不同运动项目对骨密度的影响

刘佑民　仪刚勤

(1.山西水利职业技术学院，山西　运城044000；2.绍兴文理学院　体育学院，浙江　绍兴312000)



不同运动项目对骨密度的影响

刘佑民1仪刚勤2

(1.山西水利职业技术学院，山西运城044000；2.绍兴文理学院体育学院，浙江绍兴312000)

摘要：为了研究不同运动项目对骨密度的影响，选取40名不同运动项目的学生进行为期4周的训练实验与观察.研究发现，运动对于增强人体的骨密度、防止骨质的流失都有着积极的影响；而不同的运动项目对于骨密度的影响存在差异.

关键词：运动项目；骨密度；运动负荷

0引言

不同运动项目的运动会对人体的骨骼产生不同程度的影响，特别是对骨密度的影响.因此根据对骨负荷影响程度大小不同，可以将运动分为对身体刺激较大的负重运动和相对刺激较小的非负重运动.负重运动对人体的骨骼施加重力负荷的刺激，比如举重、跑步、篮球、羽毛球等运动；非负重运动对人体整体刺激负荷相对较小，对人体骨骼的刺激也小，主要是一些克服小阻力的运动，如散步、骑车、游泳等.

然而，不同强度的负重运动对骨密度有不同影响[1-2].人体最佳的骨密度测试部位应该是髋骨，跟骨也是能够反映骨骼结构质量的部位.利用超声波的工作原理，通过测量跟骨超声波传导速度等指标对骨密度和骨结构进行评估，其测量结果与全身其他部位测量结果高度相关.本研究通过骨密度测试仪，对篮球、排球、健美操和武术运动员进行跟骨骨密度的测试实验，比较和分析不同负重运动对骨密度产生的影响，为人们的身体锻炼提供建议和参考.

1研究对象和研究方法

1.1　研究对象

XX体育学院健美操、武术、篮球、排球专项的学生各10名，均为男性，他们是运动级别、运动年限都非常相似的大学二年级学生，平均年龄20.13±2.24y，均为主动要求参加实验的人员，没有伤病.

1.2　实验设计

实验为期4周，实验开始第一天对所有的实验对象进行骨密度的测量，并记录下原始数据.经过训练之后再次对实验对象的骨密度进行测试，记录下数据.受试者在4周实验周期内的运动时间、运动频率相等.实验期内要求各受试者不要从事大运动量和大运动强度的其他运动.

1.3　实验仪器

实验采用韩国SONOST3000骨密度测试仪进行，对受试者的T值、Z值、BQI值、SOS值及BUA值进行测试.其中T值是受试者测试的实际数据和健康同龄人群骨密度平均值的标准差，T值之间的差值如果越小,表示骨密度越好.而Z值表示受试者测试的实际数据和健康同龄人群骨密度平均值的标准差，Z值之间的差值越小,表示骨骼的质量越好.BQI值是骨质指数，是表现骨质的最重要的指标，数值越大表示骨密度越高.SOS值是超声声波，数值越大表示骨密度越高.BUA值是超声频率衰减，数值越大表示骨密度越高.

1.4　数据处理

在excel 2007中输入采集的数据，采用SPSS 17.0软件包进行数理统计处理，对受试者实验前后的数据进行配对t检验[3].实验数据以平均数±标准差表示，显著性水平为p< 0.05，非常显著性水平为p< 0.01.

2实验结果与讨论

健美操项目对骨密度影响实验结果见表1.武术项目对骨密度影响实验结果见表2.排球项目对骨密度影响实验结果见表3.篮球项目对骨密度影响实验结果见表4.

2.1　健美操项目对骨密度的影响

从表1的健美操专项学生在训练前后骨密度数值配对t检验结果来看，在经过4周的专项健美操训练后，受试者的BQI，SOS，BUA，T和Z值都有明显的变化，从BQI，SOS和BUA值3项上看，各数值有明显的增加，在T值和Z值上看经过4周的训练后，受试者的差值变小.王蓓蓓研究认为，经过一段时间的健美操运动，测试女大学生的跟骨，发现她们的骨密度和骨质都出现了不同程度的增加；另外测试还发现，健美操运动后还提高了她们血液中雌二醇(E2)的水平，分析认为因为E2会对骨代谢产生良性影响，从而间接增强跟骨的骨密度[4].健美操受试者在训练前后骨密度数值有着显著差异，原因在于现代健美操大部分的技术动作都是在一定运动强度下完成的，同时健美操运动要求运动员运用全身各关节部位，完成许多连续的跳跃、腾空、转身蹬动作，所以健美操对于增加骨密度是有促进作用的，效果也比较好.

