陳金鰲，張 霈，楊 帆，陸阿明

(1.常州大學體育學院，江蘇 常州 213164;2.河北工業(yè)大學體育部，天津 300130;3.山西省腫瘤醫(yī)院骨科，山西 太原 030013;4.蘇州大學體育學院，江蘇 蘇州 215021)

骨折是退行性骨質(zhì)疏松癥最常見和最嚴重的并發(fā)癥，與人體的骨量水平密切相關。而骨質(zhì)疏松的發(fā)生和發(fā)展，主要體現(xiàn)在骨量的變化上［1］。在生長期盡量提高基礎骨量可以預防并減少隨年齡增長的退行性骨量丟失和絕經(jīng)后骨量丟失程度，對防治骨質(zhì)疏松癥具有重要意義［2］。通常，與年齡相關的骨量流失常常伴隨著去脂體重的丟失、肌力的減弱以及肌肉質(zhì)量的下降［3］。以上各因素綜合起來，將顯著增加老年人跌倒及骨折的風險。因此，不僅要最大限度地增加青年男女身體的骨礦含量(BMC)，還要盡量避免或減緩隨年齡增長及骨骼衰老所出現(xiàn)的骨密度(BMD)下降和肌肉量丟失。

科學的體育鍛煉是影響人體骨量和防治骨質(zhì)疏松癥的重要因素，越來越多的中老年人也開始逐漸認識到可通過健身運動來強壯骨骼［1，3］。側重對肌肉及骨骼施加較低頻次的高應力性規(guī)律性運動可能最有益于提高骨量［4］。能夠?qū)ι眢w骨骼施以重載荷的抗阻訓練不僅可以增加肌肉力量和質(zhì)量，也能提高BMD［5，6］。然而，以往有關抗阻訓練對 BMD 影響的實驗研究結果卻并不完全一致，相關研究結論還未形成明確共識。在對絕經(jīng)前女性進行的類似研究中，雖然有報道稱抗阻訓練能顯著增加BMD［7］，但也有學者認為其并不能有效改善BMD［8］，甚至還有抗阻訓練促使BMD下降的研究報告［9］;對于絕經(jīng)后女性，抗阻訓練則主要體現(xiàn)出增加［6］或維持 BMD 的作用［10，11］。與之相比，有關抗阻訓練對男性BMD影響效應的研究報告卻很少。有研究結果顯示，中年男性在3個月抗阻訓練后，股骨頸的 BMD 有所增加［12，13］;而另有研究表明，老年男性在3個月抗阻訓練后，股骨頸的BMD沒有明顯變化［14］。此外，在探討采用同一抗阻訓練對所有受試者進行干預后的BMD變化這類研究中，還缺乏有關年齡和性別方面的比較。因此，目前尚不清楚抗阻訓練在不同年齡和性別人群中對BMD的影響是否有差別。本研究對所有受試者進行了為期5個月的抗阻訓練計劃，通過對實驗前后脊柱和股骨近端BMD的比較和分析，探討青年和老年男女人群參加抗阻訓練后的BMD變化情況。

1 實驗對象與方法

1.1 實驗對象

隨機選取年齡20-30歲之間的青年男女自愿者各35名，以及年齡65-75歲之間的老年男女自愿者各35名，分別組成不同年齡及性別的4個實驗組(見表1)，參加為期5個月的下肢專項抗阻訓練計劃。所有受試者在實驗前半年內(nèi)未進行過系統(tǒng)鍛煉，經(jīng)常規(guī)健康體檢后也均確認身體健康;且參與本實驗的老年女性絕經(jīng)均在2年以上。

1.2 抗阻訓練方案

1.2.1 訓練項目

(1)選擇帶有自助保護裝置的史密斯訓練器進行腿部抗阻力的90°深蹲，要求軀干垂直于地面，大腿下蹲至與地面平行為止。

(2)選擇坐姿45°斜蹬訓練器進行腿部抗阻力的蹬伸運動，要求后背緊貼靠墊。

(3)選擇坐姿伸腿訓練器進行腿部抗阻力的屈伸運動，要求軀干緊貼靠背。

(4)選擇臥式屈腿訓練器進行腿部抗阻力的屈伸運動，要求雙手緊握手柄。

表1 本研究受試者基本情況一覽表

1.2.2 訓練計劃 受試者在實驗前已熟悉所有訓練步驟，掌握了規(guī)范的技術動作。實驗階段，規(guī)定每周訓練3～4次，每次45～60min，訓練強度中等，每項訓練負荷控制在65% ～70%1RM，即以12RM的負荷完成4組，每組10～12次，每次向心收縮階段1～2秒，離心收縮階段2～3秒，組間休息2～3分鐘。要求受試者在每次重復試舉過程中全程用力，且于每組結束時接近力竭狀態(tài)。同時，對訓練期間受試者每一階段的力量增長作及時記錄，并適時增加相應負荷至12RM［15］。

1.2.3 肌力測試 依據(jù)美國運動醫(yī)學協(xié)會(ACSM)的抗阻負荷強度建議，本實驗選擇安全系數(shù)較高的“坐姿45°斜蹬機”定期對受試者的下肢肌群進行12RM肌力水平測試，并確保動作正確規(guī)范［15］。

