zhì)量的丟失速率約為每10年6%。也有研究認(rèn)為〔9〕肌肉質(zhì)量丟失從40歲左右開(kāi)始，速率約為每年0.5%～1%。還有研究認(rèn)為〔10〕肌肉力量在30歲左右到頂峰，以后每年以1%～5%的速度丟失。以這種速度計(jì)算，一位60歲老年人只能擁有30歲時(shí)力量的50%。60歲以后，力量丟失速率加劇，每年大約丟失3%～5%，對(duì)日?；顒?dòng)能力影響較大，并造成一系列的功能障礙〔11〕。一旦肌肉丟失或力量下降，肌肉對(duì)關(guān)節(jié)的保護(hù)性功能也將降低，壓力引起關(guān)節(jié)軟骨微小損傷及關(guān)節(jié)中心軸偏離，導(dǎo)致OA出現(xiàn)，后者又會(huì)加速肌肉和力量的丟失。Palmieri Smith等〔12〕發(fā)現(xiàn)，對(duì)于正常女性、患輕、中、重度膝OA的四類(lèi)女性，其股四頭肌力量不斷減小，且相互之間有顯著性差異(P<0.05)，這與Dracula等〔13〕的研究結(jié)果一致，即無(wú)論力量下降是OA的原因或結(jié)果，力量大小與OA嚴(yán)重程度之間存在一定的正相關(guān)。肌肉力量較弱及關(guān)節(jié)松弛的OA老年患者較容易患?xì)埣病?4〕。

目前的研究多認(rèn)為〔15，16〕衰老肌肉中，Ⅰ型肌纖維變化不顯著，Ⅱ型肌纖維出現(xiàn)選擇性下降，表現(xiàn)為Ⅱ型肌纖維向Ⅰ型肌纖維的轉(zhuǎn)化，或Ⅱ型肌纖維數(shù)量的直接減少。長(zhǎng)期臥床的老年人只擁有Ⅰ型肌纖維與ⅡA型肌纖維，喪失了ⅡB型肌纖維。Fink等〔17〕的研究發(fā)現(xiàn)，在78例膝OA患者中，均出現(xiàn)Ⅱ型肌纖維萎縮，另外有32%的患者出現(xiàn)Ⅰ型肌纖維萎縮，68%的患者Ⅱ型肌纖維萎的原因可歸結(jié)為關(guān)節(jié)不適造成的運(yùn)動(dòng)停止。力量訓(xùn)練可以顯著地增加Ⅰ型肌纖維與Ⅱ型肌纖維〔18〕，加強(qiáng)對(duì)關(guān)節(jié)的保護(hù)。

3 力量訓(xùn)練與OA

3.1力量訓(xùn)練對(duì)OA的主要影響 Ettinger等〔19〕對(duì)439例老年OA患者持續(xù)18個(gè)月的經(jīng)典研究表明：3次/w的力量訓(xùn)練可以顯著降低關(guān)節(jié)疼痛，增加日?；顒?dòng)能力，并提出力量訓(xùn)練應(yīng)作為OA患者的一項(xiàng)常規(guī)治療手段。后續(xù)的一些研究也都證實(shí)〔20〕，力量訓(xùn)練可以提高OA患者的關(guān)節(jié)活動(dòng)幅度、肌肉力量及日常功能，如Baker等〔21〕研究發(fā)現(xiàn)，4個(gè)月的大強(qiáng)度力量訓(xùn)練，使得老年OA患者的肌肉力量提升了71%，關(guān)節(jié)疼痛減輕了43%，日?；顒?dòng)能力提升了44%，其治療OA的效果非常顯著。Fransen等〔22〕元分析表明，力量訓(xùn)練減少疼痛的效果系數(shù)為0.4〔效果系數(shù)=(Δ實(shí)驗(yàn)組-Δ對(duì)照組)/總SD，下同〕，增加日?；顒?dòng)能力的效果系數(shù)為0.37。而據(jù)國(guó)際OA研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)分析〔23〕，力量訓(xùn)練針對(duì)OA的效果系數(shù)為0.32(95%的置信區(qū)間為0.23～0.42)，與非類(lèi)固醇藥物治療的效果系數(shù)一致(0.32，95%的置信區(qū)間為0.24～0.39)。觀察普遍發(fā)現(xiàn)，肌力衰弱或先于OA出現(xiàn)，或與OA同步，由于力量訓(xùn)練能增加肌肉力量和質(zhì)量，因此可在治療OA方面發(fā)揮著重要作用。Swank等〔24〕的研究甚至表明，重度OA的老年患者在手術(shù)前都應(yīng)該進(jìn)行力量訓(xùn)練，以利于術(shù)后恢復(fù)。

