力量練習與老年人骨骼肌量-效應關系研究：最新進展與展望

田 野

老年人力量練習在改善機體代謝、保持日常生活能力、提高生活質量、降低全因死亡率等方面發揮關鍵作用（Dankel et al.，2016；Macaluso et al.，2004）。人體進入老年階段，隨著年齡增長，運動能力和日常生活能力下降，主要表現為行走、平衡能力下降，摔倒風險增加等，進而引起骨質疏松、動脈粥樣硬化、高血糖、胰島素抵抗等一系列健康問題，直接影響老年人生活質量（王航平 等，2019；Li et al.，2018；Lopez et al.，2018）。骨骼肌收縮力量下降、體積減小是老年人運動能力和生活質量下降的重要原因（Kamel，2003；Snih et al.，2005）。我國國民體質監測數據顯示，自2005年以來，我國成年人、老年人骨骼肌力量持續下降（國家體育總局，2017），已引起體育科學、運動醫學等相關領域專家學者的普遍關注。體育活動，特別是力量練習可以有效改善老年人骨骼肌功能、預防或延緩骨骼肌衰老、提高老年人生活質量、降低全因死亡率、延長健康預期壽命（Cartee et al.，2016；Hunter et al.，2004；Macaluso et al.，2004）。

力量練習量-效應關系是指在一定范圍內力量練習負荷強度、重復次數等量化指標增加或減少時，骨骼肌力量、體積等效應指標也隨之發生相應變化。研究證據顯示，老年人力量練習與骨骼肌功能、體積之間存在密切的量-效應關系。科學安排老年人力量練習量，不僅可以提高骨骼肌健身效應，而且可以降低運動傷病風險。近年來，國外有關力量練習量-效應關系研究活躍，在身體整合-細胞-分子等不同層面取得了許多高水平研究成果（劉曉光 等，2018；Fisher et al.，2017；Radaelli et al.，2015；Schoenfeld et al.，2017，2019），對于研究力量練習效果及其機制、科學指導老年人體育活動具有重要意義。我國目前有關力量練習量-效應關系研究報道尚不多見，力量練習改善老年人骨骼肌形態、功能機制研究成果與國外有較大差距。本文在概述力量練習量化指標、骨骼肌健身效應指標基礎上，系統總結國內外有關力量練習量-效應關系最新研究進展，探討力量練習提高老年人骨骼肌功能與體積的生物學機制，展望老年人力量練習研究領域發展方向，為精準指導老年人力量練習、提高老年人健康水平和生活質量提供理論依據。

1 力量練習的量化指標

力量練習量化指標包括負荷強度、重復次數、每天練習組數、練習間歇時間、每周練習頻率和持續練習周期等。力量練習方式、練習順序等也是影響骨骼肌健康效應的重要因素（田野 等，2010；American College of Sports Medicine，2009；Schoenfeld et al.，2017）。

負荷強度。負荷強度是指每次力量練習需要克服的重量，常用最大重復次數（repetition maximum，RM）及其百分數表示。最大重復次數是指力量練習時，采用某種負荷重量時所能重復的最多練習次數。1 RM是指重復一次的最大負荷重量，表示肌肉的最大收縮力量（國家體育總局，2018）。按照1 RM百分比，老年人（65～80歲）力量練習負荷強度可分為大、中、小3種，75%1RM以上為大負荷強度；50%～75%1 RM為中等負荷強度；50%1 RM以下為小負荷強度。

重復次數。重復次數是指某個力量練習動作在某種負荷強度下的重復次數。廣義地講，重復次數包括每個動作的重復次數和每天力量練習的重復組數。老年人每組力量練習一般安排6～8個動作（包括軀干、上肢、下肢等不同部位），每個動作重復8～12次，每天重復2～3組。負荷強度與重復次數構成了每次力量練習的總負荷量（Wolfe et al.，2004）。

間隔時間。間隔時間是指每個力量練習動作之間的休息時間和每組力量練習之間的休息時間。

練習頻率。練習頻率是指每周進行力量練習的天數，老年人一般每周進行1～3天力量練習（American Col‐lege of Sports Medicine，2002；Rhea et al.，2003）。

