爆發(fā)力訓(xùn)練對提升老年人身體功能的研究進(jìn)展

張有明 劉會成 劉傳勤 聶曉梅

摘要：以往老年人采用力量訓(xùn)練提高肌肉力量或身體功能，目前越來越多的研究表明爆發(fā)力訓(xùn)練（高速抗阻訓(xùn)練）對提高老年人的身體功能效果更佳。旨在老年人爆發(fā)力的增齡性特征、爆發(fā)力對提升老年人日常功能的效果、爆發(fā)力提升老年人日常功能的機(jī)制、老年人進(jìn)行爆發(fā)力訓(xùn)練的方案。以期對老年人的爆發(fā)力訓(xùn)練提供參考。

關(guān)鍵詞：爆發(fā)力訓(xùn)練 身體功能 老年人 研究進(jìn)展

中圖分類號：G812 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：20%—1839（2018）7—0134—04

1 引言

目前，我國已經(jīng)邁入老齡化階段，預(yù)計到2020年，老齡化水平將達(dá)到17.17%，其中80歲以上的老人達(dá)到3000多萬人，到了2025年，60歲以上的老人將達(dá)到3億，成為超老型國家。據(jù)中國老年社會追蹤調(diào)查（CLASS）報告顯示，我國老年人中74.7%的老年人至少患有一種慢性病，21.2%的老人在過去一年中摔倒過，26.6%的老年人出現(xiàn)過身體疼痛。其中評估老人日常基本活動能力包括吃飯、穿衣、洗澡、上廁所等有一項需要幫助或完全做不了，即定位失能。我國失能老人將從現(xiàn)階段625萬上升到2050年的1800萬人左右。老齡化給我們帶來嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，保持獨(dú)立生活和提高生活質(zhì)量是應(yīng)對老齡化是重要措施，因此，判斷老年人的鍛煉方案的標(biāo)準(zhǔn)就是是否提高了身體功能。通常老年人的鍛煉方式主要包括有氧運(yùn)動和力量訓(xùn)練，我國老年人常見的鍛煉方式以有氧運(yùn)動為主，力量訓(xùn)練比較少。主要原因在于有氧運(yùn)動簡單易行，力量訓(xùn)練需要一定的器械，還存在受傷的風(fēng)險因素。從科學(xué)鍛煉的角度出發(fā)，有氧鍛煉和力量訓(xùn)練要合理搭配才能取得良好的效果。

我國老年人力量訓(xùn)練研究文獻(xiàn)偏少，以“老年人力量訓(xùn)練”為主題詞進(jìn)行檢索，共發(fā)現(xiàn)44篇文獻(xiàn)，最早的一篇老年人文獻(xiàn)是戴昕2003年的文章，論述了老年人力量訓(xùn)練的重要性。從那以后，學(xué)者們逐漸關(guān)注老年人力量訓(xùn)練的問題。我國學(xué)者較多探索不同的鍛煉方案對老年人健身效果的影響。例如，蘇中君（2016）以核心組合下肢力量訓(xùn)練為練習(xí)方案，探索其對老年男性力量和身體活動的影響。張騰飛（2015）以有氧訓(xùn)練和力量訓(xùn)練的組合形式為練習(xí)方案，探究其對中老年女性對體適能的影響。趙莉（2015）利用彈力帶為干預(yù)手段，探究其對中老年人力量的提高效果。而國內(nèi)有關(guān)老年人爆發(fā)力的文獻(xiàn)更少，目前檢索到的僅有1篇文獻(xiàn)，說明目前國內(nèi)老年人爆發(fā)力訓(xùn)練還比較欠缺。

