国外老年人肌肉力量评价指标综述

唐玉成 吴卅

1深圳大学师范学院体育系（深圳 518060） 2北京体育大学研究生院

随着我国人口老龄化程度的不断增加，预计到2050年，我国老龄人口的比例将从现在的12.5%增加到 25%左右［1，2］，即每四人中就有一名老年人，社会养老问题将会十分严重。衰老的重要特征之一是出现骨骼肌质量减少症（sarcopenia），导致老年人日常活动能力下降或生活不能自理，从而引发诸多社会问题。国外近20年的研究表明［3-7］，虽然有氧运动和力量训练都能提高老年人的身体功能，但力量训练却是增加老年人肌肉质量及力量的主要手段；老年人进行力量训练能明显逆转骨骼肌质量减少症，即使对于九十多岁的老年人也不例外；骨骼肌虽然是最早衰老的组织之一，但由于肌肉干细胞的存在，可塑性较强，并对力量训练所引起的机械刺激十分敏感。为促进国内的老年人力量训练研究，本研究对国外老年人力量训练的评价指标进行了收集和分析，以期为我国开展相关研究提供参考。

1 肌肉功能评价指标

1.1 最大肌肉力量（Maximal Strength）

国外老年人力量训练研究中常采用的最大力量测试有卧推、坐姿腿屈伸、俯卧腿弯举、腿蹬伸等［8-11］，其中应用频次较多的是坐姿腿屈伸和俯卧腿弯举，这是因为股四头肌和股后肌群在骨骼肌中所占的比重较大，而且腿部肌肉对老年人的日常活动能力具有重大影响。最大力量可以用等动或等速测力仪测试，也可采用自由力量器械或其它力量器械进行测试，但都需要事先确定动作的角度和幅度等因素。老年人最大力量测试还涉及安全问题，如de Vos发现［12］，老年人受伤都发生在80%1RM （Repetition Maximum）及以上强度的训练或测试中。因此，对于体弱和未曾训练的老年人，最大力量测试前需要进行预适应；最大力量也可用1RM负重表示，可利用不同RM负重推算 1RM 负重（见表 1，引自 Avers D［13］，2009），虽然老年人也可以直接测试1RM，但通过间接估算最大力量可以增强测试的安全性。用自由力量器械测试老年人肌肉力量时，需循序渐进，在热身的前提下，先用大于20RM的重量进行练习，然后通过每次增加5～10kg的负重逐渐增大负荷重量。

表1 RM与负荷百分比之间的对应关系

1.2 力量增长率（Rate of Force Development，RFD）

RFD表明力量随时间增加的幅度（RFD=△力/△时间），时间通常指肌肉收缩时前200 ms的时间，因此，通常RFD等于△力/0.2 s。RFD受神经类型和肌肉质量的影响较大。虽然最大力量对老年人来说十分重要，但RFD却与老年人日常活动能力的关系更密切［14］，可较好地评定老年人肌肉和神经的协调性。RFD还与肌肉中II型肌纤维的含量和比例有关，衰老过程主要伴随II型肌纤维质量的减少，力量训练应致力于提高老年人（尤其是70岁以上老年人）的 RFD［15］。

1.3 肌肉功率（Muscle Power）

肌肉功率等于肌肉力量和收缩速度的乘积，表现为肌肉快速用力的能力，其单位为瓦（W）［16］。从肌肉功率的变化情况可以判断肌肉间的相互协调能力，肌肉发挥力量以及速度的综合能力。老年人肌肉功率的下降幅度和速度要高于肌肉力量，肌肉功率比肌肉力量能更有效地评价老年人的肌肉健康程度及日常活动能力［17-21］。功率测试需要的仪器为等动测力仪。测试最大功率对肌肉负重大小有一定要求，负重最大或最小都不能发挥出肌肉最大功率。最大功率测试要求将负重调节至40～70%1RM的范围（见图1）［22］，才能找到速度和力量乘积的最大结合点。测试老年人肌肉功率时，也应进行预适应和热身。对于不同部位的肌肉，测试时可以选择多种负重（如 40%1RM、50%1RM、60%1RM、70%1RM、80%1RM、90%1RM），从较低的负重开始，逐个测试，找出负重与速度的最大乘积。

图1 肌肉力量、速度以及功率的关系

1.4 骨骼肌指数（Skeletal Muscle Index，SMI）

在80岁以上人群中，患骨骼肌质量减少症者达50%以上［23］。 Baumgartner等［24］提出用骨骼肌指数（骨骼肌质量/身高2）评定骨骼肌质量减少症，认为女性骨骼肌质量减少症的标准为<5.45 kg/m2，男性为<7.26 kg/m2。 近来 SMI［25］被调整为女性<5.75 kg/m2，男性<8.50 kg/m2。骨骼肌质量通常采用双能X线（DEXA）或磁共振成像（MRI）测定。SMI可较为全面地反映肌肉变化情况，适用于评定全身性力量训练的效果。但Newman等［26］认为，SMI仅考虑瘦体重而不考虑脂肪，导致一些瘦体重和脂肪含量都较高的肥胖者可能会被排除在骨骼肌质量减少症之外，虽然他们的肌肉质量已经无法保证其身体的日常功能。因此，Newman认为应该在计算瘦体重时将脂肪考虑进去，基于对3075名70～79岁老年人的研究，其提出了用身高和脂肪计算瘦体重的回归公式，男子瘦体重（kg）=－22.48+24.14×身高（m）+0.21×总脂肪（kg），女子瘦体重（kg）=－13.19+14.75×身高（m）+0.23×总脂肪（kg）。

