太极拳健骨机理
2017-08-01邓晓琴郑松波
邓晓琴,郑松波
DENG Xiao-qin,ZHENG Song-bo
太极拳健骨机理
邓晓琴,郑松波
DENG Xiao-qin,ZHENG Song-bo
运动作为促进骨健康的积极因素,对预防和治疗骨质疏松具有重要的作用。基于运动与骨健康及太极拳与骨健康研究,紧密结合太极拳运动的特质属性,挖掘太极拳促进骨健康的可能机理,有利于太极拳健身理论的丰富和完善以及太极拳这一民族传统体育活动的进一步推广。经过系统梳理后发现,太极拳促进骨健康主要通过以下3种途径:1)力学调控体系;2)神经-心理-免疫调控体系;3)化学调控体系。这3大调控体系既相互独立又相互影响,各体系发挥最大效能且体系间良好运作才能更好地促进骨骼健康。
太极拳;骨健康;机理
前言
人体是一个极其复杂的、物质的巨系统,这个巨系统是开放的,与外在环境不间断地进行物质与能量的交换[22]。在这些环境因素中,运动锻炼等引起的机械刺激是促进人体骨骼健康的重要因素。运动锻炼一方面利于骨骼形态良好和功能完善,另一方面,有助于骨量形成和骨矿物质增加,缓解因年龄而致的骨丢失[58,63]。在不同年龄阶段,运动对骨骼所起的作用也不同,对未成年人骨骼的影响表现为促进峰值骨量的增加,对成年人骨骼的影响表现为一定程度的骨量增加或骨量保持,对绝经后妇女或老年人而言则在于尽量减缓骨量的丢失速度[40]。
太极拳运动是中国传统文化的精粹,集养生与健身、技击与竞技为一体,其深邃的文化底蕴和独特的健身效果备受国人推崇。长期习练太极拳有助于改善机体骨量和骨强度,促进骨健康。在预防和治疗骨质疏松症方面,太极拳也能起到很好的作用[6,55]。然而,究竟哪些是太极拳促进骨骼健康最为重要的因素却尚无定论。因此,根据运动健骨的效应,紧密结合太极拳运动的特质属性,挖掘太极拳促进骨健康的可能机理,有利于太极拳健身理论的丰富和完善以及进一步推广太极拳运动。
1 骨健康概述
骨骼不仅是一个骨性构架体系,还是内分泌器官[56]。人的一生中,骨骼处于一个动态的代谢过程,旧骨不断被吸收,新骨不断形成。一般而言,30岁左右,骨强度及骨密度达到峰值,随后便慢慢下降[66]。
骨骼健康,是指骨组织组成与结构的完整,以及自身生理功能的良好适应与不断完善[25]。影响骨骼健康的因素包括两大类,一类是如性激素、神经性厌食症、钙及维生素摄入、药物使用、生活方式、吸烟、酒精摄入等可干预的因素。另一类是如性别、年龄、种族、体型、家庭骨折史等无法改变的干扰源[66]。研究表明,保持营养、运动和健康生活方式有助于骨骼健康[46,67]。
2 运动与骨健康
运动是促进骨骼健康的积极因素,当下关于运动和骨健康的研究主要集中在下述几个方面:运动对骨成分及骨结构的影响;运动对骨代谢及其调节因素的影响;运动促进骨健康的机制以及运动对病理情况下骨健康的影响。
2.1 运动与骨成分及骨结构
运动与骨量的关系早己被大量的生物力学研究所证实,运动作用于骨主要是通过直接应力刺激及肌肉间接牵拉骨骼两种方式产生相应效应[44,49]。
在机械刺激下,骨骼通过改变其外部几何形状及内部组织结构来适应施加的负荷。适当的应力刺激,会使得骨小梁沿应力方向排列,促使骨的结构及密度发生适应性改变[51]。缺乏运动或卧床等均会使得骨骼的机械载荷不够,引起一定程度的骨丢失。同样,肌肉力量下降也可能会使骨骼健康受到影响[81]。
肌肉组织是引起最大动态性骨组织载荷与应变的因素[23],骨量增长不仅依赖于机械应力,且与肌肉收缩有很大的关联。肌肉在收缩过程中,存在一定负荷力,能够调整骨骼的质量及形状[42,78]。运动使得肌肉质量和力量增加,骨量也会随之增加,临床研究证实,青春发育期的男孩和女孩骨强度随肌肉力量增加而增加[72]。