2.2　武术项目对骨密度的影响

从表2来看，武术专项学生在经过4周的专项武术训练后，受试者的BQI，SOS，BUA，T和Z值也都有变化，但是变化不是很明显.武术运动对于骨密度增加比较缓慢的很大一部分原因，则是受试者对于这项运动的积极性不高，平时训练不够用心.同时在实验周期内，受试者进行的是太极拳锻炼，太极拳运动的本身不要求有一定强度的运动量，很大的一部分技术动作是在相对较慢的运动时间内完成，以修身养性为主.同时武术运动是一个长期锻炼才能体现效果的项目，4周的训练量由于时间比较短，很难体现训练的效果，所以导致对于骨密度增强不显著.

表1健美操项目实验前后的骨密度数值检验结果

BQI值T值Z值SOS值BUA值实验前119.15±12.800.20±0.990.31±0.771601.93±12.2784.30±6.62实验后124.34±10.85*0.49±0.57*0.63±0.66*1607.55±10.62*85.52±5.99*

注：*表示实验前和实验后有显著性差异，P<0.05

表2武术项目实验前后的骨密度数值检验结果

BQI值T值Z值SOS值BUA值实验前113.24±17.89-0.1±0.95-0.05±1.031597.25±17.0180.71±8.34实验后116.51±18.580.08±0.980.13±1.081600.35±17.2282.03±10.1

表3排球项目实验前后的骨密度数值检验结果

BQI值T值Z值SOS值BUA值实验前112.14±17.28-0.17±0.93-0.14±0.971589.47±28.9781.18±7.25实验后121.08±18.56**0.31±1.01**0.42±1.12**1606.27±19.32*83.71±6.21*

注：**表示实验前后有特别显著性差异，P<0.01； *表示实验前后有显著性差异，P<0.05

表4篮球项目实验前后的骨密度数值检验结果

BQI值T值Z值SOS值BUA值实验前116.93±10.620.08±0.58-0.17±0.631599.43±10.8183.98±3.76实验后121.38±13.26*0.32±0.72*0.40±0.741603.22±13.8686.37±5.15*

注：*表示实验前和实验后有显著性差异，P<0.05

2.3　排球项目对骨密度的影响

从表3来看，排球专项学生在经过4周的专项排球训练后，受试者在BQI，SOS，BUA，T和Z值上都有着特别明显的变化，从BQI，SOS和BUA值3项上看，各数值有着大幅度的增加.通过T值和Z值的变化发现，经过4周的训练后，受试者的差值明显变小.排球运动是一项具有一定强度和训练量的运动，运动员在运动场上要运用跑动、跳跃、挥臂转体等动作，很多动作节奏快、大肌肉群参与收缩，因此对骨形成转换刺激较大，尤其对下肢骨和腰椎负荷较大，这种强度的练习与骨密度呈正相关，有助于达到理想的峰值骨量.排球运动对骨密度的影响效果特别显著.

2.4　篮球项目对骨密度的影响

从表4来看，篮球专项学生在经过4周的专项篮球训练后，受试者在BQI，SOS，BUA，T和Z值上都有明显的变化.从BQI，SOS和BUA值3项上看，各数值有明显的增加；从T和Z值上看，经过4周的训练，受试者的差值变小.陈志斌通过对从事篮球和太极拳运动的老年人研究发现，经常从事篮球和太极拳运动的老年人骨密度都很稳定，这些运动可以改善他们的骨代谢，明显减少骨骼矿物质的丢失，并能调节骨钙与血钙间的动态平衡，使老年人的骨密度保持在相对稳定状态.和太极拳相比较，篮球运动在骨矿物质与骨密度方面保持作用更显著[5].篮球运动本身以跳跃和奔跑为主，同时要求运用全身的各关节部位来完成技术动作，有相对较大的运动强度，运动过程中有着剧烈的身体接触和对抗，这些条件往往有助于骨密度的增强.实验结果表明，篮球运动对骨密度的影响效果显著.

