骨性關節炎與肌少癥的相關性及其運動營養干預研究進展

段玉梅，范彩麗，王安素，秦誠成，宋凌霞，張 莉*

1.遵義醫科大學附屬醫院，貴州 563003；2.西南醫科大學附屬醫院；3.貴州省遵義醫藥高等專科學校

隨著全球人口老齡化加劇，影響老年人生活質量和運動功能的增齡性肌肉骨骼系統疾病逐漸受到重視。骨性關節炎(osteoarthritis，OA)是一種高發于中老年人群的退行性疾病，因關節軟骨纖維化、皸裂、潰瘍及脫失而表現為關節疼痛、腫脹、畸形及功能障礙等癥狀，以髖、膝OA 最為多見[1]。肌少癥(sarcopenia)是一種隨年齡增加，人體骨骼肌質量、力量和功能進行性和全身性減退的老年綜合征，可致病人跌倒、骨折、感染和死亡等風險增加[2]，于2016 年被納入國際疾病分類（ICD）-10 疾病編碼，成為近年的研究熱點[3]。肌肉與骨骼關節位置毗鄰，受某些共同因素調節，其相互關系逐步受到關注。研究表明，髖、膝OA 病人肌少癥的患病率明顯高于正常人群，而肌肉無力或萎縮又可通過促進軟骨變性、軟骨下骨重塑及繼發性炎癥等加速OA 進展[4-6]。由此可見，二者間存在惡性循環關系，合并存在可嚴重影響病人的生活質量。但目前國內對此仍缺乏關注。現對骨性關節炎合并肌少癥的發病情況、相關危險因素及治療干預措施進行綜述，旨在為骨性關節炎合并肌少癥的預防和干預提供參考。

1 OA 合并肌少癥的發病情況

據粗略統計，肌少癥在60～70 歲老年人群中患病率為5%～13%，80 歲以上的老年人群為50%～60%[7]，全球目前約有5 000 萬人罹患肌少癥，預計到2050 年這一數字將高達5 億[8]。而OA 在65 歲以上人群的發病率也可高達50%［1］，兩者存在明顯的伴發趨勢。研究指出，在髖、膝OA 病人中，下肢肌肉量減少是特征性表現，肌肉橫截面積較正常人群減少12%～19%[9]，而肌力比正常人群下降20%～40%[10]。研究發現，OA 是65 歲以上人群發生肌少癥的危險因素[11]，其患病率甚至高于類風濕關節炎受試者的患病率（17.1%），達29.3%[12]，而在德國70 歲以上女性中，髖膝OA 的患病率是非OA 老年人的2.6 倍[4]，體脂百分比較高或步態速度較低的OA 病人更容易出現肌少癥[12]。有學者指出，相較于肌少癥或非少肌性肥胖，少肌性肥胖與OA 的相關性更高[13-14]，其在下肢OA 人群的患病率可高達35.4%[15]，凸顯了肥胖對OA 的全身代謝影響。Kim 等[16]發現，肌肉質量減少與更高的OA發病風險和嚴重程度相關。一項為期5 年的縱向隊列研究顯示[13]，少肌性肥胖老年受試者患膝OA 的風險增高60%～70%。但在這種關系中可能存在性別差異。Suh 等[17]發現，肥胖女性的下肢肌肉質量低時，發生膝OA 的概率增加，而男性則沒有。此外，一項系統綜述表明，對于髖、膝OA 病人，降低的肌肉力量或骨骼肌質量可能增加關節置換的手術風險，影響術后恢復，如增加住院時間和感染率，甚至導致相關死亡率增加[15]。

