女子足球運動員的骨代謝特征研究

摘要：采用雙能X線法(GE lunar，prodigy)測定15名足球女運動員1年訓練期間前后3次(間隔6個月)的骨密度和體成分。同時，采用酶聯免疫法測定受試者骨代謝生化標志物水平。探討長期足球專項運動對骨量和骨代謝指標的影響及特征。結果顯示，第3次全身骨密度及骨礦含量、脊柱骨密度、骨盆骨密度及骨礦含量、左大腿及上肢骨密度均明顯高于第1次測試結果(P<0.005-P<0.05)。3次腰椎骨密度、骨礦含量、體脂百分比和瘦體重均無顯著差異。抗酒石酸酸性磷酸酶－5b第2及3次與第1次測試結果間差異顯著(P<0.05)，但3次測試結果與正常值相比差異均無顯著性。25－羥基維他命D第1次測試結果顯著低于正常值下限(P<0.05)，后2次測試結果均在正常范圍之內。血清骨鈣素(BGP)及骨特異性堿性磷酸酶(BAP)3次測試結果間、以及與正常值下限間亦均無顯著差異，因此，長期足球運動有利于增加機體的骨量，既可以增加全身骨密度和骨礦含量，又使得機體局部一左大腿、骨盆和上肢骨密度，脊柱及骨盆骨礦含量顯著增加，局部骨量的增加具有顯著項目特征。生化標志物水平呈現小幅波動。提示，足球運動導致的成骨效應是建立在骨的高代謝轉換基礎之上。

關鍵詞：女子足球運動員；骨密度；骨礦物質含量；骨代謝；代謝轉換

中圖分類號：G804.23 文章編號：1009-783X(2011)02-0179-05 文獻標志碼：A

研究發現，女子足球運動員在退役多年后，其股骨近端和全身BMD高于同齡對照組。該研究認為，運動員職業生涯結束后，骨密度仍可保持一定的水平，這對預防骨質疏松的發生具有積極作用。足球運動員所表現出的這種相對長期性效應，可能與足球專項運動具有較大沖擊力、高強度對抗性的特點密切相關。為了進一步深入了解足球運動對骨代謝的影響特征，本研究對現役女子足球運動員進行了骨代謝相關指標的測試，以期為闡釋長期系統的運動訓練對骨代謝的效應及機制提供依據。

1 材料及方法

1.1研究對象

陜西省女子足球隊運動員15名，受試對象一般情況見表1。受試對象年齡18～28歲；身高160～178cm；體重52～70kg；身體質量指數(BMI)20.545；從事專項訓練3～14年；訓練年限6～14年。

1.2研究方法

在為期1年多(2008年1月－2009年6月)的測試中，對15名女子足球運動員進行3次追蹤測試。測試指標包括：上下肢、腰椎、股骨及全身骨密度(BMD)和骨礦含量(BMC)；體脂百分比；肌肉重量；骨代謝生化標志物25羥基維生素D(25－OH－VD)、骨鈣素(BGP)、骨特異性堿性磷酸酶(BAP)、抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP－5b)等內容。

BMD、脂肪百分比和肌肉重量測試采用美國GE公司lunarprodigy雙能x線骨密度儀進行。清晨空腹狀態下靜脈采血10mL，離心分離血清，于－80℃低溫冰箱儲存待用。骨代謝標志物測試采用美國Thermo公司S200型酶標儀，以酶聯免疫分析法(ELISA)測定。

1.3統計

對1年多時間內先后3次測得的BMD、BMC和血液生化指標數據，以重復測量的非參數方差分析進行統計處理，所用軟件為SPSS 13.0。

2 研究結果

2.1骨密度與骨礦含量檢測結果

2.1.1全身和脊柱骨密度及骨礦含量

經過非參數方差分析后發現，第3次全身骨密度明顯高于第1次測試結果，差異顯著(P<0.005)，第3次全身骨礦含量顯著高于第1次測試結果(P<0.01)，第2、3次脊柱骨密度雖高于第1次測試結果，但差異不具有顯著性(P>0.05)，第3次脊柱骨礦含量顯著高于第1次測試結果(P<0.05)。

2.1.2骨盆、上肢、左大腿骨密度與骨礦含量

經過重復測量非參數方差分析后發現，第3次骨盆骨密度及骨盆骨礦含量、第3次左大腿及上肢骨密度均顯著高于第1次測試值(P<0.05)。

2.1.3股骨頸和股骨干骨密度

第3次股骨頸骨密度、股骨干骨密度測試結果雖顯示均高于第1次測試結果，但差異不具有顯著性(P>0.05)。

2.1.4股骨粗隆骨密度和骨礦含量

左股骨粗隆骨密度和骨礦含量第3次與前2次的均值相比，雖有輕微下降，但差異不存在顯著性(P>0.05)。右股骨粗隆骨密度下降趨勢比較明顯(P<0.01)，而右粗隆骨礦含量也有下降的趨勢，但經非參數方差分析后發現，差異也不具有顯著性(P>0.05)。