國外對老年人力量和爆發(fā)力的研究比較廣泛而深入。過去的30年間，大量的研究利用力量訓(xùn)練提升老年人身體功能。但是提高老年人身體功能、減少失能的最佳鍛煉方案始終沒有達(dá)成一致。許多專家建議利用最大力量提高肌肉力量。然而通過力量訓(xùn)練并不意味著身體功能一定提高。雖然肌肉力量和肌肉爆發(fā)力很相似，但是對于功能任務(wù)表現(xiàn)的貢獻(xiàn)卻不一樣。評價老年人身體功能的指標(biāo)主要包括：日常活動能力（ADL），椅子上坐-站測試、階梯測試、6m的步行速度、單腿站立測試、步行速度測試、站立-走計時測試等。目前許多研究發(fā)現(xiàn)肌肉爆發(fā)力比肌肉力量更能有效地預(yù)測老年人身體功能和失能狀態(tài)。[1，2，3，4]

為此，本研究旨在對老年人爆發(fā)力訓(xùn)練的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行梳理，主要探索老年人爆發(fā)力的增齡性特征、爆發(fā)力對提升老年人日常功能的效果、爆發(fā)力提升老年人日常功能的機(jī)制、老年人進(jìn)行爆發(fā)力訓(xùn)練的方案。以期對老年人的爆發(fā)力訓(xùn)練提供參考。

2 老化過程中肌肉力量和爆發(fā)力的變化

老年人力量訓(xùn)練對于應(yīng)對老化所出現(xiàn)的肌肉橫截面積、肌肉力量和肌肉爆發(fā)力的下降至關(guān)重要。50歲以后，肌肉每年的流失率大約在每年1-2%之間。[5]盡管年齡增長所帶來的肌肉流失不可避免，但是體力活動的減少是導(dǎo)致肌肉萎縮的重要原因。伴隨年齡增長出現(xiàn)的肌肉流失和肌肉萎縮是力量和爆發(fā)力下降的重要原因。50-70歲之間肌肉力量每十年以15%的速度下降，而70歲以后下降的速度更快。而肌肉爆發(fā)力的下降速度要遠(yuǎn)快于肌肉力量。在30-40歲之間時，爆發(fā)力以每年3-4%下降。[6]爆發(fā)力比肌肉力量快速下降的原因主要有：Ⅱ型肌纖維的流失、運(yùn)動單位募集和釋放率的減少、肌群的協(xié)調(diào)性減弱、肌群的同步激活增強(qiáng)、神經(jīng)傳導(dǎo)速度下降。[7]而日常生活需要一定程度的爆發(fā)力素質(zhì)，老年人快速力量的能力下降會對日常行為產(chǎn)生不利影響。如跑樓梯和步行。發(fā)展老年人爆發(fā)力素質(zhì)對日常行為能力尤為重要，能預(yù)防突發(fā)性的跌倒。[8]

3 力量訓(xùn)練與爆發(fā)力訓(xùn)練對提升老年人身體功能的效果

3.1 傳統(tǒng)力量訓(xùn)練對提高老年人身體功能效果甚微傳統(tǒng)的力量訓(xùn)練主要是采取較大負(fù)荷、慢速的向心收縮，如慢速提起和放下重物8-10次，每次訓(xùn)練2-3組，負(fù)荷一般60-90%1RM，每周訓(xùn)練2-3次。已有研究證明傳統(tǒng)力量訓(xùn)練可以提高肌肉表現(xiàn)和肌肉的生理特征。力量訓(xùn)練是老年人鍛煉方案的重要組成部分之一。傳統(tǒng)力量訓(xùn)練可以明顯提高肌肉力量和Ⅰ型、肌肉Ⅱ型肌肉的橫截面積。

老年病學(xué)研究表明肌肉力量和身體功能之間關(guān)系緊密。Alexander等人研究指出老年人從椅子上站起需要90%的膝蓋力量，而年輕人完成同樣的任務(wù)僅需要45%左右的膝蓋力量，這顯示出肌肉力量對老年人功能任務(wù)表現(xiàn)的重要性。然而，通過力量訓(xùn)練提升身體功能的機(jī)制還不是很清楚。粟國軍，米靖（2015）[9]通過6個月漸進(jìn)性力量練習(xí)，發(fā)現(xiàn)漸進(jìn)力量訓(xùn)練可有效提高老年人肌肉力量，但對功能性動作改善不足。Latham et al（2004）[10]的一項元分析表明傳統(tǒng)力量訓(xùn)練對提高肌肉力量效果明顯，但是對提升身體功能效果很小，增加的肌肉力量并不能轉(zhuǎn)化為老年人身體日常活動能力（ADL）的提高。數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，盡管力量是功能任務(wù)表現(xiàn)所必須的，但是加強(qiáng)肌肉力量并不等同于加強(qiáng)了功能表現(xiàn)。

