运动对腰椎关节疾病的防治机制综述①

唐利花　汤长发　朱文（湖南师范大学体育学院　湖南长沙　421000）

运动对腰椎关节疾病的防治机制综述①

唐利花汤长发*朱文
（湖南师范大学体育学院湖南长沙421000）

摘 要：近年来腰椎疾病的发病率呈逐年上升趋势，而且其总数居高不下。有文献报道，全世界有70％～80％的人口曾经有腰痛的经历。对患者而言，腰椎的疾病严重影响到了他们的生活自理能力和生活质量。因此，对于腰椎关节疾病的研究和建立防治体系显得尤为重要。该文从腰椎关节的结构特点、疾病成因出发，来探讨运动对于预防和治疗腰椎关节疾病的作用机制和重要意义。

关键词：运动腰椎关节防治机制腰椎疾病

①基金项目：湖南省研究生科研创新项目（CX2014B229）湖南师范大学“运动促进人口健康协同创新中心”开放课题项目。

朱文（1989—），女，湖南醴陵人，硕士研究生，研究方向：运动损伤与康复。

据卫生部的数据统计显示：我国腰椎病患者已超过2亿，其中腰椎间盘突出症患者占总人口的15.2％。有数据显示，我国30岁至40岁人群中，59.1％患有颈椎或腰椎疾病；50岁至60岁人群中，患此病者比例达71％；60岁以上人群，该比例更攀至82％。这对于社会医疗体系来说无疑是一个沉重的负担。对患者而言腰椎的疾病严重影响到了他们的生活自理能力和生活质量。目前关于腰椎关节疾病的治疗和研究多集中在临床医学层面，采用外科手术和药物的手段来减轻患者的疼痛感。但以这种方式治疗腰椎疾病的弊端也不容忽视，因为手术切除的任何与腰椎关节有关的结构都会给这个关节的正常活动带来不良的影响。该文在总结前人的研究成果的基础上综述运动对于预防和治疗腰椎关节疾病的作用机制以及不同运动的模式对腰椎关节的影响。

1　腰椎关节的结构及受力分析

腰椎后关节由几部分构成：上一椎体的下关节突；下一椎体的上关节突；关节囊、关节突位于椎管的后外方出发，扩大呈圆形、斜向后外呈乳头状，下关节突由椎板外下方出发较小，被下一个椎骨的上关节突抱拢着，腰椎后关节有滑膜及少量关节滑液，这个关节为微动关节，因此，该关节易扭伤，引起腰痛。

从生物力学的角度分析，腰椎是脊柱的主要承载部分，几乎承受整个上半身的重量。下腰椎则是人体重量向两侧骶髂关节和髋关节转移的重要部位。椎间盘则承受着正压力和缓冲地面的反作用力。并且与外周神经及下肢的运动感觉相关。因此，腰椎具有受压缩、牵拉、剪切及扭转等不同类型的负荷，并承担一定的生理活动的作用。

2　运动防治腰椎关节疾病的研究动态

腰椎关节是一个由骨骼、关节、韧带组成的结构复杂的关节。其疾病产生的原因和机理也是多种多样。椎骨的形态结构、相互之间的角度、两侧关节的对称性等一旦发生改变或脱离正常值，都会使人产生不适和腰部疼痛，诱发相关的慢性疾病。腰椎关节前后的肌肉和韧带及软组织也会因为长期受力而出现椎间盘老化、软组织劳损等疾病，进一步引起椎管，神经根管变窄腰椎间盘病变等。

随着医疗技术和医疗器械的不断革新，对腰椎疾病的治疗多采用外科手术和药物手段来减轻患者的疼痛感。但这并不能从根本上解决问题，因为手术切切除的任何与腰椎关节有关的结构都会给这个关节的正常活动带来不良的影响。自1990年提出关于伸展运动可以有效治疗腰部疼痛的假说，学者们对于运动预防和治疗腰椎关节的损伤与疾病的探索从未停止。根据Miltner等人的研究统计结果显示有21篇文献和摘要报道运动可以减少患者的疼痛，改善其运动范围、腰椎扩展的幅度。因此，运动对于预防和治疗腰椎疾病有其不可忽视的作用。