2.1.5股骨近端骨密度和骨礦含量

左股骨近端骨密度和骨礦含量平均值有下降趨勢，但組間差異不具有顯著性。3次右股骨近端骨密度無顯著差異，然而右股骨近端骨礦含量第3次的平均值明顯低于第2次的測試結果(P<0.05)。

2.1.6腰椎骨密度與骨礦含量

3次腰椎骨密度及骨礦含量測試均值間均無顯著差異。

2.2體脂百分比與肌肉重量測試結果

3次體脂百分比和瘦體重測試數據間均無顯著差異(P>0.05)。

2.3骨代謝相關指標測試結果

25羥基維他命D(25－(OH)VD)第1次測試結果顯著低于正常值下限。后2次測試結果均在正常范圍之內，而且第2與第3次測試結果顯著高于第1次測試(P<0.05)。

3次血清骨鈣素(BGP)測試結果間無顯著性差異，且3次測試結果均接近于正常值的下限，但與正常值下限間均無顯著差異。

骨特異性堿性磷酸酶(BAP)第2次測試結果略低于第1次測試，第3次測試結果略高于第1次測試，但均無顯著性差異。3次檢測結果處于正常值范圍。

抗酒石酸酸性磷酸酶5b(TRACP-Sb)第2及第3次測試結果與第1次測試結果間具有顯著差異(P<0.05)，但3次測試結果與正常值相比差異均不具有統計學意義。

3 分析討論

3.1足球運動對骨密度(BMD)和骨礦含量(BMC)的影響

早在1892年，德國解剖學家Julius Wolf通過實驗證實運動刺激可以增加BMD。此后，諸多研究證實，運動是BMD的重要影響因素，運動通過改善BMD，實現其健骨效應，但過度運動則可能導致骨量丟失，甚至應力性骨折。據報道，健骨運動具有如下特征：1)節奏較快的動態運動；2)達到最大運動能力的70％以上，即大于70％ VO₂max；3)沖擊性運動，如上下樓梯、跑步、原地跳等；4)多肌群參與收縮，運動的方向和部位不同，抗阻力性運動，因此，一定范圍內的高強度、高沖擊性、抗阻力性運動，使BMD明顯增加。足球運動恰好符合上述運動特征，兼具較大沖擊性、高強度、對抗性，迅速啟動及加速沖刺等特點，對骨代謝具有有效的促進作用。就本研究結果分析，足球專項運動的效果主要表現在左大腿、上肢、骨盆及全身BMD的顯著性增加，股骨上1／3、骨盆、脊柱以及全身BMC的顯著性升高。據報道，高水平女子足球運動員全身BMD比對照組高3.5％，與本研究的結果具有一致性。

本研究亦發現，女子足球運動員股骨粗隆BMD和BMC有下降趨勢，其中右股骨粗隆BMD下降趨勢比較明顯。由于股骨粗隆是諸多肌肉的附著點，而骨BMD與肌肉重量密切相關，因此，該部位BMD和BMC的下降，推測可能與運動員身體肌肉重量的減少有一定關系。

總之，足球運動增加BMD，提高BMC的主要原因，我們認為主要與下述2方面有關：1)對骨的直接刺激；2)肌肉牽拉的間接刺激效應。運動過程中直接刺激和肌肉牽拉產生的拉伸力、擠壓力和剪切應力作用于骨組織，刺激了機體的成骨效應，使成骨作用占據優勢地位；因而，表現出與足球運動特點相一致的各個部位BMD及BMC增加。即運動中承受應力載荷較大的部位，其BMD及BMC增加’；因此，本研究中上述部位BMD與BMC的變化，是機體對運動產生的良好適應性改變。

3.2足球運動對骨代謝生化標志物的影響

成人骨組織的代謝平衡是破骨細胞不斷吸收舊骨和成骨細胞不斷形成新骨的動態偶聯過程。骨代謝標志物是一種反映骨形成和骨吸收情況并存在于血及尿液中的化學物質，骨代謝生化標志物的水平可以反映骨代謝瞬間及整體的動態情況，有助于及時了解機體骨轉換狀況。健骨運動有利于骨形成增加和骨吸收減少，表現為反映骨形成和骨轉換的生化標志物水平升高及反映骨吸收的生化標志物水平降低。如果運動負荷過大，則易造成骨吸收作用增加，導致骨代謝的負平衡，而引起骨量的丟失。骨代謝生化標志物反應敏感，往往在BMD改變之前，這些指標已經出現變化，因而，在流行病學調查，長期追蹤監測以及預防性診斷方面具有優勢。通過監測骨代謝生化標志物來監控或了解運動及訓練中的骨代謝狀況及變化趨勢，具有獨特的作用。

