基于运动人体功能学实验技术在Sarcopenia研究中的应用

熊晓玲　孟思进　赵凌玉　何燕燕

(武汉体育学院教学科研实验中心，湖北　武汉　430079)



基于运动人体功能学实验技术在Sarcopenia研究中的应用

熊晓玲孟思进1赵凌玉1何燕燕

(武汉体育学院教学科研实验中心，湖北武汉430079)

〔关键词〕运动人体机能学；Sarcopenia；肌质量；肌力；身体机能

运动人体功能学实验是用实验的方法研究人体机能变化规律的方法学科，是在体育生物学科理论和技术基础上构建的新的学科，是一门新的实验课程，它是力求把握体育生物学科最新理论和研究成果，选择最新的实验内容和先进技术方法，并与体育运动的实践紧密结合，能够观察运动作用下人体功能的变化规律，为诊断和医疗康复提供了科学的依据。

1Sarcopenia的诊断和分级

Sarcopenia是一种综合征，其特征是骨骼肌质量和肌力逐渐流失，并伴有不利的后果如身体瘫痪、生活质量下降甚至死亡〔1,2〕。国际标准建议结合低肌质量和低肌肉功能(力量或运动能力)两者来诊断Sarcopenia。因此，诊断需要结合指标1加指标2或指标3〔3〕。

认识Sarcopenia的分级有助于选择诊断和治疗的方法，以及制定适当的康复目标，这些都需要运动功能学实验技术的应用。现在各国研究者的多数诊断都是基于国际标准，而这一标准是否适合我国人群还有待进一步研究。各国研究结果表明东西方国家由于人种和生活习惯等差异，我国需要建立自己的标准，标准的建立也不能基于简单的统计学方法，而应该建立在纵向研究结果的基础之上〔2，3〕。

2运动功能评定实验技术在Sarcopenia研究中的应用

通过Sarcopenia的诊断标准和分级，运动人体功能学实验中选择了一些可以用来测量的指标以及测量方法和切点。

2.1测量肌质量的各项实验技术的优缺点

2.1.1身体成像技术有三种成像技术可用于评估肌质量或瘦体重，计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)和双能X-线吸收仪(DXA)。CT和MRI是非常准确的成像系统，能区分机体脂肪和其他软组织，这两种方法是在研究中评估肌质量的黄金标准。但是其成本高、设备使用条件限制以及考虑到辐射的暴露，限制了这些全身成像技术用于常规临床实践。DXA是一种有吸引力的替代方法，在研究中和临床使用中都可用于区分脂肪、骨矿物质和瘦组织。这种全身扫描对患者的辐射非常小。主要不足是这种设备不能手提便携，妨碍了用于大样本量流行病学的研究〔4〕。

2.1.2生物阻抗分析(BIA)BIA用来评估脂肪和瘦体重。测试本身价格低廉，使用方便，重复性好，适合于门诊病人和卧床病人。BIA测量技术，在标准条件下使用，已被研究了10年以上，而且BIA结果与MRI预测值具有良好相关性。预测方程式已经在多种族成年人中得到了证实，并为成年的白人男子和妇女建立了参考值，包括老年受试者在内。因此，BIA是DXA的一种良好便携替代技术。

2.1.3总体或部分体钾每去脂软组织因为骨骼肌含有全身总体钾(TBK)50%以上，所以TBK是评估骨骼肌的经典方法。最近上肢部分体钾(PBK)也作为一种简化的替代方法〔5〕。上肢PBK是安全的和价格低廉的。

2.2测量肌力的实验技术得到良好验证的测量肌力的技术很少。虽然下肢与步行和身体机能的相关性高于上肢，但是握力仍然广泛应用而且与结果相关。成本、可用性和易用性决定了该技术是否适用于研究。有一点值得注意的是，与肌肉无关的因素，如动机和认知，会妨碍正确评估肌力。

2.2.1握力握力的基础值与日常活动能力降低之间也存在线性相关。等长收缩时手的握力与下肢的肌肉爆发力、伸膝力矩和小腿肌肉横截面积强烈相关。握力水平低是运动能力弱的临床标记，也是比肌质量更好的预测指标。在实验中测试肌力的仪器和方法很多，然后实践中，在标准条件下应用手持式测力计测定握力是一种可靠的方法，可替代复杂的上肢或下肢肌力测试。

2.2.2屈膝/伸膝力量是克服阻力的大小，功率是单位时间内所做的功。在健康老年人中，功率比力量流失得要快，两者都重要，但是功率是某些机能活动更好预测的指标。肌肉产生力量的能力可用几种方式进行测试。伸膝功率可用商用功率装置进行测量。等长或等动力量相比，等动力量可更密切地反映日常活动中肌肉机能。最大随意收缩等长肌力测试可以用相对简单的定制设备测量。现代商用等动动力计可测定等长和等动力量，即在不同角速度时向心力矩。对年老体弱的人进行测试是可行的〔6〕。由于需要特定的装备和训练，这种适合做研究的方法与技术受到了限制。

2.2.3峰值呼气流(PEF)在没有肺病的人中，测定PEF可反映呼吸肌力量。PEF是一种廉价的，简单的和广泛使用的技术，具有预后价值〔7〕。但是，在研究中使用PEF测量Sarcopenia受到了限制，所以PEF并不被建议用作独立方法测量肌力。

