王浩 范榕 宋雅偉*

1.南京體育學(xué)院研究生部，江蘇 南京 210014 2.南京體育學(xué)院運動健康系，江蘇 南京 210014

隨著醫(yī)療水平的提高以及人們對健康的關(guān)注，骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis, OP)逐漸走進(jìn)了大眾的視野，這是一種十分隱蔽的全身性疾病[1]，特征是每單位體積的骨量減少，骨強(qiáng)度受損，患者容易骨折。然而目前沒有一種方法可以及時有效地對其進(jìn)行根治。運動療法因為經(jīng)濟(jì)、有效的特點被患者和醫(yī)生關(guān)注，但在實施過程中，因為患者身體狀況以及其他因素的影響，并沒有取得預(yù)期效果。本文通過對運動干預(yù)OP現(xiàn)狀進(jìn)行整理分析，給出合理的對策，以期對以后的研究進(jìn)行預(yù)測與展望。

1 骨質(zhì)疏松癥的現(xiàn)狀

OP在發(fā)展初期的多年內(nèi)很難被發(fā)現(xiàn)，很多人被發(fā)現(xiàn)患病都是因為發(fā)生了骨折，這也意味著將會花費巨大的費用[2]。最近研究[3]發(fā)現(xiàn)，OP對人體的影響逐漸增多，患者出現(xiàn)了之前并沒有被描述過的骨壞死和多發(fā)性骨質(zhì)疏松性骨折，隨著OP的不斷發(fā)展，對人類的危害也在加大。OP的危險因素包括種族、體質(zhì)問題、峰值骨量低、激素因素、某些藥物(例糖皮質(zhì)激素)的使用、吸煙、活動量減少、鈣和維生素D攝入量低、缺乏日曬等[4-5]。就性別而言[6]，老年女性有更高的骨代謝標(biāo)志物和更低的性激素水平，女性(52.5 %)患病率明顯高于男性(9.6 %)，因此女性在防治上更應(yīng)該被關(guān)注。

2 運動療法干預(yù)骨質(zhì)疏松癥的機(jī)制

OP的發(fā)病機(jī)制主要是由于骨吸收大于骨形成，逐漸積累造成骨小梁疏松，骨的抵抗力下降[7]，因此，如何促進(jìn)成骨細(xì)胞(osteoblast，OB)的活性，抑制破骨細(xì)胞(osteoclast，OC)就成了主要的研究思路。

在預(yù)防層面，30歲前盡可能提高骨密度(bone mineral density，BMD)儲量[8]，攝入足夠蛋白質(zhì)和鈣物質(zhì)[9]是至關(guān)重要，在青春期，多進(jìn)行劇烈運動可以增加骨密度，影響到成年、以及老年后的總量[10]，整體骨量流失就相對緩慢。對女性而言，運動可以改善血清雌二醇[11]，增加雌性激素的釋放，從而起到預(yù)防作用，Pasqualini等[12]發(fā)現(xiàn)，長時間運動后，Ⅰ型原膠原N-端前肽和成骨細(xì)胞數(shù)量顯著增加，而Ⅰ型膠原C-末端肽沒有明顯增加，運動抑制了骨吸收 ，刺激了骨形成，減緩了骨量流失。另外一組實驗[13]發(fā)現(xiàn)運動干預(yù)后Ⅰ型膠原C-末端肽顯著降低，這對骨形成有積極作用。

血清骨鈣素(bone glaprotein，BGP)和堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)作為檢測骨成分的重要指標(biāo)，其成分的變化能夠準(zhǔn)確的反映出骨在動態(tài)平衡中的狀態(tài)，BGP會在成骨細(xì)胞活躍時分泌量增加。沈茂榮等[14]發(fā)現(xiàn)，運動干預(yù)后患者BGP和ALP水平顯著上升，尿吡啶啉水平有所下降，腺苷三磷酸與腺苷一磷酸比例下降，激活蛋白激酶，即運動在促進(jìn)成骨細(xì)胞活性的同時會抑制破骨細(xì)胞的分化[15]，減少骨吸收。

在對OPG/RANKL/RANK軸與OP的關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn)，骨保護(hù)素(osteoprotegerin，OPG)是由前成骨細(xì)胞/間質(zhì)細(xì)胞分泌, 核因子κB受體活化因子(receptor activator of nuclear factor-κB，RANK)是破骨細(xì)胞前體細(xì)胞膜受體，可與核因子κB受體活化因子配體(receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL)結(jié)合，促進(jìn)破骨細(xì)胞的增值活化[16]。運動可以通過增加OPG和降低RANKL[17]，從而抑制破骨細(xì)胞分化[18]來促進(jìn)骨骼健康，當(dāng)然運動對OPG/RANKL/RANK系統(tǒng)的實際效果還需要更多的研究來發(fā)掘。