2 OA 合并肌少癥的危險因素

2.1 衰老 衰老是骨骼肌肉退化的關鍵病理生理學基礎。肌少癥與OA 均為增齡性疾病，其患病率和殘疾率隨年齡而增加[7，18]。人體從50 歲開始，肌量每年下降1%～2%，肌力每年下降1.5%～5.0%[7]。甚至可能早在30 歲以后便可開始出現肌肉力量的下降，即使在肌肉質量不變的情況下仍會隨年齡增長呈線性下降，且以下肢肌肉的表現最為明顯[19]。研究顯示，膝關節伸展肌群、屈曲肌群肌力受老化影響的下降程度可達11%以上，導致膝OA 的患病風險增加[6，20]。此外，衰老相關的全身性炎癥反應、細胞凋亡、線粒體功能障礙等也與OA 和肌少癥的發生發展密切相關[21-23]。

2.2 雌激素水平降低 骨骼肌肉健康是絕經后女性面臨的重要健康問題[22]。雌激素在維持女性的骨骼肌肉代謝平衡方面有著重要作用，而絕經前后的雌激素缺乏勢必會對骨骼、肌肉、韌帶腱膠原、軟骨、滑膜和關節囊的健康產生不利影響[22]。流行病學調查表明，在45～64 歲人群中，女性OA 患病率是男性的3 倍，激素水平與OA 的發生或嚴重程度呈負相關[24]。同時，雌激素水平下降影響骨骼肌修復、再生及肌肉蛋白的合成，導致肌肉質量降低[25]。據報道，55 歲以后男性握力和膝伸肌力分別下降23.0%和17.4%，而女性則下降40.2%和28.0%[26]。女性肌少癥的患病率在50 歲左右時增加，而男性的患病率在60 歲時增加，且女性略高于男性[22-23]。由此可見，雌激素缺乏是肌少癥和OA 的共同危險因素，需加強關注絕經后女性的骨骼肌肉健康問題。

2.3 炎癥反應 微炎癥狀態在OA 中較為常見[27]。研究顯示，OA 病人的全身炎癥標志物顯著升高，且血清C-反應蛋白、腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-6 等炎性因子的升高不僅與OA 嚴重程度有關，也與肌力降低有關[27-28]。此外，Knoop 等[29]通過MRI 檢測到局部的關節積液和滑膜炎也與較低的肌力顯著相關。炎癥因子主要通過抑制肌肉合成及增加肌肉降解，促進肌肉質量的丟失，從而引起肌少癥[12，27]。而肌肉作為人體的內分泌器官，能分泌多種細胞因子，當肌肉無力或萎縮時又可導致OA 關節的繼發性炎癥[6]。據報告，患有肌少癥的老年髖、膝OA 病人的炎性水平高于非肌少癥病人[4]。總體而言，目前的研究直接或間接表明了OA的炎癥狀態與肌肉質量和肌肉力量存在一定程度的相互作用。

2.4 蛋白質和維生素D 缺乏 營養缺乏是引發肌少癥的重要危險因素，而蛋白質和維生素D 是參與肌肉合成代謝的重要營養物質[27，30]。一份來自1 316 例膝OA 受試者的數據顯示，65.1%的膝OA 病人蛋白質攝入量低于歐盟老年醫學會建議的每日攝入量（0.8 g/kg）[31]，且OA 病人存在的慢性炎癥消耗可能導致蛋白質的合成代謝抵抗。此外，據Manoy 等[32]報告，高達85.6%的膝OA 病人存在維生素D 不足或缺乏。維生素D 不僅與膝OA 的疼痛、功能和影像學進展有關，且被認為具有參與肌肉纖維蛋白質合成和調節肌肉收縮力的重要作用，維生素D 不足可導致肌肉合成代謝降低，并與胰島素分泌減少、肌原纖維降解等有關，最終導致肌肉減少[30]。