3.2 爆發(fā)力訓(xùn)練對提升老年人身體功能效果更強(qiáng)

越來越多證據(jù)表明肌肉爆發(fā)力比肌肉力量對于增強(qiáng)日常活動能力（ADL）水平效果更佳。因此，當(dāng)我們的目標(biāo)是為了提高日常活動能力水平時，采用爆發(fā)力訓(xùn)練比采用力量訓(xùn)練更適宜。Bassey（1992）[11]發(fā)現(xiàn)爆發(fā)力訓(xùn)練可以提升功能表現(xiàn)的證據(jù)，即腿部伸肌爆發(fā)力訓(xùn)練可以預(yù)測衰弱老年人爬樓梯和坐立的表現(xiàn)。研究人員同時發(fā)現(xiàn)腿部伸肌和踝關(guān)節(jié)屈肌的爆發(fā)力峰值比最大力量預(yù)測功能表現(xiàn)效果更好。[12，13，14]Foldvari（2000）對75歲老年女性社區(qū)居民進(jìn)行1年的力量訓(xùn)練、爆發(fā)力訓(xùn)練和有氧耐力訓(xùn)練，探索各種訓(xùn)練方法對老年人基本活動能力的健身效果。線性回歸分析表明腿舉爆發(fā)力和習(xí)慣性體力活動是老年人的功能表現(xiàn)的關(guān)鍵預(yù)測變量。Bean（2002）對65-83歲對行動受限老年人的研究中同樣發(fā)現(xiàn)腿部力量和爆發(fā)力兩者相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.89，而腿部爆發(fā)力對身體功能的影響高于腿部的力量。Hrnda KV（2003）[15]對75-94歲的老年人進(jìn)行隨機(jī)對照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，漸進(jìn)肌肉力量訓(xùn)練提高了肌肉爆發(fā)力，提升日常功能表現(xiàn)。Miszko TA（2003）[16]對比了力量訓(xùn)練和爆發(fā)力訓(xùn)練對社區(qū)老年人身體功能的影響。經(jīng)過16周，每周3次的訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，爆發(fā)力訓(xùn)練比力量訓(xùn)練對提升老年人身體功能更有效。Webber SC[17]（2010）使用彈力帶對老年人進(jìn)行高速、低強(qiáng)度的爆發(fā)力訓(xùn)練，提高了行動不便老年人的動作時間，促進(jìn)其功能恢復(fù)。粟國軍，米靖（2014）[18]對老年人進(jìn)行2個月的力量訓(xùn)練，主要目的是對比了不同力量訓(xùn)練計劃對老年人肌肉力量和身體功能的影響。一共有三種力量練習(xí)計劃：高速率變阻訓(xùn)練、由慢到快速率的等阻訓(xùn)練、高速率的變阻訓(xùn)練和身體功能訓(xùn)練相結(jié)合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高速率練習(xí)組在提高老年人身體功能上優(yōu)于等阻訓(xùn)練組、變阻訓(xùn)練與身體功能結(jié)合組。

Tom Hazell（2007）對力量訓(xùn)練和爆發(fā)力訓(xùn)練對促進(jìn)老年人身體功能的效果進(jìn)行了對比分析，具體見圖1，結(jié)果顯示爆發(fā)力訓(xùn)練對老年人多種身體功能的促進(jìn)效果優(yōu)于力量訓(xùn)練。因此，綜合以上的研究結(jié)果，當(dāng)訓(xùn)練目標(biāo)是為了提升日常活動能力時，爆發(fā)力訓(xùn)練更有效。

