不同運動劑量干預對衰弱老年人健康狀況的影響

賴小星 武曌 劉彩云 薄琳 朱宏偉 霍曉鵬

衰弱是老年癥候群惡性循環的開始，與非衰弱老年人相比，衰弱老年人更易發生跌倒、骨折、失能等不良事件[1-2]。隨著老齡化進程，衰弱發生率正在不斷上升，在65歲以上老年人群中,衰弱發生率約為10.7%[3]。衰弱已成為顯著影響老年人生活質量和預期壽命的重要健康問題。值得注意的是，衰弱的發展進程通過干預是可以有效延緩甚至逆轉的[4]。因此，關注衰弱老年人群并及時實施有效干預措施，對于降低衰弱對老年人預期壽命和生活質量的不良影響，節約社會公共衛生資源都具有重要意義。體力活動的劑量既包含體力活動總消耗量，也包含體力活動量的各相關因素(運動強度、運動持續時間、運動頻率以及運動方式等)。既往研究表明，體力活動量與健康之間存在著劑量效應關系[5]。但對于老年人，運動中的哪些因素與健康效益更相關尚沒有明確的解釋。本研究擬探討不同運動劑量干預對衰弱老年人肌力、體適能及睡眠的影響。

1 對象與方法

1.1 研究對象 本研究通過在北京市東城區花市南里街道進行健康教育宣講、公告欄張貼宣傳海報等方式招募研究對象，向每位入組對象充分說明研究目的、過程和潛在風險，征得同意后填寫知情同意書。

1.1.1 納入標準：(1)自愿參加本研究，并簽署書面知情同意書；(2)年齡≥60歲；(3)符合Fried衰弱診斷的標準。

1.1.2 排除標準：(1)認知障礙，無法配合完成研究；(2)患有高血壓、糖尿病、不穩定型心血管疾病、神經肌肉疾病、骨骼肌肉畸形、有癥狀的類風濕性關節炎、深靜脈血栓形成；(3)進行規律性中度或重度體力活動(以1周不超過3次，每次30 min為判定標準)；(4)近期手術(1個月內)。

1.1.3 脫落樣本標準：對已入組但未完成全部干預者，存在下列情況應視為脫落：(1)自行退出者；(2)依從性差，參加運動的次數少于應完成總量的 80%；(3)身體狀況不再適合繼續參加運動者。

脫落樣本的處理：對于退出研究者，詢問并記錄退出理由與退出時間。保留其所有相關資料數據，用于進行意向性分析，以減少結局偏倚。

1.1.4 樣本量計算：根據隨機對照試驗樣本量計算公式，計算出每組所需樣本量為18例，預估退出率為20%以內，最終每組納入22例研究對象。

1.1.5 分組方法：采用暗箱法進行隨機分組：準備4個密封信封，每個信封內裝一張紙條，分別標為對照組、小量中強度組、小量大強度組和大量大強度組。由不知信封內容的第三方(非本研究人員)隨機在信封上寫上數字“1”至“4”。研究者按照招募順序，根據信封內紙條的標記將其分為4個組。

1.2 研究方法 本研究采用功能性彈力帶進行分級抗阻訓練。根據美國運動醫學會(ACSM)制定的老年人運動指南[6]推薦結合衰弱老人身體狀況制定方案。本研究運動量的選擇：1組為小量，5組為大量；選用美國Thera-Band品牌彈力帶，并選取相應的阻力值：綠色(2.09 kg)代表中強度訓練、藍色(2.63 kg)代表大強度訓練。運動頻率為每周3次，運動干預時長為12周。(1)對照組：每周進行1次運動相關健康教育，無任何針對性身體訓練干預；(2)小量中強度組：1組8次重復，綠色彈力帶；(3)小量大強度組：1組8次重復，藍色彈力帶；(4)大量大強度組：5組8次重復，藍色彈力帶。

