骨质疏松症(osteoporosis,OP)现已成为世界十大慢性疾病之一,50岁以上的人群中,30%的女性和10%的男性都患有OP。国际上将OP从病因学上简单地分为原发性、继发性、特发性骨质疏松症三大类;原发性骨质疏松是随着年龄增长必然发生的一种生理退行性病变,发病人群主要为老年人,可分为绝经后骨质疏松症和老年性骨质疏松症。绝经后骨质疏松症是指妇女绝经后雌激素迅速减少,骨吸收大于形成,骨量丢失加快;老年性骨质疏松症是指随着年龄增加,人体单位体积骨量低于正常,骨小梁间隙增大、骨基质减少、骨强度降低。OP会使老年人骨结构遭到破坏,骨折风险增加,肌肉力量下降,造成身体不同部位的疼痛和麻木,降低生活质量。目前针对OP的治疗方法主要有药物治疗、营养治疗和运动治疗。其中运动作为OP的一种康复干预手段,因其能改善骨生物力学及有效减少骨量继续流失的特性,准确适度的运动处方已作为一种相对经济、高效、安全的治疗方法,在OP的临床治疗应用中备受医务工作人员和患者的关注。在此我们将不同运动疗法对老年人及绝经后老年妇女骨质疏松症的影响做一综述,希望对今后老年人群OP的预防及治疗有所帮助。
运动防治老年性骨质疏松的机制研究
运动可以帮助一个人达到峰值骨量,骨量随着年龄增加逐渐流失也不断重塑形成。身体活动和锻炼对骨增加了机械力量,刺激了骨形成,增加肌肉力量,有利于老年人趋于正确的身体姿势。降低跌倒和骨折风险,达到生活独立性和增加生活质量。
运动能够不断地刺激骨组织,促进破骨细胞向成骨细胞转变,同时促进血液循环和神经体液的调节,有利于血钙向骨内的输送,使骨组织利用血钙的能力增强。在骨重建过程中,其形状、骨量及内部结构的变化取决于力学环境的需要,控制这些变化的主要因素只能是外力作用(生物力学因素),而骨量的增减则取决于外力作用的幅度。机械负荷一直被认为是调节骨代谢和重建的重要因素,所以通过以作用力和反作用力为主要因子的运动疗法是治疗OP的一种关键手段。OPG-RANKL-RANK在破骨细胞激活、生成、分化和成熟的过程中起着决定性作用,是非常重要的破骨细胞分化调节通路。李丽辉等在一项运动对去卵巢OP大鼠OPG、RANKL表达的影响实验中,将大鼠随机分为正常对照组、假手术组、模型组、阳性对照组和运动组。模型组、阳性对照组和运动组大鼠摘除双侧卵巢,1个月后运动组进行中等强度运动,每周五天,持续三个月后显示运动组的OPG蛋白明显高于其他组。有研究显示体力活动可以影响血清钙、磷浓度。在老年人群中,对于血清钙、磷浓度平衡的评估是骨质减少一个重要的影响因素。钙水平增加,而磷水平没有随之上升,表明骨形成不足,而均衡的钙磷水平则表明骨骼系统动态平衡。Tayebeh等人研究发现在进行有氧运动六周后的老年人血清钙水平显著增加,虽然血清磷水平无显著增加,但是钙磷水平比对照组要保持平衡。Goldber研究证明,有氧运动可降低老年人血钙水平,抑制甲状旁腺激素分泌,促进骨形成,增加骨密度(Bone mineral density,BMD)。
运动方式与老年性骨质疏松
1、有氧运动
