不同力量训练方法对中老年绝经女性骨密度的影响研究

王 娟，马国锋

（肇庆学院 体育与健康学院，广东 肇庆 526061）

骨密度（bone mineral density，BMD），即骨骼矿物质密度，是衡量骨骼强度的一项重要指标[1].骨质疏松症就是一种以BMD降低为主要特征的全身性骨骼系统疾病，可导致骨骼脆性增加，骨折风险提高[2].骨骼矿物质流失最早可在35岁时出现[3]，随着年龄的增加，BMD会不断降低，因此骨质疏松症多发于中老年人群，尤其是绝经后的妇女更易患此病[4-5].随着人口老龄化的加剧，骨质疏松症发病率不断增高，目前，全世界骨质疏松症患者已达到2亿左右[6].研究表明，很多因素会造成BMD降低，其中，随年龄增加而导致肌肉力量的流失是重要原因之一.肌肉可使骨骼荷载3～4倍的体重，因此提高肌肉力量可以增加骨质或阻止骨质流失.通常50岁后，无论男性还是女性，BMD都会加速下降[7-8]，因此，尽早增加肌肉力量，对于提高骨质，保持中老年人正常的BMD具有重要意义.

在以往的研究中，高负荷、低重复的抗阻训练被作为维持BMD的推荐训练模式.其中，对于负荷为70～85%RM、1～3组、6～12次/组的抗阻训练，被许多学者认为可以有效提高BMD[9-11].然而，尽管这种抗阻训练模式已被很多人接受，但对于中老年人群却并不适用，因为高负荷抗阻训练对老年人产生的不良作用显著高于低负荷抗阻训练.据报道，有66%的高负荷抗阻训练引发了中老年人肌肉骨骼损伤等问题[12].因此，针对改善骨骼健康问题，开展低负荷、高重复的抗阻训练的研究非常有必要.虽然很多学者认为高负荷抗阻训练可以提高BMD，但仍然有学者报道了关于进行低负荷（约40%1RM）抗阻训练可以增加BMD的研究结果.Bemben等[13]让一组成年人分别进行40周的高负荷和低负荷训练干预，每周训练2～3天，然后考察不同训练方式对BMD的影响.结果发现，高负荷和低负荷抗阻训练均对脊椎和股骨的BMD产生了相似程度的提高.而Pruitt等[14]考察了老年女性1年内分别进行相同时间的高负荷（约80%1RM）和低负荷（约40%1RM）的抗阻训练后对BMD的影响，结果发现，这2种训练方式均不能提高受试者腰椎及髋关节的BMD.总之，关于低负荷、高重复抗阻训练能否提高或维持BMD，目前尚无定论.

有研究者指出，抗阻训练方案的重复次数是每次训练共重复420～576次，负荷强度40%1RM[13-14].考虑到负荷强度和重复次数的关系，本研究实验设计为每节课800次的重复次数，如此高的重复次数使得对受试者的负荷强度要求较低，通常只有20%1RM左右.与传统的高负荷、低重复的力量训练相比，这类训练更注重重复次数而不是负荷量，因此女性及中老年人更易长期参与，同时也更易获得成就感.因此，以身体健康、未参加过训练的中老年绝经后女性为研究对象，通过一定时间的低负荷、高重复的抗阻训练干预，来考察这种类型的训练方式能否最大化的阻止中老年绝经后女性骨质的流失，或者使其骨密度有所增加.这对于改善未训练人群尤其是中老年女性的骨骼质量，促进中老年女性的身体健康具有重要的理论和实践意义.

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选择90位身体健康、未经过训练且绝经的中老年女性（54.1±5.9岁），通过随机数字表法随机分成3组：抗组训练组、功能性力量训练组和对照组.2个实验组均要求完成24周不同内容的低负荷、高重复的抗阻训练，期间出现下列任意1种情况时将自动退出实验：用力时胸部明显不适、不明原因的呼吸急促、晕眩昏厥、抽搐痉挛以及血压升高超过140/90 mmHg.抗阻训练组有2位骨质疏松者（BMD检测结果：-2.5＜T值＜-1）.受试者在实验期间不得擅自服用钙片、激素类及防止骨质疏松的药物，按照实验指导，积极配合健康的饮食和生活方式.受试者实验前均签署知情同意书.

