低强度抗阻训练结合血流限制在老年肌少症病人中的应用进展

王明强 马丽 卢海霞

Application progress of low?intensity resistance training combined with blood flow restriction in elderly patients with sarcopenia

WANG Mingqiang， MA Li， LU Haixia

School of Nursing， Guizhou Medical University， Guizhou 550025 China

Corresponding Author  MA Li， E?mail： wiwimimi19890418@163.com; LU Haixia， E?mail： 2335995415@163.com

Keywords    sarcopenia； blood flow restriction； low?intensity resistance training； elderly； exercise intervention； nursing； review

摘要  对国内外低强度抗阻训练结合血流限制在老年肌少症病人中的应用进展进行综述，为老年肌少症的防治提供参考。

关键词  肌少症；血流限制；低强度抗阻训练；老年人；运动干预；护理；综述

doi：10.12102/j.issn.1009-6493.2024.10.014

随着年龄增长，人体骨骼肌质量会有不同程度降低。已有研究表明，50岁以后骨骼肌质量以每年1%～2%的速度下降，严重时可发生肌少症（sarcopenia）。低强度抗阻训练结合血流限制能够提高肌肉力量，促进肌肉肥大，改善肌肉组织微循环，在老年肌少症的治疗与预防中效果显著，并可减少老年运动负荷量，降低受伤危险^[1]。现将低强度抗阻训练结合血流限制干预在老年肌少症病人中的应用进展综述如下。

1  肌少症

肌少症于1989年由美国塔弗茨大学Rosenberg提出，是一种与年龄有关、呈现进行性、广泛性肌肉质量下降，发生骨骼肌容积及力量急剧衰减、骨与关节系统稳定性及协调性下降的骨骼肌疾病，可造成病人正常活动受限，跌倒、失能^[2]，还可诱发心、肺功能衰竭，从而使病人自理能力降低，生活质量下降，严重时可导致死亡。

1.1 肌少症的高危人群

当前全球肌少症病人约为5 000万例，2050年预计可达5亿例^[3]。肌少症可发生于年轻人，但主要发生于老年人，50岁及以上人群肌少症患病率为1%～29%，60岁及以上人群肌少症患病率为9.9%～40.4%^[4]。同时，已有研究显示，肌少症的发生与慢性疾病有密切联系，患有糖尿病、慢性阻塞性肺疾病、慢性心力衰竭、肿瘤、抑郁症、类风湿性关节炎等慢性疾病的老年人肌少症发病率高于未患慢性疾病的老年人^[5]。可见，肌少症发生的高危人群主要为≥60岁且患1种或多种慢性病的老年人。

1.2 肌少症的发生机制

1.2.1 运动和营养缺乏

老年人由于蛋白质合成降低或蛋白质消耗增多，日常运动量较少，机体基础代谢率相对较低，长期对蛋白质、维生素D、钙剂、氨基酸等营养物质摄入不足，以及这些营养物质不能完全被机体吸收等，骨髓和肌内脂肪组织逐渐增加，肌肉质量和功能逐渐降低，骨骼肌量减少，肌力下降，最终导致肌少症发生^[6]。

1.2.2 骨骼肌蛋白合成和分解失衡

机体内氨基酸转运至肌肉组织的速率是老年人肌肉蛋白合成的重要影响因素，而血流量和毛细血管数量决定了氨基酸转运速率，衰老可使机体血流量和毛细血管数量减少，衰老的骨骼肌对蛋白质合成刺激的敏感性下降，机体合成蛋白质的能力减弱。蛋白激酶B （Akt）和哺乳动物西罗莫司靶蛋白（mammalian target of rapamycin， mTOR）的活性降低，肌肉萎缩盒F蛋白（muscle atrophy F?box， MAFbx）和肌肉环指蛋白1（muscle ring finger protein?1，MuRF?1）表达增强，从而使蛋白质降解增强^[7]。