3　运动对于腰椎关节的作用机制

3.1运动可以预防和缓解骨质流失

对于慢性腰椎疾病的患者来说，骨质流失也是一个公认的并发症。尽管以前有学者宣称体育锻炼有益于骨骼健康，但是关于它对腰部脊柱的骨量的影响骨还没有具体的个案调查。但是在Koury的研究中仔细调查了身体活动对骨量、骨代谢、维生素D在四肢的吸收状态的影响。他们用双能X-线吸收法来对活动的和久坐的四肢瘫痪的人的腰椎、股骨、桡骨的矿物质总含量。测量25-羟基维生素D、甲状旁腺素、骨钙素等在血清中的浓度。在调整持续性的创伤后，各组的总身体质量、和习惯性的钙摄入，骨指数都接近，只有L1-L4的矿物质密度在久坐组中较高。每周进行一定时间的身体锻炼对25-羟基维生素D有积极作用。并且，在相关交叉学科的研究中，受伤后进行锻炼的起始阶段，一段时间的专门性的锻炼时对骨密度和相关骨激素有积极影响。其研究结果表明结合积极地锻炼和钙摄入量是有益于骨骼的健康。

3.2运动可以预防和防治肌肉萎缩

腰部的肌肉是腰椎活动的动力结构，借各肌的相互配合作用，使脊柱腰段产生各种运动，在直立时各肌肉的张力可协助韧带维持脊柱腰段处于精确平衡状态，在脊柱腰段处于某一体位时，则可以协助韧带维持腰部稳定。在腰椎关节的疾病中，腰部的肌肉因为外力拉伤，过度运动劳损或退行病变的情况较多，从而导致腰椎关节不稳定，增加患病风险和产生疼痛。尤其对脊髓损伤的患者来说，肌肉萎缩也是一个严重的问题。目前，已有学者针对此问题探索出了一些干预措施。包括站立，电刺激、阻力训练，步行锻炼等有利于增加肌肉质量和防止萎缩。在Hicks等人通过对脊髓损伤患者运动前后肌肉横断面积的对比研究中发现，每周两次的悬吊式跑步机训练能使脊髓损伤患者的肌肉萎缩出现部分逆转。而且谭春花等人也发现运动治疗可减轻患者腰椎疼痛和身体损害，改善活动能力、社会参与能力。而Borman的研究则表明伸展运动作为一种常见的治疗腰椎的物理疗法可变腿筋肌肉长度，腰椎屈曲运动范围和腰椎弯曲度。总之，通过运动治疗由肌肉组织产生的腰椎疾病的主要机制是引导腰椎病人进行有效和安全的活动以减少出现肌肉萎缩的可能或降低萎缩的程度，其次是防止各种炎性反应和组织粘连，具体而言有下述目的：提高神经系统功能；改善腰椎血液循环，改善腰椎椎间关节功能；促进代偿机制形成，发挥代偿功

能；提高肌肉的收缩性；维持腰椎关节的稳定性。

3.3运动可以预防和减缓腰关节韧带退行病变

维持腰椎关节的稳固除了骨骼和肌肉外，还有强大的链接组织，包括椎间旁和韧带。一旦韧带发生退变使得腰椎后方关节突关节出现异常活动，椎间关节及关节囊松弛出现继发性退行改变。其退变又会反过来增加椎间盘的承载负荷，椎间盘高度缩减变性又会累及到小关节，改变了腰椎整体力学结构，导致腰椎失稳，从而引起一系列的并发症状。包括棘间韧带纤维玻璃样改变，慢性损伤变性，大部分为纤维软骨组织及少许骨组织，少部分为致密纤维结缔组织，未受损部分可见棘间韧带增厚或骨骼肌肉组织，部分软骨退变。棘突与棘突反复撞击，发生纤维化、钙化，甚至骨化等。对于预防和治疗这种有韧带退行引起的腰椎疼痛和疾病，有学者引入了一种新的研究思路，使用核心稳定性的基本理论与锻炼方式来增加腰椎神经可塑性，而中枢神经系统的可塑性可能诱导同步变化在关节稳定性和核心稳定性上，从而延缓韧带退行的变化。

4　不同运动模式对腰椎关节的影响

关于运动能有效防治腰椎关节的疾病，目前有很多的学者都得出了类似的研究结果，甚至有精准的实验和数据进行证明，但是对于什么样的运动和应该怎样运动才不会对腰椎患者产生二次伤害，并能有效地缓解腰部的疼痛仍然在探索当中。所幸的是已有研究者的在这方面提出了一些设想。

