老年肌少癥的運動干預研究進展

吳 敏，王 劍，杜 宇

截至2018年我國60歲以上老年人口已達到24 949萬，占總人口的17.9%，高達75%的老年人患有一種及以上慢性疾病，超過4 000萬老年人存在失能和部分失能的風險［1］。可見，在加速老齡化背景下我國老年群體的健康面臨嚴峻挑戰，社會醫療和家庭看護等負擔也隨之加重，如何促進老年人健康已成為推進我國健康老齡化進程中的重要議題。肌少癥是一種伴隨增齡發生肌力進行性減少和（或）肌強度下降和（或）肌功能減退的綜合征［2］，它與癌癥、糖尿病、骨質疏松、肝硬化、冠心病等20多種慢性疾病的發生有關，增加了跌倒、殘疾和死亡等風險，現已成為威脅老年人健康的常見問題之一［3-4］。在肌少癥的防治研究中，運動介入、營養介入和藥物介入以及三者的聯合介入是當前主要的干預途徑，雖然其中運動介入的效果已得到眾多研究證實，但其相關機理、防治效果和策略仍不明確，嚴重制約著老年人健康工作的推進。基于此，為進一步探討體育鍛煉在防治老年肌少癥過程中的有效途徑，本研究就國內外老年肌少癥運動干預研究進展進行綜述，以期為老年人科學參與體育鍛煉提供參考。

1 老年肌少癥的運動防治效果研究

1.1 體育鍛煉對老年人肌肉質量的影響

2010年，歐洲老年人肌少癥工作組界定肌少癥分期時指出，肌肉質量的丟失是三個分期的重要表現［5］。多項研究結果顯示，適宜的體育鍛煉可以有效改善老年人的四肢骨骼肌質量、腿部瘦質量和肌肉橫截面積。李曙剛等［6］為了探究抗阻訓練對老年人肌肉含量的影響，將17名60-68歲的老年男性納為研究對象，對他們施以每周兩次的抗阻訓練，經過為期16周的實驗干預發現，老年男性的四肢骨骼肌質量相對于訓練前有了較大改善。與此同時，Leenders M等［7］通過對比研究發現，將老年男性和女性各分為一組同時完成6個月的抗阻訓練后，兩組的II型肌纖維大小增加，腿部瘦質量和股四頭肌橫截面積均增加。此外，納入研究中多項研究結果也顯示運動干預對老年人的肌量產生了積極效益，部分研究結果顯示運動改善了骨骼肌質量，Ribeiro AS等［8］進一步指出，運動后四肢和軀干部位的肌肉質量有所增加，與李曙剛、Leenders M等學者的觀點相似（表1）。綜上，運動后老年人肌肉質量的改善可能多發生在四肢，少部分發生在軀干部位。

表1 老年肌少癥的運動干預效果研究

1.2 體育鍛煉對老年人肌肉力量的影響

2018年，歐洲老年人肌少癥工作組又將肌肉力量作為評定肌少癥的主要參數，該工作組認為肌肉力量是目前最可靠的肌肉功能指標，除握力和呼氣流量峰值外，還新增了椅子站立測試作為測試方法［9］。肌少癥會增加跌倒的風險，其中肌力下降是老年人跌倒的主要危險因素，通過運動鍛煉來改善四肢及軀干等重要肌群的力量對于預防跌倒具有重要意義。納入研究中，有14項研究、1 054名研究對象的干預結果均顯示，運動鍛煉可以對老年人的握力、背部力、呼氣流量峰值等肌肉力量產生正向效益。其中有研究結果顯示僅有握力得到了改善，有研究指出老年人下肢的肌力得到改善，另有研究則發現老年人的上下肢肌力均得到了改善，出現以上差異性結果可能與各研究選擇的鍛煉形式有關。此外，有研究結果表明，運動也可能對老年人的軀干或背部肌力產生積極影響。由此可見，肌力的改善主要發生在四肢和背部這類主要肌群。在探討體育鍛煉的干預效果過程中，多項研究證實了抗阻訓練改善肌力的可行性。金惠林［10］和Chen HT等［11］為了對比抗阻訓練與有氧訓練及二者聯合干預的效果，經干預對照發現，抗阻訓練改善老年人握力的效果要優于其他兩種形式。可見，抗阻訓練可能更有利于老年人肌力的改善。