1.3 BMD的測量

1.3.1 測量儀器 美國Norland公司生產(chǎn)的XR-46型雙能X線骨密度儀(DEXA)。

1.3.2 測量部位 由于目前臨床上測量BMD最常使用的部位是脊柱和髖部，即人體最易發(fā)生骨質(zhì)疏松及骨折的兩個部位［16，17］。因此，本實驗參考宮元章次的研究［18］，將BMD測量部位選擇為腹背處的腰椎(L2-L4)以及股骨近端的股骨頸、Wards三角區(qū)和大轉子。

實驗前后，分別采用雙能X線吸收儀對每位受試者各測量部位進行5次無折返連續(xù)掃描(見圖1)，精確測量下肢BMC(g)、腰椎以及股骨近端的BMD(g/cm2)。其中，脊柱的測量精度為0.75%-1.5%，股骨頸和大轉子的測量精度為1%-2%，Wards三角區(qū)的測量精度為2.5%-5%。

圖1 腰椎和股骨近端區(qū)域掃描示意圖

1.3.3 測量方法 為盡量減小測量誤差，保證掃描時的良好精確度，掃描腰椎時，要求受試者的髖和膝屈曲在某一支撐物上，以便股骨盡可能地垂直靠近脊柱，使背部在平臺上充分伸直，從而減少人體腰椎前凸;掃描髖部時，要求受試者大腿輕微外展和內(nèi)旋，借助體位固定裝置使股骨頸與掃描臺平行，以避免因股骨頸縮短而導致的BMD增加(BMC相同但面積縮小)。本實驗各測量部位5次重復掃描的變異系數(shù)分別為0.3%、0.6%、1.1%、2.8%和1.5%。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及處理

應用Microsoft Excel 2003及SPSS 13.0統(tǒng)計軟件對所有數(shù)據(jù)進行整理分析。采用重復測量方差分析(以實驗前的骨密度為協(xié)變量，年齡與性別為解釋變量)考察抗阻訓練對受試總人群骨密度的影響;對組間骨密度的差異，采用單因素方差分析，并進行LSD(最小顯著差異法)的Post Hoc(事后多重比較)檢驗，統(tǒng)計檢驗水準α=0.05。另外，應用Pearson相關分析(雙側檢驗)的積差相關系數(shù)作為判斷骨密度與肌肉力量之間關聯(lián)性的指標。統(tǒng)計數(shù)據(jù)均以平均值±標準差(±S)表示，顯著性水平取P＜0.05，極顯著性水平取P＜0.01。

2 研究結果

2.1 肌肉力量

抗阻訓練前的12RM腿部肌力測試結果顯示，男性明顯高于女性(P＜0.01)，青年男性也明顯高于老年男性(P＜0.01)，而青年女性與老年女性之間則并無顯著性差異(P＞0.05)。

抗阻訓練后，4個組受試者的12RM腿部肌力較抗阻訓練前均有顯著性增長(P＜0.05)，各組力量的增幅之間既無年齡差異(P＞0.05)，也無性別差異(P＞0.05)(見表2)。

表2 腿部12RM肌肉力量抗阻訓練前后對照一覽表(kg)

2.2 骨密度(BMD)

不同年齡與性別人群實驗前后的腰椎及股骨近端各區(qū)域BMD值變化情況見表3。可以看出，抗阻訓練前，腰椎和股骨近端各區(qū)域的BMD在青年組之間均無性別差異(P＞0.05)，而在老年組之間，男性L2-L4椎體和大轉子的BMD則明顯高于女性(P＜0.01);此外，青年女性組的L2-L4椎體、股骨頸和Wards三角的BMD明顯高于老年女性組(P＜0.05)，青年男性組的股骨頸和Wards三角的BMD也明顯高于老年男性組(P＜0.01)，如圖2所示。

抗阻訓練后，受試人群總體的股骨頸、Wards三角和大轉子BMD均有顯著增加(P＜0.05)，L2-L4椎體則無明顯變化(P＞0.05)，如圖3所示;各組內(nèi)的配對樣本T檢驗顯示:僅青年男性組股骨頸的BMD在抗阻訓練后有顯著增加(P＜0.05)，其余則無統(tǒng)計學意義(P＞0.05);而從不同組別之間的單因素方差分析和事后多重比較檢驗可以看出:受試人群抗阻訓練后，股骨頸、Wards三角和大轉子的BMD增長均分別在年齡和性別上無顯著性差異(P＞0.05);但值得注意的是，股骨頸BMD的增長卻有青年較老年受試者偏高的趨勢(P＜0.06)。

表3 不同年齡與性別人群各部位BMD值抗阻訓練前后對比一覽表(g/cm2)

另外，受試人群總體的下肢BMC也從抗阻訓練前的1.088±0.006 kg增加到抗阻訓練后的1.099±0.007kg，呈現(xiàn)出顯著性差異(P＜0.05);各組內(nèi)的配對樣本T檢驗顯示:僅青年男性組的下肢BMC有顯著增長(P＜0.05);通過不同組別間的單因素方差分析和事后多重比較檢驗，并未發(fā)現(xiàn)下肢BMC在抗阻訓練后的變化有年齡和性別上的差異(P＞0.05)。

