喬秀芳 潘紅英 王軍利

1.中國礦業(yè)大學(xué)體育學(xué)院，江蘇 徐州 221008 2.華南師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510631

隨著人口老齡化速度的加快，骨質(zhì)疏松癥患者逐年增多，其發(fā)病率已躍居世界各種常見疾病的第七位[1]，因骨質(zhì)疏松導(dǎo)致的骨折及其并發(fā)癥嚴(yán)重影響老年人的健康，因此關(guān)于骨質(zhì)疏松的預(yù)防已成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。大量研究顯示，運(yùn)動(dòng)對骨的適宜刺激可有助于增加骨密度，其峰值一般會(huì)出現(xiàn)在青春期后成年早期(20～30歲)[2]，高峰值骨密度對于預(yù)防老年骨質(zhì)疏松有著重要的意義和作用，同時(shí)運(yùn)動(dòng)對體成分也有明顯的影響，身體不同的組成成分對骨密度有著不同程度的影響。關(guān)于骨質(zhì)多數(shù)研究的對象是老年人和絕經(jīng)期前后的婦女[3,4]，對處于生長發(fā)育末期的大學(xué)生研究較少，而且不同運(yùn)動(dòng)鍛煉水平對人體骨密度的影響也較為少見，本研究測試不同鍛煉水平大學(xué)生的骨密度和體成分，并分析其相關(guān)性，旨在探索如何通過運(yùn)動(dòng)鍛煉盡可能在生長期獲得較高的基礎(chǔ)骨密度，為預(yù)防骨質(zhì)疏松提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究對象

本研究選取中國礦業(yè)大學(xué)在校本科大學(xué)生共120名為研究對象。根據(jù)參加運(yùn)動(dòng)的頻率、時(shí)間和強(qiáng)度將研究對象分為缺乏運(yùn)動(dòng)組、普通運(yùn)動(dòng)組和大運(yùn)動(dòng)量組，每組40名，男女各20名，其中缺乏運(yùn)動(dòng)組為每周參加運(yùn)動(dòng)少于3次，普通運(yùn)動(dòng)組為每周進(jìn)行運(yùn)動(dòng)3～5次，每次運(yùn)動(dòng)持續(xù)30～60 min中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，大運(yùn)動(dòng)組為每周5次以上，每次運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間大于60 min，且運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較大，普通運(yùn)動(dòng)組和大運(yùn)動(dòng)量組均已持續(xù)運(yùn)動(dòng)1年以上，所有研究對象沒有出現(xiàn)過骨折等骨骼疾病，沒有服用過鈣片等補(bǔ)鈣產(chǎn)品，甲狀腺功能正常，沒有糖尿病或其他遺傳性的疾病，無抽煙及飲酒的嗜好。

1.2 檢測指標(biāo)與方法

骨密度采用韓國Osteosys公司生產(chǎn)的SONOST2000型號(hào)骨密度儀進(jìn)行測試。受試者右腳跟骨在測試前涂上足量的耦合膠，赤腳放入儀器并與測試裝置充分接觸，測試過程中嚴(yán)格按操作規(guī)范進(jìn)行。測試所得指標(biāo)為骨強(qiáng)度指數(shù)、Z值和T值，其中Z值表示被測者的骨密度與同性別，同年齡組骨密度均值的差別，T值指被測試者所得的骨密度與健康30歲年輕人骨峰值做比較，以得出標(biāo)準(zhǔn)差，當(dāng)T值小于-2.5時(shí)為骨質(zhì)疏松。

身體成分測試采用韓國Biospace公司生產(chǎn)的人體成分分析儀Inbody 720，按操作要求進(jìn)行測試。測試指標(biāo)選取肌肉量(SLBM, kg)、去脂體重(LBM, kg)、體重(BW, kg)、體脂百分比(PBF, %)，礦物質(zhì)含量(M,kg)和身體質(zhì)量指數(shù)(BMI kg/m2)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)均以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”來表示，采用SPSS16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。組間用T檢驗(yàn)進(jìn)行差異性分析，骨密度與體成分之間的相關(guān)性用Pearson相關(guān)分析，P<0.05差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.01差異具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同鍛煉水平對大學(xué)生骨密度的影響

不同鍛煉水平對大學(xué)生骨密度的影響，見表1。

表1 不同鍛煉水平大學(xué)生的骨密度Table 1 The bone mineral density of college students with different exercise level