1.3 體育鍛煉對老年人身體活動能力的影響

亞洲肌少癥工作組指出，步態速度、簡易機體功能評估法（Short Physical Performance Battery，SPPB）、6分鐘步行測試、爬樓梯功率測試、定時上下測試和5次椅子站立測試是評定老年人身體活動能力的常用指標［12］。定期的運動鍛煉除了能改善老年人的肌力和肌量外，還可以改善老年人的身體活動能力。譬如，Fragala MS等［13］研究報道，經過為期6周的抗阻訓練顯著改善了25名老年人運動質量指數、步態時間和坐立運動成績。Chang SF等［14］通過為期3個月的全身振動干預發現，以每周3次、每次訓練持續60s的頻率完成訓練顯著改善了老年人的肩臂柔韌性、8英尺上抬起跳試驗以及五次重復坐立測試成績。經歸納分析發現，有3項研究、123名研究對象的干預結果證實了老年人通過參與規律性的運動鍛煉可以改善其身體活動能力這一觀點。Stoever K等人［15］對48名65周歲以上的老年人開展為期16周的對照實驗后發現，抗阻訓練改善了步態速度和簡易機體功能評分這類身體活動能力。Krist L等［16］和朱亞瓊［17］則發現，定期的運動改善了研究對象的日常生活活動。

綜上，經橫向對比發現，有8項研究顯示運動同時對肌力和肌量產生了影響，有3項研究表示運動同時改善了肌力和身體活動能力，4項研究顯示，運動參與額外改善了老年人的骨密度和平衡。經縱向對比發現，納入的實驗研究中，大部分實驗均改善了老年人的肌力，其效果較肌量和身體活動能力的改善更明顯；抗阻訓練對于肌量的改善效果較好，武術和健美操這類傳統運動項目對于老年人肌量的改善效果并不明顯，但平衡能力有所提高。然而，納入研究均未橫向對比運動干預給兩性帶來的影響差異，其結果依從性較差，下一階段建議探討男女間運動干預的差異，以便更有針對性地制定運動方案。

2 老年肌少癥的運動防治機制

2.1 運動鍛煉改善老年肌少癥的肌纖維發展機制

肌纖維是組成人體肌肉組織的基本單位，肌少癥的發生常被認為與肌纖維的萎縮、比例失調、肌肉衛星細胞數量減少有關：（1）單個肌纖維的萎縮是發生肌少癥的基礎機制。在老化的肌纖維中，由于前mRNA的加工和轉運速率降低，可能會導致老年人肌細胞對合成代謝刺激的反應性降低［27-28］，從而影響肌纖維的形成與發展。（2）肌少癥的發生與Ⅱ型肌纖維比例的減少有關。滿君等［29］指出，II型肌纖維的橫截面積較I型肌纖維大，當II型肌纖維數量減少并伴隨I型肌纖維數量增加時肌肉的橫截面積減小，會致使肌肉質量下降。因此，I型與II型肌纖維的占比變化可能是肌肉萎縮的重要原因。另有學者也表明，當Ⅱ型肌纖維的損失高于Ⅰ型肌纖維或Ⅱ型肌纖維向Ⅰ型肌纖維發生凈轉化時，均會致使肌肉力量的損失［30］。（3）肌肉衛星細胞數量減少可能與肌少癥的發生有關。肌肉衛星細胞是指骨骼肌中除骨骼肌纖維外的一種扁平、有突起的細胞，附著于肌纖維表面，當肌纖維受損后，可增殖分化參與肌纖維的修復，其數量的減少和增殖潛能的下降可能與肌少癥的發生有關［31］。Landi F等［32］進一步證實了這一觀點，當肌肉衛星細胞數量減少時，會降低肌纖維在衰老過程中的再生和修復能力，因而可能會誘發肌少癥。