運動方式為下肢膝伸肌抗阻訓練，具體過程如下：彈力帶呈環狀打結在穩固物體(如靠背椅)上固定，高度與踝關節持平，研究對象取坐位，雙腳著地套入并背對彈力帶，雙手放大腿末端，吸氣吐氣的同時抬起一側小腿，視研究對象情況，小腿不必完全抬高至水平，抬起后此動作停留2 s。完整一次動作持續 6～8 s，每組重復 8 次動作，每組之間休息1～2 min。

囑受試者運動時著運動裝、運動鞋，不得空腹進行訓練，于進食1～2 h后運動最佳。訓練時專業人員在旁看護，防止跌倒等意外事件，訓練前后監測心率、血壓的變化。

1.3 評價方法

1.3.1 肌肉力量：采用便捷式數字化肌力測量儀(美國MRAK-10，Series EKK)測量下肢肌力(kg)。本研究測量股四頭肌肌力，方法如下：被測量者取坐位，雙足自然落地，膝關節屈曲呈90°，測量者手持肌力測量儀放置于被測量者膝下2 cm處，囑被測量者做伸膝運動，此時顯示的數值為股四頭肌肌力。連續測量3次，取平均值。

1.3.2 老年人體適能(senior fitness test，SFT)：美國運動學教授Roberta E. Rikli等人開發、完善了SFT[7]，可評價60～90歲以上體弱到健壯的獨立生活的老年人多項體力水平。本研究主要測試以下肢力量為主的以下3項：(1)6 min步行距離(6MTD)測試；(2)30 s坐站測試；(3)8英尺起立行走測試。

1.3.3 睡眠狀況：采用ActiGraph的wGT3X-BT 無線三軸體動記錄儀測量總睡眠時間和睡眠效率。研究對象分別于運動干預前、干預12周后佩戴48 h，取 2個24 h數據的平均值。

1.4 質量控制 為了使得干預過程的運動量和強度達到預期的效果，對干預過程中的量和強度均作了嚴格的干預，如受試對象在運動過程中有 3 周以上的運動強度無法達到預計強度或者因某種原因有2周以上未參與運動干預，將予以剔除。同時要求研究對象根據正常的生活習慣進行飲食和日常體力活動。

2 結果

2.1 一般資料 本研究共招募符合納入標準的老年受試者88例，每組22例。在干預過程中干預組共脫落9例，對照組脫落2例。最終小量中強度組20例、小量大強度組19例、大量大強度組18例、對照組20例完成研究過程。4組研究對象在年齡、性別、BMI、日常生活能力方面的差異均無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 各組一般資料比較

2.2 不同組別運動干預前后肌力、體適能、睡眠指標變化情況 對照組干預前后各指標差異均無統計學意義(P>0.05)；其余3組干預前后股四頭肌肌力、6MTD、30 s坐站次數、8英尺起立行走時間、總睡眠時間、睡眠效率差異均有統計學意義(P<0.05或P<0.01)。小量中強度組、小量大強度組和大量大強度組各指標的改善均優于對照組(P<0.05)；與小量中強度組相比，小量大強度組和大量大強度組的股四頭肌肌力、6MTD、30 s坐站次數、8英尺起立行走時間、總睡眠時間均優于小量中強度組(P<0.05)，而睡眠效率3組間差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 不同組別運動干預前后肌力、體適能、睡眠指標比較

3 討論

3.1 抗阻運動可以改善衰弱老年人的肌力、體適能及睡眠狀況 本研究結果顯示，與對照組相比，3個干預組的肌力、體適能、睡眠指標均有改善，表明抗阻運動可以有效改善衰弱老年人的健康狀況。分析其原因，運動訓練可以使骨骼肌產生適應性變化，對減少骨骼肌質量丟失、增加骨骼肌體積，減緩骨骼肌衰老有積極影響。相比有氧運動訓練，抗阻力訓練對增加肌肉數量和力量更為有效，也是干預衰老性肌萎縮更為有效的措施。本研究結果同既往研究一致，每周進行1次抗阻力訓練就可以提高肌肉力量[8]。