1.2 研究方法

1.2.1 实验室测量指标

训练干预过程中，受试者身高、体重、血压、身体成分等相关生理数据分别在第4周（作为基值）至第24周（作为终值）进行记录.身体成分（包括BMD、体脂率等）通过全身扫描仪（GE Healthcare Lunar,Madison,WI,USA）完成测量，分别测定臂、腿、脊椎、肋部、躯干及髋关节等部位的身体成分，扫描数据分析通过GE Encore 11.10软件处理.最后，受试者完成一系列上身和下身的力量测试.

1.2.2 体能训练项目

训练内容采用国际上流行的莱美（LES MILLS）健身项目（新西兰莱美国际公司创立）[15]，其中，抗阻训练组进行BODYPUMP™训练，功能性力量训练组进行BODYBALANCE™训练，此外，2组都进行RPM™训练.BODYPUMP™由专家设计动作组合，练习者可根据自己的身体条件和所锻炼的肌肉选择重量的杠铃操运动，为全身性的低负荷、高重复性的抗阻训练项目[16].BODYBALANCE是将传统瑜伽、太极和普拉提融合在一起的身心训练项目，注重核心力量、身体平衡及柔韧性的提高[17].RPM™为固定阻力的功率自行车运动[18]，要求2个实验组的受试者都要完成，以提高心血管耐力.

受试者首先进行4周的初级训练以逐渐提高进行长时间体育锻炼的能力，尽可能地降低受伤风险.然后完成2个10周的训练阶段.在第1个训练阶段中，受试者每周完成3次功率自行车训练课和2次力量训练课.在第2个训练阶段中，受试者每周完成3次功率自行车训练课和3次力量训练课.对于抗阻训练组，受试者进行约20%1RM的低负荷训练，当受试者完成4～5 min的训练而感觉不吃力时，鼓励其接下来的锻炼根据实际情况增加重量.每次训练课60 min，选择BODYPUMP™中8个不同的动态抗阻训练动作，即SQUAT、CHEST PRESS、DEADLIFT、CLEAN&PRESS、DEADROW、TRICEP EXTENSION、BICEP CURL、LUNGE以及PUSH PRESS，每个动作做4组，每组重复25次，共重复100次，8个动作做完共重复800次；功能性力量训练组进行60min BODYBALANCE的训练，低负荷训练可以确保受试者完成较多的重复次数.在整个训练干预期间，除日常活动外，上述规定的训练课是受试者唯一的身体锻炼形式.

1.2.3 数据处理

对2个实验组相关的指标数据均采用SPSS 22.0软件包进行处理，采用Two-WayANOVA进行统计学分析，实验结果以平均值±标准差（-X±SD）的形式表示，组间显著性差异水平定义为P＜0.05，极显著差异水平定义为P＜0.01.另外，对BMD和力量2个变量进行回归分析.

2 实验结果

2.1 训练干预前各项指标基值的测定

表1为2组受试者在训练干预前测定的各项指标（基值）.可以看出，2组受试者在年龄、身高、体重、体脂率及BMD方面均没有显著差异.另外，从表中还可看出2组受试者的平均体脂率都很高，而BMD相对于标准值则偏低[19].在60位受试者中，有4位受试者在完成4周的初级训练后，因身体原因没有继续进行后面的训练.最终，抗阻训练组有28人完成全部训练，功能性力量训练组有29人完成.

表1 2组参与者训练干预前各项指标的基值

2.2 训练干预对体脂率和体重的影响

经过24周训练干预后，2个实验组受试者的体脂率均有极显著减少（抗阻训练组，P=0.001；功能性力量训练组，P=0.003），而2组受试者的体重虽都有下降，但并不显著（抗阻训练组，P=0.07；功能性力量训练组，P=0.09）.另外，由表2可知，抗阻训练组受试者的体脂率及体重减少的百分比均高于功能性力量训练组，表明抗阻训练组的训练内容可能更易减脂.