運動鍛煉尤其是抗阻訓練可有效改善機體肌纖維的發展：（1）運動可以改變骨骼肌肌球蛋白重鏈的組成。肌球蛋白重鏈在肌肉細胞中表達有多種同功異構型，同功型之間在一定條件下的相互轉換和骨骼肌的收縮性能之間有密切的關系。通過抗阻訓練可以促進肌球蛋白重鏈的合成并提高慢肌球蛋白重鏈異構體的轉錄水平，進而有效促進肌原纖維蛋白合成，使肌肉質量和力量得以提高［33］。（2）運動可以促使肌纖維肥大。肌肉肥大是肌肉形態學適應的主要表現，即肌原纖維的大小和數量的增加，致使整塊肌肉和單個肌纖維橫截面積的增加。通過長時間的抗阻力訓練可能會使Ⅱ型肌纖維毛細血管化，從而引起肌纖維發生肥大［34］。（3）運動可以改善肌蛋白的合成速率。老年人肌肉蛋白質合成與分解代謝失衡被認為是發生肌少癥的主要原因。Breen L等［35］通過觀察研究個體短期日常步行活動的減少發現，肌肉蛋白質的合成也隨之減少，該研究表明，日常習慣性的身體活動可能是肌肉蛋白質拮抗的主要決定因素，規律性的運動可能有利于補充合成的不足。經深入研究發現，高強間歇運動可提高老年男性中肌原纖維蛋白和肌漿蛋白的合成速率，進而有效改善肌纖維的發展［36］。長期的有氧訓練也可有效促進肌肉蛋白質的合成，同時減慢它的分解速率，進而達到改善肌肉質量、減少肌肉消瘦的作用。

2.2 運動鍛煉改善老年肌少癥的內分泌機制

部分研究認為肌少癥的發生可能與機體內的炎癥、活性氧積累以及氧化應激等內分泌失調有關。（1）肌少癥可能與炎癥的發生有關。炎癥是指機體內致炎因子的損傷而發生的以防御為主的局部病理過程。抗炎因子和促炎因子的失衡會致使老年人身體成分發生變化［37］。Xia Z等［38］研究進一步表明，炎癥與肌少癥呈正相關，它的產生會增加肌肉蛋白質水解，進而加速肌肉萎縮。（2）肌少癥可能與活性氧的積累有關。在老年人中活性氧的積累可能致使生物分子的氧化損傷，并導致肌肉質量和力量的損失［39］，同時還可能會致使線粒體功能障礙，從而損害肌肉的呼吸，甚至會由于其高耗氧量而損害骨骼肌的基因組［40］。（3）肌少癥可能與氧化應激反應有關。氧化應激是指機體內的氧化還原平衡向氧化一方偏移，在衰老環境中的氧化應激可能會抑制機體呼吸功能，抗氧化劑可抵消活性氧或活性氮產生的負面作用，當二者失衡時便會產生氧化應激，從而可能致使肌少癥的發生［41］。

運動可以減少老年人體內活性氧的積累、刺激線粒體適應，從而促進肌肉功能和生活質量的改善。一方面運動可以減少活性氧的積累，進而減少氧化應激的發生。譬如，抗阻訓練可以增加老年人的線粒體含量并減少氧化應激，當老年人進行逐漸遞增刺激的耐力訓練時，可有效刺激肌肉毛細血管增生、增加氧化酶的活性，從而提高最大攝氧量［42］。另一方面運動可以有效刺激老年人機體中線粒體適應，從而促進肌肉功能和生活質量的改善［43］。例如Dohlmann TL等［44］證實，高強度間歇訓練可通過增加機體線粒體的含量來誘導老年人骨骼肌產生良好的適應。