圖1[17]詳細(xì)介紹了運動在骨骼重塑中的積極作用。

圖1 運動對骨細(xì)胞的影響Fig.1 Effect of exercise on bone cells

在傳導(dǎo)通路層面，運動可以影響微電位[19]，當(dāng)運動增加時，產(chǎn)生的負(fù)性微電位與鈣離子結(jié)合，從而促進(jìn)骨的形成，對骨密度具有改善作用。Gardinier等[20]發(fā)現(xiàn)，使用甲狀旁腺素1-34進(jìn)行運動時，增強(qiáng)的甲狀旁腺素信號傳導(dǎo)增加了骨小梁和皮質(zhì)骨的體積。在另一項針對遺傳學(xué)領(lǐng)域(Wingless/Integrated，Wnt)信號通路的研究[21]中，發(fā)現(xiàn)運動在誘導(dǎo)成骨細(xì)胞作用的同時，Wnt信號傳導(dǎo)通路也隨著發(fā)生了激活，β-連環(huán)蛋白(β-catenin)作為Wnt /β-catenin信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[22]的另一個關(guān)鍵蛋白，結(jié)果顯示運動后脛骨的catenin mRNA表達(dá)均有增加，即Wnt信號通路的順暢有助于保證成骨細(xì)胞活性的維持[23]。

雖然在各種運動測試中可以了解到不同影響機(jī)制，但是具體調(diào)控機(jī)制的探索尚不完全清晰，這一過程也會有更多的專家學(xué)者對其進(jìn)行探索，以對運動干預(yù)OP提供更為科學(xué)的理論依據(jù)。

3 運動療法對骨質(zhì)疏松癥的影響

3.1 運動療法有利于骨質(zhì)疏松癥的治療

目前OP的干預(yù)方式有很多種，藥物可以一定程度上改善人體骨骼成分，但會產(chǎn)生一定的不良反應(yīng)[7]。運動療法的優(yōu)勢在于改善骨成分[25]、維持骨密度[24]的同時不產(chǎn)生不良反應(yīng)，因此被越來越多的醫(yī)生所應(yīng)用。

女性因為生理的差異，在絕經(jīng)后會伴隨骨量的流失[26]，成為了OP的高發(fā)群體[27]。研究發(fā)現(xiàn) ，經(jīng)常參與運動的人群其骨礦物質(zhì)(bone mineral content，BMC)流失明顯低于不經(jīng)常運動的人群[28]，并且骨密度也能得到維持，腰椎和股骨近端最為明顯[29]。顯然，運動療法有利于維持骨密度，改善骨成份，提高骨鈣的含量[30]，對OP的防治有著實際的效果。

3.2 不同運動方式對骨質(zhì)疏松癥的干預(yù)效果

運動的種類繁多，因為不同項目具有不同的特點，所以在實際應(yīng)用中也表現(xiàn)出了不同的作用效果。

3.2.1沖擊力項目對OP的干預(yù)效果：根據(jù)運動項目實施過程中對于人體造成沖擊力的大小，可分為兩大類[31]，沖擊力項目和非沖擊力項目(例如自行車、游泳)，而沖擊力項目又可以分為高、中、低三個等級。Ireland等[27]發(fā)現(xiàn)長期進(jìn)行下肢力量性運動(短跑、跳躍)的運動員骨密度遠(yuǎn)高于耐力性運動員，而水上項目并不會對BMD產(chǎn)生顯著影響[32]，項目對肢體沖擊越大，對骨骼的影響也就越大，有利于BMD的維持。除此之外，各項目主要發(fā)力部位不同，受到?jīng)_擊較大的部位骨密度變化明顯高于其他部位。針對不同人群，相同的沖擊往往會表現(xiàn)出不同的效果，低沖擊項目對普通OP人群并不會有太大的影響。