有氧运动是在有氧代谢状态下进行运动,并在运动过程中,人体吸入的氧气与需求相等,达到生理上的平衡状态。在一项老年人群实验中,有氧组进行每周3次每次30min的次最大负荷跑步机步行运动后,骨代谢标志物N-端肽值比运动前增加了49.68%,骨合成能力明显增加。Teoman等同样研究在对已采取雌激素替代疗法的绝经后妇女进行每周3次每次30min的跑步机步行,持续六周后显示强度、耐力、灵活性及平衡能力明显增强。一项针对58~78岁老年久坐不动生活模式的老年女性实验中,前12周每周进行3~4天25~30min的跑步机步行运动(45%~55%HRmax),后12周逐渐增加到每周4~6天,每次40~45min(55%~65%HRmax),24周结束后发现L2-L4的BMD有轻微增加。老年人在进行有氧运动时要注意呼气及吸气的平衡,可以根据自身的最大心率(220-年龄)来制定相应的运动处方,出现胸闷头晕等症状应立即停止运动。
2、抗阻运动
越来越多的人开始研究抗阻训练对骨健康的影响,骨骼能通过外部压力来改变其形状和大小,强迫身体去对抗地心引力,有助于强化骨骼。机械负荷联合抗阻训练被证明是增加BMD的一个原理,抗阻运动能使肌肉快速进行向心性收缩,肌肉收缩产生的机械应力可以增加骨强度,帮助老年人维持骨量并增加肌肉力量。一项实验进行24周,每周3次的仰卧压腿、肱二头肌推举,胸部推举及坐式肩部推举器、坐位划船器、哑铃侧平举、仰卧起坐训练,每个动作重复12~13次(40~60最多重复次数Repetition Maximum,RM );训练结束后全身BMD测量显示明显增加。Frqueroa等发现运动时穿加重背心不仅可以增加肌肉力量,还可以增加瘦体重。在老年人试验中,抗阻运动组进行每次60分钟的健美操、哑铃和负重上下楼梯运动。11个月后,训练组颈部的BMD明显增加,身体活动能力提高。有研究显示抗阻运动比耐力训练更有效,因为轴向肌肉力量的训练可改善老年人椎体骨折风险,即使还没能证明能使BMD增加,但却能改善平衡,降低跌倒的风险。一项研究发现抗阻训练主要是针对肌肉群的训练,在结合有氧运动后对绝经后BMD有显著效果。
在进行抗阻运动时,应根据老年人个人的最大可承受重量逐渐增加训练力量,遵守循序渐进原则。力量训练可以集中地增加某一处的骨量,上下肢比如手腕,臀部和脊柱这些最容易发生骨折的地方。如果在运动过程中身体出现不适,应根据运动终止指征重新评估,同时要强调患者在运动中注意呼吸节奏和方式的调节,防止运动损伤。
3、柔韧性运动
柔韧性运动由控制关节的肌肉情况而定,随着年龄增长,关节的活动度逐渐减小,患OP的老年人可能会导致脊柱变形及驼背的情况出现。有研究建议进行一些屈曲的动作和扩展练习以及正确的卧姿来改善。基于这一情况,瑜伽运动逐渐被应用到老年OP患者的康复中,一篇文章中的病例提到患有严重OP的老年女性,在经过一段瑜伽压腿动作训练之后,腰背部的疼痛根据NRS(Numerical rating scale)疼痛评价量表评估之后疼痛得到明显缓解。Lee等提出太极运动可能对于协调性、平衡能力有益处,同时预防跌倒和增加柔韧性;太极对BMD的影响相似于中等速度的步行训练;但太极是否能增加BMD还有待进一步研究。此外,柔韧性运动训练可以调节患者的呼吸节奏和方式,建议柔韧性运动训练联合有氧运动和抗阻运动实施。
运动强度与老年性骨质疏松
运动强度即运动锻炼对人体生理刺激的程度,对于老年人OP运动强度的设定,要考虑到骨质情况,年龄,身体疾病等因素。并根据其自身的RM值及摄氧量来确定。一项研究美国55~74岁老年男女不同强度抗阻训练对BMD的影响中,分为高强度(80%1RM)组和低强度组(40%1RM),每周2次,40周后进行腰椎、股骨内侧和全身BMD的测量,发现次高强度训练对增加BMD最有效,但是次低强度的训练人群全身BMD反而减小了。