練習周期。練習周期是指從事力量練習的持續總時間，在力量練習的量-效應關系研究中，力量練習周期一般在10周以上（Rhea et al.，2003）。

練習方式。常見的力量練習方式包括抗阻練習（re‐sistance training，TR）、功率訓練（power training，PT）。按照骨骼肌收縮方式，力量練習包括離心力量訓練、等長力量訓練和等動力量訓練等（American College of Sports Medicine，2002）。

練習順序。力量練習順序是指力量練習中動作的先后順序。在力量練習時，一般先練習下肢肌肉，后練習上肢肌肉；先安排大肌群練習，后安排小肌群練習；先安排大強度練習，后安排小強度練習（American College of Sports Medicine，2009）。

2 骨骼肌健身效應指標

2.1 骨骼肌力量

骨骼肌力量是評定老年人力量練習效應的常用指標，包括動力性肌肉力量和靜力性肌肉力量。

動力性肌肉力量是骨骼肌向心收縮（肌纖維縮短）或離心收縮（肌纖維拉長）產生的力量，如最大屈肘力量等。一般常用1 RM表示最大收縮力量。從測試安全角度考慮，可用下列公式推算老年人最大收縮力量：

1 RM=100×重復某次的最大重量（kg）/（102.78-2.78×重復次數）（Bayles et al.，2018）。

靜力性肌肉力量是骨骼肌在等長收縮狀態下產生的力量。握力是評價老年人靜力性力量的簡易指標，在一定程度上可以反映人體整體肌肉力量，是大樣本力量練習效果研究的常用指標。

研究者可根據研究設計，采用實驗室力量測試設備測定不同身體部位、不同關節角度、不同收縮速度狀態下的骨骼肌力量，如等張肌肉力量、等長肌肉力量、等動肌肉力量等，精確評定力量練習效應效果。

肌肉功率是指骨骼肌快速用力能力，是反映骨骼肌工作效率的重要指標。常用的骨骼肌功率測定方法包括20 s最大功率自行車測試（Sargeant et al.，1981）和溫蓋特無氧功率實驗（Wingate anaerobic test，W AnT）（Slade et al.，2002）

2.2 骨骼肌質量

骨骼肌質量指標包括骨骼肌（纖維）橫斷面積、體積和重量等。測量骨骼肌質量（體積）的無損傷方法主要有計算機斷層掃描（computed tomography，CT）、核磁共振成像技術（magnetic resonance imaging，MRI）和雙能X射線吸收法（dualenergy X-ray absorptiometry，DXA）等方法（Buckinx et al.，2018）。

CT和MRI是測量人體骨骼肌質量的金標準。CT可以定量測量骨骼肌（纖維）橫斷面積。MRI則通過三維技術測量骨骼肌體積。CT和MRI技術可以精確測量骨骼肌質量，但測試費用較高，開展大樣本測試具有一定難度。目前，DXA已廣泛應用于身體成分測試，是評定骨骼肌質量效應的常用指標。DXA通過測量身體瘦體重（包括骨骼肌和內臟軟組織）、局部瘦體重，推測骨骼肌重量。

2.3 骨骼肌功能能力

骨骼肌功能能力指標主要是評價老年人運動能力和日常生活能力的簡易指標（Farinatti et al.，2013；Kalapo‐tharakos et al.，2005）。

1）計時起立-行走測試（timed-up-and-go，TUG）。計時起立-行走測試用于評價老年人行走和平衡能力。受試者從椅子上起立，向前走3 m，然后轉身走回到椅子前，轉身坐下（Turpela et al.，2017），記錄從椅子起立到坐回椅子上的時間。計時越短，成績越好。

2）椅子坐起實驗（chair sit-and-stand test，CSS）。椅子坐起實驗用于評價老年人腿部力量。受試者坐在椅子上（椅子高43 cm），從椅子上起立完全站直后，再坐下為一次，記錄連續5次站立坐下的時間（Hazell et al.，2007）。計時越短，成績越好。

3）行走速度測試（gain speed，GS）。行走速度測試用于評定老年人行走能力（Manini et al.，2007）。受試者以最快速度行走4 m，記錄中間2 m的行走時間，分別測定2次，取最好成績。類似的行走能力測試實驗還有向前快走7.5 m、向后快走7.5 m測試等多種方法（Hortobagyi et al.，2001；Turpela et al.，2017）。