当然,不同的力学刺激,如牵拉、扭转、剪切等,对骨生长发育会产生不同的影响[14]。运动项目不同对骨骼产生的影响可能也会不一样。研究指出,运动时主要用力部位的骨所受的影响比其他部位大,这表明,运动对骨骼的影响有部位相关性[75]。且有研究发现,运动所施加的应力刺激需在一定阈值范围内,才能对骨骼产生正面影响,过小或过大均不能引起显著变化,或者可能对骨骼产生不良效应[87]。
2.2 运动与骨代谢及其调节因素
骨骼重塑是骨组织更新的过程,骨骼细胞导引着骨骼代谢,而骨代谢是骨组织更新的必经途径。
一方面,骨细胞在骨骼代谢中起着举足轻重的作用。正常情况下,骨细胞内部有序的代谢,可使年均25%不等的骨小梁得到更新[53],骨细胞凋亡会使得骨质量下降。Fonseca等(2011)研究发现,(自愿)参与运动能够减少空骨陷窝数和皮质骨孔隙度、防止骨细胞死亡,有助于保持卵巢切除小鼠体内骨细胞活性及维持骨强度[48]。另一方面,骨骼质量通过破骨细胞骨吸收和成骨细胞骨形成来保持动态平衡[52]。然而,骨吸收和骨形成必须在时间和空间上紧密耦合,才能够保持骨骼的质量和结构的完整性。对于普通锻炼者来说,长期的运动训练能够改变其成骨细胞及破骨细胞的功能,促进成骨细胞分化[62]。
另外,运动对体内钙存储、激素/因子分泌等的改善调节,也有助于骨骼健康。研究发现,运动可以促进钙释放及营养物质吸收,利于物质沉淀,促进骨骼健康[54,61]。应力刺激下,骨组织能更加充分的吸收利用摄入体内的钙及其他营养成分,被吸收的营养物质不断在骨架中储蓄以增加骨密度,补充巩固骨的微细结构,延缓骨质疏松症(Osteoporosis,OP)的发生和发展[12]。
运动也可通过改变激素,如甲状旁腺激素(PTH)、前列腺素E2(PGE2)、雌激素等的水平来促进成骨细胞分化和骨形成[39,84,88]。最新研究表明,肌肉收缩有助于骨细胞活性因子的产生,会影响骨与肌肉之间的信息传递,作用于骨形成[43,74]。且运动后肌肉分泌的鸢尾素(Irisin)能够促进蛋白质生成,增加关键基因的基因表达,促使未成熟细胞分化为骨细胞,最终合成新骨[77]。
当然,运动导致骨与软骨及其他组织中的一些局部因子的变化,同样也会对骨骼及肌肉的合成代谢产生影响[41]。运动能刺激机体免疫系统产生免疫应答,使免疫细胞活性发生相应改变,并产生多种生物活性分子,这些免疫相关的细胞因子可作用于骨髓基质细胞、成骨细胞、破骨细胞及其前体细胞,通过影响相关信号系统来调节骨代谢[9]。
2.3 运动促进骨健康的机制
运动会导致诸如流体力、动态张力、压缩力、静水压力等机械信号增加,而骨骼内部细胞,如成骨细胞、破骨细胞、骨细胞等,会通过自行调整来对外在机械应力信号做出反应[83]。研究认为,运动预防OP的一个主要原因,可能是运动导致的机械应力影响了细胞耦合,促进间充质干细胞(MSCs)成骨分化,抑制脂肪细胞分化,使得骨形成增加[88]。
亦有研究推测,运动可能通过影响OPG(Osteoprotegerin,骨保护素)/RANKL(Receptor activator of nuclear factor-kappaB ligand ,核因子κB受体活化因子配体)/RANK(Receptor activator of nuclear factor-kappaB ,核因子κB受体活化因子)信号通路,进而影响骨骼健康。研究发现,循环拉伸应变能够使OPG的合成增加,成骨细胞RANKL mRNA表达的释放相应减少,减少骨吸收[82]。