Maddlozzo等选取了54名年龄在50-60岁的人群,随机分为两组,前12周让受试者保持正常的生活和饮食习惯。后12周分别进行高强度(70%~90%1RM)力量训练和中等强度(40%~60%1RM)力量训练。结果发现两组训练都能增加老年男性大转子BMD,但是只有高强度的对脊柱的BMD有效。因此我们推测高强度的运动锻炼似乎对老年人BMD的增加更有益处。但患有OP的老年人由于肌力下降,骨质变脆,极易发生骨折。所以在运动中应避免过多的爆发性、力量性练习和憋气动作,运动强度应从小逐渐加大,循序渐进。
运动时间和频率与老年性骨质疏松
运动频率和运动持续时间决定其运动负荷。运动时间的长短,可依据所选择的运动项目、运动动作及本人的主观感觉来决定。一项实验让65~75岁的老年女性分别进行每周1次和每周2次的抗阻训练,12个月后,扫描胫骨2.3mm处的BMD,发现胫骨BMD分别增加了71%和70%,这证明小幅度的频率改变似乎对BMD的影响不明显。在一项有氧运动实验中,运动强度以每分钟的心率变化(170-年龄±5/min)为标准,持续时间30~60min,每周4~7次。六个月后BMD和血钙明显增加。运动时间长短对于老年人BMD的影响目前还没有一个明确的结论,有研究显示持续时间达到一定长度的刺激后骨骼才会产生反应。骨重建需要3~4个月,骨量改变达到新的稳定水平一般需7~9个月,运动时间超过此期限骨量明显增加。老年人无氧阈值和RM值都偏小,且心脏所能承担的负荷也不宜过大,如果运动的时间过长则可能导致出现身体不舒服的情况,所以宜选择时间短但频率高的运动。
运动联合其他疗法与老年性骨质疏松
物理疗法所产生的压电效应对骨皮质血流量、应力负荷会产生积极的影响,还可有效防止尿钙排出量增多和局部脱钙,因此,早期物理疗法不仅可维持骨代谢正平衡,还可促使BMD增加,骨小梁结构更趋于受力型。Rodgers等研究发现用电刺激诱发股骨四头肌做伸展运动,每周两次,12周后胫骨BMD没有变化,但肌力增加。
钙与维生素D一直是抗骨质疏松治疗中的基本用药。一项实验将58~78岁的老年女性随机分成四组。第一组实施运动联合药物治疗,包括走路、慢跑(65%HRmax,每周3次。每天摄入1000mgN-3钙剂)。第二组只进行运动。第三组只服用药物。第四组为对照组。24周后发现只有运动联合用药组在L2-L4和胫骨BMD有显著增加。此外,张美娟随机将绝经后老年妇女分为两组;对照组每日服用钙尔奇碳酸片每日1次每次2片。实验组服用相同剂量D3片的同时进行腰腹部及上下肢的力量训练。一个月后显示两组的BMD均有上升,但实验组BMD变化率明显高于对照组,并在之后的随访中显示实验组的骨折率低于对照组。实验支持钙剂能抑制甲状旁腺激素的过度分泌,促进骨的形成和保持骨骼强度,也说明运动联合药物对老年人增加BMD有效。在运动期间加强饮食营养,尤其注意钙的补充。必要时应在医生的指导下适量补充药物。
小 结
综上所述,不同的运动对老年人OP产生不同的影响。治疗性运动包括有氧运动、抗阻运动等类型,可以安全的提高骨强度及肌肉力量,改善平衡功能,预防跌倒和骨折。与药物治疗一样,运动治疗也应遵循个体化原则,在良好的依从性和安全条件下进行运动方案的选择。哪种运动能最有效的增加OP患者的骨强度尚不明确,不同运动之间效果比较的实验较为缺乏。同时,各种运动的获益均较小,需要长期坚持运动以维持疗效。现有针对OP患者的各种运动干预治疗的大样本、高质量的研究仍较缺乏,需要进一步的验证。同时,运动对骨强度的作用机制也有待进一步研究。