老年肌少癥患者平衡功能障礙的研究進展

張婷,項潔

跌倒可導致老年人身體機能迅速下降。老年人跌倒風險因素包括既往跌倒史、特定藥物使用、尿失禁、認知障礙、視力障礙、步態缺陷和平衡障礙等[1]。姿勢和運動是由中樞神經系統控制下的肌肉骨骼結構產生,在控制平衡的過程中,肌肉是將身體各部分移動到適當位置的唯一動力來源。肌肉減少癥(簡稱肌少癥)作為一種涉及肌肉系統病理改變的老年綜合征,是引起老年人跌倒的一個內在因素。本文關注肌少癥相關平衡障礙的評估、表現和治療,以期預防潛在的少肌型跌倒。

1 老年肌少癥的概念

如同骨密度隨增齡的變化,肌肉質量在成年早期達到高峰后處在一個短暫的平臺期,之后開始逐漸減少并伴隨肌肉力量的快速下降。根據亞洲肌少癥工作組(Asian Working Group for Sarcopenia,AWGS)專家共識,肌少癥的操作性定義是與年齡相關的骨骼肌質量減少,伴隨肌肉強度和(或)軀體功能下降[2]。AWGS提及的肌少癥不涉及合并癥,年齡界限取決于各個國家對老年人的定義,在社區中的患病率為5.5%～25.7%[2]。在臨床研究中,肌少癥可分為原發性和繼發性。原發性肌少癥指疾病與衰老有關,沒有其他明顯病因,患病率在10%左右。繼發性肌少癥指有醫學證據表明的一種及以上病因,進一步可分為活動相關、營養相關和疾病相關。繼發性肌少癥常見于消化系統疾病、內分泌疾病和癌癥患者中,患病率在30%及以上。肌少癥的病理機制主要為肌纖維受損和肌肉蛋白代謝失衡。肌纖維受損涉及運動神經元缺失、神經肌肉接頭阻滯、肌纖維大小及數量下降、Ⅱ型肌纖維向Ⅰ型轉變,以及肌內和肌間脂肪浸潤。肌肉蛋白降解增加及合成減少主要與炎癥反應、氧化應激、細胞過度自噬及衛星細胞激活減少有關。

肌肉實際上是人體最大的內分泌系統,其可分泌數百種肌因子,不僅作用于肌細胞本身,還影響大腦、皮膚、骨骼、腸道及肝臟等其他器官的生理功能,進而調節全身效應[3]。而肌少癥作為一種進行性、廣泛性的骨骼肌疾病,與機體多處功能下降密切聯系,包括吞咽障礙、肺功能損傷、骨密度下降和認知功能減退等,可誘發跌倒、骨折、殘疾、住院和死亡等不良結局,顯著降低患者生活質量。隨著臨床工作者對其認知的不斷深入以及相關診斷標準的不斷完善,肌少癥在2016年擁有獨立的國際疾病分類代碼(ICD-10-CM),被正式納入疾病范疇(M62.8)。可以預見,肌少癥的預防、診斷和治療將成為常規臨床實踐的一部分。

2 肌少癥患者平衡功能障礙的臨床評估

肌少癥患者引起平衡障礙和跌倒似乎是既定的事實,對平衡功能的檢查是肌少癥軀體功能診斷的選項之一[4],老年肌少癥預防的核心信息包括預防跌倒[5]。可見對肌少癥患者平衡障礙臨床識別尤為重要,目前評估方法包括主觀檢查、量表評定和儀器檢測。

2.1 主觀檢查法 單腿站立測試(one-leg stance test,OLST)是反映老年人靜態平衡功能常見檢查手段,關于抬起腿高度、睜閉眼情景和測試時間閾值尚無標準。相關文獻對肌少癥患者OLST的量化方法為單腿站立時長或左右腿站立時間之和[6-7]。其中,Khanal等[7]認為OLST可以區分社區老年人肌少癥前期特征,并給出了低肌量的診斷閾值為55s。四方格跨步測試(four square step test,FSST)可評估受試者多方位跨越障礙物行進的動態平衡能力。在老年人中,以FSST評估的步態失衡與其肌少癥有關[8-9]。計時起立-行走測試(timed up and go,TUG)則能夠實現對坐-站轉換、瞬間的站立平衡、步行和轉彎等多種姿態下的平衡功能的檢測。TUG是歐洲老年肌少癥工作組(european working group on sarcopenia in older people,EWGSOP)建議的肌少癥軀體功能診斷的選項測試,也被廣泛用于肌少癥患者的動態平衡功能的評定[10-12]。