1.5 横切面积（Cross-Sectional Area，CSA）

衰老引起骨骼肌质量减少，表现为骨骼肌CSA减少，而脂肪及其它连结组织增加。如图2所示［27］，老年女性腿部肌肉的CSA（图中黑色部分）明显减少，而周边的脂肪组织（图中周边白色部分）明显增加，而且肌肉组织中的脂肪和结缔组织（黑色部分中的白色物质）也明显多于青年女性。如只对局部肌肉进行锻炼，测试训练效果时，可选择局部骨骼肌CSA［28］。CSA通常用超声法或MRI测定，测试时需要选择肌肉的固定位置，如股四头肌靠近膝盖一端的三分之一处，以便前后比对。

图2 青年女性（上）和老年女性（下）的CSA情况

1.6 肌肉活检分析肌纤维成分和比例

骨骼肌衰老导致I型肌纤维不变或增加，而II型肌纤维尤其是IIb型肌纤维减少，部分II型肌纤维向I型肌纤维转化［29，30］， 同时肌肉非收缩成分增多，导致老年人肌肉力量和收缩速度减小。力量训练可让衰老骨骼肌的成分和比例发生改变。肌纤维成分和比例的测量，需要用专用针头抽取同一肌肉同一深度的肌纤维，投入到-80℃的液氮中储存，然后取10 μm厚的肌纤维放置在-20℃的低温槽中进行组化分析，利用ATP酶在不同酸碱度溶液中（pH4.2、4.6、10.3）的活性不同，区分I、IIa及IIb型肌纤维的数量和比例［31］。

2 功能性测试指标

老年人力量训练的主要目的之一是提高日常活动能力。测量训练前后日常活动能力的变化，不但可以检测力量训练的效果，还可以检测不同人群，不同力量训练形式、负荷、组数、频次等在提高日常功能效果上的差异，以便确定老年人力量训练的最佳方案。

2.1 成套简短肌肉功能测试（Short Physical Performance Battery，SPPB）

SPPB 由 Guralnik 于 1994 年首度应用［32，33］，一共有三项内容，分别是三姿平衡测试、步速测试、椅上坐-站测试。SPPB是美国国家衰老研究院认可的老年人评定项目，应用较为广泛，单项测试分值为4分，总分为12分。为提高测试的精度，每项测试通常重复测量2～3次，取最短时间值。SPPB被多次证实能较好地评定体弱老年人的日常活动能力［34-36］，较低的SPPB得分预示着老年人未来4年住院和死亡的可能性较大［37］。

2.1.1 三姿平衡测试

该测试要求受试者用三种姿势站立，第一种姿势为并脚站立，第二种姿势为前脚脚后跟内侧紧贴后脚脚拇趾站立，第三种姿势为双足前后并联站立（见图 3）［33］，受试者可用手臂或其它方式保持平衡，但不能移动足底。评分标准：第一、第二种姿势站立超过10 s得1分，少于10 s得0分；第三种姿势站立超过10 s得2分，3 s-10 s得1分，3 s以内得0分。

图3 三种不同姿势站立时脚的位置

2.1.2 步速测试

该测试要求用胶带在地面标注4 m的直线距离，测试区域前后保留0.5 m的无障碍空间。受试者可借助拐杖等工具完成4 m行走 （鼓励尽量不用），要求受试者用平常步速。评分标准：≤4.82 s得4分；4.82 s～6.20 s得 3 分；6.21 s～8.71 s得 2 分；＞8.70 s得1分；不能完成得0分。

2.1.3 椅上坐－站测试

受试者坐在距地面约40 cm的椅子上，椅子后背靠墙。要求受试者双手交叉放在胸部，用最快的速度反复站起－坐下5次，记录所需时间。该测试可反映老年人的下肢力量、协调性以及平衡能力。评分标准为：≤11.19 s得 4分；11.20 s～13.69 s得 3分；13.70 s～16.69 s得 2分；>16.7 s得 1分；>60 s或不能完成得0分。