表2 2组受试者训练前后体脂率和体重的变化情况

2.3 训练干预对BMD的影响

根据车微等[20]的报道，人体全身的BMD与其体脂率呈负相关但无统计学意义（P＜0.05），而局部BMD则与体脂率呈负相关且有统计学意义（P＞0.05）.由于2组受试者的体脂率在训练干预后均有显著降低，因此预测训练干预后他们的BMD可能会显著提高.由表3可知，训练干预后，抗阻训练组受试者的局部BMD有显著或极显著提高.其中，臂骨BMD提高了3.6%（P=0.006），股骨BMD提高了7.5%（P=0.028），髋关节BMD提高了5.6%（P=0.019），脊椎BMD提高了4.2%（P=0.035）.但功能性力量训练组受试者上述4个部位的BMD均没有显著改变（臂骨，P=0.845；股骨，P=0.779；髋关节，P=0.862；脊椎，P=0.935）.另外，2组受试者的全身BMD终值相比全身BMD基值均没有显著增加.

表3 2组受试者训练干预后不同部位BMD提高率 %

2.4 训练干预对受试者力量的影响

正如训练干预中深蹲和硬拉测试所评估的，2组受试者的上身背部和下身腿部力量都得到了增强（如表4），但抗阻训练组受试者背部和腿部力量增强的幅度比功能性力量训练组分别高17.6%（P=0.022）和23.8%（P=0.009）.2组受试者的上身力量都得到了显著增强（抗阻训练P=0.001，功能性力量训练P=0.005）.另外，如图1所示，通过对BMD和力量的回归分析（a.y=0.2344x-1.5818；b.y=0.1658x-0.1879），可以确定背部力量及腿部力量的变化和脊椎BMD的变化均呈强相关（a.R2=0.9022；b.R2=0.8777.通常R2在0.5～1.0范围内表示强相关[21]）关系.

表4 2组受试者训练干预后上下身力量的变化 %

图1 训练干预后背部及腿部力量的变化和脊椎BMD变化之间的关系

综上所述，整个训练干预过程中，抗阻训练组受试者的臂骨、股骨、髋关节及脊椎等部位的BMD显著增加，而功能性力量训练组受试者相关部位的BMD没有显著增加.其它健康指标，如体脂率和上、下身力量，2组受试者都得到了明显改善.

3 分析与讨论

低负荷、高重复次数的抗阻训练显著提高了受试者臂骨、股骨、髋关节及脊椎等部位的BMD.该结果表明，这一类型的训练方式对于提高中老年女性及未经训练过人群的BMD是一种比较有效且可以持久训练的方法.

通过训练干预，抗阻训练组和功能性力量训练组受试者的综合健康状况都得到了提高，尤其是身体成分和肌肉力量提高明显.训练干预后，实验组受试者体脂率的下降表明，心血管和力量训练结合的运动方式有益于身体成分的改善.同样，实验组受试者的上、下身力量经过训练干预后也得到了显著提高.回归分析结果证明了背部及腿部力量与BMD的改善均呈强相关，这一结果表明，力量越大，骨骼力量就越大，相应地，BMD增加的也越多.综合来看，训练干预后，抗阻训练组受试者的力量提高的更多，表明抗阻训练和功能性力量训练这2种训练方式都有效，但抗阻训练组的训练内容或许可以取得更好的训练效果.

研究发现低负荷实验组（抗阻训练组）受试者的BMD显著提高，这与Pruitt等[14]得出的无论是高负荷还是低负荷的抗阻训练都不会提高BMD的结果不一致.出现明显差异的原因可能是由于所设计的抗阻训练内容不同造成的.Pruitt等给受试者设计的训练方案是每个动作重复42次（3组×14次），总重复次数为420次，而且3种站姿、5种坐姿以及2种卧姿的练习动作均采用器械训练.而文中设计的训练方案是每个动作重复100次（4组×25次），总重复次数为800次，远高于Pruitt等设计的单个动作和总重复次数.另外，与Pruitt等设计方案不同的是，受试者参与的所有训练动作均不使用器械，目的是为了根据每个受试者的不同情况更好地选择练习的负重重量.

