同期力量和耐力訓練對中老年人骨骼肌適應性影響的meta 分析

李 冉，李小京，胡 雪，李謹良，高炳宏

（1. 上海體育學院 競技運動學院，上海 200438；2. 山東體育科學研究中心 綜合部，山東 濟南 250102）

隨著人體衰老，肌肉力量、爆發力、心肺適能以及功能能力（functional capacity）不可避免地呈下降趨勢。一系列身體機能的衰退始于40～50 歲，并在60～70 歲加劇[1-2]。大量研究表明：抗阻訓練能有效增強年輕人和老年人的肌肉力量和爆發力[3-5]，改善肌肉質量[6]，提高蛋白合成率[7]和神經肌肉適應性[4]；有氧耐力運動能通過引發中樞和外周適應性，提高心血管功能和骨骼肌通過氧化代謝產生能量的能力[8-9]。因此，在同一時期內將力量和耐力訓練相結合的訓練模式（即同期力量和耐力訓練，以下簡稱“同期訓練”）是對抗衰老引起的心肺耐力和肌肉力量下降的有效方式[10]。

盡管世界衛生組織（WHO）建議成年人每周至少進行150～300 min 中等強度（或75～150 min 高強度）有氧運動，配合2 d 中等或高強度的肌肉力量訓練，但肌肉力量和心肺耐力的同步適應具有一定挑戰：與單純力量訓練相比，相繼進行力量和耐力訓練會誘發相同的心肺耐力適應，但可能會導致肌肉力量增益的減少[11-13]，這種現象被稱為“干擾效應”[14-17]。部分研究結果顯示，在針對老年人群的運動干預中，與單純力量訓練組相比，同期訓練組的肌肉肥大無顯著變化[18]、下肢肌肉力量及神經肌肉活動顯著降低[12]，表明同期訓練組老年人的肌肉力量適應受到耐力訓練的干擾。此外，同期訓練中力量和耐力訓練的安排順序（先力量后耐力vs. 先耐力后力量）以及訓練頻率（每周2 次vs. 每周3 次）可能會影響老年人肌肉力量適應的程度[19-20]，但也有學者未在相應人群的同類型研究中觀測到力量和耐力訓練的“不兼容”現象。

與年齡相關的肌肉力量下降是老年人身體功能受限和身體虛弱的重要預測變量，也是導致老年人身體姿勢穩定性降低和跌倒的重要危險因素[21-22]。目前，國外有學者嘗試采用meta 分析的方法比較同期訓練對青少年和中年人群下肢最大力量、最大攝氧量[23]、體適能、運動表現以及爆發力[24]的影響。由于人體測量學、生理學以及生物力學等方面的差異，中老年人神經肌肉對同期訓練的適應特點可能區別于相對年輕的群體。同期訓練計劃安排是一個復雜的過程，各變量（如訓練模式和強度、訓練內容、受試者特征、訓練肌肉群等）以及變量之間的相互作用均可能誘發機體對訓練的不同適應。鑒于同期訓練在老年人健康促進中的重要意義以及相關研究結果中存在的分歧，有必要通過meta 分析對相關研究結果進行整合，系統、綜合地評價同期訓練對老年人肌肉適應性的影響。本文通過檢索中外文獻數據庫中已發表的相關實驗研究，采用meta 分析的方法系統評價同期訓練對老年人肌肉相關指標的影響，并探討同期訓練的不同模式對骨骼肌適應性的作用，為老年人選擇最佳同期訓練方案提供參考依據。

1 研究方法

1.1 檢索策略

在PubMed、Web of Science、Embase、Scopus、中國知網、維普中文期刊服務平臺等數據庫中檢索相關文獻，檢索期限為2006 年1 月—2021 年3 月。英文檢索詞包括：concurrent training、 concurrent strength and endurance training、 combined strength and endurance training、concurrent resistance and endurance training、 combined resistance and endurance training、older、elderly、middle-aged、aging 及其組合。中文檢索詞包括：同期訓練、同期力量與耐力訓練、同期抗阻與耐力訓練、老年人、中老年等。采用追溯法進行補充檢索，2 位研究人員獨立對檢索到的文章題目和摘要進行篩選，當意見不一致時，由第3 位研究人員介入。

1.2 納入及排除標準

根據系統綜述的PICOS 原則，本文的納入標準包括：①研究對象（population）為40 歲以上社區中老年人；②干預（intervention）措施為同期訓練，且干預周期≥8 周；③對照（comparison）方案中至少包含1 組力量訓練組（陽性對照組）；④至少報告最大力量、動態或靜態力量、肌肉耐力、瘦體質量中的1 項結局指標（outcome）；⑤研究（study）須為實驗研究或準實驗研究。