注：與缺乏運(yùn)動(dòng)組相比，＊P<0.05；與大運(yùn)動(dòng)量組相比，△P<0.05

表1結(jié)果顯示，與缺乏運(yùn)動(dòng)組和大運(yùn)動(dòng)量組相比，相同性別的普通運(yùn)動(dòng)組大學(xué)生骨強(qiáng)度指數(shù)和T值都明顯升高(P<0.05)，與缺乏運(yùn)動(dòng)組相比，普通運(yùn)動(dòng)組的Z值也顯著升高(P<0.05)，大運(yùn)動(dòng)量組的女生骨強(qiáng)度指數(shù)明顯下降(P<0.05)。

2.2 不同鍛煉水平對大學(xué)生身體成分的影響

不同鍛煉水平對大學(xué)生身體成分的影響，見表2。

表2結(jié)果顯示，與缺乏運(yùn)動(dòng)組相比，相同性別的普通運(yùn)動(dòng)組LBM、SLBM和M都明顯升高(P<0.05)，PBF降低極為顯著(P<0.01)，大運(yùn)動(dòng)量組LBM和SLBM明顯升高(P<0.05)，PBF顯著降低(P<0.05)，普通運(yùn)動(dòng)組與大運(yùn)動(dòng)量組相比，M明顯升高，PBF明顯降低(P<0.05)。

2.3 不同鍛煉水平大學(xué)生身體成分與骨強(qiáng)度指數(shù)的關(guān)系

不同鍛煉水平大學(xué)生身體成分與骨強(qiáng)度指數(shù)的關(guān)系，見表3。

表2 不同鍛煉水平大學(xué)生的身體成分Table 2 The body composition of college students with different exercise level

注：與缺乏運(yùn)動(dòng)組相比，＊P<0.05；與大運(yùn)動(dòng)量組相比，△P<0.05

表3 不同鍛煉水平大學(xué)生身體成分與骨密度的相關(guān)系數(shù)(r值)Table 3 The correlation index of body composition and bone mineral density of college students with different exercise level

注:指標(biāo)間相關(guān)性檢驗(yàn),*P<0.05，**P<0 .01

表3結(jié)果顯示，所有組別的BW，LBM/W都與骨密度有明顯的相關(guān)性(P<0.05)，SLBM/W和M與骨密度呈高度正相關(guān)(P<0.01)，PBF和BMI與骨密度的相關(guān)程度差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

3 討論

3.1 不同鍛煉水平對大學(xué)生骨密度的影響

骨密度是反映骨質(zhì)疏松程度，預(yù)測骨折風(fēng)險(xiǎn)的有效指標(biāo)，骨密度隨著年齡的增長而發(fā)生變化，一般在成年早期(20～30歲)達(dá)到峰值，峰值骨量在一定程度上將會(huì)影響日后骨健康的水平，提高峰值骨可以有效預(yù)防骨質(zhì)疏松。峰值骨量受多種因素影響，其中運(yùn)動(dòng)是重要的影響因素。大量研究[5,6]表明適當(dāng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，尤其在生長期進(jìn)行體育鍛煉，通過對骨的適宜刺激，可以提高骨密度峰值。本研究發(fā)現(xiàn)，每周運(yùn)動(dòng)3～5次，每次運(yùn)動(dòng)持續(xù)30～60 min中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的大學(xué)生與缺乏運(yùn)動(dòng)的大學(xué)生相比，即相同性別的普通運(yùn)動(dòng)組與缺乏運(yùn)動(dòng)組相比，骨強(qiáng)度指數(shù)和T值明顯較高，這與多數(shù)研究結(jié)果相一致，究其原因：①運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械沖擊力直接作用于骨骼，使其不斷進(jìn)行重塑，從而使骨密度增大，同時(shí)運(yùn)動(dòng)通過肌肉收縮產(chǎn)生的間接作用力刺激骨的生長和發(fā)生。②運(yùn)動(dòng)可以促進(jìn)前列腺素E2的合成，進(jìn)而激活腺苷酸環(huán)化酶，促進(jìn)RNA和DNA的合成，促進(jìn)骨細(xì)胞的增殖和分化，使得新骨形成[7]。③運(yùn)動(dòng)中血液循環(huán)加速，血流量增加，有利于骨組織的生長，有研究證實(shí)骨內(nèi)膜新骨的形成與血流量顯著相關(guān)[8]。