4.1密集的锻炼计划对腰椎患者的影响

密集的锻炼计划是由Norrbrink等人提出来的，他们采用在双极化测力计来测量密集锻炼的止痛效果。其研究思路是对13名轮椅依赖者与胸椎或腰椎脊髓损伤的志愿者进行为期10周的训练，然后定期评估有氧运动对上肢力量、机械动力和交叉效应对腰椎关节功能的影响。其结果是：对于这些神经性的腰椎疼痛，在实施密集的锻炼计划后发现在0～10数值评级量中，中等强度的评级从5下降到3的基准线，并且有4/7的参与者有所好转。对于这些骨骼肌疼痛的参与者，中等强度的评级从4降到0。在整个的实验过程中，没有产生任何的副作用。这为密集的锻炼计划可以尝试用于治疗肌肉骨骼疼痛，以及脊髓损伤后神经引起的病理性疼痛提供了有力的证据。

4.2下体负压锻炼有利于维持腰椎的压缩性

腰椎的机械性能可能是腰椎间盘退变的早期指标。在直立的活动中，重力和背部肌肉随轴向压缩负荷至脊柱，无疑会增加腰椎关节的损伤。有研究表明下体负压跑步锻炼可以有效保持脊柱功能和肌肉力量。其主要原理是轴向负荷减少体内高度，主要是通过减少脊椎的长度，增加腰椎前凸角度。而且腰部肌肉以及合理的活动姿势在脊柱运动时可以有效保护关节结构，椎间盘盘和韧带不过度的弯曲应变和损伤。Brandon历经10年开发出一种低下体负压踏车运动系统。仰卧位下体负压跑步锻炼保持运动能力，延缓骨吸收增加，并防止在卧床休息的研究腰椎延长。其工作原理是仰卧位放置在下体负压锻炼腔室和一个密封灵活的氯丁橡胶腰部密封。从50到55毫米汞柱仰卧下体负压是适用于产生一个静力相当于一个体重（BW）在头到脚的方向。除了压力差整个身体的整个表面施加脊椎中装入肩带并密封连接到腰部，提供额外轴向负荷。其强度可以在40％～80％最大摄氧量之间改变。仰卧位下体负压跑步锻炼能够为腰脊柱提供轴向的负荷，并且可以防止与之相关联的腰椎功能失调，还可以降低腰椎前凸，增加椎间盘压缩，降低背部肌肉的负荷等。

5　结语

针对腰椎关节的运动可以增加腰椎关节的活动性，稳定性，有助于预防腰椎关节结构的微细变化（例如腰椎间盘厚度的变化、腰椎小关节左右两侧角度的变化等），减少腰椎疾病产生的风险。合理有效的腰部肌肉锻炼以及适当范围内的拉伸，有利于提高腰部肌肉的力量和韧带的伸缩性，维护腰椎关节的稳定性，增强对抗外力损伤的能力并且在人们随着年龄出现的功能逐渐衰退的过程中，减缓这种退行的速度。

对于久坐的人群来说，尤其是那些长期在办公室工作的人群，应当有计划的做腰椎关节运动，包括仰卧起坐、俯卧两头起等，有意识的预防腰椎关节疾病的产生；在做负重的训练时，除了血乳酸监控，还应引入腰椎关节疲劳监控，这样可以有效的减少腰椎急性损伤；对于腰椎疾病患者来说，在进行药物治疗时，也应适当的进行运动治疗，这样可以加快关节和组织的恢复。

参考文献

[1]章旌红.人体腰椎在发力动作中的受力特点与运动损伤[J].武汉体育学院学报，2001，35（4）：41-44.

[2]冯硕，田伟等.腰椎疾病病因、诊疗方法的研究[J].医学与哲学，2006，27（11）：26-27.

[3]胡新佳，李康华.腰椎间盘切除与人工椎间盘置换前后上位关节突关节内压力改变[J].中国修复重建外科杂志，2005，19（6）：922-925.

[4]曹和涛，施裕新，朱小东.腰椎间盘突出方向与关节突不对称的关系[J].中国影像学杂志，2005，13（1）：42-44.

通讯作者：汤长发，博导教授，研究方向：运动生理学方向。

作者简介：唐利花（1990—），女，湖南湘潭人，硕士研究生，研究方向：运动损伤与康复。

中图分类号：G804.5

文献标识码：A

文章编号：2095-2813（2015）04（b）-0010-02