2.3测量身体机能的实验技术有多种方法可测试身体机能，包括短时身体机能电池(SPPB)，平常步速，6 min步行试验和爬楼梯功率试验〔8〕。

2.3.1短时身体运动能力SPPB可评价个体的平衡、步态、力量和耐力，需要测定两脚并列、半串联和串联站立的能力，步行8英尺计时，连续5次从椅子站立和回到座位计时。这组合了几种独立的试验，在Sarcopenia研究中也可以单独进行试验〔8〕。国际工作小组最近建议在体弱老年人临床试验中使用SPPB进行机能测试，在SPPB中有意义的变化已被定义〔9，10〕。因此，SPPB作为一种身体机能的标准测试方法，可用于研究。

2.3.2一般步行速度有研究发现下肢力量与常规步行速度之间的非线性关系〔5〕；此后，有研究指出，计时步行可以为致残的发生提供预测价值〔7〕。最近，有研究证实了步行速度(6 m距离)可作为不利的健康事件的预测指标(严重运动受限，死亡率)，但是也表明，在其它几种下肢机能测试中的不良机能(站立平衡和计时5次椅子站立)具有预后可比性价值。步行速度是SPPB的组成部分，但也可单独作为研究指标〔8〕。

2.3.3计时站起步行测试(TGUG)TGUG是指完成一套重要的机能任务所需要的时间。TGUG需要受试者从椅子上站起，步行短距离，转身，回走再坐下。因此，是一种动态平衡的评价方法。平衡机能可有5分制进行计分。TGUG用于老年学测试，可测定运动能力。

2.3.4登楼梯功率测试(SCPT)SCPT在临床上用于老年人腿部肌肉力量和功能障碍的测试方法。SCPT是一项更复杂测试，包括下肢功率(双腿最大一次推举的40%-70%的功率)和运动能力(由步速、椅子站立计时和平衡能力组成)测试的实验技术〔11〕。

3运动人体机能评定实验技术应用在Sarcopenia研究中存在的问题

老年人运动机能减退越来越流行和普遍，尽管Sarcopenia已经明显影响到日常活动、功能状态和老年人口的生活质量，但在我国仍然只有少量临床实验在研究Sarcopenia，缺少规范的初步诊断是设计此类实验研究的重要挑战。欧洲及亚洲一些地区和国家的研究一致建议在干预试验研究中，一般用如下三种初步后果参数：肌质量、肌力和运动能力。鉴于这种建议，本文结合运动人体机能学实验技术，介绍了诊断Sarcopenia的实验技术。且这些实验技术还可应用于Sarcopenia的分级，尤其是针对Sarcopenia在某一阶段或者某一时间段的变化研究。

4小结及展望

目前，关于Sarcopenia，欧洲和东亚的几个国家都进行了相当多的研究，取得的成果也较丰富，完善了Sarcopenia的研究方法体系，这些研究成果都在积极推进该研究的进展。从研究范围和研究成果来看，大多数的研究也一直局限在横断面的设计，仅仅有很少数的纵向研究，但这种纵向研究的方法，正是未来Sarcopenia的趋势。

5参考文献

1Delmonico MJ，Harris TB，Lee JS，etal.Alternative definitions of sarcopenia，lower extremity performance，and functional impairment with aging in older men and women〔J〕.J Am Geriatr Soc，2007；55(5)：769-74.

2Goodpaster BH，Park SW，Harris TB，etal.The loss of skeletal muscle strength，mass，and quality in older adults：the health，aging and body composition study〔J〕.J Gerontol A Biol Sci Med Sci，2006；61(10)：1059-64.

3Cruz-Jentofl AJ，Baeyens JP，Bauer JM，etal.Sarcopenia：European consensus on definition and diagnosis：report of the European Working Group on Sareopenia in Older People〔J〕.Age Ageing，2010；39(4)：412-23.

4Chien MY，Huang TY，Wu YT.Prevalence of sarcopenia estimated using a bioelectrical impedance analysis prediction equation in community-dwelling elderly people in Taiwan〔J〕.J Am Geriatr Soc，2008；56(9)：1710-5.

5Wielopolski L，Ramirez LM，Gallagher D，etal.Measuring partial body potassium in the arm versus total body potassium〔J〕.J Appl Physiol，2006；101(3)：945-9.

6Callahan D，Phillips E，Carabello R，etal.Assessment of lower extremity muscle power in functionally-limited elders〔J〕.Aging Clin Exp Res，2007；19(3)：194-9.

7Kim J，Davenport P，Sapienza C.Effect of expiratory muscle strength training on elderly cough function〔J〕.Arch Gerontol Geriatr，2009；48(3)：361-6.

8Working Group on Functional Outcome Measures for Clinical Trials.Functional outcomes for clinical trials in frail older persons：time to be moving〔J〕.J Gerontol A Biol Sci Med Sci，2008；63(2)：160-4.

9Perera S，Mody SH，Woodman RC，etal.Meaningful change and responsiveness in common physical performance measures in older adults〔J〕.J Am Geriatr Soc，2006；54(5)：743-9.

10Kwon S，Perera S，Pahor M，etal.What is a meaningful change in physical performance? Findings from a clinical trial in older adults (the LIFE-P study)〔J〕.J Nutr Health Aging，2009；13(6)：538-44.

11Bean JF，Kiely DK，LaRose S，etal.Is stair climb power a clinically relevant measure of leg power impairments in at-risk older adults〔J〕? Arch Phys Med Rehabil，2007；88(5)：604-9.

〔2015-07-10修回〕

(编辑袁左鸣)

〔中图分类号〕G878

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202(2016)08-2043-02；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.08.119

基金项目：湖北省教育厅重点研究项目(No.2014B013)；2014年大学生创新创业训练计划国家级项目(No.201410522002)

1武汉体育学院健康科学学院

第一作者：熊晓玲(1978-)，女，硕士，实验师，主要从事运动人体科学的研究。