Philippou等(2009)让10名健康男性进行离心运动,发现运动后6 h血液中OPG水平上升,而RANKL水平下降,OPG/ RANKL比率升高[70]。赵仁清等(2013)以男大学生为研究对象,发现中等强度耐力运动明显促进其OPG、sRANKL的分泌,且运动结束后OPG仍然维持在较高的水平,而sRANKL 低于运动前水平,OPG/sRANKL比值显著增高[27]。以上研究均表明,运动会影响OPG、RANKL的分泌,且通过其对骨形成和骨吸收的调节来影响骨代谢。正常的骨重建和骨量的稳定依赖于OPG和RANKL 的平衡,如果该系统被打乱,将会引起各种骨疾病的发生[32]。
也有研究发现,运动能够通过增加骨骼中转录因子RUNX2和Osterix (OSX)的表达水平,促进骨骼形成[60,68]。运动作用于Wnt/β-catenin、骨形态发生蛋白(BMP)、转化生长因子β(TGF-β)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)通路,同样会对骨骼形成产生影响[71]。因此,亦有研究者推测,运动通过影响间充质干细胞、成骨细胞、骨细胞的生成或分化及促炎性细胞因子等的分泌,进而影响信号通路,从而抑制破骨细胞骨吸收,促进骨形成[88]。
2.4 运动与病理情况下的骨健康
一部分研究者采用单种运动方式进行干预,发现运动能够有效改善患者身体机能及骨骼健康状况。Yamazaki等(2004)选取50名49~75岁绝经后骨质减少或罹患OP的女性,实验组进行每周4次的中等强度步行锻炼,干预持续1年,发现患者尿I型胶原N末端肽(NTX)水平有明显改变,患者腰椎骨密度也有所增加[86]。Cormie等(2013)实验发现,有人监督式的抗阻训练能够很好地改善前列腺癌骨转移患者的身体机能、身体活动水平及骨骼健康状况,且患者耐受性较好[45]。这在一定程度上缓解了前列腺癌骨转移患者易出现的功能障碍和肌肉萎缩情况,降低了骨骼并发症(如病理性骨折、骨疼痛)和/或跌倒的可能性。
另一部分研究者采用联合运动方式进行干预,发现运动有助于提升患者骨密度,降低OP发病率。研究选取30名10~14岁的血友病儿童,进行为期3个月的训练,一组进行物理治疗以及跑步机上的有氧运动,另一组进行脚踏车加抗阻力训练,自身前后比较发现,第1种训练方式有助于改善患者的功能障碍,第2种能显著提升患者骨密度、膝伸肌屈肌的力量及改善功能障碍[47]。也有研究得出,采用有氧运动加抗阻训练的方式进行每周3次、每次1 h,持续26周的干预,能显著提高女性乳腺癌患者脊柱、髋关节以及整个身体的骨密度。提示,这种混合式的运动方式能有效改善患者骨骼健康,降低OP发病率[38]。
当然,还有部分研究者发现,运用运动疗法与其他疗法相组合的方式进行干预,有助于改善患者骨代谢情况。Rief等(2014)研究对平均年龄为61.3岁的14名男性和16名女性癌症患者进行实验干预,前两周,实验组进行每周5次的运动训练和放射治疗,而后患者在家进行6个月的自行练习,每周3次。对照组进行呼吸练习,并接受两周的物理疗法治疗。研究发现,抗阻训练加放射治疗有助于提高脊柱骨密度,并且降低病理性骨折的发生风险[73]。Alghadir等(2016)对120名类风湿患者,使用单独服用绿茶或将其和抗类风湿药或运动联合的方式进行干预,结果表明,这3种方式均能有效改善患者骨吸收及骨形成的生物标志物水平,减少骨吸收、增加骨形成,使骨骼往良性发展。推测可能是由于运动潜在的抗氧化活性和绿茶多酚的抗炎症性联合的效果[37]。
3 太极拳与骨健康