2.3 運動鍛煉改善老年肌少癥的神經-肌肉傳導機制

骨骼肌的失神經是老年人增齡背后發生肌少癥的促成因素之一。（1）骨骼肌失神經可能會致使肌萎縮。吳佳佳等［45］研究認為，當周圍神經損傷后，失神經骨骼肌會出現體積縮小、收縮功能喪失等肌肉萎縮現象，肌纖維萎縮及廣泛的纖維化會減弱肌肉的收縮功能，進而引起不可逆性肌萎縮。（2）骨骼肌失神經可能會致使肌力、肌量和肌強度下降。當某些去神經支配的纖維不能成功地被神經支配且不能被新的纖維替代時會導致肌肉質量和強度隨著年齡的增長而逐漸下降［46］，且失神經會導致運動單位的丟失，進而致使肌肉力量的喪失［47］。由此，隨后研究者們便將此作為開展防治工作過程中的突破點之一，對其展開了實驗探究。研究證據證實，適宜的運動鍛煉可以有效改善和保持神經肌肉功能，正如Roby MA等［48］研究指出，高水平神經肌肉活動可能延遲年齡相關的失神經和肌少癥的發生，而運動剛好可以有效促進某些大腦結構的神經可塑性，減少大腦功能的喪失。實驗證據表明，中高等強度有氧運動有利于神經肌肉系統結構和功能的保持［49］。

總的來看，現多數學者均認為老年人肌纖維的發展與肌少癥直接相關，肌肉的萎縮、肌肉量的流失是肌少癥的重要表現，神經肌肉和內分泌系統的紊亂也會間接致使肌少癥的發生。抗阻訓練、有氧運動和高強間歇運動等運動的介入可調理體內線粒體、活性氧等分泌物的含量，保持正常的神經興奮狀態，協調蛋白質的合成分解速率，進而促使肌纖維肥大、肌力和肌量增加，正常的身體活動能力得以維持。

3 老年肌少癥的運動防治策略研究

3.1 防治時機

當前研究多關注于肌少癥發生后如何治療的問題，卻少有研究肌少癥的前期預防問題，對于在何時開始體育鍛煉防治效果會更好這一問題業界內還未達成共識。鑒于此，本研究對部分數據庫中的相關文獻進行系統查閱，綜合了年齡、性別特征以及患病率的年齡分布等后發現：培養“終身體育”的意識，從中年時期開始規律性的運動有利于老年肌少癥的防治。

其一，規律性的體育鍛煉可以減少肌少癥的發生。孟欣宇等人［50］為了探討日常身體活動水平和體育鍛煉習慣對社區老年人肌少癥的影響，對社區中1024名65歲以上的老年人進行了橫斷面分析，經過對比研究對象的日常體力活動量及體育鍛煉情況發現，有鍛煉習慣的老年人BMI、握力、步行速度與無鍛煉習慣的老年人相比，差異具有統計學意義，且無鍛煉習慣老年人的肌少癥患病率是有鍛煉習慣者的2.759倍。堅持鍛煉年數每增加1年，老年人患肌少癥的風險減少0.070；每次鍛煉時間增加1 h，老年人患肌少癥的風險減少0.611。該研究結果認為隨堅持鍛煉年數及每次鍛煉時間的增加，明顯降低了肌少癥的風險，建議盡早開始每周2d以上、每次25min以上的體育鍛煉以降低老年人肌少癥的患病風險。

其二，中年時期開始體育鍛煉有利于減慢各項生理機能衰退速率，降低肌少癥和各種慢性病發生的概率。研究發現，男性和女性在40歲后，握力和腿部肌肉力量每年會下降約1%，且男女性身體的肌肉量均在40-49歲達到最大值，之后會逐漸減少［51］。因此，盡早開始體育鍛煉可能有利于減慢個體肌肉量流失和肌力衰退的速率。Limpawattana P等［52］研究發現，50-59歲這一年齡段的女性肌少癥患病率特別高，同時該階段也是慢性疾病的突發增長期，通過早期的體育鍛煉可能有利于降低女性等特殊群體突發各種慢性疾病的概率，從而盡可能減少肌少癥的發生。有學者發現，年齡大于60歲的老年肌少癥患病率較高，80歲以上老年人的患病風險是80歲以下老年人的6倍［53］。可見，肌少癥可能從60歲開始多發，80歲以上可能是肌少癥的高發年齡段。因此，盡早地規律性鍛煉可能有利于老年人在患肌少癥早期及時應對身體機能改變后的需求。