2.2 量表評定法 簡易體能狀況量表(short physical performance battery,SPPB)由椅立試驗、平衡測驗和4米步速測試三部分組成,可以實現對下肢肌力、平衡和步行能力的綜合簡便評估。其中的平衡子測驗,包括三種站姿測試,常被單獨用來評估肌少癥患者的靜態平衡功能[13]。SPPB也是EWGSOP和AWGS推薦的肌少癥相關軀體功能診斷的可選測試。Berg平衡量表(Berg balance scale,BBS)是臨床上應用最多的平衡量表,反映多種功能性活動下的靜動態平衡及重心轉移能力。在相關研究中,BBS常被用來反映肌少癥治療后平衡功能的變化,作為一種功能性預后指標[14-15]。

2.3 儀器檢測法 ①生物力學檢測:力平臺的壓力感受器和加速度傳感器可跟蹤和記錄壓力中心(center of pressure,CoP)的實時變化以反映姿勢控制狀況。文獻報道主要圍繞靜態姿勢平衡和穩定極限(limit of stability,LOS)兩方面。CoP擺動軌跡表示身體晃動的程度,反映靜態平衡維持的質量。LOS表示身體向各個方向的自主重心移動能力,是一種動態平衡指標。目前力平臺檢測被用于肌少癥患者平衡缺陷的探究和治療后的功能評定[16-17]。②電生理學檢測:平衡功能的維持需要感覺輸入和運動傳出,涉及神經肌肉的生物電變化。表面肌電技術(surface electromyography,sEMG)則通過無創、同步的方式檢測靜動態活動中的淺層肌肉的電活動,反映運動單位的募集情況。除了應用于三維步態分析,也有部分研究將其與力平臺檢測技術結合用以探究受試者姿勢平衡機制,包括肌肉貢獻比、關節姿勢控制策略和肌肉疲勞性等。在肌少癥人群中,sEMG被用以探究肌肉病理和識別肌少癥[18-19],尚未提及平衡功能。鑒于肌少癥涉及肌肉結構和功能異常,而sEMG能夠檢測特定肌肉的激活和做功情況,其或許是能夠反映肌少癥平衡缺陷特征的潛在技術。

3 關聯與表現

平衡功能下降的主要結局是導致老年人跌倒風險增加,因此本部分關注肌少癥相關平衡障礙的同時也概述了肌少癥與跌倒的特異性關聯。

3.1 肌少癥與平衡功能的聯系 由于概念發展的原因,現存文獻對明確診斷的肌少癥的平衡功能探究較少,而更多的是報道肌少癥診斷指標(肌量和肌力)與平衡功能的聯系。其中,肌肉質量減少是肌少癥起初的概念,是狹義的肌少癥。最初的EWGSOP將其識別為“肌少癥前期”。老年人四肢和大腿中部的瘦體質量(去脂肪質量)正比于FSST表現[8]。而對肌少癥患者股外側肌肌肉活檢顯示,肌肉橫截面積與SPPB平衡測試得分有強相關性[13]。除了下肢骨骼肌,核心肌群如膈肌,其厚度也被報道是老年人姿勢擺動及LOS表現的重要決定因素[20]。肌肉力量下降在許多文獻中也被稱為“動力減少癥”,EWGSOP和AWGS將其定義為“肌少癥可能”[2,4]。與年齡相關的肌力下降可能影響姿勢反射并增加跌倒風險。髖外展肌肌力被報道與OLST相關[21]。此外,上肢握力也分別與CoP擺動、TUG和FSST表現有關[22]。Ozkal等[20]報道股直肌肌少癥導致老年人靜態站立時中外側擺動增加,并與跌倒恐懼心理相關。除了部位特異性肌少癥,按照標準診斷的整體肌少癥患者,在閉眼OLST[23]、閉眼軟墊站立和TUG中表現更差[10,24]。且肌少癥的嚴重程度與姿勢擺動和跌倒風險增加呈正相關[16]。另外,足底壓力分析發現,肌少癥組的左右足各區域壓力變化不對稱,足底CoP軌跡短軸增加,提示重心在雙足間轉換失衡,側向抖動增加[25]。