太极拳运动是中国传统文化的精粹,集养生与健身、技击与竞技为一体,其深邃的文化底蕴和独特的健身效果备受国人推崇。随着太极拳在世界各地的广泛传播,太极拳相关研究渐进增加,在骨骼健康影响方面,国内外也有部分研究者进行过长期或短期的跟踪观察。而今关于太极拳与骨健康的研究主要集中在下述几个方面:太极拳对骨成分及骨结构的影响,太极拳对骨代谢及其调节因素的影响,太极拳对病理情况下骨健康的影响。
3.1 太极拳与骨成分及骨结构
太极拳运动是一种中等强度的有氧运动,其动作柔和缓慢。运动时肌肉积极收缩,骨内部组织不断地调整以适应外在施加的负荷力,通过“肌肉-骨骼”的协调做功,有效地增加骨强度[59,76]。肌肉有节奏地收缩,能对骨产生一种牵拉力,有助于缓解因年龄增长及各种病理情况等引起的肌肉萎缩及骨骼机能障碍。
长期规律性太极拳锻炼有利于腰椎骨强度的增强[20]。太极拳运动不断地做螺旋式弧形动作,能使关节周围肌肉和韧带得到很好的锻炼。且太极拳动作以腰为轴,腰椎能够受到多方位足够的运动负荷,促使太极拳练习者腰椎骨强度要明显高于OP患者,且骨折风险性明显较常人及OP患者低。
太极拳习练过程中,复杂的下肢支撑模式加上多样的步法方向,使得肌肉在离心、向心、等长收缩之间不断转换,适宜的负荷强度结合一定收缩持续时间,有助于肌肉收缩协调性、肌肉控制能力以及下肢肌肉力量的提高,同时,促进骨质的沉积以及塑造,改善骨健康水平[21]。研究表明,长期习练太极拳一方面能有效提高老年女性的骨密度,尤其是与健康风险高度相关的下肢骨和躯干骨的骨密度水平。另一方面,太极拳运动使骨骼肌对骨骼附着点的机械和应力刺激增强,进而使骨骼对这种应力产生特异性适应,促进骨质的沉积与塑造,提高了骨密度,改善了骨健康水平[5]。
3.2 太极拳与骨代谢及其调节因素
长期运动训练将致使机体产生一系列适应性变化,包括对激素的基础分泌模式及分泌量的修正[30]。太极拳运动导致的酶活性、激素水平变化会对骨骼健康产生影响。Shen 等(2007)研究发现,习练6周后的太极拳组血清骨碱性磷酸酶(BAP)浓度,及BAP与吡啶诺林比值(BAP/PYD)显著增加[79]。表明太极拳练习有利于促进骨形成,提示,长期坚持更有助于促进骨健康。宋桦(2008)实验结果发现:实验后太极拳组与对照组的血清骨钙素(BGP)、碱性磷酸酶(ALP)比较,差异呈显著性,太极拳组患者实验后的血BGP 和ALP 的水平明显降低[11]。通常情况下,老年性OP患者外周血清中BGP和ALP含量水平均显著高于正常人[10],这说明太极拳锻炼有助于改善OP患者骨骼代谢的水平,提示,可以将太极拳锻炼作为防治原发性OP的有效方法。陈荣等(2011)认为,太极拳能提高女性体内安静状态下的雌激素基础分泌值,抑制破骨细胞骨吸收。同时促进降钙素分泌,促使血清中钙向骨组织转移,参与成骨,保持了体内钙磷含量的稳定,骨合成代谢加强,减少了骨量的丢失[2]。推测,长期的运动负荷刺激改善老年女性的雌激素水平,可能是太极拳运动促进骨健康的机理之一。
另外,众多研究表明,太极拳在精神紧张缓解、心理健康促进方面具有积极效应[7,18]。中科院武术协会科研组提出,长期坚持太极拳锻炼,可促进机体产生一种使人快乐的“内啡呔”物质和儿茶酚胺物质,能够促使习练者身心愉悦[1]。太极拳以人的思想、精神、心理状态为修炼基础,将心性的修炼与养气合神统一起来,来实现对心理及神经的调节作用[15]。神经、心理处于健康状态有助于提升机体消化吸收功能,使得内部循环状态良好,利于营养物质入骨沉积。