3.2OA力量訓(xùn)練的強(qiáng)度和持續(xù)效果 對(duì)于老年人，大強(qiáng)度力量訓(xùn)練增加肌肉力量和質(zhì)量的效果明顯要優(yōu)于低強(qiáng)度力量訓(xùn)練〔25〕。但OA老年患者是否應(yīng)進(jìn)行大強(qiáng)度力量訓(xùn)練，目前尚無(wú)定論。Kettunen等〔26〕認(rèn)為力量訓(xùn)練對(duì)OA患者有益，但不主張進(jìn)行大強(qiáng)度的力量訓(xùn)練，以避免疼痛惡化，關(guān)節(jié)腫脹和炎癥加劇。但有研究卻推薦較高的負(fù)荷(50%～80%1RM)〔27〕，認(rèn)為大強(qiáng)度不會(huì)導(dǎo)致老年OA患者出現(xiàn)炎癥和疼痛加劇的癥狀。目前為止，只有Jan等〔28〕做過(guò)高、低強(qiáng)度的力量訓(xùn)練治療OA的比較研究，認(rèn)為高、低強(qiáng)度力量訓(xùn)練在減少疼痛和提高功能上的效果相似，雖然高強(qiáng)度力量訓(xùn)練稍微有些優(yōu)勢(shì)，但沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的差別。遺憾的是，Jan等〔28〕只選擇了60%1RM和10%1RM兩種強(qiáng)度，而后者的強(qiáng)度明顯偏小，研究的持續(xù)時(shí)間也只有8 w，不能說(shuō)明長(zhǎng)期鍛煉的效果差異。

關(guān)于力量訓(xùn)練治療OA的持續(xù)效果，Iwamoto等〔29〕進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)用50%1RM的強(qiáng)度，進(jìn)行1次/w，每組20次,共3組的力量訓(xùn)練，增強(qiáng)力量的效果在開(kāi)始3～6個(gè)月較為明顯，并能持續(xù)1～3年，但不會(huì)長(zhǎng)于5年。通過(guò)分析不難發(fā)現(xiàn)，持續(xù)效果不長(zhǎng)可能與訓(xùn)練強(qiáng)度和頻率不足有關(guān)，特別是6個(gè)月后，還沿用 1次/w的訓(xùn)練頻率顯然不夠。力量訓(xùn)練的頻率、強(qiáng)度和量的變化對(duì)OA的治療效果都會(huì)產(chǎn)生明顯影響，這也是導(dǎo)致一些同類(lèi)型研究得出不同結(jié)論的原因。如Tak等〔30〕對(duì)55名受試者進(jìn)行了為期8 w， 1次/w的低強(qiáng)度力量訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)該訓(xùn)練方案減輕疼痛及改善功能的效果并不顯著。美國(guó)大學(xué)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)推薦〔31〕：“50～64歲的慢性O(shè)A患者，應(yīng)進(jìn)行 3次/w，每次20 min的大強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)，并結(jié)合 2次/w，每次8～10項(xiàng)的力量練習(xí)，每個(gè)練習(xí)次數(shù)為8～12次?！蹦壳岸鄶?shù)研究遠(yuǎn)未達(dá)到該學(xué)會(huì)推薦的訓(xùn)練頻次、強(qiáng)度和量。