血中的酸性磷酸酶抗酒石酸酸性磷酸酶－5b(TRACP－5b)來源于多種組織，如骨、前列腺、紅細胞以及血小板等，骨源性酸性磷酸酶能抵抗酒石酸的抑制，因而，稱之為抗酒石酸酸性磷酸酶。血液中TRACP－5b主要來源于骨吸收過程中破骨細胞的釋放，TRACP的活性與骨吸收狀況相平行，高轉化率的骨質疏松癥患者TRACP升高，其他代謝性骨病亦可升高。Zaidi等認為，TRACP-5b對骨吸收有促進作用，具有潛在調節破骨細胞與骨結合的功能。Habermann B等的研究表明，髖關節置換術后早期TRACP-5b顯著升高，26周后BMD下降。可見，骨吸收標志物先于BMD出現變化，因此，血清中TRACD－5b是反映骨吸收作用的重要指標。TRACD－5b增加意味著破骨細胞活性加強，骨吸收作用增強。在研究中發現，TRACP－5b第2與第3次測試結果，第2與第1次測試結果存在顯著差異(P<0.05)，且后2次測試結果均高于正常值的上限水平。說明1年多的足球專項運動訓練中，運動員的TRACP-5b水平在不斷變化，這種變化可能與其專項訓練的強度及負荷量密切相關。提示受試足球女運動員骨代謝較為活躍，呈現較高轉換狀態。

血清骨鈣素(BGP)主要是由成骨細胞合成后分泌入血的，而非骨基質吸收時釋放入血；故血中BGP的濃度一方面可以反映成骨細胞的活性，另一方面則反映骨轉換中骨形成的速率。本研究中，前后3次BGP測試值均接近正常值的下限，但與正常值下限間均無顯著差異。據這一項指標分析，似乎可以認為女足運動員的骨代謝轉換中骨形成速率并不高，基本維持在正常范圍內。

正常人血清中的骨特異性堿性磷酸酶主要由骨骼的成骨細胞產生，對骨基質的形成和礦化具有重要作用。Calvo等用檢測血清中骨特異性堿性磷酸酶B含量發現，骨特異性堿性磷酸酶B與骨礦化率有很顯著的相關性。另一項研究表明，老年白人女性骨特異性堿性磷酸酶B水平每高出1個標準差，腰椎和股骨頸BMD都降低4％。提示，對于骨代謝呈現高轉換狀態的人群，應綜合其他指標共同詮釋骨代謝狀況。本研究中BAP的3次檢測結果雖略有波動，但均處于正常值上限水平。從趨勢分析，似乎足球專項運動有助于刺激骨基質的礦化過程。

人體通過小腸吸收或皮膚光合作用合成的VD.均在肝細胞微粒體和線粒體中25－羥化酶的作用下，脫氫生成25-OH-VD3。體內維生素D的主要循環形式是25一羥基維生素D(25－OH－VD)和1，25雙羥基維他命D(1，25－(OH)2－VD3)。通過腸、骨、腎維生素D受體，發揮對血鈣水平的調節作用。維生素D受體對骨代謝具有雙向調節作用，成骨細胞上的維生素D受體可調節位于破骨細胞上的維生素D受體，抑制其增殖亦可促進其分化，從而對骨的合成和分解代謝起著雙向調節作用。臨床上通過定量監測體內維生素D水平，協助進行某些代謝紊亂及骨質疏松的診斷，進行維生素D狀態評估。在我們的研究中發現，受試運動員25-羥基維生素D第1次測試結果顯著低于正常值下限。后2次測試結果均在正常范圍之內，而且第2與第3次測試結果顯著高于第1次測試。結合上述骨代謝指標水平的特征，似乎可以理解為其水平的變化與整體骨轉換過程加強、骨基質的礦化活躍有關。

綜上所述，足球專項運動對骨代謝具有良好的促進作用，既能增加破骨細胞活性，使骨吸收作用增強，又能增加成骨細胞活性，促進骨的合成。而骨密度和骨礦含量指標的變化與生化標志物并非完全同步。結果表明：1)足球運動導致的成骨效應是建立在骨的高代謝轉換基礎之上；2)骨代謝標志物的總體效應提示，足球運動的運動負荷量較大，若不加嚴格監控，可能將由于過度負荷導致機體骨代謝向破骨占優的方向轉化，若能夠控制運動負荷在適宜范圍下，則將有利于運動員骨量的維持，減少骨密度和骨礦含量的下降。

4 結論

1)足球運動有利于增加機體骨密度和骨礦含量，特別是與項目特點相關聯的相應部位的骨密度和骨礦含量。

2)足球運動負荷對骨代謝具有顯著的刺激作用，骨代謝呈高轉換狀態。

3)對骨代謝狀況進行評價時，宜采用多指標的綜合分析。