3.2.2振動訓(xùn)練對骨質(zhì)疏松癥患者的影響：振動訓(xùn)練作為一種特殊方式，對機(jī)體有著特殊的作用，對受試者的機(jī)能要求也低，多數(shù)人群都可以輕松完成，但是由于強(qiáng)度不高，短期訓(xùn)練難以對骨骼強(qiáng)度[33]和結(jié)構(gòu)[34]產(chǎn)生影響。在增加干預(yù)周期以強(qiáng)度后，腰骶部、椎體和髖部[35]的骨密度有顯著變化，并且血清骨鈣素[35]也得到了改善，而下肢并沒有發(fā)現(xiàn)這些變化[36]。全身振動訓(xùn)練不僅可以改善骨骼成分，提高參與者的肌肉力量以及身體其他機(jī)能[37]，更重要的是提高某些功能障礙患者的生活質(zhì)量[38]。

3.2.3有氧運動對骨質(zhì)疏松癥患者的影響：有氧運動作為最適合中老年人參與的項目，整體強(qiáng)度適中、種類豐富且參與門檻低，被眾多老年人所接受，但由于有氧運動項目沖擊力較低，實際防治作用相對較弱[13]，干預(yù)的效果與生理接受范圍內(nèi)的運動負(fù)荷程正相關(guān)，因此必須長期堅持才會對骨骼產(chǎn)生影響。另外大部分有氧項目對下肢產(chǎn)生的影響遠(yuǎn)大于椎體[39]，需要配合其他運動才可以產(chǎn)生最大的效果。

3.2.4抗阻運動對骨質(zhì)疏松癥患者的影響：抗阻運動作為肌肉力量性訓(xùn)練的主要形式，還可以影響骨骼的成分。已經(jīng)有大量的相關(guān)實驗表明，抗阻運動可以改善骨密度，減少骨礦物質(zhì)流失[40]，增加如1型膠原蛋白氨基末端前肽[41]等骨代謝產(chǎn)物含量。相較于其他運動方式，其對于肌肉的影響會更大，進(jìn)而牽拉骨骼產(chǎn)生的刺激也就更大，更有利于增加成骨細(xì)胞的活性[12]，促進(jìn)骨形成。

3.2.5傳統(tǒng)運動對骨質(zhì)疏松整的影響：傳統(tǒng)運動作為我國特有的運動項目，提倡通過運動來防治疾病，對OP的治療也表現(xiàn)出了不錯的療效。相較于其他運動方式，其形式更加豐富，且負(fù)荷普遍較低，更適合老年人群參與。太極拳[42]、五禽戲和八段錦[14]等通過不斷轉(zhuǎn)換重心帶動全身關(guān)節(jié)，促進(jìn)血液循環(huán)并提高骨骼代謝，起到防治作用。

總之，由于運動項目的特點不同，對人體的作用大小會有所區(qū)別，沖擊項目對骨骼的影響相對較大，并且用力方式不同各部位的影響也會不同，對下肢沖擊大的項目對下肢骨骨密度的影響遠(yuǎn)大于其他部位，因此在實際應(yīng)用中要做到全身性的鍛煉，多種運動項目結(jié)合進(jìn)行干預(yù)。

3.3 不同運動強(qiáng)度對骨質(zhì)疏松癥的干預(yù)效果

運動強(qiáng)度是決定運動負(fù)荷的主要因素之一，不同運動強(qiáng)度所表現(xiàn)出的效果是不同的。研究發(fā)現(xiàn)[42]，高強(qiáng)度下肢運動相較于中小強(qiáng)度運動，對腰椎和股骨[43]的骨密度、血清堿性磷酸酶和血清骨鈣素有著明顯改善作用。一方面可以長時間(一年左右)維持骨礦物質(zhì)和骨密度的穩(wěn)定[44]，增加血清骨鈣素的含量。另一方面也增加了機(jī)體的靈敏度和力量，降低了跌倒骨折風(fēng)險[45]，提高生活水平。而在動物試驗[21]中發(fā)現(xiàn)，高強(qiáng)度運動使骨骼強(qiáng)度提高，但骨密度卻略低于中等強(qiáng)度，這很可能是所施加強(qiáng)度超過了機(jī)體承受能力，使機(jī)體無法承載過高的強(qiáng)度，進(jìn)而造成機(jī)能減退，影響了骨骼的正向發(fā)展。

許多OP患者往往還患有其他疾病，會進(jìn)一步影響運動療法的實施，因此，根據(jù)患者的自身情況來制定合適的運動強(qiáng)度就顯得尤為重要。Hamaguchi等[46]針對肌少癥OP患者制定了低沖擊、低重復(fù)的力量訓(xùn)練方案，發(fā)現(xiàn)運動后骨盆的骨密度得到了維持，而未充分運動的前臂則沒有改善。因此，即便是低強(qiáng)度的運動也會對特殊OP人群產(chǎn)生有益的改變。