1.2.3 激素水平改变

体内胰岛素、睾酮、甲状腺激素和其他激素在调节骨骼肌蛋白质合成中起着重要作用，骨骼肌细胞在胰岛素调控下会对人体蛋白质合成能力产生影响；睾酮由雄激素受体介导，影响蛋白质的合成和分解代谢，加强蛋白质的合成，促进肌肉的生长；甲状腺激素可以调控骨骼肌转录因子Myo D和肌细胞生成素的表达，增加肌纤维的数量和直径，进而刺激骨骼肌生长。已有研究发现，在正常情况下这些激素水平稳定，不会改变骨骼肌蛋白质含量，但是随年龄增长，胰岛素、睾酮等激素稳态失调，如甲状腺激素失调会使骨骼肌中蛋白质合成减少。同时，在不同年龄段这些激素水平也存在差异，可能造成骨骼肌生长发育不同步，进而引起骨质疏松等一系列疾病^[7]。此外，肌肉生长抑制素（myostatin）含量随年龄增长增加，表达也随之增多，其功能在于抑制骨骼肌合成，由此引起骨骼肌含量下降。

1.2.4 线粒体功能異常

线粒体是氧化和代谢的最主要场所，随着机体逐渐虚弱，线粒体在功能与形态上也发生相应变化，可导致肌肉干细胞数量下降，抑制蛋白质合成，并诱导萎缩相关基因表达，合成降解蛋白。同时，脱氧核糖核酸（DNA）片段化程度会随线粒体的功能异常而升高，造成细胞产生和分化不平衡^[8]，骨骼肌组织含量降低，导致肌少症发生。

1.2.5 慢性炎症

已有研究显示，诱发老年人肌少症的重要因素之一是炎症和氧化应激水平升高，伴随着机体衰老，体内炎性因子肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor?α， TNF?α）、白细胞介素?6 （interleukin?6，IL?6）、C反应蛋白 （C?reactive protein， CRP）、白细胞介素?1β （interleukin?1β，IL?1β）表达增强^[9]，活性氧生成增加，进而通过胞质钙依赖的钙蛋白酶、丝裂原活化蛋白激酶系统以及NF?κB信号通路使蛋白质分解增加，生成减少^[10]，最终导致骨骼肌质量下降。

1.2.6 运动神经元丧失

肌纤维生物活性在很大程度上决定了运动神经元正常功能的发挥，肌纤维活性缺失和运动神经元活性严重恶化会引起骨骼肌功能退化。已有研究表明，老年人肌纤维和运动神经元下降50%以上时，肌肉协调性及强度可能受到严重影响，从而对老年人下肢运动系统产生影响^[3]。α运动神经元缺失和神经肌肉接头变化可引起肌肉纤维萎缩，且肌内及肌间脂肪浸润可造成肌肉结构异常，从而导致肌肉萎缩^[11]。

1.3 针对肌少症的运动干预方式

运动对肌肉力量及躯体功能均有好处，各种运动训练均可提高老年人毛细血管网血流密度，改善肌少症，运动干预肌少症的方式主要为有氧运动和抗阻训练。

1.3.1 有氧运动

长期、系统的低强度耐力有氧运动（如慢跑、骑自行车、游泳等）能够增强磷酸腺苷激活的蛋白激酶（adenosine phosphate?activated protein kinase， AMPK）活性，改善骨骼肌氧化能力和心血管功能，使骨骼肌线粒体功能加强，进而促进蛋白质合成。同时，有氧运动也能通过调节自噬水平、降低p62蛋白表达提高骨骼肌质量和功能^[12]。此外，有氧运动还能增强心肺系统输送氧气的能力，使肌肉耐力水平增强，但其对增强肌肉质量和力量作用有限^[13]。

1.3.2 抗阻训练

在进行抗阻训练的基础上补充蛋白质是预防和治疗老年性肌肉减少症的有效方式^[14]，抗阻训练是指肌肉在克服外来阻力时进行的主动运动，是增加肌力、肌量和肌肉功能的一种运动方式。目前弹力带抗阻训练、拉力器抗阻训练、低重量的举重抗阻训练、深蹲等运动在老年人群中应用广泛^[15]。这些抗阻训练运动不仅能够提高机体肌肉质量，还可以增强肌肉力量，加快行走速度，且短期的抗阻训练能够提高骨骼肌合成蛋白质的能力。

与有氧运动相比，抗阻训练在预防和治疗肌少症方面能发挥更积极的作用，能够有效提高肌肉质量和肌肉力量等^[16]。但高强度、高负荷量的抗阻训练会使老年人的运动负荷量明显增加，造成心肺应激和高度机械应力，对老年人而言，受伤风险较大^[17]，可见低强度抗阻训练更适合老年肌少症病人。