2.2 其它指标

2.2.1 阶梯测试（Step Test）

标准的8～15级阶梯，每阶高约20 cm，阶梯两边有扶手。要求受试者一步一级阶梯，尽快爬完8阶楼梯，受试者可使用拐杖等辅助工具（尽量不用），但避免使用扶手，当双脚踏上最后一级阶梯时停止计时。测试2次，取时间较短的一次成绩，该测试的评定者内信度（ICC）为 0.97［38］。阶梯测试主要用来反映老年人的下肢肌肉力量、功率以及移动能力。为了方便不同阶梯测试间比较，有学者建议统一使用阶梯功率来评价。阶梯功率（W）=体重（kg）×重力加速度（m/s2）×台阶高度（m）×台阶数/时间（s）。

2.2.2 6m步速测试（Six-Meter Walk）

该测试分为两项，分别用平常以及最快速度走完6 m，计算步速（m/s）。每项重复测试2次，取时间较短的一次为成绩［39］。对于老年人来说，一般步速约为 0.60～1.45 m/s，最快步速约为 0.84～2.1 m/s［40］。 步速过慢意味着老年人难以完成穿越城市马路之类的任务。有研究认为，要让老年人安全地通过城市交通路口，步速需要保持在1.35 m/s以上［32］。该测试的再测信度为0.78，准则效度为0.84，可反映老年人的下肢力量以及发生跌倒的概率。此外，有研究还采用了6 m倒走测试，这种测试要求：倒退时后退脚脚趾必须紧挨前脚脚后跟［41］，速度则尽可能快。

2.2.3 单腿站立测试

单腿站立测试是一种平衡能力测试，要求受试者单腿站立，足底不能移动，测试单腿站立的时间［42］。受试者可以选择任何一条腿站立，测试结果可作为判断老年人摔倒倾向的重要指标，但目前对该测试的测试条件以及效果还存在一定争议［43］，如测试者是否应该闭目，测试结果与摔倒的相关度是否过小等。

2.2.4 搬运测试（Lift and Reach）

该测试要求受试者将一个边长为22.5 cm的立方形盒子（男性重4 kg，女性2 kg），从桌子上抬起，放置在高于桌子32 cm的一个架子上 （架子放置在桌面上），然后再将盒子从架子上取下放回原位置。持续时间一共30 s，计算动作重复次数［44］。搬运测试属于一种较新的测试手段，使用较少，主要用来反映老年人的上肢肌肉力量、功率以及协调性。

2.2.5 起立－走计时测试（Timed Up and Go，TUG）

TUG应用较为广泛，主要用来评定老年人的下肢力量和移动能力，要求受试者从高度约40 cm的座椅起立，向前直线行走3 m，然后转身走回座椅坐下，计算总时间。在TUG的测试信度统计中［45］，ICC为0.56～0.98不等，重测信度为0.54～0.85不等，准则效度为0.55～0.81不等。TUG能较好地预测老年人未来摔倒的几率。如果时间≤10 s，表明移动能力正常，如果时间在10～20 s，表明在不需要帮助的前提下可以独立外出；如果>30 s，表明移动能力受损，不能独立外出，需要帮助或辅助。另外，时间大于14 s意味着老年人摔倒的几率较高［46，47］。

2.2.6 功能伸展测试（Functional Reach Test，FRT）

FRT所需器材为一面墙和一条直尺，要求受试者双腿并拢、站直，身体与墙面平行站立，一侧手臂握拳抬起至与地面和直尺平行，以中指指骨为测量点，记录手臂长度。然后握拳尽量前伸，在双脚不移动、足底不能抬起以及保持身体平衡的前提下，测量手臂前伸的距离（见图 4）［48］。

相对手臂前伸超过10英寸 （25.4 cm）的老年人，手臂完全不能前伸者，摔倒的概率为8.07倍，手臂前伸低于6英寸 （15.24 cm）者，摔倒的概率为4.02倍，手臂前伸在6英寸至10英寸之间者，摔倒的概率为2倍。FRT能较好地反映老年人的躯干肌肉力量、控制能力以及身体动态平衡能力。FRT的ICC 为 0.76～0.99，准则效度为 0.67～0.71［49，50］。FRT 还有两个变体，分别是多方向伸展测试（Multi-Directional Reach Test，MDRT） 和侧向伸展测试（Lateral Reach Test，LRT），MDRT 要求向前后左右四个方向伸展手臂，以全方位考察老年人的躯干肌肉力量和静态平衡能力，而LRT要求向左右两侧伸展手臂，其它测试要求和条件与FRT一致。LRT的ICC较高（0.90～0.99），MDRT只被测试过一次，ICC较差（0.09）［51-53］。

3 小结

老年人力量训练在我国普及范围还不广，随着我国老龄化程度的不断加重，老年人力量训练将会逐渐引起人们的注意，并有望成为老年人日常生活的一部分，对于提高老年人的肌肉质量和力量以及生活自理能力有着重要的意义。从目前国外的相关研究来看，不仅对老年人力量训练的形式、强度、组数和频次等还存在争议，在肌肉力量训练效果的评定方面，也有较大的发展空间。目前的评定主要分为两类，一是对肌肉功能的直接评定，另一类是功能性评定，评定指标和标准多源于欧美人群 （如SMI、SPPB等），是否适合我国老年人还有待于进一步论证。

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