不同运动剂量干预对衰弱老年人健康状况的影响

赖小星 武曌 刘彩云 薄琳 朱宏伟 霍晓鹏

衰弱是老年症候群恶性循环的开始，与非衰弱老年人相比，衰弱老年人更易发生跌倒、骨折、失能等不良事件[1-2]。随着老龄化进程，衰弱发生率正在不断上升，在65岁以上老年人群中,衰弱发生率约为10.7%[3]。衰弱已成为显著影响老年人生活质量和预期寿命的重要健康问题。值得注意的是，衰弱的发展进程通过干预是可以有效延缓甚至逆转的[4]。因此，关注衰弱老年人群并及时实施有效干预措施，对于降低衰弱对老年人预期寿命和生活质量的不良影响，节约社会公共卫生资源都具有重要意义。体力活动的剂量既包含体力活动总消耗量，也包含体力活动量的各相关因素(运动强度、运动持续时间、运动频率以及运动方式等)。既往研究表明，体力活动量与健康之间存在着剂量效应关系[5]。但对于老年人，运动中的哪些因素与健康效益更相关尚没有明确的解释。本研究拟探讨不同运动剂量干预对衰弱老年人肌力、体适能及睡眠的影响。

1 对象与方法

1.1 研究对象 本研究通过在北京市东城区花市南里街道进行健康教育宣讲、公告栏张贴宣传海报等方式招募研究对象，向每位入组对象充分说明研究目的、过程和潜在风险，征得同意后填写知情同意书。

1.1.1 纳入标准：(1)自愿参加本研究，并签署书面知情同意书；(2)年龄≥60岁；(3)符合Fried衰弱诊断的标准。

1.1.2 排除标准：(1)认知障碍，无法配合完成研究；(2)患有高血压、糖尿病、不稳定型心血管疾病、神经肌肉疾病、骨骼肌肉畸形、有症状的类风湿性关节炎、深静脉血栓形成；(3)进行规律性中度或重度体力活动(以1周不超过3次，每次30 min为判定标准)；(4)近期手术(1个月内)。

1.1.3 脱落样本标准：对已入组但未完成全部干预者，存在下列情况应视为脱落：(1)自行退出者；(2)依从性差，参加运动的次数少于应完成总量的 80%；(3)身体状况不再适合继续参加运动者。

脱落样本的处理：对于退出研究者，询问并记录退出理由与退出时间。保留其所有相关资料数据，用于进行意向性分析，以减少结局偏倚。

1.1.4 样本量计算：根据随机对照试验样本量计算公式，计算出每组所需样本量为18例，预估退出率为20%以内，最终每组纳入22例研究对象。

1.1.5 分组方法：采用暗箱法进行随机分组：准备4个密封信封，每个信封内装一张纸条，分别标为对照组、小量中强度组、小量大强度组和大量大强度组。由不知信封内容的第三方(非本研究人员)随机在信封上写上数字“1”至“4”。研究者按照招募顺序，根据信封内纸条的标记将其分为4个组。

1.2 研究方法 本研究采用功能性弹力带进行分级抗阻训练。根据美国运动医学会(ACSM)制定的老年人运动指南[6]推荐结合衰弱老人身体状况制定方案。本研究运动量的选择：1组为小量，5组为大量；选用美国Thera-Band品牌弹力带，并选取相应的阻力值：绿色(2.09 kg)代表中强度训练、蓝色(2.63 kg)代表大强度训练。运动频率为每周3次，运动干预时长为12周。(1)对照组：每周进行1次运动相关健康教育，无任何针对性身体训练干预；(2)小量中强度组：1组8次重复，绿色弹力带；(3)小量大强度组：1组8次重复，蓝色弹力带；(4)大量大强度组：5组8次重复，蓝色弹力带。

运动方式为下肢膝伸肌抗阻训练，具体过程如下：弹力带呈环状打结在稳固物体(如靠背椅)上固定，高度与踝关节持平，研究对象取坐位，双脚着地套入并背对弹力带，双手放大腿末端，吸气吐气的同时抬起一侧小腿，视研究对象情况，小腿不必完全抬高至水平，抬起后此动作停留2 s。完整一次动作持续 6～8 s，每组重复 8 次动作，每组之间休息1～2 min。

嘱受试者运动时着运动装、运动鞋，不得空腹进行训练，于进食1～2 h后运动最佳。训练时专业人员在旁看护，防止跌倒等意外事件，训练前后监测心率、血压的变化。

1.3 评价方法

1.3.1 肌肉力量：采用便捷式数字化肌力测量仪(美国MRAK-10，Series EKK)测量下肢肌力(kg)。本研究测量股四头肌肌力，方法如下：被测量者取坐位，双足自然落地，膝关节屈曲呈90°，测量者手持肌力测量仪放置于被测量者膝下2 cm处，嘱被测量者做伸膝运动，此时显示的数值为股四头肌肌力。连续测量3次，取平均值。

1.3.2 老年人体适能(senior fitness test，SFT)：美国运动学教授Roberta E. Rikli等人开发、完善了SFT[7]，可评价60～90岁以上体弱到健壮的独立生活的老年人多项体力水平。本研究主要测试以下肢力量为主的以下3项：(1)6 min步行距离(6MTD)测试；(2)30 s坐站测试；(3)8英尺起立行走测试。

1.3.3 睡眠状况：采用ActiGraph的wGT3X-BT 无线三轴体动记录仪测量总睡眠时间和睡眠效率。研究对象分别于运动干预前、干预12周后佩戴48 h，取 2个24 h数据的平均值。