2.5 肥胖 脂肪細胞似乎在老年人骨骼肌減少與OA 的關系中起著關鍵作用[13]。研究發現，膝OA 病人的特異性肌力和肌肉質量顯著降低，1 型和2B 型纖維相對減少，大腿肌肉及其周圍脂肪浸入量較高，并與肌力呈負相關[10]。原因在于脂肪細胞產生的促炎性介質和脂肪因子（脂聯素、瘦素）等不僅對OA 發病產生全身和局部促進作用，也可引起骨骼肌胰島素抵抗和脂質毒性，刺激骨骼肌分解代謝，引起肌量減少和肌力降低[21，33]。同時，肥胖也使膝關節生物機械負荷增加，促進OA 發生或加重。Vlietstra 等[12]的研究顯示，OA 病人中72%存在肥胖，而在少肌性OA 病人中，合并肥胖癥者有更嚴重的功能障礙、殘疾和跌倒風險。

2.6 活動減少 體力活動缺乏是髖膝OA 病人肌肉質量和肌肉力量下降的危險因素[5]。OA 病人因關節疼痛和僵硬，往往導致活動受限和體力活動減少，可致肌肉纖維失用性萎縮，且在活動中關節的疼痛可通過神經系統抑制神經肌肉的動員能力，致使肌力下降[4-5，34]。而當關節周圍肌量減少和肌力降低時，關節的減震能力、承重能力和穩定性降低，又可促進OA 進一步加重，活動進一步減少。長此以往，兩者互相促進疾病進程，形成惡性循環。由此可見，體力活動減少在OA 與肌少癥之間具有雙向促進作用。

2.7 疾病因素 肌少癥、骨關節炎及骨質疏松是老年人常見的骨骼肌肉疾病，目前已有眾多研究表明三者間分別存在相似的病理生理基礎，并受許多共同因素調控[22-23]。劉康妍等[34]研究發現，膝OA 的嚴重程度同骨質疏松程度呈正相關，同下肢肌力情況呈負相關，認為膝OA、股四頭肌肌力下降、骨質疏松存在相互促進的關系，并提出診治老年膝OA 時，不能忽視伴發骨質疏松、肌少癥的可能性。糖尿病是老年人群常見的慢性疾病，可引發全身多器官功能損害，也包括對肌肉骨骼系統的影響。研究表明，糖尿病與肌少癥存在雙向關系，糖尿病可通過胰島素抵抗、炎癥、糖基化終末產物累積、氧化應激和血管并發癥等因素影響肌肉健康，而同時肌肉質量低下也可能引起葡萄糖代謝方式改變，從而引發或加重糖尿病，即糖尿病和肌少癥可互為因果[35]。同時，自Berenbaum[36]提出糖尿病性骨關節炎的概念以來，眾多研究也相繼表明糖尿病是OA 發生發展的獨立危險因素[37]。由此推斷，糖尿病或是肌少癥與OA 之間共同的中間或混雜因素。此外，與骨關節炎相關的慢性疾病，如高血壓、代謝綜合征以及肥胖癥等也可能通過相互關聯的途徑加劇骨骼肌的喪失[15]。在心理方面，有研究表明焦慮、抑郁與骨骼肌肉質量存在負相關，是導致肌少癥的危險因素[38]。而OA病人因長期的關節疼痛、活動受限及經濟壓力等承受較大的心理壓力，Stubbs 等[39]發現，約20%的OA 病人存在抑郁和焦慮癥狀。因此，對于合并骨質疏松、糖尿病、高血壓等疾病的老年OA 病人，應視為肌少癥的高危人群，有條件的應及早進行肌少癥篩查和預防，同時應注意對OA 病人心理狀態的評估，做好心理護理。