2.3 BMD與肌力的相關性

Pearson積差相關系數(shù)r=0表明變量之間無線性相關;0＜r≤+1表明變量之間為正相關，-1≤r＜0表明變量之間為負相關。從表4可以看出，抗阻訓練前，受試總人群的12RM腿部初始肌力分別與L2-L4椎體、股骨頸、Wards三角和大轉子的初始BMD呈中度正相關(P＜0.01);抗阻訓練后，受試總人群的12RM腿部肌力增長則僅與股骨頸、Wards三角BMD的增加呈低度正相關(P＜0.05)。

3 分析與討論

人體約從40歲左右開始，BMD隨年齡增長逐漸丟失［1］，同時還可能出現(xiàn)活動量減少、肌肉量丟失和肌力下降等一系列衰老跡象，從而導致跌倒及骨質(zhì)疏松癥的進一步發(fā)展。因此，盡可能地提升青年男女的峰值骨量水平，以及增強肌力和增加肌肉量，可能會減少今后發(fā)生骨折的危險。Colletti和Karlsson等人通過橫向研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，青年男性運動員抗阻訓練后的BMD［19，20］和血清骨鈣素(S-BGP)水平［21］均明顯高于對照組。Fujimura等人通過縱向研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，青年男性受試者在4個月抗阻訓練后，脊椎或股骨頸的BMD并未發(fā)生明顯改變［22］。本研究結果顯示，經(jīng)過5個月的抗阻訓練，青年和老年男女受試人群總體的股骨近端BMD顯著增加，但不同組別之間并無顯著性差異，腰椎BMD也無明顯變化，即表明年齡和性別因素不影響抗阻訓練對機體BMD的作用效應。對于抗阻訓練干預后，上述研究結果之間在股骨頸BMD變化情況上所出現(xiàn)的差異，初步考慮可能是由于各自訓練計劃中的強度、方式和時間因素等不同所致。

表4 受試總人群各部位BMD與腿部肌力之間的相關性一覽表(r)

對于中老年男性，只有少數(shù)的前瞻性研究進行了相關報道。Menkes和Ryan等人在對中年男性施加4個月抗阻訓練干預后，觀察到腰椎和股骨頸的BMD分別增長了2%和3%，但Wards三角或大轉子的BMD并未改變［12，13］。Yarasheski等人在對老年男性施加 4個月抗阻訓練干預后，觀察到Wards三角的BMD有所增加，但腰椎和股骨頸的BMD并未改變［14］。McCartney等人的研究發(fā)現(xiàn)則與本實驗結果更為相符，他們在對受試人群施加10個月抗阻訓練干預后，并未觀察到60-80歲老年男性的腰椎骨量有任何變化［5］。

對于絕經(jīng)前女性，本實驗結果支持Gleeson等人的研究報道，即抗阻訓練后，腰椎BMD保持不變［8］。對于抗阻訓練對絕經(jīng)后老年女性BMD的影響效應，以往也有不少相關研究報道，但結論均不一致［6，10，11，23-26］。也許這是由于在某幾項訓練計劃中，除了抗阻訓練以外，同時還包含了有氧訓練［24-26］或結合了雌激素治療［10］的緣故。

雖然本實驗中缺少與年齡、性別配對的對照組，但有初步證據(jù)顯示，BMD和BMC所表現(xiàn)出的增長是具有臨床意義的。在“巴爾的摩衰老縱向研究計劃”中，25歲左右的青年男性和女性的股骨頸BMD每年分別下降1.5%和0.8%，而腰椎BMD則每年略微增加0.2%-0.4%。若將以上研究發(fā)現(xiàn)與本實驗中青年受試者參加抗阻訓練后股骨頸BMD所出現(xiàn)的2.0%-3.0%增長相對照，則提示抗阻訓練也許有促進青年人群骨形成的效應。同樣地，67歲左右的老年男性和女性在BLSA這項研究計劃中，每年總體丟失的BMD在股骨轉子處分別為0.9%和0.7%，在股骨頸處分別為0.53%和0.03%。盡管本研究受試者的樣本量和持續(xù)時間與BLSA研究計劃相比均存在較大差距，但綜合跡象表明:抗阻訓練或許有助于減緩老年人群的骨量丟失。

人體BMD與相關解剖學結構的強度之間呈正相關［27］。而且，已有研究報道證實，骨量與去脂體重之間［28］以及 BMD 與肌力之間［11］均存在正相關。本研究不僅證實了Ryan等人［11］在絕經(jīng)后老年女性中的發(fā)現(xiàn)，即腿部肌力與腰椎和股骨近端BMD之間存在一定程度的正相關，還將這一結論推廣到不同年齡與性別的人群中。

4 結論

青年和老年男女人群在5個月抗阻訓練后，整體腰椎(L2-4)骨密度無明顯變化，而股骨近端區(qū)域骨密度則明顯上升，但其中并無年齡及性別差異，僅股骨頸部位的骨密度增長有青年較老年受試者偏高的趨勢。

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