4）負重登10級臺階測試（loaded 10-stair-climb test）。負重登10級臺階測試用于評價老年人肌肉力量和登樓梯能力。男性腿部負重10 kg、女性負重5 kg，肘關節保持自然下垂狀態（不擺動），連續登10級臺階，記錄時間（Tur‐pela et al.，2017）。

2.4 肌肉質量指數

肌肉質量指數（muscle quality index，MQI）是指單位骨骼肌重量（kg）的最大收縮力量或工作效率，是評價老年人骨骼肌功能的綜合指標（Barbat-Artigas et al.，2012）。肌肉質量指數=總肌肉力量（1 RM）/總肌肉重量（kg）。

3 力量練習與骨骼肌健身量-效應關系

3.1 力量練習與骨骼肌收縮力量的量-效應關系

力量練習可以有效提高骨骼肌收縮力量。負荷強度和負荷量是影響老年人骨骼肌收縮力量效果的重要量化指標（De Vos et al.，2005；Schoenfeld，2013）。

研究發現，采用中等負荷強度（相當于50%～60%1RM）和大負荷強度（相當于80%～85%1 RM）力量練習都可以提高骨骼肌力量（Harris et al.，2004；Wang et al.，2007）。Lopez等（2018）進一步證實，對于體能下降的老年人，采用40%～80%1 RM負荷強度，都可以提高骨骼肌力量，并降低運動損傷風險（Macaluso et al.，2004）。Cadore等（2014）發現，40%～60%1 RM負荷強度，每次重復8～10次，每天重復2～3組，每周練習3次，12周力量練習后，最大伸膝力量提高20.2%（Cadore et al.，2014）。也有研究證實，大負荷強度（相當于80%～83%1 RM）力量練習提高骨骼肌力量效果好于中等負荷強度（相當于50%～63%1 RM）和小負荷強度（20%～49%1 RM）力量練習（De Vos et al.，2005；Goto et al.，2004；Kalapotharakos et al.，2004）。Steib等（2010）的薈萃分析結果顯示，大強度力量練習提高老年人最大骨骼肌力量效果好于中等強度和小強度，中等強度練習提高骨骼肌力量效果好于小強度。

Radaelli等（2014）比較不同負荷量對老年人骨骼肌力量的影響，發現在力量練習初期，每天重復3組和每天重復1組的力量練習都可以提高健康老年人最大伸膝力量；力量練習后期，每天重復3組受試者提高最大伸膝力量的效果顯著好于每天重復1組受試者。

力量練習提高骨骼肌收縮力量效果表現為時相性特征。在20周的力量訓練周期里，前12周提高肌肉力量效果明顯，后8周肌肉力量則沒有顯示進一步提高（Taaffe et al.，1996）。Kalws等（2019）對178名40～61歲男女受試者進行為期8個月的力量練習，隨著練習周期的延長，不斷增加負荷強度和負荷量，結果發現8個月力量練習后，男性受試者上肢力量提高19%，女性受試者上肢力量提高31%，男女受試者下肢肌肉力量均提高18%。

不同練習頻率提高骨骼肌力量的效果不同。每周3天力量練習和每周2天力量練習，提高骨骼肌力量效果顯著好于每周1天力量練習（Difrancisco-Donoghue et al.，2007；Taaffe et al.，1999）。Turpela等（2017）比較了老年人每周進行1天、2天和3天力量練習提高骨骼肌力量的效果，3組受試者每天力量練習內容相同，9個月力量練習后，3組受試者的最大腿舉力量均有顯著性增加，每周練習3天組受試者最大腿舉力量超過每周練習1組受試者，表現為明顯的量-效應特征。Pina等（2019）進一步比較了每周2天力量練習和每周3天力量練習對老年人骨骼肌力量的影響，練習周期為24周。受試者前12周每天進行1組力量練習，后12周每天進行2組力量練習。結果發現，每周2天和每周3天力量練習均可顯著提高老年人骨骼肌力量，兩組間沒有顯著性差異。類似的研究也證實，每周2天力量練習和每周3天力量練習提高老年人骨骼肌最大收縮力量的效果相同（Padhila et al.，2015）。