綜上可知，運動強(qiáng)度對不同人群影響是有區(qū)別的，同一運動項目，在接受范圍內(nèi)，強(qiáng)度越大其對人體骨質(zhì)的影響越明顯，有利于骨密度維持穩(wěn)定。而人體作為一個復(fù)雜的個體，因為個體差異性，在制定運動處方的時候應(yīng)該具有針對性，根據(jù)實際情況制定最恰當(dāng)?shù)倪\動強(qiáng)度。

3.4 運動療法結(jié)合其他方式對骨質(zhì)疏松癥的影響

隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新興方法已經(jīng)投入到臨床治療當(dāng)中。目前最常用的方法為藥物治療，但藥物的不良反應(yīng)和不穩(wěn)定的療效，使得單獨的藥物干預(yù)效果并不理想[47]。而運動療法可以作為其輔助療法，來更好的干預(yù)OP，目前與運動療法聯(lián)合的方式主要包括中醫(yī)方式與西醫(yī)方式。

3.4.1中醫(yī)聯(lián)合運動療法干預(yù)骨質(zhì)疏松癥：銀杏葉提取物作為中藥治療OP的新型藥物[7]，被越來越多專家所關(guān)注，仇業(yè)鵬等[48]將其與運動療法聯(lián)合干預(yù)OP，發(fā)現(xiàn)血清雌二醇、丙二醛、血清骨鈣、堿性磷酸酶和雌性激素等指標(biāo)均得到提高，骨吸收和骨轉(zhuǎn)換率降低，骨密度也得到維持。另外還有應(yīng)用補(bǔ)腎壯骨顆粒[18]、雷火灸[49]等中醫(yī)手段與運動聯(lián)合干預(yù)，在實際的應(yīng)用中，運動療法很好的融入到了中醫(yī)的治療方案中，兩者結(jié)合表現(xiàn)出了明顯的效果。

3.4.2西醫(yī)聯(lián)合運動療法干預(yù)骨質(zhì)疏松癥：在西醫(yī)方面，將雷洛昔芬[50]、甲狀旁腺素類似物特立帕肽[51]等與運動療法結(jié)合，表現(xiàn)出了比單獨干預(yù)更有益的效果，提高了患者的骨強(qiáng)度。而對布洛芬的研究發(fā)現(xiàn)，在抗阻運動結(jié)束后立刻使用布洛芬會使橈骨遠(yuǎn)端的骨礦物質(zhì)含量降低[52]，而單獨布洛芬干預(yù)或運動干預(yù)則會產(chǎn)生有益的效果，這就警示要在正確的指引下進(jìn)行藥物加運動干預(yù)，減少不必要的傷害。隨著康復(fù)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，侯海斌等[53]將低強(qiáng)度激光與有氧運動聯(lián)合起來，對OP患者進(jìn)行干預(yù)，也起到了理想的效果。

3.4.3針對并發(fā)癥及誘因的聯(lián)合干預(yù)：在針對繼發(fā)性O(shè)P時，采用并發(fā)癥的治療藥物加運動療法是干預(yù)的常用思路。針對糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的OP，通過將硬化蛋白與運動療法聯(lián)合進(jìn)行干預(yù)，其交互作用很好的彌補(bǔ)了單一治療方式的不足，對骨量和骨強(qiáng)度的提升具有積極作用。針對2型糖尿病引發(fā)的OP，在褪黑素基礎(chǔ)之上[54]，添加有氧運動進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)兩者共同干預(yù)的效果十分顯著，骨密度得到改善，OP癥狀得到緩解。針對腦卒中患者，應(yīng)用溫針灸聯(lián)合運動療法[55]來干預(yù)腦卒中后OP，發(fā)現(xiàn)這一結(jié)合對骨代謝指標(biāo)的提升具有明顯效果，比單一手段更有作用，有效地減少了繼發(fā)性骨折的發(fā)生。