3骨密度影响因素分析

3.1　运动对骨密度的影响分析

不同的运动项目因运动负荷不同而对人体的骨密度产生不同的影响，特别是运动强度较大的运动将对骨产生较高的刺激，而不同的刺激会使骨骼产生不同的适应与改变，这可以用Wollf定律来解释[6].骨骼的应变有一定的适应范围，当人体的骨骼应变过低，低于阈值的下限水平时，将会造成骨骼的骨量明显降低，这会造成人体的骨质疏松，骨折的风险就会增加；应变超过骨骼的阈值上限时，骨骼的骨量将明显增加，这也是骨骼适应的结果.只有应变在上下阈值的数值之间时，人体的骨量将会稳定在一定水平，这种情况出现在大量健康的普通人群中；不过在人体生长发育过程中，在不同阶段骨骼的应变与骨量的关系会有差异.因此，按照不同年龄阶段选择不同的运动方式和运动负荷对人体的骨骼影响很大，应引起人们的关注和重视.目前有一些研究报道骨密度与对骨骼的机械刺激有非常大的相关性，普遍提出，加强体育锻炼是提高骨密度的主要方法.张林研究报道，50名绝经后的女性进行特殊运动处方健身6个月后，以有氧健身操为主的局部力量练习和全身练习并重的运动组受试者跟骨和腰椎的骨密度明显高于对照组[7].王小燕研究了运动对骨密度的影响，她将30名男青年分为中长跑组、举重组及对照组三组进行比较发现，骨密度测试出现举重组>中长跑组>对照组的情况，3组之间尺、桡骨的骨密度与骨矿物含量存在显著性差异[8].目前存在各种理论假说解释运动导致骨密度增长的原因，不过机制仍解释不清.不过研究骨组织生物力学机能的变化方面并不多，而骨骼的生物力学功能对骨密度非常重要，许多研究发现其他的非生物力学因素对骨密度的影响相对较小，只起到辅助作用，而影响骨组织的主要因素是生物力学因素.研究发现，不同机械负荷的刺激对骨骼的影响不同，也是导致骨骼重建的关键因素，因为外力作用会影响到骨量变化，当骨骼的应变处于正常生理范围时，骨量会维持在平衡状态，即骨的吸收与骨的形成速度均衡；而当骨的应变超过正常的生理范围时，骨单位的骨量为正平衡，即骨的形成速度要大于骨的吸收速度，总骨量会慢慢增多，骨表面也会形成板层骨，会造成局部应变降低；而应变过大到呈过度负荷时，骨的表面则会形成交织骨；反之骨量为负平衡.人体通过运动会提高骨的应变，主要原因是因为人在运动时通过肌肉的收缩力形成的机械作用，直接和间接作用在骨骼上，使骨骼产生了适应.在人体整个生长发育期中，骨量的增长期是人的身体机能发展非常快的时期，可以正确评价人体的生长发育状况，因骨密度容易测量，也能够精确定量反映骨骼生长发育状态，因此许多研究者对这段时期骨密度的变化较为关注.有研究报道，中国的青少年儿童期骨量增加程度与20年前的初始骨量高度相关.说明人体在生长发育时期尽可能获得较高的骨量，对于提高骨密度、骨量都具有非常重要的影响.

从上面的分析发现，运动对于骨密度有着积极的作用.对于BQI，SOS，BUA值的提高有明显效果.但由于运动强度不同，不同的负重运动对于骨密度的变化也存在着不同的差异.强度较大的运动往往更加有利于骨密度的增加，运动强度小的短期内的效果不是很明显.比较篮球、排球、健美操和武术这4项运动，我们发现强度大的运动项目(篮球，排球)能更好地增强骨密度，其T值和Z值也优于其他两个运动项目；健美操运动对于骨密度的增强也比较显著；而运动强度小的武术项目对于骨密度的增强效果相对来说较小.

左群等研究了举重运动对骨密度的影响，她做过对女子举重运动员的胰岛素样生长因子、血清生长激素和骨密度值的研究，发现举重运动员骨密度值明显高于其他的运动项目[9].因此具有一定强度负重的运动项目，其运动对于人体骨密度的增加相对来说更加显著，运动对于骨密度的作用关键在于运动强度的大小.此外研究还发现，运动强度对骨密度的影响非常关键，它对骨骼的刺激有一个刺激阈值，超过该阈值时，BMD值不再增长，而在该阈值下BMD值则会提高.所以影响骨的适应性变化的因素有许多，但运动负荷强度的影响非常大，因此当人们选择增加骨密度的运动方式时，首先就要考虑运动强度的大小.年轻人运动强度要适当大些，而老年人可适当小些.根据骨转化定律，骨骼物理功能发生改变，就会引起骨的吸收和形成发生改变，也会改变骨的力学特征、几何形状及内部构造.因此Frost提出了关于骨对机械负荷适应的动态平衡理论，他提出骨的适应变化是有一定的阈值范围.作用在骨细胞上的有效机械会引起骨的组织结构改变，而应变的大小会决定骨的适应变化结果，骨对应力的影响也存在一个最佳适应的问题，如果运动合适对骨就会产生良性改变，如运动员采用大负荷训练可使骨组织产生良好的适应，而如果过度训练则会对骨组织造成损害.因此，要想骨量增长显著，在运动负荷的选择上就要注意在临界强度负荷下尽量选择较大的运动负荷.