綜合分析不同負荷強度與負荷量對老年人骨骼肌力量影響的研究結果，可以發現，對于沒有力量練習經歷的老年人，采用中小負荷強度和中小負荷量的力量練習，可以提高骨骼肌收縮力量，而要進一步提高骨骼肌收縮力量，則需要不斷增加負荷強度和負荷量（American College of Sports Medicine，2009；Evans，1999）。

3.2 力量練習與骨骼肌體積量-效應關系

力量練習負荷量和練習周期對骨骼肌體積的影響表現出量-效應關系。每次力量練習負荷量越大，每周練習天數越多，周期時間越長，增加骨骼肌體積效果越明顯（Kraemer et al.，2000；Marx et al.，2001；Radaelli et al.，2015）。不同研究發現，老年人力量練習后骨骼肌體積可以提高 1.5%～16%（Peterson et al.，2011；Raymond et al.，2013；Silva et al.，2013；Steib et al.，2010）。老年人力量練習對骨骼肌體積的影響表現為3個特點：1）老年人力量練習可以預防或延緩骨骼肌體積減小；2）老年人力量練習增加骨骼肌體積效果不如年輕人明顯；3）老年人力量練習提高骨骼肌體積效果不如骨骼肌力量敏感。

Radaelli等（2014）進行了一項為期20周的力量練習研究，觀察力量練習負荷量和練習周期對老年人骨骼肌體積的影響。作者將老年女性分為兩組，每天分別進行1組和3組力量練習，每周練習3天。分別在力量練習第6周、13周和20周測定下肢骨骼肌（股直肌、股中肌、股內肌、股外肌）和上肢骨骼肌（肱二頭肌、肱肌）厚度。在上述3個時間點，每周重復1組的受試者骨骼肌厚度分別提高4.3%、8.6%和12.6%；每周重復3組的受試者分別提高6.1%、13.1%和17.2%。該研究結果提示：1）骨骼肌體積增加效果與每天力量練習負荷量有關，負荷量越大，骨骼肌厚度增加越明顯，有顯著性差異；2）隨著力量練習周期延長，老年人骨骼肌厚度不斷增加，有顯著性差異，表現出量-效應關系特征。Correa等（2015）的研究也證實，每天重復3組力量練習的受試者提高股四頭肌厚度效果優于每天重復1組力量練習的受試者。

Schoenfeld等（2017）的薈萃分析結果顯示，大負荷量力量練習可以有效提高骨骼肌體積；小負荷量增加骨骼肌體積效果雖不如大負荷量明顯，但對老年人更安全。

老年人力量練習增加骨骼肌體積的效果會在停止力量練習后逐漸消失，恢復力量練習后，骨骼肌體積又會重新增加。Correa等（2016）發現，12名老年女性進行12周力量練習后，股直肌體積提高38%；停止力量練習后1年，股直肌體積減小35%；重新恢復力量練習12周后，股直肌體積又提高36%。

在骨骼肌收縮形式方面，以離心收縮形式為主的力量練習提高骨骼肌體積效果更明顯（Wernbom et al.，2007）。Machado等（2010）觀察了身體振動練習對骨骼肌橫斷面積的影響。平均年齡為79.9歲的老年女性在振動平臺上進行力量訓練，10周振動訓練后，股外側肌和股二頭肌橫斷面積分別提高8.8%和15.6%（Machado et al.，2010）。受試者在振動平臺上進行的力量練習是以離心收縮形式為主，可能是骨骼肌橫斷面增加的原因。然而，老年人在進行以離心收縮為主的力量練習時，運動損傷風險較大，應慎重安排。

3.3 力量練習與骨骼肌功能能力量-效應關系

骨骼肌功能能力，特別是以快速用力為特征的骨骼肌功率與老年人日常生活能力密切相關（Pijnappels et al.，2008）。人體進入老年階段，骨骼肌功率下降比骨骼肌力量和體積減小出現得更早，是影響老年人生活質量的重要原因（Skelton et al.，1994）。世界衛生組織健康老年人框架（framework on healthy ageing）建議，采用不同干預方式改善骨骼肌功能，提高老年人生活質量（Beard et al.，2016）。