排除標準：①醫院招募的受試者；②無力量訓練組（陽性對照組）；③動物實驗；④未公開發表的文獻；⑤重復發表的文獻；⑥同期訓練期間配合其他干預形式，如飲食控制、認知訓練等；⑦結局指標不包含肌肉相關指標。

1.3 資料提取

由2 位研究人員分別對納入的文獻進行全文閱讀，并按照標準化流程提取所需資料。提取信息包括：第一作者信息、發表年限、分組情況、年齡、樣本量、訓練特征（內容、周期、頻率、時長、強度）以及運動干預后的結局指標（最大力量、靜態力量、瘦體質量）等。結局指標被重復測量時，則提取干預后的首次測量結果。2 位研究人員通過討論解決分歧，當意見不一致時，由第3 位研究人員介入。

1.4 統計學方法

采用Stata 15.1 軟件對納入的數據進行統計學分析。本文所納入的文獻結局指標均為連續性變量，且測試單位相同，因此選擇加權平均數差（Weight Mean Difference, WMD）和95%置信區間（Confidence Interval,CI）作為肌肉相關指標的效應尺度。通過RevMan 5.4軟件對納入文獻進行質量評價。

以I2作為評價各研究之間一致性的統計量，I2為25%、 50%、75%分別代表合并結果無明顯異質性、中等異質性和較大異質性[25]。當合并結果存在中等或較大異質性時則進行亞組分析和敏感性分析。采用Egger 法、Begg 法及漏斗圖法檢驗各項研究間的發表偏倚。統計檢驗顯著水平為P ＜ 0.05。

2 研究結果

2.1 納入文獻的基本特征

通過檢索各中外文獻數據庫共獲得文獻1 969 篇，通過文獻追溯獲得文獻2 篇。經過對檢索結果的篩選和閱讀，共納入符合meta 分析要求的文獻18 篇，均為英文文獻。納入文獻的總樣本量為764 人（男性約占57%），年齡范圍為40～77 歲。在18 項研究中，3 項研究的受試者為“經常參與體育鍛煉”的健康中老年人，其余研究的受試者均為“未參與過訓練”“久坐”“不活躍”的健康中老年人。文獻篩選流程如圖1所示。

納入文獻情況：力量訓練以器械為主的有15 篇，以彈力帶為主的有1 篇，以自重訓練、彈力帶、健身棒、啞鈴等混合形式相結合訓練的有2 篇；耐力訓練中以功率自行車為主的有8 篇，以健步走為主的有3 篇，以有氧舞蹈為主的有1 篇，采用上述運動混合形式的有6 篇；訓練周期為8～36 周，其中16 篇集中在12～21 周。訓練頻率為每周2 次的有9 篇，每周3 次的有9 篇。文獻基本特征如表1 所示。

圖1 meta 分析文獻篩選流程Figure 1 Study selection flow chart for meta-analysis

表1 納入文獻的基本特征Table 1 Characteristics of the included studies

續表1

2.2 納入文獻風險偏倚評估

使用Cochrane 風險偏倚評估工具對納入文獻進行方法學評價（圖2）。在納入分析的18 項研究中，12 項為低偏倚風險，6 項為中等偏倚風險。Begg 法檢驗結果顯示，納入文獻均無發表偏倚（P＞0.05），而Egger 法檢驗結果顯示，上、下肢最大力量指標中納入文獻的異質性來源于發表偏倚（P＜0.05）。

圖2 Cochrane 偏倚風險評估Figure 2 Analysis of the risk of bias in accordance with the Cochrane Collaboration Guidelines

2.3 數據合成分析

選擇隨機效應模型，以WMD 和95% CI 為效應量，檢驗同期訓練與力量訓練對肌肉力量和瘦體質量的影響。同期訓練和力量訓練對下肢最大力量影響數據合并，共納入文獻10 篇（同期訓練組242 人，力量訓練組241 人）。meta 分析結果（圖3）顯示，單純力量訓練和同期訓練在下肢最大力量上的變化值無顯著差異（WMD=-0.17，95% CI：-5.97～5.63，P＞0.05），研究間存在中等異質性（I2=56.3%，P＜0.05）。

圖3 同期訓練和單純力量訓練對下肢最大力量的影響Figure 3 Effect of concurrent training and strength training on maximal strength of lower body