3.2　饮食和生活习惯对骨密度的影响分析

饮食和生活习惯会对人体的骨密度产生影响，饮食中的营养成分为人体骨代谢提供必需的原料，因此对人体的骨密度会产生较大影响.如饮食中的蛋白质、钙、磷以及锌、锰、镁等微量元素都会对骨密度产生影响，特别是钙和磷的含量.饮食中适当增加钙、磷的摄入有助于提高人体的骨密度，因为钙、磷是保证骨骼健康发育的基本保证，也是骨骼正常生长的物质基础，对人体生长发育非常重要[10].此外，人们应该养成良好的生活习惯，不良习惯将会对人的身体特别是骨密度产生较大的副作用.比如，长期吸烟和大量饮酒都是造成骨质下降的主要因素，会对人的健康产生较大影响.特别是经常吸烟的人群，香烟中的尼古丁毒性对人体的危害最大.研究表明，长期吸烟对人体的生殖功能、免疫功能、运动功能等方面都有极大的危害，特别是会导致骨质疏松，使骨折危险性增加，对老年人的副作用更为明显.

身体质量对人体各部位的骨密度影响情况不同，所以人体的质量、平时的身体姿势等都会对骨密度在人体的分布产生影响.因为较大的身体质量将导致支撑人体的骨骼承受较大的负荷刺激，因此会造成这些承重部位具有较高的骨密度，这也是人体骨骼适应的结果.研究表明，人体的身体成分也会对骨密度产生影响，瘦体重和体质量与男女的骨密度呈显著正相关，当然这有可能解释为什么经常运动的人骨密度相对比较高，而不经常运动的人骨密度就低.特别是瘦体重会对男性的骨密度有非常大的显著影响，而脂肪组织对女性的腰椎及全身的骨密度有显著影响，体现出一定的性别差异.总之，国内外研究学者关于身高和身体质量对骨密度影响的研究比较多，而关于运动方式、运动强度、运动量等对骨密度影响的研究相对较少.

4结论与建议

从4周的实验中发现，运动对改善骨密度效果明显，在进行运动锻炼后骨密度会增强.不同的负重运动对骨密度的影响效果不同，而强度较大的负重运动能更好地促进骨密度的增加.在平时的身体锻炼中，建议多参加强度较大的运动，如篮球、排球等，这些运动能更好促进骨质的增长，防止骨质的流失.

参考文献:

[1]虞定海,王会儒,谢业雷,等.太极健骨操练习对绝经期女性骨密度的影响[J].上海体育学院学报,2014,38(6):100-104.

[2]韩腾.运动与健康[M].北京:中国社会出版社,2008.

[3]卢纹岱.SPSS for Windows统计分析[M]. 2版.北京:电子工业出版社,2002.

[4]王蓓蓓,蔺雪莲.健美操训练对女大学生跟骨密度及性激素的影响研究[J].重庆医学,2015,44(3):397-399.

[5]陈志斌,邓小林.太极拳和篮球运动对老年人骨代谢影响的比较[J].体育学刊,2002,5(11):31-32.

[6]张胜年,刘宇.运动康复生物力学[M].北京:人民体育出版社,2013.

[7]张林.健骨运动处方的研究与应用[J].体育科学,1999,5(3):366-368.

[8]王小燕.不同类型负荷对人体骨密度影响的研究[J].两安体育学院学报,l999(4):77-80.

[9]左群,于新凯.对女子举重运动员血清生长激素、胰岛素样生长因子和骨密度值的研究[J].体育科学,2004,(6):411-414.

[10]王建,何玉秀.健康体适能[M].北京:人民体育出版社,2008.

(责任编辑邓颖)

Effect of Different Sports Items on Bone Mineral Density

Liu YouminYi Gangqin

(1. Shanxi Conservancy Technical College, Yuncheng, Shanxi 044000;

2. Shaoxing University, Shaoxing, Zhejiang 312000)

Abstract：Objective: To study the effect of different sports items on the bone mineral density.Methods: This experiment uses South Korea’s SONOST3000 bone density reflectoscope reflector to observe 40 students of different sports items.Results: The research discovers that sports exert a positive impact on the strengthening of the bone density of the human body and the prevention of bone loss. But there is differentiation in the impact of different sports items on the bone density.

Key words：sports item; BMD; exercise load

中图分类号：G804.22

文献标志码：A

文章编号：1008-293X(2015)10-0116-05

doi：10.16169/j.issn.1008-293x.k.2015.10.26

*收稿日期：2015-09-24

作者简介：刘佑民(1971-)，男，山西运城人，硕士，副教授，主要从事体育教育研究.