太极拳对心理-神经系统的良好调节,使得内分泌系统及免疫机能处于良好状态。研究表明,太极拳能有效提高老年人T淋巴细胞和B淋巴细胞免疫功能,增进机体免疫能力[26]。坚持运动量适中的太极拳有氧运动,能提高血清免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)水平,增强机体的体液免疫应答[19]。王晓军(2003)对老年人进行6个月的太极拳运动干预,结果显示,血清白细胞介素-2(IL-2)浓度和血液中自然杀伤细胞(Natural killer cell,NK)数量明显升高,且急性太极拳练习也能明显提高血液IL-2的浓度[16]。也有研究得出,长期太极拳运动后,中老年女性外周血白细胞细胞因子 γ干扰素(INF-γ)、白细胞介素 4(IL-4)百分含量明显上升,INF-γ/IL-4比率呈上升趋势[8]。这说明,长期太极拳运动对细胞免疫和体液免疫均有上调作用。而免疫系统机能提升,有助于降低骨代谢性疾病的患病率。
另外,太极拳圆活运转、和缓自然的动作,能增加骨供血量,促进钙、磷等营养物质的吸收和钙在骨内的存留沉积[31]。研究证实,长期从事太极拳运动,可对骨骼系统形成良性刺激,有效地减少体内骨矿物质的自然丢失,使骨密度多年保持稳定,并有效调节骨钙——血钙之间的动态平衡,使得骨组织中的成骨细胞易于生成骨蛋白基质,从而阻止或延缓骨骼的退行性衰老变化[17]。
3.3 太极拳与病理情况下的骨健康
研究发现,太极拳运动可缓解由于疾病引起的骨丢失。Peppone等(2010)对乳腺癌患者进行12个月的太极拳锻炼干预后,发现骨形成指标骨特异性碱性磷酸酶(BSAP)水平大幅上升,骨吸收指标血清NTX显著减少[69]。研究提示,太极拳锻炼可以减缓乳腺癌女性患者的骨吸收。Song等(2010)研究发现,太极拳运动可以增加中老年女性骨关节炎患者伸膝肌耐力和骨密度,并缓解她们日常活动中的跌倒恐惧心理[80]。
对于老年人而言,骨折是一种主要的威胁健康的疾病。有关资料显示,2010年,统计有258 000位65岁及以上年龄的老年人由于髋部骨折而住院[65]。而90%以上的髋部骨折皆是由于跌倒所致[36]。骨骼脆性增加、肌肉力量下降、中枢调控及平衡能力下降等是骨骼损伤的潜在风险。研究表明,12个月太极拳习练有助于减少女性髋部骨丢失[85]。
太极拳运动是在一个不稳定的条件下进行缓慢身体移动来完成动作的过程,长期练习太极拳,有利于防止跌倒,能很好的治疗OP、降低骨折风险,提高生活质量[50,57]。太极拳运动中膝关节常以微屈半蹲活动为主,较多的双膝交替半蹲,使身体重心处于一种动态的转移和连续不断的调节过程中,强化了平衡维持的神经机制,有助于改善膝关节的本体感觉,膝关节周围肌肉得到锻炼,从而增进膝关节稳定性。对于膝骨关节炎患者来说,太极拳干预能较好地改善股四头肌、腘绳肌及小腿三头肌和小腿前、侧肌群的共收缩效应,使得下肢肌肉在步行中更加协调。提示,太极拳运动可明显缓解膝骨关节炎患者的关节疼痛、关节僵硬问题,并改善关节功能,使得患者膝关节屈伸力量及本体感觉得到提升,能有效减轻临床症状,有助于促进膝关节功能恢复[35]。
4 太极拳健骨机理
太极拳是以儒道家思想为基础,结合古代导引吐纳术、阴阳学说、中医经络学说等创立的拳术,有着深厚的传统文化底蕴。从修形到悟道辨证发展,追求天人合一。太极拳的整体文化使得太极拳功法中处处体现出阴阳与虚实、无为与无不为、一生万物、万物归一等朴素辩证法内涵[4]。
太极拳繁衍至今已形成了陈式、杨式、吴式、孙式、武式等多种流派。各派太极拳虽然各具特点和风格,但它们之间仍然保持着内在本质的一致性。武道一式,诸式之母,王宗岳认为,太极拳所有动作的总法则即:心静、身灵、气敛、劲整、神聚。郑松波(2003)通过系统梳理,提炼出了太极拳蕴涵的健身因子“静、松、慢、圆、整”,认为它们既是太极拳健身因素的主要构件,又是太极拳的本质属性[31]。
然而,究竟哪些因素对太极拳促进骨骼健康最为重要?