以往針對老年人抗阻性運動提升運動能力的研究多采用傳統固定式器械，這種訓練對相關大肌肉刺激具有較好效果，但對肌少癥老人下肢平衡能力的改善有一定的局限性[9]。 因此，本研究采用彈力帶遞增式負荷對衰弱老年人進行下肢抗阻性訓練。 彈力帶的雙向阻力與單側不穩定性的動態練習模式使得使用者在發力與放松階段均需動員更多深層肌肉鏈參與，以更好地維持下肢運動功能的穩定性。干預組的6MTD、30 s坐站和8英尺起立行走測試結果均顯著優于對照組。Yan 等[10]在體育活動項目對老年人體適能影響的研究中發現，干預后老年人的6MTD明顯增加，與本研究結果一致。

美國開展的一項大樣本調查發現，在衰弱老年人中，入睡困難、易醒、睡眠效率不佳等各種睡眠障礙發生率最高，提示睡眠障礙與衰弱間可能存在潛在聯系[11]。本研究結果顯示，中等強度的運動可以提高睡眠效率，大強度運動可以增加總睡眠時間。樊賢進等[12]強調了運動作為睡眠障礙非藥物治療的重要性，可能是由于運動產生的很多激素和代謝產物影響睡眠。Richards等[13]采用有氧運動聯合抗阻運動的運動方式進行干預研究，結果顯示干預組的夜間睡眠時間顯著長于對照組。

3.2 不同運動量和運動強度對改善衰弱老年人的肌力、體適能及睡眠效果分析 3個干預組的肌力、體適能、睡眠指標均有所改善，但是小量大強度組和大量大強度組增加較為顯著，表明運動量和強度都有利于肌力、體適能、睡眠指標的改善，但是強度是影響上述健康指標的主要因素。3個干預組下肢肌力水平分別增加了1.32 kg、2.61 kg和3.10 kg。肌力在相同運動量不同強度組增加的幅度具有顯著差異，表明強度是引起肌力提高的主要因素，比運動量更有利于肌力的增加。運動量和強度都有利于體適能指標的改善，而且強度對改善體適能的效果要大于量所產生的效果。運動量和強度均會對睡眠時間和睡眠效率產生一定的影響，而大強度運動更容易增加總睡眠時間。

從抗阻訓練的神經適應方面分析，大強度練習是力量有效增加的必要因素[14]。目前對力量增加過程中的神經調節機制了解尚不深入，推測可能的途徑包括:(1)通過反射和運動神經元高度易化加強運動神經元的興奮性；(2)通過較強的神經沖動增強肌肉激活水平；(3)提高運動單位活動的同步化程度[15]。對老年人和年輕人進行為期12周運動干預后發現，強度是改善心肺耐力的重要因素之一[16]，與本研究結果一致。然而也有學者指出，運動量才是改善心肺功能的主要因素，而與強度無關[17]。ACSM運動指南認為，在總能量消耗相等的情況下，采取低強度長時間運動和高強度短時間運動，二者改善心血管水平、降低心血管風險的程度是相似的[6]。本研究結果顯示，運動量和運動強度都與衰弱老年人健康指標的改善有關，而且在運動量一定的情況下，高強度運動改善衰弱老年人健康指標更顯著。

不同運動劑量干預對衰弱老年人健康影響效果不同，運動量和運動強度都有利于肌力、體適能、睡眠指標的改善，但是強度是影響上述健康指標的主要因素。本研究干預時間有限，未對運動干預措施改善肌力、體適能和睡眠作用效果的遠期效應進行評價，今后研究可以進一步分析該運動的遠期效果，并分析比較不同運動時間、運動頻率等運動劑量對作用效果的影響。