力量練習可以提高老年人行走、平衡、登樓梯等功能能力，改善老年人生活質量（Fatouros et al.，2005）。功率練習提高老年人骨骼肌功能能力和日常生活能力效果，比漸進性抗阻練習更好（Bassey et al.，1992；Bottaro et al.，2007）。Bean等（2004）發現，功率練習提高老年人椅子坐起能力效果好于抗阻練習。類似的研究也證實，功率練習提高老年人日常工作能力效果優于漸進性抗阻練習（Galvao et al.，2005；Hazell et al.，2007）。采用小強度功率練習方式提高老年人骨骼肌功能能力和日常生活能力（如行走速度測試、登臺階等），可以達到大強度漸進性抗阻練習的效果（Bottaro et al.，2007；Miszko et al.，2003）。

不同負荷強度力量練習對骨骼肌功能能力影響的研究報道并不一致。有研究證實，各種負荷強度（20%～80%1 RM）的力量練習都可以提高老年人行走、平衡、登樓梯等能力，并沒有表現出明顯的量-效應差異（Bottaro et al.，2007；De Vos et al.，2005；Earles et al.，2001）。產生這種現象的原因可能是提高老年人骨骼肌功能能力存在負荷強度閾值效應。中、小負荷強度已經達到了該閾值，可以提高老年人骨骼肌功能能力。當繼續增加負荷強度時，雖然可以進一步提高骨骼肌力量，但骨骼肌功能能力并不進一步提高。因此，對于不經常參加體育活動的老年人，只要安排中小負荷強度的力量練習，就可以提高老年人骨骼肌功能能力和日常生活能力。

Fatouros等（2005）觀察24周中等負荷強度（相當于55%1 RM）和大負荷強度（相當于82%1 RM）力量練習對平均年齡為71.2歲老年男性骨骼肌功能能力的影響，結果發現，大、中負荷強度均顯著提高骨骼肌功能能力。大負荷強度力量練習組老年人計時起立-行走測試、50碼快走、上臺階能力和下臺階能力（8個臺階）分別提高13.4%、9.1%、12.6%和13.7%；中等負荷強度力量練習后，上述4個指標分別提高6.5%、5.1%、6.5%和6.9%。大負荷強度練習后，骨骼肌最大功率和平均無氧功率分別提高25.5%和16.9%，中等負荷強度力量練習后，骨骼肌最大功率和平均肌肉無氧功率分別提高10.3%和9.8%。在上述各項指標中，大負荷強度力量練習組的增長幅度均顯著高于中等負荷強度練習組（Fatouros et al.，2005）。Seynnes等（2004）也證實，大強度漸進性抗阻練習提高老年人行走能力效果好于小強度漸進性力量練習。De Vos等（2005）發現，采用中、小負荷強度（相當于50%1 RM）提高骨骼肌功率效果明顯，采用大負荷強度（相當于80%1 RM）提高骨骼肌力量效果更好。

不同力量練習頻率對老年人骨骼肌功能能力影響的研究報道也有爭議。Turpela等（2017）對64～75歲老年人進行了為期9個月的力量練習，受試者分為3組，每周分別進行1天、2天和3天力量練習，測試指標包括7.5 m向前快走、7.5 m向后快走、計時起立-行走測試、負重10級登臺階測試（男負重10 kg，女負重5 kg）。結果發現，9個月后，每周2天力量練習和每周3天力量練習受試者的各項指標均有顯著性提高，每周1天力量練習受試者只有計時起立-行走測試和7.5 m向前快走成績顯著性提高。Farinatti等（2013）比較了每周1天、3天、5天力量練習對骨骼肌功能能力的影響，發現3組受試者力量練習后計時起立-行走測試成績都有明顯提高，各組之間沒有顯著性差異；3組受試者的椅子坐起實驗和2 m快速行走成績明顯提高，每周2天力量練習和每周3天力量練習受試者成績好于每周練習1天組。上述結果提示，每周進行1～2天力量練習可以提高老年人骨骼肌功能能力。

3.4 力量練習與肌肉質量量-效應關系

肌肉質量（muscle quality，MQ）可以反映骨骼肌功能能力和神經調節能力（Nunes et al.，2019）。肌肉質量指數是評價老年人骨骼肌質量的重要量化指標（Fragala et al.，2015）。老年人肌肉質量下降預示骨骼肌工作能力和日常生活能力下降（Curcio et al.，2016；Milanovic et al.，2013）。力量練習可以對老年人肌肉質量產生積極影響（Bea et al.，2011；Westcott，2012）。