一方面,这些因素构成了太极拳独特的可以区别于其他运动项目的本质属性,另一方面,它们又符合运动健骨的一般机理。经过系统梳理后发现,太极拳促进骨健康主要通过内外两种调控方式,以下3种调控体系进行调控:1)力学调控体系;2)神经-心理-免疫调控体系;3)化学调控体系。其中,力学调控体系属于外在调控,即太极拳运动过程中所产生的应力作用于骨骼本身而产生的健骨效益;神经-心理-免疫调控体系及化学调控体系属于内在调控,即通过心理健康调节与养气合神统一来促使体内各项机能处于良好状态,从而影响骨骼健康状况(图1)。
4.1 力学调控体系
完整的太极拳练习是拳架练习、功法练习和推手练习三者合一[3]。一般而言,还包括技击和单式练习。其中,拳架及功法练习主要是通过克服自身重力来对骨产生影响,竞技性推手练习及技击练习主要是通过对抗性产生互相应力作用于骨。
拳架习练时,讲求“形整”,古典语境将“形整”描述为:“塌扣提顶,裹松垂缩”。现代语境里描述为:关节排列正确、肌筋膜经线张力和拉力合理。“形整”状态下,筋膜网形成独特的内在张拉结构,而骨骼漂浮在由筋膜张力支撑的网状结构当中[64],于肌肉张力而言,内部交织的总张力与相对应的总收缩力达到平衡;于骨骼而言,骨骼受力均衡。“形整”使得应力负荷下身体张力重新分布,重力重新对接,防止骨骼因局部应力过大而造成骨损伤,或某些机械应力没有波及的部位骨丢失。应力的均衡增加有助于增强成骨细胞形成骨的能力,降低破骨细胞吸收骨的能力,促进骨骼健康。
“动之则分,静之则合。”推手是两个人的对抗行为,竞技性的推手中,对抗双方的内部力量传递可对骨骼形成流畅的应力刺激,无论里外、前后、左右、上下或复合之劲皆可以相反相成,关节受到来自各方的应力,动员更多的肌肉群一同参与活动,这一过程,骨骼不仅受到了内源的直接应力刺激,且伴随着肌肉的间接牵拉,使得机体得到多方面的锻炼。
习练过程中,力发于脚,支撑腿处于半屈状态,下肢肌肉的张力增加,从而加大对骨骼的应力刺激,骨骼强大的适应性可以满足外在应力的适宜加压,促进骨质的沉积以及塑造,骨健康水平得到改善。从动作局部来看,支撑腿为实,辅助支撑或移动换步腿为虚,在各个姿势转换及重心变化之间要做到开合有致,虚实清楚,需要腿部力量支撑及身体顺应虚实之变。有研究表明,长期练习太极拳,一来使得躯体主动肌、拮抗肌、协同肌张弛有度,二来加强了稳定肌的力量,提高了身体的稳定性及平衡能力,一定程度上防止了骨骼损伤,也进而降低了因年龄增长稳定性下降所致的跌倒风险[33]。
4.2 神经-心理-免疫调控体系
中国古典哲学的渗透,使得太极拳习练向往着一种外在动作形态与内在意识和谐统一的境界,“阴阳”“无为”思想融于拳中,使得习练者面对人生中的阴阳变换、起落羁绊愈加泰然自若。精神上对“道”的追求,心灵上经“静”的洗涤,随练拳而形成有益身心健康的人生态度及生活理念。
对于习练者而言,唯有心静神凝才能体己察人。习练时人体的中枢神经系统处于安静放松的状态,能更好地“聆听”机体,并根据外部和内部状态快速协调或产生机械回应[64]。太极拳以人的思想、精神、心理状态为修炼基础,将心性的修炼与养气合神统一起来,来实现对心理及神经的调节作用[15]。而对心理-神经系统的良好调节作用,进一步促使体内各项机能处于良好状态。
此外,太极拳适宜的生理负荷刺激能够改变机体安静状态下激素的分泌水平,使得淋巴细胞有选择性地迁出或迁入释放T淋巴细胞亚群进入外周血。其次,太极拳动作“柔和、缓慢”,运动时要求“精、气、神”三者缺一不可,使其能够充分调动机体神经-内分泌-免疫系统的调节功能,改变T淋巴细胞的分布,从而影响机体的免疫功能[28]。
目前有研究者发现,免疫系统可以调控骨组织重建的动态平衡。推测,太极拳运动可能是通过激活相关免疫细胞因子,从而影响OPG/ RANKL/ RANK信号通路,进而影响骨骼代谢。一方面,太极拳运动所产生的机械应力可以通过 OPG/RANKL/RANK 信号通路影响骨代谢;另一方面,其所诱导的免疫机能改变,也可能通过 OPG/ RANKL / RANK 系统直接或间接地影响成骨细胞与破骨细胞的增殖、分化,进而调节骨代谢的正负平衡[24]。