本研究结果与Bemben等[13]关于局部BMD提高的结论更相近一些，都发现低负荷、高重复性的抗阻训练有利于股骨和脊椎部位BMD的提高.但是，文中的抗阻训练干预对这2个部位BMD的增加更有效，股骨和脊椎部位BMD的增加量比Bemben等的相关报道分别高出0.52%和1.69%.另外，文中的训练内容还提高了臂骨和髋关节的BMD，而Bemben等的论文中没有相关报道.训练干预方案设计的不同，是引起局部BMD提高幅度不同的重要原因.在Bemben等研究的抗阻训练内容中，进行了长达40周的干预，同时在整个干预过程中全程采用器械训练.此外，Bemben等设计的低负荷量是40%1RM，总重复次数是576次，这比本研究设计的抗阻训练动作总重复次数低得多.从与前人的研究结果的差异来看，BMD的改善可能与低负荷抗阻训练的类型或总重复次数呈函数关系.

BMD的提高可以有效降低人体潜在的骨折风险，其中，髋关节和股骨的BMD的提高尤其重要.对于患有骨质疏松症的老年人来说，髋关节是最常见也是最严重的骨折部位[22].特别是当髋关节骨折1年后，大约20%的人会死亡，而幸存者中只有不到1/3的人有可能恢复髋关节的正常功能[23].因此，增加BMD可以有效降低髋关节骨折的风险，从而降低患有骨质疏松症的老年人因髋关节骨折而引起的死亡率.当前，在增加中老年人BMD方面，大多采用高负荷抗阻训练方式来实现，而中老年人要完成这样的训练项目无疑是非常困难的.

对于未经过训练的中老年人来说，抗阻训练组的低负荷、高重复次数训练方案可能比高负荷、低重复次数的抗阻训练更可行，这是本研究的一个关键所在.由于被允许自选杠铃重量（大约20%1RM），相比于高负荷设计（高达80%1RM），中老年受试者可以更容易完成这种训练方案.由于本研究结果和此前报道[24,25]中BMD的变化量不同，因此可以推测BMD是随着训练类型（指全身而非特定部位的）和/或动作重复次数的函数而增加的.由于BODYPUMP™训练内容比较简单而且容易掌握（包括可自选重量的杠铃操和全身练习），受试者可以在本地健身房甚至自己家里进行练习，因此适用于大多数中老年人.

另一个影响受试者BMD和使他们坚持练习的关键因素是训练课程的集体性特点.抗阻训练和功能性力量训练组的练习课程都是集体训练课，相比于单独练习，集体训练所产生的凝聚力可以让受试者更积极、更专心、更有效，同时也更愉悦地坚持完成长期的训练计划[26-28]，直到达到提高BMD的目的.BMD的改善需要足够的时间，在训练干预中，长期的坚持对于提高BMD至关重要.

通过训练增加BMD，骨质疏松者和绝经妇女是2个最大的受益人群[29,30].抗阻训练组的2位骨质疏松者在完成训练干预后，BMD增加幅度高于该组其他受试者.比如，2位骨质疏松者的臂骨BMD、股骨BMD、髋关节BMD以及脊椎BMD在训练干预后分别平均增加了18.5%、26.5%、24.8%及20.2%，远高于该组全体受试者相应部位平均3.6%、7.5%、5.6%及4.2%的BMD增加幅度.另外，绝经妇女的相应部位BMD相比全组平均值也有大幅增加（分别为10.5%、19.6%、17.5%、13.8%）.在今后的研究中，为了获得更显著的统计学结果，应增大这2类人群的样本数量，同时，还需要考察BMD的变化与骨质疏松者和绝经妇女骨质特点的关系，这些对于探讨抗阻训练能否成为提高低骨质人群BMD的一种有效手段具有重要意义.另外，还要研究低负荷、高重复次数的抗阻训练能否提高年轻成年女性（18～30岁）的峰值BMD，如果可以改善或维持这一人群的峰值BMD，或许可以降低他们今后患骨质疏松的风险.

4 结论

经过24周的低负荷高重复的抗阻训练，受试者的局部BMD（臂骨、股骨、髋关节及脊椎等部位）明显得到了提高，同时受试者的上、下身力量也得到了增强.由此可以推测，对于中老年绝经后女性来说，低负荷、高重复次数的抗阻训练对于减少他们的体脂率，增强上、下身力量，提高身体的BMD，是一种更合理、更有效的锻炼方法.