3.3力量訓(xùn)練預(yù)防OA的關(guān)鍵問(wèn)題 力量訓(xùn)練能否預(yù)防OA，相關(guān)文獻(xiàn)較少，缺乏形成統(tǒng)一結(jié)論的基礎(chǔ)。力量訓(xùn)練能增加肌肉力量和質(zhì)量，幫助控制體重，這些都是引發(fā)OA的重要因素，但并非所有肌力較弱或體重超重的老人都會(huì)患OA，OA與遺傳有一定關(guān)系。根據(jù)Zhai等〔32〕的研究，下肢肌肉的遺傳度約為42%，OA膝蓋疼痛的遺傳度約為44%，而下肢幾處關(guān)節(jié)軟骨的遺傳度更是高達(dá)65%～85%，下肢OA的影像學(xué)遺傳度也達(dá)到了61%。Amin等〔33〕通過(guò)對(duì)265例OA患者進(jìn)行為期30個(gè)月的觀察發(fā)現(xiàn)，股四頭肌肌力強(qiáng)大并不能防止脛骨關(guān)節(jié)軟骨的喪失，但卻能防止髕骨關(guān)節(jié)軟骨的喪失，這是首次報(bào)道增加肌肉力量能防止關(guān)節(jié)軟骨喪失，其結(jié)論還有待進(jìn)一步確認(rèn)。該研究還表明，股四頭肌肌力越大，膝蓋疼痛越少，關(guān)節(jié)功能也越好。Bennell等〔34〕的研究表明，與拉伸訓(xùn)練相比，力量訓(xùn)練能更好地防止OA患者的關(guān)節(jié)腔變窄，起到較好的防止OA惡化的作用，并認(rèn)為力量訓(xùn)練比拉伸訓(xùn)練能更好地預(yù)防OA。但Segal等〔35〕針對(duì)3 000多例患者的研究則表明，較強(qiáng)的肌肉力量能夠拖延或防止OA外顯癥狀的出現(xiàn)，卻不能改變OA的影像學(xué)癥狀進(jìn)程，這一結(jié)論與Bennell等〔34〕的研究結(jié)論有所沖突，可能與具體的訓(xùn)練強(qiáng)度、頻率、方式等不同有關(guān)。另一項(xiàng)針對(duì)兩腿肌力不平衡者的研究表明〔36〕，肌力不平衡者患OA的概率較高，提示肌肉力量確實(shí)是OA的重要誘因之一。

運(yùn)動(dòng)是否會(huì)加速關(guān)節(jié)軟骨的磨損？動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明〔37〕，運(yùn)動(dòng)可以保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨，防止其退化，而相對(duì)靜態(tài)的生活方式反而會(huì)導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨中蛋白多糖含量及關(guān)節(jié)液減少，加速軟骨老化。有實(shí)驗(yàn)針對(duì)半月板切除人群(易患OA)做了類(lèi)似的對(duì)比研究〔38〕，也得出了類(lèi)似的結(jié)論，即適當(dāng)運(yùn)動(dòng)不但不會(huì)加速軟骨磨損，反而有助于維護(hù)關(guān)節(jié)軟骨健康。力量訓(xùn)練保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨的機(jī)制仍不明確，有研究認(rèn)為可能與力量訓(xùn)練引起關(guān)節(jié)液及滑膜中白細(xì)胞介素-10的含量增加有關(guān)，后者的升高有助于關(guān)節(jié)軟骨對(duì)抗炎癥和減少疼痛〔39〕。

3.4力量訓(xùn)練治療OA的方案及注意事項(xiàng) 目前，OA的主要運(yùn)動(dòng)干預(yù)手段有力量訓(xùn)練、有氧訓(xùn)練、拉伸訓(xùn)練、水療訓(xùn)練等。其中力量訓(xùn)練和有氧訓(xùn)練是最主要的方式，有氧訓(xùn)練能幫助降體重，有助于提高相對(duì)力量，其強(qiáng)度也較為容易接受，經(jīng)常與力量訓(xùn)練配合使用。拉伸訓(xùn)練有助于減少疼痛和增大關(guān)節(jié)活動(dòng)幅度，但通常不單獨(dú)使用。水療訓(xùn)練有利于減少下肢關(guān)節(jié)負(fù)重，但對(duì)場(chǎng)地要求較高，且不利于后期增加強(qiáng)度，多在初期或短期內(nèi)使用。一些研究認(rèn)為〔40，41〕，多種運(yùn)動(dòng)方式結(jié)合，特別是力量訓(xùn)練、有氧訓(xùn)練和拉伸訓(xùn)練相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)方式，比起單一形式的訓(xùn)練，更有利于OA治療。但根據(jù)Jansen等〔42〕對(duì)12項(xiàng)OA隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的元分析，力量訓(xùn)練治療疼痛、提升日常活動(dòng)能力的效果系數(shù)為(0.38～0.41)，要好于多種運(yùn)動(dòng)方式結(jié)合(效果系數(shù)為0.25～0.34)。