4.3 化学调控体系
太极拳是一种中等强度的有氧运动,其动作柔和缓慢,运动中多以腹式呼吸为主。一般情况下,太极拳拳架习练时“开吸合呼”、“起吸落呼”。通过意识导引呼吸,将气缓慢地传递到腹部脐下,使腹部自然地起伏鼓荡,向四周产生紧张内裹之势,之后将气徐徐吞吐[29]。意识、呼吸、动作3者配合得当,使得静脉血回流加速,可改善心脏本身的血液循环;另外,腹式呼吸使得膈肌运动幅度变大,对胃肠道的机械刺激作用增加,有助于改善消化道血液循环[34]。
太极拳运动中呼吸具有“匀、静、深、长”的特点,运动时呼吸深长,可以增加脑动脉血流量和供氧量,改善和调节植物神经活动[13]。能够使动脉血或脑脊液中的氧分压(PO2)、二氧化碳分压(PCO2)、氢离子(H+)维持在相对恒定状态,利于物质交换,使骨骼内部成骨细胞、破骨细胞代谢更加均衡。独特的呼吸方式辅之以舌尖轻抵上腭生津吞咽,使人体内摄入的营养物质更好地吸收,钙、磷等矿盐物质在骨内沉淀,有利于成骨细胞成骨,促进骨骼的形成。
现代中医学研究认为肝肾亏损、气血虚弱、骨骼空虚、失荣不健是中老年人OP的病机核心。太极拳运动讲求“以意调息”、“以意导气”,通过“气”的调养沟通内外与自然融合,在意念的引导下,肢体缓慢撑拉,运气、调气有助于疏通经络,进而达到气聚精固、益气养血、强筋壮骨的功效[11]。
另外,太极拳运动中,呼吸引导和调节着身体肌肉群及骨骼的活动。呼吸与运动系统协同配合,既可以增加内脏器官的活动频率,又可以调整平日因姿势不良造成的骨骼关节小幅度错位,使得关节排列正确,减少额外应力。肌肉与骨骼相表里,这种方式还有助于加强身体前侧肌群相关力量,松解后侧肌群紧张度,从而调整因肌肉力量不足所致的关节排列紊乱,缓解因肌肉频繁或过度使用所引起的身体不适,进而避免因骨骼受力不均匀或肌群薄弱/ 疲劳而导致的颈部、肩部、腰部等常见骨骼疼痛或病变。
图1 太极拳健骨机理Figure 1. Mechanisms of Strengthening Bone Health with Taijiquan
5 太极拳健骨调控体系之间的关系
太极拳运动以其独有的运动特征及本质属性,通过力学、神经-心理-免疫、化学3大调控体系的作用,来促进骨骼健康。由于各个体系的特征明显性,所以在某种程度上,3大体系是相互独立的,各体系在其本身领域发挥着最大效能共同作用于骨健康,具体请见图2。
图2 太极拳健骨3大调控体系关系图 (1)Figure 2. Three Regulatory Systems of Promoting Bone Health through Taijiquan ( 1)
人体是一个整体,体内各个器官间存在着相互依存性。一个部位结构或功能遭到破坏,则会影响其他部位性能。反之,一个部位功能良好完善,将会对其他部位起着显性或隐性的促进作用。太极拳健骨3大调控体系也是如此,虽然以其明显的特征可以分作为3大独立的体系,但是其内在却是息息相关,相互影响着彼此,3大体系“一好则全好,一损则全损”,体系间良好运作才能促进骨骼健康。
图3 太极拳健骨3大调控体系关系图 (2)Figure 3. Three Regulatory Systems of Promoting Bone Health through Taijiquan (2)
由于习练者心理健康水平、运动能力、体质状况等可能存在的差异性,所以于个体而言,虽然太极拳健骨3大体系都在起着作用,但个体于太极拳习练中所获得的骨健康效益可能会有所差异。在所获效益相同的情况下,各体系在个人所占的比重也可能会不一样,也即太极拳促进骨健康可能会存在个体差异现象(图4)。