Nunes等（2019）對66名60歲以上老年女性進行12周力量練習，每次練習內容包括身體8個部位力量練習，負荷強度相當于10～15 RM，每周練習3天，觀察骨骼肌質量指數的變化。結果發現，12周力量練習后，總肌肉力量（臥推1 RM、最大伸膝1 RM、彎舉1 RM之和）提高11.7%，骨骼肌重量提高3.5%，肌肉質量指數提高7.0%，均有顯著性提高。

有關力量練習與老年人肌肉質量量-效應關系的研究報道不多。已有的研究結果顯示，力量練習的負荷量和練習頻率可以影響老年人的肌肉質量效果。老年女性進行13周大負荷力量練習后，下肢肌肉質量提高20.9%，顯著高于小負荷力量練習組（12.0%）（Radaelli et al.，2014）。Turpela等（2017）報道，每周3天力量練習提高肌肉質量指數的效果好于每周2天和1天力量練習。

Pina等（2019）進一步比較老年女性力量練習頻率和練習周期對肌肉質量指數的影響，受試者分為每周2天力量練習組和3天力量練習組。12周力量練習后，兩組受試者的軀干、下肢和上肢肌肉質量指數都顯著性增加。24周力量練習后，兩組受試者的上述指標進一步增加，與12周相比，有顯著性提高。每周練習3天的受試者上肢肌肉質量指數增加幅度高于每周練習2天組。

新近的研究報道，采用光譜生物電阻抗技術測定人體的電抗和阻力，計算相位角（phase angle，PhA），作為推測人體肌肉質量指數的簡易指標（Nunes et al.，2019）。人體衰老過程中，肌肉質量指數和相位角均下降（Fragala et al.，2015；Norman et al.，2015）。Nunes等（2019）證實，力量練習引起肌肉質量指數和相位角同步增高，兩者之間存在正相關（r=0.620），PhA可以用作評定老年人肌肉質量的簡易指標（Nunes et al.，2019）。其它研究也發現，力量練習可以提高老年人相位角（Souza et al.，2016；Westcott，2012）。

4 老年人力量練習提高骨骼肌力量與體積機制研究進展

老年人力量練習提高骨骼肌力量與體積機制研究主要集中在改善神經調節、促進肌肉蛋白質合成等方面。

力量練習改善神經系統調節功能包括提高神經系統運動神經元興奮性、募集更多運動單位參與工作、改善對抗肌群協調工作能力等（Gabriel et al.，2006）。研究發現，老年人力量練習初期，小負荷強度、多重復次數的力量練習主要通過改善神經調節能力，提高骨骼肌力量；力量練習后期，則通過增加骨骼肌纖維體積提高肌肉力量（Schoenfeld，2010，2013）。

蛋白質合成速率是影響骨骼肌纖維面積的重要因素，當蛋白質合成速率高于降解速率時，骨骼肌纖維體積增加。骨骼肌蛋白質合成速率受核糖體翻譯效率和翻譯能力的影響（Nakada et al.，2016；Wen et al.，2016）。翻譯效率是指單位核糖體的轉錄率；翻譯能力指每個肌細胞中核糖體總量（Figueiredo et al.，2019；Mccarthy et al.，2010）。近年來，力量練習影響核糖體翻譯效率和翻譯能力的研究非常活躍。

研究發現，一次性力量練習可通過哺乳動物雷帕霉素（mammalian target of rapamycin，mTOR）和有絲分裂原活性蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）等通路，提高核糖體翻譯效率。核糖體翻譯效率可在運動后數小時達到峰值，其增加效應可持續24～48 h（Ather‐ton et al.，2012；Figueiredo et al.，2019），增加肌原纖維蛋白質合成。

一次力量練習引起的翻譯效率的提高并不足以引起骨骼肌纖維體積增加。長期力量練習引起的核糖體翻譯能力提高，是骨骼肌體積增加的重要機制（Chaillou et al.，2014；Phillips，2014）。機械阻力刺激核糖體合成增加，表現為骨骼肌細胞中rRNA和總RNA增多，翻譯能力提高。Reidy等（2017）證實，長期力量練習可引起骨骼肌rRNA和總RNA增加，進而促進骨骼肌蛋白質合成，骨骼肌纖維增粗。Figueiredo等（2019）認為，力量練習引起的核糖體生物發生是骨骼纖維增粗的中樞機制。