1.4 质量控制 为了使得干预过程的运动量和强度达到预期的效果，对干预过程中的量和强度均作了严格的干预，如受试对象在运动过程中有 3 周以上的运动强度无法达到预计强度或者因某种原因有2周以上未参与运动干预，将予以剔除。同时要求研究对象根据正常的生活习惯进行饮食和日常体力活动。

2 结果

2.1 一般资料 本研究共招募符合纳入标准的老年受试者88例，每组22例。在干预过程中干预组共脱落9例，对照组脱落2例。最终小量中强度组20例、小量大强度组19例、大量大强度组18例、对照组20例完成研究过程。4组研究对象在年龄、性别、BMI、日常生活能力方面的差异均无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 各组一般资料比较

2.2 不同组别运动干预前后肌力、体适能、睡眠指标变化情况 对照组干预前后各指标差异均无统计学意义(P>0.05)；其余3组干预前后股四头肌肌力、6MTD、30 s坐站次数、8英尺起立行走时间、总睡眠时间、睡眠效率差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。小量中强度组、小量大强度组和大量大强度组各指标的改善均优于对照组(P<0.05)；与小量中强度组相比，小量大强度组和大量大强度组的股四头肌肌力、6MTD、30 s坐站次数、8英尺起立行走时间、总睡眠时间均优于小量中强度组(P<0.05)，而睡眠效率3组间差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 不同组别运动干预前后肌力、体适能、睡眠指标比较

3 讨论

3.1 抗阻运动可以改善衰弱老年人的肌力、体适能及睡眠状况 本研究结果显示，与对照组相比，3个干预组的肌力、体适能、睡眠指标均有改善，表明抗阻运动可以有效改善衰弱老年人的健康状况。分析其原因，运动训练可以使骨骼肌产生适应性变化，对减少骨骼肌质量丢失、增加骨骼肌体积，减缓骨骼肌衰老有积极影响。相比有氧运动训练，抗阻力训练对增加肌肉数量和力量更为有效，也是干预衰老性肌萎缩更为有效的措施。本研究结果同既往研究一致，每周进行1次抗阻力训练就可以提高肌肉力量[8]。

以往针对老年人抗阻性运动提升运动能力的研究多采用传统固定式器械，这种训练对相关大肌肉刺激具有较好效果，但对肌少症老人下肢平衡能力的改善有一定的局限性[9]。 因此，本研究采用弹力带递增式负荷对衰弱老年人进行下肢抗阻性训练。 弹力带的双向阻力与单侧不稳定性的动态练习模式使得使用者在发力与放松阶段均需动员更多深层肌肉链参与，以更好地维持下肢运动功能的稳定性。干预组的6MTD、30 s坐站和8英尺起立行走测试结果均显著优于对照组。Yan 等[10]在体育活动项目对老年人体适能影响的研究中发现，干预后老年人的6MTD明显增加，与本研究结果一致。

美国开展的一项大样本调查发现，在衰弱老年人中，入睡困难、易醒、睡眠效率不佳等各种睡眠障碍发生率最高，提示睡眠障碍与衰弱间可能存在潜在联系[11]。本研究结果显示，中等强度的运动可以提高睡眠效率，大强度运动可以增加总睡眠时间。樊贤进等[12]强调了运动作为睡眠障碍非药物治疗的重要性，可能是由于运动产生的很多激素和代谢产物影响睡眠。Richards等[13]采用有氧运动联合抗阻运动的运动方式进行干预研究，结果显示干预组的夜间睡眠时间显著长于对照组。

3.2 不同运动量和运动强度对改善衰弱老年人的肌力、体适能及睡眠效果分析 3个干预组的肌力、体适能、睡眠指标均有所改善，但是小量大强度组和大量大强度组增加较为显著，表明运动量和强度都有利于肌力、体适能、睡眠指标的改善，但是强度是影响上述健康指标的主要因素。3个干预组下肢肌力水平分别增加了1.32 kg、2.61 kg和3.10 kg。肌力在相同运动量不同强度组增加的幅度具有显著差异，表明强度是引起肌力提高的主要因素，比运动量更有利于肌力的增加。运动量和强度都有利于体适能指标的改善，而且强度对改善体适能的效果要大于量所产生的效果。运动量和强度均会对睡眠时间和睡眠效率产生一定的影响，而大强度运动更容易增加总睡眠时间。

从抗阻训练的神经适应方面分析，大强度练习是力量有效增加的必要因素[14]。目前对力量增加过程中的神经调节机制了解尚不深入，推测可能的途径包括:(1)通过反射和运动神经元高度易化加强运动神经元的兴奋性；(2)通过较强的神经冲动增强肌肉激活水平；(3)提高运动单位活动的同步化程度[15]。对老年人和年轻人进行为期12周运动干预后发现，强度是改善心肺耐力的重要因素之一[16]，与本研究结果一致。然而也有学者指出，运动量才是改善心肺功能的主要因素，而与强度无关[17]。ACSM运动指南认为，在总能量消耗相等的情况下，采取低强度长时间运动和高强度短时间运动，二者改善心血管水平、降低心血管风险的程度是相似的[6]。本研究结果显示，运动量和运动强度都与衰弱老年人健康指标的改善有关，而且在运动量一定的情况下，高强度运动改善衰弱老年人健康指标更显著。

不同运动剂量干预对衰弱老年人健康影响效果不同，运动量和运动强度都有利于肌力、体适能、睡眠指标的改善，但是强度是影响上述健康指标的主要因素。本研究干预时间有限，未对运动干预措施改善肌力、体适能和睡眠作用效果的远期效应进行评价，今后研究可以进一步分析该运动的远期效果，并分析比较不同运动时间、运动频率等运动剂量对作用效果的影响。