3.2 肌少癥與跌倒的聯系 目前報道的肌少癥與跌倒的特異性關聯如下。①社區老年肌少癥患者跌倒風險增加:在前瞻性研究中,養老院老年人的肌少癥與未來跌倒事件無關[26-27]。相比之下,大量研究報道了社區老年人肌少癥與跌倒風險的關聯,包括復發性跌倒、脆性跌倒和傷害性跌倒,風險比約在2～3之間[28-30]。相比于社區老年人,養老院人群往往有相對嚴重的健康問題,其往往活動受限或傾向于使用輔助器具,這可能降低跌倒暴露風險,進而削弱肌少癥對跌倒的影響。②男性肌少癥患者跌倒風險更高:日本社區老年人的肌少癥與跌倒史相關,其中男性風險比高于女性[31]。另一項加拿大隊列研究表明,肌少癥與社區老年男性傷害性跌倒有關,而在女性中未發現關聯[32]。這種差異或許依賴于性別特異性的激素失調。在衰老過程中,男性雄激素水平通常比女性下降更多,而較低的睪酮水平與肌量及肌力減少有關,進而增加肌少癥發生風險和嚴重程度。③肌肉質量或肌肉功能介導關聯:在社區老年女性群體中,肌少癥相關的低握力[33]和慢步速增加跌倒風險[34],而也有文獻指出肌量減少而非肌力或軀體功能與跌倒相關[35]。雖然肌力和步速被廣泛證明與跌倒、功能下降甚至死亡有關,但肌肉質量與骨密度和胰島素抵抗有關,兩者在預測跌倒等不良事件中均有其獨特意義。這也反過來證明了結合肌量與功能指標作為肌少癥診斷標準的必要性。

4 干預措施

尚無文獻專門針對肌少癥平衡障礙進行訓練,也沒有單純探究平衡訓練對肌少癥的影響。對肌少癥疾病本身的干預或將具有平衡效益,因此本部分概述了在肌少癥臨床治療中提及平衡功能改善的干預措施,包括運動訓練、物理療法和營養干預。

4.1 運動訓練

4.1.1 抗阻運動 抗阻運動是改善肌少癥最主要的訓練方式,即使是老年人,力量訓練也存在增肌效應。具有肌少癥風險的老年人群在執行12周的彈力帶抗阻訓練后, TUG、BBS和肌少癥指標均顯著好于對照組,且無運動不良反應發生[15]。趙楚楚等[14]對比了階段性功能訓練與抗阻訓練的療效,結果顯示兩組患者的OLST、SPPB和BBS均顯著改善,且抗阻訓練組效果更好。提示抗阻訓練在增加肌力的同時對功能性平衡能力有一定程度的改善。肌少癥相關的肌力減退(尤其下肢)破壞姿勢和功能活動中平衡維持的動力機制,而抗阻訓練能有效改善骨骼肌缺陷、提高肌肉功能。因此肌肉功能可能介導了抗阻訓練對平衡功能的效益。此外,肌肉收縮對骨骼的機械刺激可減少骨質流失,降低跌倒和骨折風險。但應特別關注老年人肌肉和關節應力損傷的風險,需要相關研究提供老年人尤其肌少癥患者可以實施的阻力訓練方式及劑量。

4.1.2 中國傳統健身術 方磊等[36]將36名存在平衡障礙的老年肌少癥患者等比分為易筋經組和健康宣教組,干預后易筋經組的TUG時長顯著降低且平衡信心增加。Zhu等[11]在高齡老年肌少癥患者中對比觀察了太極拳和全身振動療法的影響,結果顯示兩種訓練方式均顯著改善了各項軀體功能指標,且太極拳對平衡功能的改善大于全身振動組。易筋經和太極拳是中醫傳統功法,其慢而勁的招式可能通過增加骨骼肌收縮協調性和關節穩定性提高動靜態平衡能力。此外,訓練對專注力的要求也可能通過改善心理與認知功能而影響老年人整體平衡表現。

4.1.3 認知-運動雙重任務訓練 近來雙重任務訓練被報道可改善老年人的平衡功能[37],趙依帆等[38]首次將其應用于肌少癥患者中。研究對象被分為雙重任務組、單純運動組和對照組,分別進行了12周的訓練。結果顯示有干預的2組患者的肌量、認知功能、平衡功能和平衡信心均較對照組以及治療前改善,且雙重任務組的平衡性能顯著好于單純運動組。認知-運動雙重任務調動了身體和認知儲備,真實模擬了在復雜環境中活動的場景,這些場景往往致使功能低下老年人發生跌倒。因此,對雙重任務的規律訓練可能在改善軀體功能的同時具有優化認知分配、加速信息處理的認知效益,進而提高肌少癥患者的反應力并降低跌倒風險。

4.1.4 混合運動 朱倩倩等[39]對45例老年肌少癥患者進行3個月的坐位運動訓練,包括抗阻和有氧運動,結果顯示SPPB評分和平衡信心均較干預前顯著改善。Jung等[40]的研究表明抗阻與有氧交替循環的訓練模式對女性肌少癥患者靜動態平衡功能具有顯著療效。Sen等[12]探究了強度逐漸增加的家庭訓練對老年肌少癥患者軀體功能的影響,訓練項目包括了姿勢伸展、肌肉力量、平衡協調和步態訓練。3個月的干預后,BBS和TUG較對照組顯著改善。Makizako等[41]在肌少癥前期或肌少癥期的人群中應用了包括阻力、平衡、柔韌性和有氧訓練在內的多組分運動,結果顯示TUG的組間-時間交互作用顯著,表明12周的多組分運動可有效改善肌少癥風險人群的動態平衡功能。不過,在Liang等[42]的研究中,平衡結合抗阻的訓練方式并沒有比僅抗租訓練顯著降低高齡肌少癥患者跌倒發生率。綜合這些研究,混合運動中的抗阻和有氧訓練可能是改善肌少癥相關平衡障礙的有效組分,建議混合運動應以抗阻和有氧訓練為主要形式再根據患者特征進行個性化訓練。訓練的交替進行也可一定程度上避免單一運動過度帶來的損傷,并能降低單調性、增加依從性。