4 目前運動療法干預(yù)骨質(zhì)疏松癥實施過程中存在的矛盾問題

運動療法對OP的治療起著積極有效的作用，但真正的實施過程中，又受到各種因素制約，難以達(dá)到預(yù)期效果。

4.1 運動負(fù)荷與患者身體機(jī)能的矛盾

目前很多學(xué)者在驗證高強(qiáng)度運動干預(yù)OP的可行性，這與傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)理念是矛盾的，真正應(yīng)還需要大量的實驗驗證[4]。合理的運動時長有利于增加成骨細(xì)胞活性，超過限度則不會產(chǎn)生效果[56]，甚至?xí)铀俟橇苛魇?，這一現(xiàn)象在動物試驗[57]中也被發(fā)現(xiàn)，大強(qiáng)度運動未能有效維持BMD。在一些實驗中，雖然也有現(xiàn)象表明老年人可以承受大強(qiáng)度的負(fù)荷，但存在一定偶然性，真正使用高強(qiáng)度訓(xùn)練進(jìn)行老年患者干預(yù)，還需要更多有說服力的實驗進(jìn)行論證。

最近，Watson等[58]應(yīng)用高強(qiáng)度阻力訓(xùn)練法進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果顯示其對于股骨和腰椎的骨密度得到了維持，且未發(fā)現(xiàn)有受傷的特征。增加強(qiáng)度后[59]，提高了療效的同時，僅出現(xiàn)了一例的不良事件(輕微下背部痙攣)，該次實驗[60]并未發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度對老年患者有負(fù)面影響。這種針對老年人群的大強(qiáng)度干預(yù)在國內(nèi)是比較少見的，實驗所需要承擔(dān)的風(fēng)險是策劃者需要考慮的重要因素，高強(qiáng)度運動增加了實驗對象在測試中的受傷風(fēng)險。

4.2 運動處方的制定缺乏針對性

很多患者的OP往往是由于其他病癥所引起的[61]，因此，如何有針對性地制定干預(yù)措施也是另一大難題。對于早產(chǎn)嬰兒的研究[62]中，發(fā)現(xiàn)每日的輔助性訓(xùn)練并不會影響其骨強(qiáng)度。當(dāng)OP患者患有癌癥時[63]，由于身體機(jī)能狀態(tài)的原因，采用低強(qiáng)度運動就可以維持骨密度，起到較好的防治作用。人體的特異性及疾病不同，導(dǎo)致同一運動處方并不適應(yīng)于所有患者，根據(jù)患者狀態(tài)設(shè)計具有針對性的運動處方，可以保證有效治療的同時，免受二次傷害。

4.3 運動療法干預(yù)骨質(zhì)疏松癥評估方式及維持性問題

運動療法相較于藥物治療，短期干預(yù)難以產(chǎn)生顯著變化[64]，只有長期堅持才可以發(fā)揮最大的效果。很多老年人認(rèn)為單一的運動處方限制了他們的運動類型，過于枯燥的項目和長期訓(xùn)練，會使他們感到乏味而不能堅持。目前OP的療效評估主要看重骨密度的變化[66]，忽略了肌肉力量、身體功能等因素。目前OP最常用的檢測方式是雙能X線吸收法，但不足以解決日常人群的檢測需求，并且難以檢測骨骼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化[65]，一段時間的治療結(jié)果難以直觀地展現(xiàn)在患者眼前[66]，患者難以在短時間內(nèi)通過權(quán)威的數(shù)據(jù)去驗證運動療法對于自身的影響。

總體來看，雖然很多實驗應(yīng)用高強(qiáng)度運動來干預(yù)老年OP患者，起到了不錯的效果，但由于個體差異，以及其他疾病影響，使得這一方案的可行性還需要大量臨床試驗驗證。在實際干預(yù)過程中，要突出評估的作用，根據(jù)患者機(jī)能狀態(tài)設(shè)計針對性的運動處方，督促患者堅持完成，保證運動療效。

5 總結(jié)與展望

目前人們對于OP的關(guān)注度越來越高，在尋找合適干預(yù)方式的同時，更加注重OP的預(yù)防。年輕時經(jīng)常鍛煉收益也是最高的，這也表明預(yù)防OP確實是青少年而非老年人的任務(wù)。當(dāng)確診OP進(jìn)行干預(yù)時，由于運動形式的多樣性以及個體機(jī)能狀態(tài)的差異，在實施過程中暴露出了許多問題，包括運動強(qiáng)度與個體耐受力間的矛盾、運動項目的枯燥性、無法長期堅持以及缺乏相關(guān)專業(yè)指導(dǎo)人才等問題?，F(xiàn)階段針對運動干預(yù)OP的研究主要集中在理論層面，理論提及的問題難以真正應(yīng)用到治療，未來的研究集中在運動干預(yù)OP的實際應(yīng)用問題，以及準(zhǔn)確的干預(yù)機(jī)制上，以期待運動療法可以在日后防治中取得更好的效果。