有關(guān)運(yùn)動(dòng)對骨密度影響的研究結(jié)果也不盡一致，究其原因可能與運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度、頻率、時(shí)間等因素相關(guān)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)量過大，超過一定閾值時(shí)，將產(chǎn)生過多的細(xì)微損傷，當(dāng)這些損傷超出了骨修復(fù)的能力，就會(huì)導(dǎo)致骨密度減小。本研究結(jié)果顯示，相同性別的大運(yùn)動(dòng)量組與普通運(yùn)動(dòng)組相比，骨強(qiáng)度指數(shù)都顯著降低，進(jìn)一步驗(yàn)證了并非所有運(yùn)動(dòng)都能使骨密度增強(qiáng)，大量運(yùn)動(dòng)對骨骼的生長具有負(fù)面影響，多數(shù)研究表明，較低和中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)能使生長期的動(dòng)物小梁骨新骨形成明顯增加，但運(yùn)動(dòng)負(fù)荷和持續(xù)時(shí)間超過一定閾值，形成的骨量則減少，力學(xué)性能也下降。另外運(yùn)動(dòng)使機(jī)體激素水平發(fā)生變化，激素對骨代謝有重要的調(diào)節(jié)作用，有研究認(rèn)為長期進(jìn)行大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，可導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)源性皮質(zhì)醇生成增多，睪酮生成減少，可能是引起骨密度下降的原因。長期大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致女運(yùn)動(dòng)員性激素水平下降，雌激素水平低下是引起骨密度偏低的主要原因，這可能是本研究中大運(yùn)動(dòng)量組與缺乏運(yùn)動(dòng)組相比，女大學(xué)生骨強(qiáng)度指數(shù)明顯下降的原因。

3.2 不同鍛煉水平對大學(xué)生身體成分的影響

體成分是人體各組織器官的總成分，由脂肪、肌肉、水分等物質(zhì)組成，每一種成分在體內(nèi)發(fā)揮其特有的作用，各種組成成分的比例影響著人體的健康，比例異?？赡軙?huì)導(dǎo)致骨質(zhì)疏松、肥胖、營養(yǎng)不良等疾病或不健康的身體狀況。本研究選取體重(BW)、去脂體重(LBM)、肌肉量(SLBM)、體脂百分比(PBF)、礦物質(zhì)(M)、身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)等體成分指標(biāo)進(jìn)行分析，其中BMI是一個(gè)參照身高來評價(jià)其體重是否合理的簡便易行的指標(biāo)，用于評價(jià)人體營養(yǎng)、體重是否正常，WHO 建議BMI指數(shù)的正常范圍在18.5～25之間，BMI值過低反映機(jī)體營養(yǎng)不良，過高則說明機(jī)體肥胖，嚴(yán)重可誘發(fā)高血脂等心腦血管疾病。本研究結(jié)果顯示所有受試者BMI水平均處于正常范圍內(nèi)，各組之間沒有明顯差異。但同性別不同組別大學(xué)生體成分的其他指標(biāo)間存在著較大差異，與缺乏運(yùn)動(dòng)組相比，不論是男生還是女生，普通運(yùn)動(dòng)組和大運(yùn)動(dòng)量組的PBF均顯著降低，而LBM和SLBM卻明顯升高，這與多數(shù)研究的結(jié)果相一致，運(yùn)動(dòng)可以有效改善體成分，降低體脂含量，增加瘦體重，張國海[9]在比較體育專業(yè)與普通大學(xué)生體成分的研究中也發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)對體成分的組成有明顯的影響作用，能夠改善體成分構(gòu)成比例，降低體脂含量。運(yùn)動(dòng)消耗大量能量，能量的主要來源之一是脂肪，因此運(yùn)動(dòng)可以燃燒更多的脂肪，同時(shí)運(yùn)動(dòng)有利于促進(jìn)骨骼肌的生長，使得瘦體重增加。本研究發(fā)現(xiàn)，相同性別的大運(yùn)動(dòng)量組與普通運(yùn)動(dòng)組相比，PBF明顯下降，SLBM略有下降但不明顯，可能是因?yàn)楸狙芯看筮\(yùn)動(dòng)量組運(yùn)動(dòng)時(shí)間長，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度相對較大，需要的總熱量更多，所以消耗的總脂肪量較多。有的研究則認(rèn)為，大運(yùn)動(dòng)量鍛煉者其瘦體重增加比普通運(yùn)動(dòng)鍛煉者多，而兩組消耗的脂肪量無明顯差異，與本研究結(jié)果不盡一致，可能與運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間等因素不同有關(guān)。普通運(yùn)動(dòng)組的M明顯高于大運(yùn)動(dòng)量組和缺乏運(yùn)動(dòng)組，這可能是適度的運(yùn)動(dòng)有利于機(jī)體對礦物質(zhì)的攝取和沉淀，大運(yùn)動(dòng)量可能導(dǎo)致體內(nèi)礦物質(zhì)隨著體液的流失而減少。