3.2 推薦運動方案

3.2.1 運動形式

當前研究中，老年人參與體育鍛煉的形式趨于豐富，有氧運動和抗阻訓練是最為常見且已得到多項指南和多位研究者認可的兩種形式，本研究著重對這兩種形式展開探討。抗阻運動主要由少量的高阻力運動組成，是身體通過克服阻力以達到增加肌肉體積和力量的體力活動。有氧運動是有節奏的動力運動，主要由重復的低阻力運動組成，是能夠提高人體最大吸氧量的體力活動［54］。結合表1可見，抗阻訓練更有利于老年人肌肉力量和質量的改善，對于需要改善平衡能力的老年人而言，有氧運動可能是更加合適的選擇。《ACSM運動測試與運動處方指南（第十版）》［55］建議，老年人參與抗阻訓練的方式應以漸進式負重運動項目或承受體重的柔軟體操、爬樓梯和其他大肌群參與的力量訓練為宜；有氧運動應采用不對骨施加過大壓力的任何方式的運動（如步行），同時水上運動和固定功率車運動較那些因需要承受自身體重而耐受能力受限制的項目來說更具優越性。

3.2.2 運動時間

運動時間的控制是決定鍛煉效果好壞的關鍵因素之一，不同運動形式下參與鍛煉的時間不同。相關研究顯示，多項抗阻訓練實驗的訓練時間均安排在30min以上，太極拳、健美操等有氧動運項目的運動時間均控制在60min左右［56］。這與美國運動醫學學會（ACSM）的推薦方案有所差別，該指南并未明確參與抗阻訓練的具體時長，且有氧運動的時間也依據不同強度從10-60min不等。世界衛生組織（WHO）也指出，老年人可以每周進行150-300min的中等強度有氧活動或75-150min的劇烈強度有氧活動［57］。可見，運動強度是決定運動時間的長短的另一參考因素，在下一階段的研究中，建議老年人參與運動鍛煉時結合各鍛煉形式的強度特點來設置對應的運動時間，一般建議抗阻訓練的時間在30min以上、有氧運動的時間在10-60min不等。此外，單從運動周期來看，納入研究從8-112周不等，其中短周期（6-12周）和長周期（＞20周）的研究約各占一半，干預效果未見顯著差異性，進行短周期和長周期的干預均可帶來積極效益。另有研究發現，不同訓練周期下不同運動量的效果不同。李愛君等［58］通過實驗探究發現，在短周期的訓練中，低運動量就可以使老年人的力量提高，而在長周期的訓練中，采用較大運動量更有利于力量的獲得。因此，運動周期可以參考運動量的大小來進行選擇，即小運動量可選擇短周期，較大運動量可選擇長周期。

3.2.3 運動頻率及強度

多項研究顯示（表2），抗阻訓練和全身振動訓練等運動的頻率多為每周2-3次，健美操、太極拳等有氧運動的頻率則相對較長，均在3次及以上，與美國運動醫學學會所提建議相符。目前針對健康老年群體和肌少癥患者的運動大多采用上述頻率。世界衛生組織指出，建議老年人每周2天或2天以上進行中等強度或高強度的肌肉強化活動，鍛煉所有主要肌群；每周3天或3天以上進行多樣化身體活動，側重于中等或高強度的功能性平衡和力量訓練。可見鍛煉目的不同，運動頻率的設置也有所差異，且運動強度均為中高強度。為了探究不同頻率下的鍛煉效果，Farinatti等［59］在運動強度相同的情況下比較了老年人1次／周、2次／周、3次／周力量訓練的區別，發現較高頻率訓練（2次／周或3次／周）力量提高的程度優于低頻率訓練（1次／周）。該結果表明，強度相同的前提下，較高頻率的運動效果可能更加顯著，設置運動頻率時可優先選擇高頻。綜上，高頻和中高等強度都有利于運動效果的達成，其具體的頻率和強度還需參考運動形式和鍛煉者的實際身體狀況來進行調整。