4 爆發(fā)力訓(xùn)練提升老年人身體功能的機(jī)制

目前針對爆發(fā)力訓(xùn)練提升老年人日常功能的機(jī)制有兩種重要的假設(shè)。這兩種假設(shè)從不同的角度對其原理進(jìn)行了解釋。

第一種解釋是功能閾值理論：Buchner DM（19%）力量與功能表現(xiàn)之間的關(guān)系不是線性的。力量與功能之間的關(guān)系是曲線的，力量或爆發(fā)力對于提升功能表現(xiàn)是存在臨界值的[20]（天花板）。假如個體擁有較低的力量基線水平，通過力量訓(xùn)練提升身體功能的幅度會很大。而個體擁有較高的力量基線水平，通過力量訓(xùn)練提升身體功能的空間會很小。例如，功能受限的老年人通過力量訓(xùn)練可以提升功能表現(xiàn)的幅度很大，而健康老年人通過力量訓(xùn)練提升的幅度較小；Caserotti（2010）發(fā)現(xiàn)力量訓(xùn)練提升功能表現(xiàn)的測試時，老年人提升了近50%，而年輕人僅提升了25%，因?yàn)槔夏耆斯δ鼙憩F(xiàn)水平較差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于功能表現(xiàn)的臨界值。

第二種解釋是爆發(fā)力的肌肉激活模式與日常功能表現(xiàn)更接近。力量訓(xùn)練所帶來的提高沒有有效地轉(zhuǎn)換到功能任務(wù)表現(xiàn)上來，因?yàn)榱α坑?xùn)練動作模式和功能表現(xiàn)動作模式的肌肉激活模式不同。[21]例如，典型的日常功能任務(wù)涉及到更復(fù)雜肌肉激活模式，而傳統(tǒng)力量訓(xùn)練通常以慢速、最大負(fù)荷的動作模式。功能任務(wù)實(shí)質(zhì)上更多地依賴于動作速度，但是，傳統(tǒng)力量訓(xùn)練的肌肉激活模式限制了力量訓(xùn)練效果的轉(zhuǎn)化。爆發(fā)力訓(xùn)練會促使肌肉力量和爆發(fā)力提高的原因是神經(jīng)適應(yīng)性而不是肌肉肥大（Hakkinen et al l998；Reid et al.2015）。這種適應(yīng)包括運(yùn)動單位募集的增加、促進(jìn)主動肌的激活、抑制了拮抗肌的興奮（Hakkinen et al.1998）。Barry和Carson（2004）認(rèn)為肌肉之間的協(xié)調(diào)是力量訓(xùn)練提升功能任務(wù)表現(xiàn)轉(zhuǎn)化的核心。快速的爆發(fā)力訓(xùn)練可以有效提高肌肉之間的協(xié)調(diào)性，幫助訓(xùn)練提升功能任務(wù)的表現(xiàn)。

5 老年人爆發(fā)力訓(xùn)練方案

5.1 老年人爆發(fā)力訓(xùn)練的參數(shù)

爆發(fā)力是做功（力*距離）除以時間，因此，爆發(fā)力是快速產(chǎn)生大力量的力量輸出，力量與速度結(jié)合的功能（Weir and Cramer 2006）。力量訓(xùn)練的典型特征是隨著訓(xùn)練組數(shù)的增多爆發(fā)力輸出會減弱，為了克服這一點(diǎn)，動作練習(xí)應(yīng)該具有爆發(fā)性。爆發(fā)力的練習(xí)方式主要包括：奧林匹克舉、超等長練習(xí)。但是這些練習(xí)主要適合于運(yùn)動員和有訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)的舉重運(yùn)動員，不適合老年人。當(dāng)老年人能夠完成一般性抗阻訓(xùn)練，高速度的爆發(fā)力訓(xùn)練計劃就可以逐步納入總的訓(xùn)練計劃之中。美國運(yùn)動醫(yī)學(xué)會針對健康老年人給出的爆發(fā)力訓(xùn)練方案是：每種練習(xí)1-3組，次數(shù)為每組6-10個，負(fù)荷為中等強(qiáng)度（40%-60%RM），進(jìn)階方式由組合器械到自由重量，以及多方向藥球練習(xí)。目前研究的重點(diǎn)集中在檢驗(yàn)爆發(fā)力對身體功能的促進(jìn)效果以及確定爆發(fā)力最佳的訓(xùn)練負(fù)荷。