2  低强度抗阻训练结合血流限制

低强度抗阻训练结合血流限制是指在低强度抗阻训练运动过程中借助特殊加压装置（如加压带）对肢体进行外部加压^[17]，使用20%～30%的1次重复最大力（one repetition maximum，1RM）阻力负荷搭配充气式脉压带绑住活动肢体的近端，进而借助充气增加压力，以限制流动至运动肌群血流量的方式进行运动训练，从而提高肌肉质量，改善心肺适能^[18]，在老年肌少症防治中具有较好效果。

2.1 低强度抗阻训练结合血流限制的作用机制

2.1.1 激素分泌

低强度抗阻训练结合血流限制一方面可增加肌肉代谢物生成速率，另一方面可使肌肉对代谢物的清除能力下降，从而提高肌肉代谢物积累，促使合成代谢反应加强，影响肌肉适应性改变，导致生长素（GH）及类胰岛素样生长因子（IGF?1）分泌增加，二者浓度增加在肌肉生长过程中起着举足轻重的作用。同时，在血流限制后进行低强度抗阻训练，即在适度控制静脉血液回流时锻炼，可使代谢所产生的致疲劳物不能被平稳地排除而大量累积，运动部位组织附近的相关感受器获得刺激，会使大脑错误地认为身体受到巨大负荷压力，进一步产生相应机体应激反应，进而使促进机体再生的物质（生长素、雄性激素和其他激素）分泌旺盛^[19]，提高肌肉质量及耐力。

2.1.2 蛋白质合成

mTOR是一种对蛋白质合成具有重要作用的丝胺酸/羟丁胺酸激酶，其能够将细胞内外的合成性激素、细胞机械性以及营养物质等刺激进行整合，改变其活性，进而调整核糖体与信使核糖核酸（mRNA）的结合率，最终影响细胞内部蛋白质转录速率。相关研究显示，低强度抗阻训练结合血流限制能够使核糖体蛋白S6激酶1（S6K1）活性、mTOR路径的磷酸化作用和肌肉蛋白合成作用明显提升^[20]。由于肌肉组织细胞内合成代谢和分解代谢途径的信号传导增强，肌肉蛋白质的合成速率加快。

2.1.3 纤维募集

低强度抗阻训练结合血流限制导致肌肉肥大的主要原因为Ⅱ型肌组织的增多，其聚集作用与高水平的抗阻训练相似，而肌肉纤维附近的血液氧饱和度下降、血液流动速率下降则是导致肌肉聚集增强的主要因素^[21]。血流限制造成短期的低氧条件，可以提高肌纤维聚集，从而提高相应的肌群肌力。已有研究结果表明，经过2个星期的低强度抗阻训练结合血流限制干预，Ⅱ型肌纤维截面增长程度大于Ⅰ型肌纤维，但Ⅰ型肌纤维缺血会引起早期疲乏^[17]。在低负荷的耐受性运动后，肌肉组织肥大以I型肌纤维为主^[22]。

2.1.4 激活代谢路径

mTOR是调控哺乳动物骨骼肌生长的主要途径之一^[17]，其有整合胞内和胞外合成性激素、细胞机械性刺激和营养物质刺激作用，可通过活性变化间接调节核糖体和mRNA的结合率，对细胞内蛋白质的转译速率作进一步调控。血流限制训练可启动mTOR信号通路，激发蛋白质翻译，带动肌肉增长^[1]。血流限制训练时，核糖体S6激酶1磷酸化被激发活化，使核糖体蛋白和转译因子mRNA之间蛋白质转译效应增强，从而有利于蛋白质合成，急性低强度阻力训练与局部压力相结合（200 mmHg）可以显著提高核糖体S6激酶1活性和肌肉蛋白合成作用^[23]。

2.2 低强度抗阻訓练结合血流限制的作用效果

低强度抗阻训练结合血流限制被认为是一种更可靠、更新型的运动训练方式，对膝关节康复、肌肉激活有显著作用，能够增加肌肉肥大和肌肉质量，且不会增加肌肉损伤风险^[24]，最终可达到与高强度抗阻训练相似的作用。可减轻老年人运动负荷，降低老年人受伤风险，与传统单一的高强度抗阻训练相比更加安全，因此适合心血管和骨骼强度较弱的老年人^[17]，其主要作用是提高肌肉力量、质量以及肌肉耐力。