表2 《ACSM運動測試與運動處方指南（第十版）》老年人的FITT推薦

3.3 肌少癥多種合并癥的運動介入

肌少癥是老年人患各種慢性疾病的常見并發癥，它會加劇患者的病情，增加住院和死亡的風險，因此，學者們也愈加關注這一特殊群體的干預治療。研究發現，適宜的體育鍛煉也可對老年肌少癥多種合并癥產生積極的防治效果。慢性阻塞性肺疾病、慢性心力衰竭和糖尿病等慢性疾病均是老年肌少癥的常見并發癥，適宜的體育鍛煉可在一定程度上改善各肌少癥合并癥患者的肌力、肌量和身體功能等［60-61］。那么，具體哪些運動形式是積極有效的呢？周長喜等［62］指出，抗阻訓練能夠增加肌肉體積和肌肉收縮力，較有氧運動而言，抗阻訓練對于提高肌量和肌力的作用更顯著，更有利于老年患者病情的改善。有氧聯合抗阻訓練是防治老年肌少癥多種合并癥的一種常見組合形式，運用該組合分別對心衰合并肌少癥患者和糖尿病合并肌少癥患者進行干預后發現，它既可以增加心衰合并肌少癥患者的運動康復效果，也有利于糖尿病患者控制血糖及改善軀體功能［63］。由此可見，抗阻運動和有氧聯合抗阻運動是防治肌少癥多種合并癥的有效途徑。

此外，肌少癥合并癥患者在選擇運動方案時與健康或單純肌少癥患者有所區別。單從鍛煉形式來看可能需選擇更簡單安全同時可以協同治療其他并發癥的形式。譬如，對于急性期慢性阻塞性肺疾病患者而言，需注意臥床休息，適當給予被動功能鍛煉，而穩定期慢性阻塞性肺疾病患者可指導采用舉啞鈴、拉彈力帶和使用功率自行車、呼吸功能訓練議等器材進行抗阻功能鍛煉［64］。此外，運動強度的控制需更加的嚴謹，若強度過小，則可能致使效果不顯著，若強度過大，則可能加重合并癥甚至誘發更嚴重的疾病。張勃等［65］為了探究低中強度有氧聯合抗阻運動對老年慢性腎臟病合并肌少癥患者的干預效果，對11名患者給予了每周3次的低中強度有氧運動聯合抗阻運動干預。經過為期12周的干預發現，低中強度有氧聯合抗阻訓練提高了患者的肌肉質量、肌肉力量和運動功能。可見，該群體的運動強度不宜過大，可將低中強度作為參考。

4 小結與展望

縱觀近年來的研究，有關肌少癥的研究在逐年增多，英文文獻要顯著多于中文文獻，國內前期相關的研究并不多見，近兩年才開始逐漸豐富。經系統綜述可見，規律的運動鍛煉可以給老年人的肌力、肌量及身體活動方面帶來頗多益處，它是防治老年肌少癥的一種必要手段，其防治機理尚未統一，仍處在探討階段，各機理間是否存在內在聯系有待下一步商榷。當前有關老年肌少癥的運動干預研究在逐漸增多，但仍存在不足：（1）目前大多研究中所納入的研究對象均為健康的老年群體，專門針對老年肌少癥患者進行運動干預的研究還不多見，因此上述運動方案多適用于健康老年群體，下一步還需在考慮老年人肌少癥三個分期時老年人肌力、肌量及身體活動能力的變化的前提下來探究個性化的運動方案。（2）在多項以男性和女性為干預對象的研究中，并未對男女性的運動方案進行區別，干預的效果各有差別。為了提升后期運動方案所帶來的干預效果，建議在開展下一階段的研究時，將男女性的生理特點作為制定運動方案的參考點。（3）在運動方法的選擇上鍛煉時間、強度及頻率的控制等以及各指標的劑量效應關系尚不明確。在后期的研究中，應更加關注運動對老年人的長期干預，系統分析運動干預的可行途徑，進一步推動老年肌少癥的運動防治方案向個性化發展。