同期訓練和力量訓練對上肢最大力量的影響數據合并，共納入文獻6 篇（同期訓練組107 人，力量訓練組110 人）。meta 分析結果（圖4）顯示，同期訓練對上肢力量產生的影響顯著高于力量訓練（WMD=0.64，95% CI：0.28～1.00, P＜0.01），研究間無顯著異質性（I2＜0.01%，P=0.608）。在靜態力量方面，數據合并共納入文獻6 篇（同期訓練組132 人，力量訓練組119 人）。meta 分析結果（圖5）顯示，同期訓練效果顯著優于力量訓練（WMD=101.46，95% CI：23.71～179.22，P＜0.05），研究間的異質性較低（I2=26.2%, P=0.238）。

圖4 同期訓練和單純力量訓練對上肢最大力量的影響Figure 4 Effect of concurrent training and strength training on upper body maximal strength

圖5 同期訓練和單純力量訓練對靜態力量的影響Figure 5 Effect of concurrent training and strength training on static strength

同期訓練和單純力量訓練對中老年人瘦體質量影響數據合并，共納入文獻8 篇（同期訓練組131 人，力量訓練組124 人）。meta 分析結果（圖6）顯示，同期訓練在瘦體質量上的增長顯著高于單純力量訓練（WMD=1.34，95% CI：0.31～2.38，P＜0.05），研究間存在中等異質性（I2=57.9%，P＜0.05）。

圖6 同期訓練和單純力量訓練對瘦體質量的影響Figure 6 Effect of concurrent training and strength training on lean muscle mass

2.4 亞組分析

以往文獻[12]顯示，同期訓練的不同模式（如訓練頻率、訓練強度以及力量訓練和耐力訓練的安排順序等）可能是引起異質性的主要因素。因此，根據各指標在相關文獻中的數量情況，選擇訓練頻率和訓練總量2 個因素對下肢最大力量和瘦體質量2 個肌肉指標進行亞組分析。

2.4.1 不同訓練頻率亞組分析結果

將訓練頻率分成每周訓練2 次和每周訓練3 次2 個亞組。共10 項研究（每周2 次有4 項，每周3 次有6 項）報告了同期訓練對最大下肢力量的影響，共納入樣本483 人。meta 分析結果（圖7）顯示，在訓練頻率上，每周訓練2 次（WMD=-0.18，95% CI：-8.74～8.39，I2＜0.01%）或每周訓練3 次（WMD=-0.20，95% CI：-8.53～8.12，I2=72.9%）時，同期訓練組和力量訓練組在下肢最大力量上均無顯著差異。共8 項研究（每周2 次有2 項，每周3 次有6 項）報告了同期訓練對瘦體質量的影響，共納入樣本255 人。訓練頻率為每周2 次時，同期訓練組和單純力量訓練組在瘦體質量增長上無顯著差異（WMD=0.30，95% CI：-2.09～2.70，I2=57.1%），當訓練頻率增至每周3 次時，同期訓練組瘦體質量增長顯著高于力量訓練組（WMD=1.71，95% CI：0.52～2.90， I2=60.4%）。見圖8。

圖7 不同訓練頻率對下肢最大力量的影響Figure 7 Effect of training frequency on lower body maximal strength

圖8 不同訓練頻率對瘦體質量的影響Figure 8 Effect of training frequency on lean body mass

2.4.2 不同訓練總量亞組分析結果

將訓練總量分為相同組和降低組2 個亞組。相同組定義為同期訓練組與力量訓練組接受等量（相同）力量訓練；降低組定義為同期訓練組接受的力量訓練總量少于力量訓練組（一般為力量訓練總量的1/2）。

圖9 訓練總量對下肢最大力量的影響Figure 9 Effect of training volume on lower body maximal strength

有10 項研究報告了下肢最大力量，其中，相同組有6 項，降低組有4 項，共納入樣本483 人。meta 分析結果（圖9）顯示：當同期訓練組與力量訓練組接受相同總量的力量訓練時，同期訓練組下肢最大力量顯著高于力量訓練組（WMD=2.60，95% CI：1.88～3.31，I2＜0.01%）；當同期訓練組接受的力量訓練總量降低時，同期訓練組和力量訓練組下肢最大力量變化無顯著差異（WMD=-3.91，95% CI：-30.94～23.12，I2=75.2%）。

在瘦體質量方面，相同組包含3 項研究，降低組包含5 項研究，納入樣本255 人。meta 分析結果（圖10）顯示，當同期訓練組中的力量訓練等于（WMD=1.20，95% CI：-0.28～2.69, I2=34.5%）或少于（WMD=1.29，95% CI：-0.22～2.79，I2=68.4%）單純力量訓練組的訓練總量時，同期訓練組和力量訓練組瘦體質量變化均無顯著差異。