從目前的情況看，多數(shù)研究的訓(xùn)練時(shí)間為每次30～60 min，訓(xùn)練頻率(1～7)次/w均有，持續(xù)時(shí)間最短1個(gè)月，最長(zhǎng)達(dá)30個(gè)月。多數(shù)研究并未準(zhǔn)確界定訓(xùn)練強(qiáng)度，只簡(jiǎn)單劃分為“大”，“中”，“小”強(qiáng)度，個(gè)別研究用心率界定強(qiáng)度。OA的力量訓(xùn)練方式有等長(zhǎng)訓(xùn)練、等動(dòng)訓(xùn)練、等張訓(xùn)練等，肌肉的收縮方式是向心收縮或離心收縮，其中比較常見(jiàn)的是等長(zhǎng)和等張力量訓(xùn)練。等長(zhǎng)力量訓(xùn)練即靜力力量訓(xùn)練，與動(dòng)力性力量訓(xùn)練相比，靜力力量訓(xùn)練本身導(dǎo)致的關(guān)節(jié)疼痛感較低，在訓(xùn)練初期更容易被接受，但由于處在靜止?fàn)顟B(tài)，其提升日?；顒?dòng)能力的效果也要受限〔43〕。國(guó)外官方機(jī)構(gòu)推薦的力量訓(xùn)練、有氧訓(xùn)練及拉伸訓(xùn)練的參考方案見(jiàn)表1〔44，45〕。

表1 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練治療OA的方案

在進(jìn)行力量訓(xùn)練時(shí)，應(yīng)該注意：①根據(jù)關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和炎癥程度調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃；②不應(yīng)運(yùn)動(dòng)至肌肉疲勞；③不宜使用最大強(qiáng)度進(jìn)行訓(xùn)練；④處在明顯炎癥期應(yīng)避免動(dòng)力性力量訓(xùn)練，而應(yīng)以靜力性的拉伸或力量訓(xùn)練為主，次數(shù)也要相應(yīng)減少；⑤運(yùn)動(dòng)后關(guān)節(jié)疼痛和腫脹持續(xù)1 h以上表明運(yùn)動(dòng)過(guò)量；⑥運(yùn)動(dòng)負(fù)荷可以逐步遞增，增加幅度為每周5%～10%，不應(yīng)過(guò)高；⑦力量訓(xùn)練應(yīng)多部位練習(xí)，非炎癥關(guān)節(jié)部位的肌肉也應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行鍛煉。此外，運(yùn)動(dòng)治療OA的效果還常常取決于患者本身，患者一旦中斷鍛煉，效果也會(huì)隨之消失。因此，有必要給予患者一定的外部支持，如為其制定具有個(gè)體針對(duì)性的訓(xùn)練計(jì)劃或方案，進(jìn)行集體練習(xí)和專(zhuān)家指導(dǎo)等。

4 小 結(jié)

OA與肌肉力量有重要關(guān)聯(lián)，力量訓(xùn)練在減輕OA患者疼痛、提高日常活動(dòng)能力方面的效果較為明顯，但其機(jī)制卻不是十分明確，力量訓(xùn)練對(duì)關(guān)節(jié)造成的生物力學(xué)、生物化學(xué)和病理學(xué)變化的深層次原因，還有待于進(jìn)一步發(fā)掘。運(yùn)動(dòng)不是導(dǎo)致OA的原因，適當(dāng)運(yùn)動(dòng)反而有助于推遲OA的出現(xiàn)或減緩其癥狀。力量訓(xùn)練預(yù)防OA的效果，有待進(jìn)一步確認(rèn)。力量訓(xùn)練作為一種治療OA的有效手段，在應(yīng)用時(shí)還存在一定的隨意性，如在運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、量、頻率、持續(xù)時(shí)間等的使用方面還缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，存在一定的爭(zhēng)議，這可能與OA力量訓(xùn)練屬于跨學(xué)科研究領(lǐng)域有關(guān)，也導(dǎo)致了力量訓(xùn)練治療或預(yù)防OA效果的不確定。后續(xù)研究可以使用不同的力量訓(xùn)練方案(如不同強(qiáng)度、不同頻率)進(jìn)行對(duì)比，以探究OA的潛在機(jī)制，并根據(jù)對(duì)OA機(jī)制的新認(rèn)識(shí)制定出更合適、更全面的力量訓(xùn)練方案。

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