图4 个体差异与太极拳健骨3大调控体系关系图Figure 4. Individual Differences and Three Regulatory Systems of Promoting Bone Health through Taijiquan
6 结语
太极拳运动以其独有的运动特征及本质属性,通过力学、神经-心理-免疫、化学3大调控体系的作用,来促进骨骼健康。其中,力学调控体系属于外在调控,即太极拳运动过程中所产生的应力作用于骨骼本身而产生的健骨效益;神经-心理-免疫调控体系及化学调控体系属于内在调控,即通过心理健康调节与养气合神统一来促使体内各项机能处于良好状态,从而影响骨骼健康状况。这3大调控体系既相互独立,又相互影响,各体系发挥最大效能,且体系间良好运作才能更好的促进骨骼健康。另外,值得注意的是,由于习练者心理健康水平、运动能力、体质状况等可能存在的差异性,太极拳促进骨健康可能会出现个体差异现象。
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Mechanisms of Strengthening Bone Health with Taijiquan
As a positive factor strengthening bone health,sports exercise plays an important role in the prevention and treatment of osteoporosis. Based on sports and bone health,Taijiquan and bone health study,combining closely with the special attributes of Taijiquan,this paper explores the possible mechanism of Taijiquan to promote bone health. It is beneficial to enrich and perfect the theory of Taijiquan fitness theory,and the further promotion of Taijiquan as a national traditional sports activity. After systematic analysis on all related documents,we found out that Taijiquan promoted bone health mainly through the following three ways:1) Mechanical control system;2) Neuro psycho immune regulation system;3) Chemical regulatory system. The three major regulatory systems are both independent and interactional,and each system has its best performance,and good functioning among them,so as to better promote bone health.
Taijiquan;bone health;mechanism
1002-9826(2017)04-0097-09
10. 16470/j. csst. 201704014
G804.5
A
2017-02-24;
2017-06-06
邓晓琴,女,硕士,主要研究方向为运动医学,Tel:(0791)88160556,E-mail:997954554@qq.com。
江西师范大学 体育学院,江西 南昌 330022 Jiangxi Normal University,Nanchang 330022,China.