Kirby等（1985）早年就曾報道，老年鼠運動后rRNA表達增加，但不如年輕鼠明顯。Stec等（2015）發現，人體一次力量練習后，年輕男性股直肌45S前rRNA表達提高34%，老年男性股直肌45S前rRNA表現為增加趨勢（P=0.08）；老年人基礎狀態下骨骼肌核糖體水平較高（Stec et al.，2015），這種現象值得關注。目前有關長期力量練習對老年人骨骼肌翻譯能力影響的研究尚不多見。

Balagopal等（2001）發現，老年人12周力量練習（每周3天）后肌凝蛋白重鏈（myosin heavy chain，MHC）蛋白質合成提高47%。Moro等（2018）對19名老年人進行12周力量練習，發現基礎狀態下肌肉蛋白質合成提高36%，肌肉力量和肌纖維橫斷面積分別增加16%和27%。Stec等（2016）發現，42名老年人進行4周力量練習，骨骼肌總RNA和mRNA都有顯著性增加。

一次力量練習、長期力量練習提高核糖體翻譯效率、翻譯能力的分子機制見圖1（Figueiredo，2019）。1）一次力量練習；2）通過典型通路，如雷帕霉素復合物1（mTORC 1）、有絲分裂原活性蛋白激酶通路激活細胞內合成代謝信號轉導級聯；3）啟動核糖體參與翻譯，提高蛋白質合成效率；4）合成代謝信號同時促進核仁中核糖體DNA（rDNA）轉錄和核糖體生物發生；5）新合成的前rRNA被加工為小（40S）和大（60S）核糖體亞基，長期力量練習增加細胞核糖體積累；6）這種翻譯能力的提高使基礎狀態下骨骼肌蛋白質合成增加。

衛星細胞在骨骼肌纖維肥大中發揮重要作用。骨骼肌衛星細胞是一種肌源性前體細胞，在正常情況下，肌衛星細胞處于靜息狀態。在抗阻力刺激作用下，骨骼肌衛星細胞被激活后，通過增殖、分化，與骨骼肌纖維融合，促進骨骼肌肥大（Bazgir et al.，2017）。研究發現，老年人力量練習后，骨骼肌纖維橫斷面積增加，肌衛星細胞數量增多（Hanssen et al.，2013；Ronnestad et al.，2007）。研究進一步證實，力量練習后，骨骼肌I型和II型纖維橫斷面積分別增加13%和20%，單位肌纖維的肌核數量同步增加（Bellamy et al.，2014；Petrella et al.，2006）。

新近研究發現，當骨骼肌纖維面積增加達到一定量時，引起衛星細胞肌核增多效應，進而調控mRNA轉錄和蛋白質合成。綜合多數文獻結果，一般認為，當肌纖維橫斷面積增加10%～26%，肌核數量開始增多。肌核數量的增多又可引起骨骼肌體積的進一步增加（Kadi et al.，2000）。研究發現，年齡并不會影響肌核數量的增多（Concei??o et al.，2018）。力量練習與老年人骨骼肌橫斷面積增加、肌核數量增多的量-效應關系需要進一步研究。

5 研究展望

力量練習與老年人骨骼肌量-效應關系研究成果已引起體育科技普遍關注。今后一個時期，應當在深入探討力量練習提高老年人健康效應分子生物學機制基礎上，研究力量練習延長健康預期壽命整合生物學效應，并以大數據為基礎，系統研究力量練習與骨骼肌健身效應關系，研發老年人智能化力量健身設備，實現老年人智能化力量健身科學指導。

5.1 研究力量練習提高老年人健康效應分子生物學機制

目前，有關力量練習提高老年人骨骼肌效果的機制研究主要集中在改善神經調節和骨骼肌肥大兩個方面，今后應當深入探討力量練習提高老年人健康效應分子生物學機制。

長期力量練習不僅可以提高骨骼肌核糖體翻譯能力，促進肌肉蛋白質合成（Figueiredo，2019；Figueiredo et al.，2019；Reidy et al.，2017），而且可以誘發老年人骨骼肌代謝適應（Cartee et al.，2016），對機體代謝水平產生積極影響（Cartee et al.，1987）。有關力量練習對老年人代謝水平、特別是基礎安靜狀態下代謝水平影響的研究需要進一步加強。