3 OA 合并肌少癥的干預

3.1 運動干預 運動鍛煉作為OA 的基礎治療，也是防治肌少癥的主要干預措施[1，23]。目前，抗阻運動被認為是防治肌少癥最有效的方式，可以通過克服阻力使肌肉增長和力量增加[23]。一項研究對全膝關節置換后病人實施12 周抗阻運動訓練，結果病人的肌肉質量，活動能力評分得到了明顯改善[40]。但超負荷抗阻運動所導致的關節疼痛可能是許多OA 病人所無法忍受的，且安全性和可持續性值得考慮。較輕負荷的有氧運動，如游泳、騎自行車、步行等被證實也可有效增加膝關節伸肌和屈肌力量，減輕關節疼痛僵硬[9]。目前多采用聯合干預方式，將抗阻運動與有氧運動、營養或藥物干預相結合，能有效提高肌肉質量。Petersen 等[41]對膝OA 進行了一項為期12 周的鍛煉計劃，并聯合非甾體類抗炎藥治療，結果顯示有效增加了肌肉力量。

血流限制訓練被認為是一種加速肌肉骨骼康復的新方法而在近年逐漸受到關注，該方法結合低負荷運動或有氧運動，可產生與高負荷運動相似的肌肉增長和肌力增加，且在運動時關節疼痛度降低[42]，但其潛在的安全性問題不容忽視。此外，神經肌肉電刺激[43]、全身振動訓練[44]等物理療法有益于肌肉質量和功能的證據也在不斷增加，一項針對老年女性膝OA 病人為期8 周試驗結果顯示，肌肉電刺激可使病人的肌肉厚度和解剖學橫截面積均增加[45]。但目前有關研究的干預效果缺乏一致性，還需要更多高質量的研究進一步證實。總體而言，目前尚無特定運動方案用于肌少癥和OA，醫護人員及康復師應根據病人關節疼痛和受限情況，制定出病人可耐受、能堅持且具有安全性和可持續性的鍛煉計劃。

3.2 營養干預 目前普遍認為，蛋白質、必需氨基酸、維生素D 及其他營養成分的充足供應，對于維持骨骼肌內環境的穩定十分重要[30]。歐洲臨床和營養代謝學會指出蛋白質補充與運動相結合是維持肌肉功能的最佳選擇，并推薦患有急性或慢性疾病的老年人，蛋白質需求量需增加至1.2～1.5 g/(kg·d)[46]。必需氨基酸能幫助克服蛋白質的合成代謝抵抗，刺激肌肉蛋白質的合成，其中亮氨酸的作用尤為顯著[30，46]。因此，建議選擇富含必需氨基酸的優質蛋白。此外，維生素D 除了對肌肉質量和力量有作用外，還具有潛在的抗炎作用[27，30]。Manoy 等[47]研究顯示，補充6 個月維生素D2能有效改善膝OA 病人的肌肉力量、身體機能、疼痛和生活質量。歐洲骨質疏松癥和骨關節炎臨床和經濟方面協會（ESCEO）[48]建議，每天攝入800 U 的維生素D 維持血清25-羥基維生素D 水平＞50 nmol/L，同時攝取1 000 mg/d 的鈣。值得注意的是，超重現象在膝OA合并肌少癥人群中十分突出，但少肌型肥胖的OA 人群應謹慎減肥，需注意防止減重的同時丟失肌肉組織。有研究對肥胖老年人群采用低熱量飲食配合抵抗運動進行減肥，同時提供充足的乳清蛋白、亮氨酸和維生素D，實現了減重的同時保留肌肉質量[49]。總之，少肌型肥胖的OA 人群仍應謹慎減肥，建議在醫護人員、康復師和營養師的聯合指導下進行。

4 小結

OA 與肌少癥在老年人群中十分常見，兩者受某些共同因素調控，存在相互影響、相互促進的惡性循環關系，其共病現狀嚴重威脅老年人運動功能和生活質量。目前對OA 合并肌少癥的相關研究尚少，大多數為橫斷面調查研究，可能導致某些潛在的影響因素被掩蓋，故兩者的發病機制和因果關系尚不十分清楚，還需更多的縱向設計和實驗類的高質量研究驗證。這也提示醫護人員應重視在OA 人群中開展肌少癥宣教和篩查，將OA 與肌少癥進行整體性看待，針對其共同病因開展早期防治工作，探索適合少肌型OA 病人的治療方案。