高頻全身振動訓練及停練后對老年女性骨密度的影響

巴洪冰 程亮

1. 阿壩師范學院，四川 水磨鎮 623002 2. 四川省運動技術學院，四川 成都 610041

研究發現隨著年齡的增加，人體肌肉組織流失，進而導致肌肉力量和關節功能的衰退，甚至發生骨質疏松癥[1]。學者報道，有規律的運動或抗阻訓練能有效改善骨質結構[2-3]，另外，適宜的全身振動訓練(whole-body vibration training，WBVT)也能提高人體BMD，與運動或抗阻訓練方式相比，WBVT更適合運動功能喪失、有認知功能障礙或不習慣運動的人群[4]。普遍的觀點認為高頻WBVT對人體BMD的提高優于低、中頻，他們選擇的振動頻率分布在20～40 Hz、振幅分布在2～5 mm[5-8]。遺憾的是，停止WBVT后對受試者的BMD有何影響缺乏文獻報道。鑒于此，為了進一步驗證和彌補現有研究的不足，本研究在前期研究基礎上[1]，假設停止WBVT 8周后對受試者BMD仍有積極影響。擬通過對絕經老年女性進行24周無負重的WBVT，探討停練8周后股骨近端BMD的變化，為社區、老年機構開展全身振動訓練改善老年人BMD提供依據，將豐富預防老年人骨質疏松癥的理論。

1 對象和方法

1.1 對象

2015年6月，通過走訪我校周邊大型公園、社區以及我市養老機構，募集68例60～70歲健康老年女性。納入標準：①通過健康體檢；②簽訂知情同意書；③無特別健身愛好；④絕經，近2年未服用雌激素藥物。排除標準：①有骨質疏松癥；②體內有植入物或心臟支架、心臟起搏器；③有運動障礙、癲癇病及帕金森癥狀。在實驗前4周有7例因家庭、個人原因離開(流失率10.3%)，最終61例受試者完成整個實驗過程。隨機分成振動組(30例，年齡64.8±4.5歲，身高157.8±7.2 cm，體重57.0±8.2 kg，BMI=22.9±2.1 kg/m2)和對照組(31例，年齡65.1±3.9歲，身高158.0±8.6 cm，體重56.4±7.9 kg，BMI=22.6±1.9 kg/m2)，組間年齡、身高、體重和BMI差異無統計學意義。

1.2 方法

1.2.1全身振動訓練：本研究的振動頻率和振幅借鑒前期研究[1]和林長地[4]的方案，頻率為20～35 Hz、振幅為3 mm。實驗配備5臺Power-Plate振動儀(美國產)，由實驗人員進行指導，振動組進行為期24周(2015年7月至12月，每周3次，每次約20 min，下午16:00～18:30)的WBVT。借鑒巴洪冰[1]的實驗方案，振動組受試者在振動儀開啟狀態下完成半蹲、深蹲、提踵和單腿蹲4個動作(5組、每組10～12次，組間休息30 s)。振動儀處在關閉狀態下，對照組完成實驗組相同的動作。整個實驗周期兩組受試者保持原先的生活習慣，每隔4周有實驗人員對受試者進行電話回訪，紀錄她們的生活情況。

1.2.2骨密度測試：運用Norland產XR～46型雙能X線骨密度儀，在0周、24周和32周(停練8周)對所有受試者優勢側股骨近端的BMD進行測試，包括股骨頸、Ward’s三角區和大轉子。被測試部位需進行5次無折返連續掃描，股骨頸和大轉子誤差系數為1%～2%，Ward’s三角區誤差系數為2.5%～5%[1]。

2 結果

對受試者進行24周WBVT干預，及停練8周后，測試結果如下。(1)0周：振動組和對照組股骨近端BMD基線數據無顯著差異(P>0.05)；(2)24周與0周：振動組大轉子和Ward’s三角區BMD顯著增大(P<0.05)；振動組大轉子和Ward’s三角區BMD顯著大于對照組(P<0.05)；(3)32周與0周：振動組大轉子BMD顯著增大(P<0.05)；振動組大轉子BMD顯著大于對照組(P<0.05)。見表1。

表1 受試者股骨近端骨密度結果Table 1 Proximal femur BMD of the study

注：24周與0周組內比較，*P<0.05；24周與0周組間比較，★P<0.05；32周與0周組內比較，◆P<0.05；32周與0周組間比較，#P<0.05

Note: From 0 to 24 weeks within group comparison*indicatesP<0.05; from 0 to 24 weeks between group comparison★P<0.05; from 0 to 32 weeks within group comparison◆P<0.05; from 0 to 32 weeks between group comparison#P<0.05