已有研究顯示，老年人（平均年齡68歲）6個月力量練習后，線粒體特征相當于年輕人水平（平均年齡24歲）（Melov et al.，2007），提示力量練習可通過多種途徑提高老年人健康水平。今后需從不同角度、不同層面探討力量練習提高老年人健康水平機制。

老年人力量練習既有良好的健身效果，同時又有運動傷害風險。因此，我們需要從分子生物學水平研究并發現力量練習提高日常生活能力的最佳強度和最佳負荷量，為老年人提供最佳力量練習方案。

5.2 研究力量練習延長健康預期壽命整合生物學效應

隨著全球人口平均預期壽命延長，老年人生活質量下降現象已開始顯現。據世界衛生組織《世界衛生統計2019》報道，2000—2016年全球嬰兒出生時的人均預期壽命為72.0歲，人均健康預期壽命為63.3歲（World Health Organization，2019）。平均預期壽命與平均健康預期壽命的差值，意味全球人口平均約有8.7年的時間生活質量不高，或是帶病生存，或是生活不能自理。

Rosenberg（1989）首次使用肌萎縮（sarcopenia）概念，描述人體隨年齡增長而出現的骨骼肌質量下降現象。老年人骨骼肌收縮力量可下降20%～40%，體積減小50%（Barry et al.，2004）。骨骼肌力量（Ruiz et al.，2008）和體積（Srikanthan et al.，2014）被認為是預測健康預期壽命和全因死亡率的重要指標。

目前，國外有關力量練習對老年人骨骼肌良好影響的研究非常活躍。大量研究已經證實，力量練習不僅可以提高老年人骨骼肌力量、增加骨骼肌體積、改善骨骼肌功能，而且可以降低結腸癌風險、增進骨健康、調節血壓、提高II型糖尿病患者胰島素敏感性等整合健康效應（Fisher et al.，2017），在延長人均健康預期壽命、提高生活質量方面發揮關鍵作用。然而，我國目前有關體育活動與健康整合效應的研究多集中在有氧運動方面，力量練習提高老年人整體健康效應的研究尚有差距。因此，我們要拓寬研究思路，精心設計研究方案，突出重點研究內容，細化測試指標，系統研究力量練習提高老年人健康水平的整合效應，充分發揮力量練習延長健康預期壽命的綜合作用。

5.3 以大數據為基礎，系統研究力量練習與骨骼肌健身效應關系

越來越多的證據顯示，力量練習與骨骼肌健身效果存在量-效應關系（Cannon et al.，2010；Paulsen et al.，2003；Radaelli et al.，2015；Rhea et al.，2002；Ronnestad et al.，2011），但目前的研究尚有局限性，除了薈萃分析文獻之外，多數原始研究論文的樣本量偏小，許多研究結果并不一致，甚至相互矛盾（Alexander，1989；Anderson et al.，2005；Blackburn et al.，1998）。

今后，應當充分利用便攜式和可穿戴運動設備，大樣本采集老年人力量練習量-效應相關數據，系統研究力量練習量化指標（不同運動方式、負荷強度、負荷量、練習頻率、周期等）與健身效應（力量、功率、體積、功能能力等）之間的關系，及時反饋力量、速度、持續時間、關節角度等相關信息，調整負荷強度和負荷量等量化指標，客觀評價老年人力量練習健身效應，不斷優化力量練習方案，取得最佳力量練習效果。

5.4 研發老年人智能化力量健身設備

人工智能技術已廣泛應用于運動訓練與健身領域。采用人工智能技術建立的力量練習模型已用于指導精英運動員力量訓練（Baca，2012；Novatchkov et al.，2013），并取得顯著成效。今后，可通過視頻識別、圖像識別、姿勢識別等獲得力量練習海量數據與自我迭代，運用人工智能技術，對所獲數據進行融合分析，研發集力量測試、評價、練習方案于一體的數字化智能化力量健身設備，最大限度地達到量身定做、私人定制效果，通過數字化健身器材實時自動監控運動過程（鄭芳等，2019；Sikka et al.，2019），建立智能化力量練習科學指導平臺，實現智能化力量練習科學指導。