3.3 大學(xué)生身體成分和骨密度的相關(guān)性

骨的構(gòu)造與其所受壓力或張力的大小有關(guān)，作用力愈大骨質(zhì)愈致密、堅(jiān)硬，許多研究[10]進(jìn)一步證明了骨密度與體重或去脂體重有明顯的相關(guān)性。顧芳等在研究北京市女大學(xué)生骨密度及體成分變化特征時(shí)發(fā)現(xiàn)，女大學(xué)生體重、瘦體重量及脂肪量與全身的骨密度呈中度相關(guān),其中體重及瘦體重量與骨密度的相關(guān)性高于脂肪量，Kim等[11]也發(fā)現(xiàn)骨密度與體成分中的體重及瘦體重有顯著的相關(guān)性，但有關(guān)體脂含量對骨密度影響的研究結(jié)果不盡一致，F(xiàn)aulkner等[12]等對青少年的研究發(fā)現(xiàn)體脂與骨密度之間沒有顯著的相關(guān)性。Joanna等[13]的研究也表明,去脂體重量與骨密度的相關(guān)性比脂肪量高。Reid等[14]在體成分對骨量影響的研究中得出，體脂含量比去脂體重更重要。Sundeep等[15]研究報(bào)道，骨礦含量只與體脂含量有關(guān), 而與去脂體重?zé)o關(guān)。Salamone等[16]研究發(fā)現(xiàn)，對絕經(jīng)前后的女性，脂肪量和瘦體重量對骨質(zhì)的影響是不同的，絕經(jīng)前瘦體重是影響骨量的重要因素，絕經(jīng)后體脂含量則成為影響骨量的重要因素，究其原因，F(xiàn)rost等[17]認(rèn)為可能是因絕經(jīng)后體脂含量的增加使得體重增加，從而彌補(bǔ)了絕經(jīng)后肌肉力量降低對骨骼牽拉力量的減弱，其次，體脂含量較高的女性，雌激素水平較高，這些激素與骨量的維持有著密切的關(guān)系。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所有組別的PBF和BMI與骨密度的相關(guān)性都不具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，這與張國海的研究報(bào)道相一致，分析其原因兩者的研究對象均為大學(xué)生，BMI處于正常范圍，體脂含量相對較低，對骨密度的影響較小，體脂含量對骨密度的影響可能是因其使體重增加致骨組織的負(fù)荷增大，而不是體脂本身，體脂含量與骨密度的相關(guān)關(guān)系的潛在機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。不論是男生還是女生，所有組別的BW、LBM/W、SLBM/W都與骨密度有明顯的相關(guān)性(P<0.05)，其中SLBM/W與骨密度呈高度正相關(guān)(P<0.01)。眾多研究表明，體重增加使骨骼承受的壓力負(fù)荷增大，從而刺激骨質(zhì)發(fā)生變化以利于更好地適應(yīng)支撐承重的需求，體脂重和去脂體重作為構(gòu)成體重的兩部分，其中后者與骨密度明顯相關(guān)，肌肉作為去脂體重的一部分，其與體重的比值和骨密度高度相關(guān)，分析其原因，去脂體重對骨密度的影響也主要是因?yàn)榧∪庠黾?，特別是運(yùn)動(dòng)促進(jìn)骨骼肌增長，肌肉收縮產(chǎn)生的力量增大，作用于骨骼從而使其結(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)變化，使骨強(qiáng)度適應(yīng)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，所以大學(xué)生應(yīng)通過適當(dāng)運(yùn)動(dòng)鍛煉，增加和改善去脂體重尤其是肌肉量，從而有效促進(jìn)骨量增加。M表示體內(nèi)礦物質(zhì)的含量，本研究結(jié)果顯示兩運(yùn)動(dòng)組男女生M值與骨密度都高度相關(guān)(P<0.01)，骨的無機(jī)成分主要是鈣、磷等無機(jī)物，所以可以通過體內(nèi)礦物質(zhì)含量的多少來間接評價(jià)骨質(zhì)的情況。

4 結(jié)論

大學(xué)生適量運(yùn)動(dòng)有利于骨密度增加，骨質(zhì)增強(qiáng)，大量運(yùn)動(dòng)不利于骨骼的生長，使骨密度下降。運(yùn)動(dòng)可以有效改善大學(xué)生身體成分，增加去脂體重量，預(yù)防肥胖，大學(xué)生身體成分中LBM/W、SLBM/W、M與骨密度明顯呈正相關(guān)。