4.2 物理因子治療

4.2.1 全身振動療法 全身振動療法通過特定頻率和幅度的反復垂直機械振動刺激個體的骨骼、肌肉和神經系統,使其產生興奮和應力反應以達到類似阻力訓練的功效。在肌肉層面上,振動訓練被認為可激活肌梭引起肌肉反射性收縮,而且主要促進快肌纖維的募集,從而增強肌力和爆發力。相關研究分別對養老院和臨床高齡肌少癥患者進行12周的全身振動訓練[11,43],結果顯示OLST表現均得到顯著改善。Wei等[44]探究了全身振動訓練的參數組合,根據振動頻率和時間將80名社區肌少癥患者分為低頻組、中頻組、高頻組和對照組,進行12周的訓練和隨訪。雙向重復測量的方差分析顯示TUG具有顯著的組間-時間交互作用,而僅低頻組和中頻組的TUG變化的組間主效應顯著,表明中低頻的全身振動療法可以改善肌少癥患者的動態平衡能力,但療效受到訓練時間的影響。除了增加肌力,振動療法對平衡功能的改善可能與其對本體感受器的刺激有關。肌少癥相關肌肉質量丟失可伴隨肌梭本體感受器的減少,而全身振動對本體感受器機械刺激以誘發肌肉牽張反射的過程,可促進本體感覺輸入。相關的作用機制值得進一步探究。

4.2.2 其他理療 另外兩篇文獻分別探究了中頻電刺激和熱敏灸對肌少癥住院患者的療效。其中,4周的中頻電刺激結合下肢功率自行車改善了老年科肌少癥患者SPPB和BBS表現[45],但與對照組相比無統計學差異。另外,該研究入組受試者身體機能較差,基線BBS評分低于18,有潛在受試者選擇偏倚。熱敏灸通過艾條懸灸熱敏化穴位,主要起到促進血液循環的作用,進而調節細胞代謝并改善機體炎癥狀態。這種對肌少癥病理環境的改善,可能具有提高包括平衡功能在內的身體機能的潛在療效。

4.3 營養干預 近年來腸道微生物群與人類健康的聯系被不斷探究,益生菌被認為通過改善腸道屏障、調節免疫系統對宿主產生有益影響。其中植物乳桿菌作為體內蛋白質載體可有效改善骨骼肌質量和功能。Lee等[46]對老年衰弱的患者補充植物乳桿菌TWK10,結果顯示在第6周時TUG有改善趨勢。其中高劑量補充組組間差異顯著,且隨著時間的推移改善效果增大,表明TWK10對平衡功能具有劑量效應。維生素D的對血清鈣的維持有利于機體代謝、信號傳導和神經肌肉活動,是被推薦的肌少癥的保護因素。但最近的一項meta分析顯示,單一補充維生素D降低了SPPB得分[47]。然而降低0.23是否具有實際臨床意義,以及來自步行能力還是平衡能力的影響尚未可知。此外,高質量的隨機對照研究證明補充富含維生素D的乳清蛋白并結合簡單的功能訓練,可以改善肌少癥狀態、TUG和SPPB評分[48]。可見,營養支持與身體活動組合的多維度干預應當作為改善肌少癥及其平衡障礙的推薦措施。

5 小結

面對人口結構的變化,功能性殘疾將是公共衛生面臨的挑戰之一。有必要預防老年人少肌型跌倒,尤其是社區老年人群,以最大限度提高老年人的生活質量。而有效預防跌倒的第一步是識別有跌倒風險的個體,其中肌少癥相關平衡功能障礙是重要因素。由于概念發展原因,先前文獻中對肌少癥的診斷缺乏標準化和比較性,顯示出下肢多個部位的肌量和肌力與平衡功能的聯系,因此肌少癥的平衡障礙特征仍不算清晰。儀器及實驗室檢查作為客觀定量的檢測手段,或許能夠提供新的見解。隨著大量研究的涌入,肌少癥及其關聯疾病綜合體的評估與診斷在持續更新,如肌少-骨質疏松癥、少肌性骨關節炎等,未來有可能將新的平衡障礙指標納入肌少癥的評估中,以加強其臨床實踐意義。