3 討論

預防老年人骨質疏松癥的發生、提高生活質量十分有必要。目前已有學者報道定期的高頻WBVT能提高老年人的BMD[8-11]，但是停止WBVT練習后對BMD有何影響尚無文獻報道。本研究對老年女性進行24周的高頻WBVT，并分析停練8周后股骨近端BMD的變化，將進一步拓展WBVT對人體BMD影響的理論。結果顯示：24周后振動組大轉子和Ward’s三角區BMD顯著增大(P<0.05)；停練后(相比0周基線數據)振動組大轉子BMD顯著增大(P<0.05)，停練后振動組大轉子BMD仍顯著大于對照組(P<0.05)。本研究驗證了部分假說，停止WBVT8周后對受試者BMD仍有積極影響。

前人研究發現，當受試者進行WBVT時，會刺激到人體更多的感受器，激活了更多的運動單位并提高肌纖維募集的能力，進而促進神經遞質的分泌、刺激肌腱[4]，這對人體受振動刺激部位肌力的改善有積極作用。而肌肉收縮會對骨骼產生壓力負荷，成骨細胞的活性和骨的生成會通過壓電效應增強，因此增加肌力能促進成骨生長，優化骨骼結構，進而增加骨強度和BMD[1]。目前有“肌動力”和“骨血灌注增加”兩種學說解釋WBVT能改善BMD。Fritton[9]認為年齡增加后肌肉出現萎，縮減弱了“低值高頻”的力學刺激，骨質結構發生了變化。“肌動力”學說認為WBVT觸發了肌肉發放“低值高頻”的力學刺激，因此骨組織不斷受到刺激。與此同時，Saila[10]也認為WBVT能有效促進這種力學刺激，使肌肉進行了不隨意的收縮、產生了牽張反射，對骨組織反復刺激進而引起BMD的變化。另外，“骨血灌注增加”學說認為WBVT改變了人體骨組織中的血流量，引起骨血灌注的增加。Huang[11]認為WBVT會刺激受試者IIa型肌纖維收縮，有利于骨血灌注，促進骨生長、抑制骨量丟失。Stevart[12]發現WBVT增加了受試者胸部、骨盆和小腿血流量，分別提高了20%、26%和30%，該研究認為WBVT改變了受試者腿部血液動力學，產生高壓力，增加了外周淋巴和靜脈引流量，引起骨血流灌注增加，進而改變了BMD。

一系列研究證實了高頻WBVT對老年人BMD有積極影響，Russo[13]對29名老年女性進行24周的WBVT(頻率28 Hz，振幅2 mm)顯示雖然對股骨近端(大轉子)和腰椎BMD有顯著影響，但對股骨頸BMD無顯著變化。同時，巴洪冰[1]也持相同的觀點，認為24周的WBVT(頻率20～35 Hz、振幅3 mm)顯著提高了老年女性Ward’s三角區和大轉子BMD，而對股骨頸BMD無顯著影響。也有學者持不同的觀點，Ruan[5]認為24周WBVT(頻率30 Hz, 振幅5 mm)顯著增加了老年女性股骨近端BMD。本研究與Russo[13]和巴洪冰[1]的結論一致，造成結果的差異，推測可能與采取的振動頻率和振幅不同有關，提示論證不同的振動頻率和振幅對BMD影響將是后續研究方向之一。

目前針對老年群體進行WBVT停練后BMD的變化尚無文獻報道。但在運動停練后對人體BMD的影響已有討論，一項對55～70歲女性進行快走、慢跑和爬樓梯鍛煉(36周，每周3次)并分析在停練42周后BMD變化的研究，顯示實驗組骨礦物質含量出現顯著下降(停練42周與36周比較)，且只比0周時多1.1%，作者認為持續運動有利于骨量的維持[14]。鑒于此，我們推測停止WBTV，增加的骨密度可能會再度丟失，本研究在WBVT停練8周后對受試者進行了跟蹤分析，結果顯示對大轉子BMD提高仍能維持，但Ward’s三角區BMD出現下降，提示不間斷的持續WBTV對BMD的維持有積極作用。但本研究存在局限性，因受實驗條件限制未能更加細化停練時間，如每隔4周來探討停練對BMD的影響，未能比較與其他抗阻訓練對BMD影響的差異，將是后續討論的方向。

綜上所述，24周高頻WBTV提高了老年女性股骨近端BMD，對股骨頸BMD無顯著變化。建議在老年社區增加全身振動訓練儀，對有運動障礙或不習慣運動的人群提高BMD預防骨質疏松癥有積極的意義。另外，本研究初步證實了WBTV停練8周后，對大轉子BMD的維持仍有積極作用。