影响运动治疗骨质疏松症运动学因素的研究进展

朱俊杰，陈德明

（哈尔滨体育学院，黑龙江 哈尔滨 150008）

影响运动治疗骨质疏松症运动学因素的研究进展

朱俊杰，陈德明

（哈尔滨体育学院，黑龙江 哈尔滨 150008）

通过对国内外运动治疗骨质疏松症的文献资料收集、归纳、整理并进行综合分析，着重分析目前运动治疗骨质疏松症的运动学因素实验研究成果，明确不同运动时间、频率、运动强度、运动方式对骨质疏松症的治疗效果，并得出初步结论：运动治疗OP时，30～60min/次、3～5次/周、50%～80%VO2max的长期锻炼最为有效，运动方式可根据个人的兴趣爱好选择耐力与力量运动相结合的方式。旨在为今后进一步研究骨质疏松症的运动干预处方提供一些理论依据，以便更好为骨质疏松症患者服务。

运动；骨质疏松症；运动学因素

Abstract: Based on collecting, and analyzing comprehensively, inducing, categorizing the domestic and international literature about treating osteoporosis with exercises, this paper focused on analyzing the current treatment for osteoporosis kinematic factors to make it clear about the effection of different exercising time, frequencies, intensities and ways on the treatment of osteoporosis. Therefore the conclusion can be received that the most effective exercising therapy for the outcome of OP is long-term exercise (30～ 60min / time, 3～5 times / week, 50%～80% VO2max), with optional excising ways based on personal interests combined with endurance and strength. In order to provide better service for the patients suffered from osteoporosis, the paper could provide some theoretical evidences for the further studying on movement of osteoporosis prescription.

Key words: Exercise; Osteoporosis; Kinematics

CLC number: G804.5 Document code: A Article ID: 1008-2808(2011)01-0074-05

WHO定义骨质疏松症(Osteoporosis，OP)是以骨量减少，骨组织微细结构破坏，骨脆性增加，从而导致骨折危险性增加为特征的一种系统性、全身性骨骼疾病［1］。是一个目前突显的个体和公共健康问题，已经严重威胁到人类的健康，其治疗方法已成为当前亟待解决的问题。2008年10月20日中国健康促进基金会在《骨质疏松症防治中国白皮书》中指出，我国至少有6944万人患有OP，有2.1亿人低骨量，存在OP的风险［2］。据报道，目前全球OP患者达2亿之多，其发病率已跃居常见病、多发病的第7位［1］。根据世界卫生组织(WHO)的预测，到2050年全球一半以上骨质疏松性髋部骨折病症将出现在亚洲。而更为严重的是，大约10%～20%的髋部骨折患者会在患病一年内死亡［3］。本文对运动治疗OP运动学因素的研究现状进行系统分析总结，旨在为今后制定预防和治疗OP的具体、可推广的运动方案提供理论参考依据。

1 运动治疗OP的基本原理

运动治疗OP的基本原理主要是运动能够改善和减少OP的各致病因素：（1）运动可以通过增加骨力学刺激保持骨结构和强度。美国Forest博士［4］指出，骨组织对力学环境的适应性相当强，当力学环境发生变化时，骨的形状、骨量及骨内部结构也会出现适应性的调整；（2）运动可通过调节内分泌促进骨形成。细胞因子白细胞介素-1(IL-1)和白细胞介素-6(IL-6)可刺激骨吸收，规则运动可以降低这些细胞因子水平，延缓破骨细胞活性，减少骨量丢失。内源前列腺素E2(PGF2)和前列腺素I2(PGI2)有促进骨形成的作用，在运动机械应力下PGF2和PGI2分泌增加。运动可提高睾酮和雌激素水平，促进骨骼生长、骨皮质增厚和BMD升高；（3）运动可以在增加骨质的同时，增加骨组织对血钙的利用。另外，经常在户外运动可接受充足 阳光，使体内维生素D浓度增高，改善胃肠功能及钙磷代谢，也促进了体内钙吸收［5］。因此，运动可提高BPM及降低骨丢失率，起到预防和治疗OP的作用。

2 影响运动治疗OP的运动学因素

随着OP患者数量的增加，对OP的研究和预防力度也在过去的20年里大幅增加。由于研究的报道过多，且影响OP的因素较多，导致出现不同的研究结果，且差异较大。因此，研究和建立科学而合理的预防和治疗OP的运动处方（包括运动强度、频率和持续时间、运动方式）是当今体育科学工作者面临的具有挑战性的科研任务之一。