圖10 訓練總量對瘦體質量的影響Figure 10 Effect of training volume on lean body mass

3 討 論

與年齡相關的肌肉力量下降與生物學上的衰老密切相關[42-43]，是健康老年人功能能力受限的重要預測因素[21-22]。因此，在老年人群中，力量和耐力相結合的訓練模式是增強肌肉力量、提高心肺適能、保持功能能力[12,44]、預防心腦血管疾病和代謝疾病[44-46]最有效的方法。目前鮮有研究基于定量分析結果綜合評價同期訓練對中老年人肌肉適應性的影響。本文依據動態力量、靜態力量和瘦體質量3 個方面指標的變化情況，分析同期訓練對中老年人骨骼肌適應性的影響，以及同期訓練最有效的訓練變量組合，旨在優化同期訓練方案，促進中老年人肌肉力量和心肺功能協同發展。

meta 分析結果顯示，同期訓練在上肢最大力量、靜態力量和瘦體質量上的增幅都顯著高于力量訓練，在下肢最大力量上二者無顯著差異，表明在老年人群中，同期訓練未誘發其肌肉適應能力的下降，僅就肌肉相關指標而言，同期訓練的效果可能優于單純力量訓練。耐力訓練是否干擾神經肌肉適應性受到諸多因素影響，如受試人群特點（年齡、是否規律鍛煉）、同期訓練的模式（訓練頻率、強度、順序）等。以往研究顯示，力量訓練先于耐力訓練[43,47]或力量訓練和耐力訓練的日期不同[31,34]更有助于中老年人神經肌肉的適應。如Cadore 等[43]研究了同一次訓練中力量訓練和耐力訓練的順序（先力量后耐力 vs. 先耐力后力量）對老年人心血管和神經肌肉適應性的影響，結果顯示，力量訓練和耐力訓練的順序對心肺適應能力無顯著影響，而力量訓練先于耐力訓練更有利于下肢最大力量和肌肉厚度的改善。在本文納入的18 項研究中，12 項為先力量后耐力的訓練順序，或不將二者安排在同日進行，由此可減少高強度耐力訓練后殘余疲勞對力量訓練產生的影響[47]。Wilson 等[48]通過meta 分析探索同期訓練中耐力訓練干擾肌肉肥大和肌肉力量增長的因素發現，以跑步為主的耐力訓練容易對力量訓練的結果造成干擾，而采用功率自行車進行耐力訓練則不會產生干擾效應。在本文納入的18 項研究中，9 項以功率自行車為耐力訓練內容，4 項以功率自行車和健步走/跑步相結合為耐力訓練內容，僅3 項完全采用健步走或跑步的訓練方式。Wilson 等[48]認為，與以向心收縮為主的自行車運動相比，跑步過程中相關肌群做離心收縮，易導致肌肉損傷和肌肉力量的降低，這也解釋了本文未觀測到同期訓練組肌肉適應能力降低的原因。

通過亞組分析發現，不同訓練頻率（每周2 次 vs.每周3 次）下，同期訓練和力量訓練在下肢最大力量的變化上均無顯著差異。Ferrari 等[49-50]發現，每周進行2 次同期訓練，其神經肌肉適應的結果中動態力量與每周3 次相似，表明較低頻率的同期訓練效率更高。Ferrari 等[49]推測，與每周訓練2 次（72 h）相比，每周訓練3 次肌肉恢復時間更短（48 h），因此可能抵消了由力量訓練總量增加所獲得的優勢。盡管多項研究[18,30]結果顯示，每周進行3 次同期訓練可導致老年人肌肉適應能力（肌肉力量和肌肉耐力）降低，但本文meta 分析結果并不支持這一結論。關于干擾效應產生的原因，一種較為流行的解釋是“慢性干擾假說”（chronic interference hypothesis），其認為耐力訓練的增加會導致過量負荷（overreaching）或過度訓練（overtraining），并在一段長期的訓練中刺激肌肉適應和心血管適應的競爭[51]。由于本文納入的受試者大多為無規律運動的中老年人，對體力負荷的適應能力較差，大多數訓練計劃包含了數周中低強度的適應階段，因此整體上可能未達到肌肉適應和心血管適應競爭的條件。

雖然多項研究[12,50]結果顯示，較高的同期訓練頻率會對最大力量和靜態力量的增長產生干擾，但目前有關同期訓練頻率對肌肉肥大影響的研究證據并不充分。亞組分析結果顯示：訓練頻率為每周2 次時，同期訓練組瘦體質量增長水平高于單純力量訓練組；訓練頻率為每周3 次時，由于文獻數量較少或存在偏倚，同期訓練和力量訓練在瘦體質量上未呈現顯著差異。Ferrari 等[49]對24 名有規律運動習慣的老年人進行20 周同期訓練發現，不同訓練頻率（每周2 次 vs. 每周3 次）的受試者在上肢和下肢肌肉厚度上并無差異。根據Ferrari 等[49]的觀測結果，同期訓練的頻率并未對老年人肌肉肥大（5%股四頭?。┊a生影響，推測訓練頻率可能不是影響老年人肌肉肥大的主要因素。