5.2 老年人爆發(fā)力訓(xùn)練的器材

目前彈力帶已經(jīng)廣泛應(yīng)用于競技體育和全民健身中，彈力帶有攜帶方便、價格低廉、安全性高的優(yōu)點(diǎn)，是老年人最佳的力量訓(xùn)練工具。美國運(yùn)動醫(yī)學(xué)學(xué)會研究證實(shí)彈力帶練習(xí)可以達(dá)到和那些昂貴并且笨重的器械相同的效果。研究人員采用彈力帶進(jìn)行爆發(fā)力訓(xùn)練取得了良好的效果。Hruda（2003）利用彈力帶對行動受限老年人進(jìn)行居家的爆發(fā)力訓(xùn)練，老年人以自身體重為阻力，通過增加彈力帶磅數(shù)實(shí)施漸進(jìn)負(fù)荷的目標(biāo)，訓(xùn)練過程中要求被試以最快的速度完成，結(jié)果顯示峰值扭矩提高了27.3%，平均爆發(fā)力提高了50.6%，更為重要的是被試步行速度提高了36.1%，椅子坐-起提高了66.2%，這些功能的提升有利于老年人在有限的時間內(nèi)快速地穿越十字路口。劉國華[22]（2018）以健康老年人為研究對象進(jìn)行16周的彈力帶抗阻訓(xùn)練，結(jié)果發(fā)現(xiàn)漸進(jìn)式的彈力帶顯著提高了老年女性的平衡能力和身體活動能力。Bean（2004）利用負(fù)重背心進(jìn)行爆發(fā)力訓(xùn)練，背心的負(fù)荷為鍛煉者體重的2%，個體根據(jù)自身情況適當(dāng)增加或減低負(fù)荷。通過設(shè)置與日常功能任務(wù)相關(guān)的動作練習(xí)形式，例如椅子坐立、提踵練習(xí)、臥推等，12周后被試的身體功能得到顯著提高。

6 結(jié)論

（1）爆發(fā)力訓(xùn)練作為老年人訓(xùn)練方案的一種新形式，越來越多的證明表明爆發(fā)力訓(xùn)練對提升老年人日常活動能力的效果優(yōu)于力量訓(xùn)練。但是需要提供爆發(fā)力訓(xùn)練利弊的詳細(xì)證據(jù)。將來的研究需要提供：控制組的隨機(jī)化程度、充足的失能老人樣本、雙盲評估、樣本分配的隱蔽性、意向性分析、系統(tǒng)地檢測不良事件。只有這樣才能證明研究的科學(xué)性，我們才能在此基礎(chǔ)上對老年人爆發(fā)力訓(xùn)練提供科學(xué)的結(jié)論。

（2）爆發(fā)力提升老年人身體功能的機(jī)制存在兩種假設(shè)：第一，功能閾值理論；第二，肌肉激活模式相似度。這兩種假設(shè)從不同視角對爆發(fā)力提升老年人身體功能的機(jī)制進(jìn)行良好的解釋，未來需要更多的相關(guān)研究來進(jìn)一步驗(yàn)證這兩種假設(shè)。

（3）雖然美國運(yùn)動醫(yī)學(xué)會對老年人爆發(fā)力的訓(xùn)練參數(shù)（時間、頻率、負(fù)荷）等進(jìn)行了推薦，但是仍然需要更多的實(shí)證研究來確定提升老年人身體功能的最佳參數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]Keysore JJ and Jette AM. Have we oversold the benefit of late—lifeexercise[J] Gerontol 56： M412—M423 （2001）.