2.1 不同运动时间及频率对OP的影响及分析

适宜的运动时间及频率对OP有效。Menkest等［6］对60岁左右的老年人进行3次/周的力量训练，16周后其腰椎BMD增加2%，而股骨颈BMD增加2.8%～3.8%。Krolner等［7］对绝经后妇女进行走、跑、健美操等有氧锻炼，2次/周、60min/次，结果发现腰椎BMD增加3.5%，而对照组腰椎BMD下降2.7%。另有研究发现，3次/周、10～30min/次的体操运动对青春期前后学生承重骨的BMD增长影响显著［8］。Beverley等［9］报道，手握网球训练，每天3次，6周后腕部骨矿物质含量增加3.4%，但停止训练6个月后却低于原水平2.6%。Dalsky等［10］对17名55～70岁妇女进行行走、慢跑和爬楼梯训练，3次/周，9个月后腰椎骨矿物质含量增加5.2%，22个月后增加6.1%，而对照腰椎BMD下降1.4%，停止训练13个月后，骨矿物质含量只比原来多1.1%。高频率运动的妇女髋骨骨折的发生率比低频率运动者下降［11］。

骨骼只对持续时间达到一定长度的刺激产生适应反应。骨重建周期需3～4个月，骨量改变达到新的稳定水平一般需7～9个月，超过此期限的运动干预骨量明显增加［12］。Xavier等［13］针对运动时间对BMD的影响进行了研究，发现要想对BMD产生影响，持续时间不能低于4周。Simkin等［14］报道，上肢负重训练5个月后挠骨远端密度增加3.8%。Snow-Harter等［15］对近20岁的女性进行8个月负荷或慢跑训练表明，两者可使BMD分别增加1.2%和1.3%。挪威一项研究发现，每周运动时间＞180min时，女性腰椎和股骨BMD才有明显增加［16］。美国另有研究发现，马拉松和自行车运动员（30～55岁）BMD反而低于非运动员［17］。以上研究结果说明，不同运动时间、频率对OP治疗的效果不同（见表1）。

表1 不同运动时间、频率对OP疗效对比

2.2 不同运动强度对OP的影响及分析

低强度运动达不到阈值时，对改善OP不会产生影响。Hatori M等［18］发现，以高于无氧阈值强度锻炼，持续28周后可显著性增加绝经后女性的BMD，而同样方案低于这一强度的运动对BMD无影响。

中等强度运动可改善OP。王人卫等［19］指出中等运动强度应设置为本人最高心率的60%～90%，相当于50%～80%的VO2max，而长期的大强度运动可导致骨量减少。Chien等［20］发现70%VO2max以上高冲击力的有氧运动能使绝经后妇女L2～4和股骨颈的BMD显著增加，说明高冲击力的中等强度有氧运动能有效弥补绝经后妇女骨量的下降。

运动强度过大对OP会产生负面影响。Bourrin等［21］对生长期大鼠的研究发现，以80%VO2max度进行11周的跑台训练引起大鼠BMD下降，延缓了大鼠下肢骨的纵向生长，说明运动强度过大不利于生长期大鼠的骨生长。Michel等［22］对50岁以上的中老年人腰椎BMD的研究认为，大强度负重运动对老年人的BMD有损害作用，会引起骨量的下降。Nordsletten等［23］研究显示，高强度跑台训练不能减少去卵巢大鼠股骨骨质疏松的发展。以上研究结果说明，不同运动强度对OP治疗的效果不同（见表2）。

表2 不同运动强度对OP疗效对比

2.3 不同运动方式对OP运动治疗效果的实验研究分析

关于运动方式对骨组织的影响已有很多报告，不同的运动项目对骨组织的刺激作用存在差异，BMD随运动项目不同发生改变。一些抗重力性运动即直接负载(地面反作用力作用于骨骼)，对骨骼产生的负载大，可促进OB增殖并加强其活性；而非抗重力性运动即间接负载(肌肉收缩作用于骨骼)，对骨产生相对小的负载。

2.3.1 抗阻力量运动对OP治疗效果的实验研究分析 抗阻力量运动对OP有治疗效果。Snow-Harter的研究证明举重运动能使其BMD明显增加［16］。Vonderwiel等［24］报道，作大鼠跑台训练，身上背负重物的大鼠的BMD值显著大于不负重者。Pruitt等［25］发现9个月举重训练后运动组腰椎BMD升高，对照组下降。此外，一些横向比较研究［26-27］表明，负重运动确能增加负重骨的BMD，腰椎约可增加10%，股骨颈约可增加8%，骨盆约可增加11%。但是，Rockwell等［28］发现34～42岁妇女经过9个月的负重运动训练后，腰椎的BMD反而出现下降，故需进一步研究加以验证。

2.3.2 有氧耐力运动对OP治疗效果的实验研究分析 有氧耐力性运动可以通过反复的冲力负荷对骨量或BMD的增加产生有益影响。Sandler等［29］研究显示，步行锻炼3年后其桡骨BMC比未锻炼组明显增高。龚雄辉［30］使绝经后OP患者每周登山，1年后运动组在L2—4部位的BMD上升4.5%。欧阳梅［31］对越野行走老年人BMD与非运动组进行了比较，发现越野组的腰椎前后位L2—4、左侧股骨颈(L-FN)、大转子(L-TR)和wards区的BMD显著高于非运动组。此外，于华［32］研究了绝经后妇女的太极组与对照组跟骨BMD指标，结果发现前者的BUA明显高于后者（P＜0.05）。虞定海等［33］发现，经过3个月的五禽戏练习可使跟骨BMD呈现上升的趋势，Orwoll等［34］则发现，长期坚持游泳锻炼(＞3年)的老年男性，其桡骨和椎骨BMD均显著高于同年龄对照组(P＜0.05)，而长期坚持海水游泳的人泳龄长短与BMD值呈正相关(P＜0.01)［35］。李嘉平等［36］报道，坚持3年以上骑自行车、游泳、跑步三种方式运动的老年男性，其桡骨BMD均显著高于同年龄对照组(P＜0.01)，且三个运动组间BMD值差异无显著性。但一项对青春期女运动员的研究发现，游泳运动员全身骨BMD都是最低的［37］，游泳对骨量增加无显著影响。因游泳影响的是骨骼的其他特性，如游泳运动员跟骨QUS测定指标骨内声速(SOS)和超声振幅衰减(BUA)均大于对照组［38］，故游泳中肌肉强度改变会影响骨弹性和微结构而不是BMD。