通過亞組分析得出，當同期訓練組的力量訓練總量較力量訓練組降低50%時，其下肢最大力量和瘦體質量與力量訓練組并無顯著差異。原因可能與個別研究權重和效應量較大，以及同期訓練組所選擇的不同耐力訓練方式有關。如Timmons 等[40]采用功率自行車（3×4 min，間隔1 min 恢復，80%HRmax）作為同期訓練中耐力訓練的方式。功率自行車是一種以下肢有氧訓練為主的運動，運動本身也是對腿部力量的一種刺激，因此，耐力訓練對同期訓練組下肢力量增長的貢獻不應被忽視。無獨有偶，Teodoro 等[52]在同類研究中比較了3 組不同訓練強度、訓練總量的同期訓練模式對老年人神經肌肉適應性的影響，結果顯示，力量訓練負荷和訓練總量的變化并未帶來下肢最大力量和肌肉肥大的組間差異，提示在中高強度下，降低力量訓練的總量仍能有效促進老年男性神經肌肉的顯著改善。但也有研究[53-54]指出，力量訓練總量的增加能促進老年人肌肉力量增長和導致肌肉肥大，表明訓練總量的增加對神經肌肉適應性有重要意義。上述研究結果不一致的原因可能與受試者年齡差異相對較大（40～77 歲）、干預周期不一（8～21 周）有關，老年人可能需要更長的干預周期以增強肌肉對力量訓練的適應。未來仍需足夠數量的隨機對照實驗支持現有證據。

為探索同期訓練不同干預模式是否為meta 分析研究間的異質性來源，筆者基于訓練頻率和訓練總量進行了亞組分析。訓練頻率為每周3 次且力量訓練總量降低的meta 分析間呈現顯著異質性，表明同期訓練的訓練頻率和訓練總量是影響肌肉適應性meta 分析間異質性的部分原因。但由于納入文獻的數量有限，尚無法排除訓練強度、受試者年齡和性別、耐力訓練方式等因素對研究異質性產生的影響。此外，在方法學質量方面，由于干預手段為運動干預，難以對受試者和教練員實施盲法，部分研究未實施盲法或未在文中說明是否采取隱藏性分配手段，可能會增加偏倚的風險，成為meta 分析的方法學異質性來源。

4 結 論

相對于力量訓練，同期訓練能更有效地提升中老年人的靜態力量、動態力量以及瘦體質量，肌肉適應能力未受耐力訓練影響。在不同訓練頻率（每周2 次 vs.每周3 次）下同期訓練與單純力量訓練對下肢力量的刺激無顯著不同；但就瘦體質量而言，每周3 次同期訓練更有利于降低體脂率。在力量訓練總量相等的條件下，同期訓練對下肢力量提升的效率高于力量訓練，但鑒于納入文獻數量有限和研究間較高的異質性，仍需進一步研究以獲取更多證據。

本文也具有一定局限性：納入的文獻為公開發表的文獻，未將學位論文納入分析，可能會造成一定的發表偏倚；本文的764 名受試者均為社區來源的健康中老年人，因此研究結果更適用于無重大疾病或慢性疾病的中老年人；由于納入的受試者年齡跨度較大，將各年齡段數據合并分析難以體現不同年齡段受試者的肌肉適應性特征，可能會對研究結果產生一定影響；鑒于相關文獻數量有限，未能將神經肌肉單位募集率、EMG、肌肉活檢等指標納入分析，全面評價同期訓練對中老年人群神經肌肉適應性的影響。此外，盡管本文通過亞組分析對異質性來源進行了分析，但由于納入文獻的數量有限，未能排除來源于不同訓練類型、強度、順序以及受試者特征的異質性。同期訓練是一個復雜的研究領域，各個變量以及變量之間的相互作用均可能誘發機體對訓練的不同適應，未來有必要進行更有力的隨機對照實驗，以進一步解決這一問題。

作者貢獻聲明：

李 冉：提出論文主題，設計論文框架，撰寫論文；

李小京：檢索與整理文獻，提取與核實資料，修改論文；

胡雪、李謹良：檢索與整理文獻，提取與核實資料；

高炳宏：審核論文，指導修改論文。