2.2.1 提高肌肉力量与质量

抗阻训练被认为是可以加强肌肉质量、力量，延缓肌肉萎缩等负效应产生的有效方法之一。但对老年人而言，对其进行高强度的训练非常困难，不仅加大了老年人运动负荷量，还增加了肌肉损伤风险。而低强度的抗阻训练结合血流限制可通过低负荷运动在一定程度上达到高强度负荷量运动的效果^[19]，进而提高肌肉力量和质量。

2.2.2 提高肌肉耐力

低强度抗阻训练结合血流限制可改善线粒体呼吸能力、毛细血管含量以及肌肉耐力，血流限制训练可使机体中的乳酸、去甲肾上腺素以及促进血管生成或毛细血管形成的重要生长因子（血管内皮生长因子）等增加，血管内皮功能和外周血循环明显改善，肌肉耐力增强^[25]。与传统单一的抗阻训练相比，低强度抗阻训练结合血流限制所产生的肌肉缺氧和血管生成反应效果更加显著，因此，提升肌肉耐力的效果也更加显著。

2.3 低强度抗阻训练结合血流限制在老年肌少症病人中的应用

老年肌少症的主要表现为肌肉质量和肌力下降，而低强度抗阻训练结合血流限制能够预防这种随着年龄增长所发生的肌肉生理性变化^[21]。在老年肌少症康复治疗中，低强度抗阻训练结合血流限制能够显著增加老年人的股四头肌横截面积和肌力，且不会导致血管功能降低。已有研究显示，与单纯低强度抗阻训练相比，低强度抗阻训练结合血流限制能够更好地提高老年人肌肉质量、骨骼肌质量指数、握力等^[26]。此外，我国关于社区老年肌少症的疗效研究显示，低强度抗阻训练结合血流限制是预防社区老年人肌肉减少的安全、有效的方法之一^[27]。可见，低强度抗阻训练结合血流限制在老年肌少症的预防和康复中有着重要作用。

目前，弹力带抗阻训练、拉力器抗阻训练、低重量的举重抗阻训练、深蹲等抗阻训练在老年群体中应用广泛，是经济、安全、有效的运动方式。已有研究显示，血流限制所用压力通常为50～250 mmHg，结合抗阻强度一般为20%～50% 1RM；在训练中姿势对训练效果同样有影响，与仰姿相比，采用坐姿进行血流受限训练的加压部位动脉血流阻滞作用更显著^[21]。一般实施4组训练计划，第1组反复练习30次，第2组～第4组各练习15次，共75次，组间间歇30 s至3 min，每次训练时间为10～20 min^[28]。从短期效应来看，为使老年人腿部肌肉横断面积和肌肉量显著提高，低强度抗阻训练与血流限制相结合的实施时间一般为1～6周，每周2次或3次；低强度抗阻训练与血流限制相结合实施3～6周、每日2次时，肱二头肌、腿伸肌、肱三头肌、胸大肌肌力百分数显著增加。从中长期效应来看，低强度抗阻训练与血流限制相结合的实施时间一般为8～16周，每周2次或3次，可使肌肉质量和耐力明显增加。总体来看，每周2～6次、持续2～15周的训练频率较为适宜^[29]。但鉴于老年人多合并骨质疏松、糖尿病、高血压等慢性病，在训练前还需进行全面评估，制订个体化方案，在训练时尽量避免危险动作，如高血压病人切忌憋气，并时刻观察身体反应。

3  小结

人口老龄化状况日趋严重，肌少症患病率呈逐步上升趋势，预防和治疗肌少症是当务之急。低强度抗阻训练结合血流限制对骨骼肌减少症有较好的改善作用，与高强度抗阻训练相比，低强度抗阻训练结合血流限制可以降低老年人运动负荷，减少老年人受伤风险，但现有研究成果有限，关于低强度抗阻训练结合血流限制应用于老年人的有效性与安全性还需要更多高质量的临床研究进一步验证。

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（收稿日期：2023-04-27；修回日期：2024-02-27）

（本文编辑 陈琼）