以上研究结果说明，不同运动方式对OP治疗的效果不同（见表3）。

表3 不同运动方式对OP的治疗效果

2.3.3 抗阻力量与有氧耐力运动对OP治疗效果的实验研究比较分析 一般认为适当的抗阻力量比有氧耐力运动对OP有更好的作用。Nilsson等［39］研究报道举重运动员BMD最高，其次是投掷运动员，然后是赛跑运动员、足球运动员，游泳运动员的BMD最低。Hamdy等［40］对参加不同运动项目的健康青年男子进行观察，发现举重运动员和跑步运动员的BMD存在显著差异，举重运动员上肢骨的BMD最高，参加跑步运动员的上肢骨的BMD最低。王小燕［41］以

90名男青年为研究对象，把他们分为举重组、中长跑组和不从事任何专项训练（对照组）3组，结果发现年龄在19～20之间的举重组的前臂骨骨皮质厚度显著大于中长跑组合对照，与上述研究结果一致。在一项［32］对足球、舞蹈、游泳组(高、中爆发性负重运动和非负重运动)和空白对照进行的研究中，以定量超声(QUS)测量法测跟骨骨量，研究者发现，足球、舞蹈组的跟骨骨量、跟骨硬度系数(SI)明显高于游泳和对照组，且与负重水平呈线性正相关。Heinonen等［42］研究了举重运动员、越野运动员、滑雪运动员和自行车运动员，结果发现举重运动员在腰推、股骨颈、肩脚骨和远侧挠骨处的BMD远高于其他几组，且其受训时间比其他几组短，可见大负重运动在提高BMD效果上显著优于小负重运动。

3 小 结

（1）运动可以获得较高的PBM并减缓骨丢失率：运动可通过增加骨力学刺激保持骨结构和强度，调节内分泌刺进骨形成，增加骨组织对血钙的利用并促进体内钙的吸收，起到预防和治疗OP的作用。

（2）适宜运动时间及频率对改善OP才有效，应控制在30～60min/次、3～5次/周，以次日不感疲劳为度。一定范围内，运动时间越长、频率越大，对骨的应力刺激越大，也越有利于BMD的维持和提高。每次运动时间过长且频率过大不利于骨量的维持，可能产生负面效果。运动必须持续一定的时间才能对改善OP获得可见的效果，运动的时间需在3个月以上。停止运动后骨矿物质含量会降低，甚至低于原来水平，因此运动改善OP的效果是可逆的，运动须持之以恒。

（3）太小强度的运动不会刺激骨形成，中等强度运动可增加BMD、减少骨丢失，然而运动引起的功能改善有其生物学的限度，达到此限度时，再增加运动强度收效甚微或无作用，甚至有副作用。在一定强度范围内，强度愈大，对骨的应力刺激越大，越有利于BMD的维持和提高。对OP患者进行运动干预时，特别是对超过50岁的人来说剧烈运动有一定危险。因此，在没有其他心血管疾病等情况下，有氧运动强度应设置为本人最高心率的60%～90%，相当于50%～80%的VO2max。

（4）在适当的运动时间、频率及强度条件下，抗阻力量和有氧耐力运动均有其有效性：①抗阻力量运动对不同部位BMD影响效果不同。在实际运动过程中，如果单纯以大负重、暴发力的方式进行训练，对受试者，特别是老年人的循环系统较为不利。②步行、登山、越野行走、太极拳、五禽戏、游泳等有氧运动对OP均有治疗效果，但不能确定哪种运动更有效。③举重等抗阻力量运动的效果优于中长跑、足球运动、舞蹈、越野、滑雪、自行车等有氧耐力运动，而游泳效果最低。在实践中指导运动治疗OP时需考虑患者个人兴趣爱好及身体健康状况。

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The Research Progress in the In fl uence on Exercising Therapy for Osteoporosis in Kinematics Indexes

ZHU Jun-jie, CHEN De-ming
(Harbin Institute of Physical Education, Harbin 150008, Heilongjiang China)

G804.5

A

1008-2808(2011)01-0074-05

2010-07-05；

2010-09-27

朱俊杰（1985－），女，在读硕士研究生，研究方向为人体运动机能评定与运动疗法。