[2]Cuoco A， Callahan DM， Sayers S， Frontera WA， Bean J and FieldingRA. Impact of muscle power and force on gait speed in disabled older men and women [J] Gerontol 59： 1200-1206 （2004）.

[3]Sayers SP， Guralnik JM， Thombs LA and Fielding RA. Impact of leg muscle contraction velocity on functional performance in older men and women.[J] Am Geriatr Soc 53： 467-471（2005）.

[4]Suzuki T， Bean JF and Fielding RA. Muscle power of the ankle flexors predicts functional performance in community—dwelling older women [J] Am Geriatr Soc 49： 1161-1167（2001）.

[5]Marcell TJ. Sarcopenia： Causes， consequences， and preventions.[J] Gerontol 58A： 911—916（2003）.

[6]Rogers MA and Evans WJ. Changes in skeletal muscle with aging： Effects of exercise training. Holloszy[J] O. ed. Exerc Sports Sci Rev Baltimore： Williams & Wilkins， Vol. 21： pp. 65-102（1993）.

[7]Petrella JK， Kim J， Tuggle SC， Hall SR and Bamman MM. Age differences in knee extension power， contractile velocity， and fatigability[J] Appl Physiol 98： 211—220（2005）

[8]MacAluso A， Nommo MA， Foster JE， Cockburn M， McMillan NC and DeVito G. Contractile muscle volume and agonist—antagonist coactivation account for differences in torque between younger and older women [J]Muscle Nerve 25： 858-863（2002）.

[9]Thomas R.Bacchle&Roger; W.Earle.體能訓(xùn)練概論[M]上海二聯(lián)書店出版社.

[10]粟國軍，米靖.6個月漸進(jìn)性力量練習(xí)對男性老年人身體素質(zhì)和功能性動作的影響D].中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜 志，2015（34）：592-594.

[11]Latham N， Bennett D， Stretton C and Anderson CS. Systematic review of progressive resistance strength training in older adults[J] Gerontol 59： M48—M61 （2004）.

[12]Bassey EJ， Fiatarone MA， O'neill EF， Kelly M， Evans WJ and Lipsitz LA. Leg extensor power and functional performance in very old men and women. Clin Sci 82： 321-327 （1992）.

[13]Bean JF， Kiely DK， Herman S， Leveille SG， Mizer K， Frontera WA， et al. The relationship between leg power and physical performance in mobility—limited older people. J Am Geriatr Soc 50： 461-467 （2002）.

[14]Cuoco A， Callahan DM， Sayers S， Frontera WA，Bean J and Fielding RA. Impact of muscle power and force on gait speed in disabled older men and women. J Gerontol 59： 1200-1206（2004）.

[15]Suzuki T， Bean JF and Fielding RA. Muscle power of the ankle flexors predicts functional performance in community—dwelling older women. J Am Geriatr Soc 49： 1161-1167（2001）.

[16]Hruda KV.Training for muscle power in older adults： effects on functional abilities. Canadian Journal of Applied Physiology 01 Apr2003（2）：178-189

[17]Miszko TA.Effect of strength and power training on physical function in community—dwelling older adults [J] Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2003（2）：171-5.

[18]Webber SC.Effects of ankle power training on movement time in mobility—impaired older women .Medicine & Science in Sports & Exercis[J]，2010（7）：1233—40

[19]粟國軍，米靖.短期力量練習(xí)對老年人肌肉力量和身體功能的影響[J].體育科研，2014（35）：60-63.

[20]Tom Hazell. Functional Benefit of Power Training for Older Adults [J] Journal of Aging and Physical Activity， 2007（15）： 349-359

[21]Buchner DM， Larson EB， Wagner EH， Koepsell TD and LaTeur BJ. Evidence for a non-linear relationship between leg strength and gait speed. Age Ageing 25： 386— 391（1996）.

[22]劉國華.彈力帶抗阻訓(xùn)練對延緩老年女性骨骼肌衰減的效果[J]吉林體育學(xué)院學(xué)報2018（2）：34-36.