老年人抗阻運動負荷制定方法的研究進展

Research progress on the formulation method of resistance exercise load for elderly people

Keywords" the elderly； resistance training； exercise prescription； exercise load； review

摘要" 綜述了當前國內外在老年人抗阻運動處方中運動負荷制定方法的研究現狀，旨在為未來科學制定老年人抗阻運動處方提供有價值的參考和啟示。

關鍵詞" 老年人；抗阻運動；運動處方；運動負荷；綜述

doi：10.12102/j.issn.1009-6493.2024.23.025

人口老齡化已成為21世紀我國最顯著趨勢之一[1]。隨著年齡的增長，神經肌肉系統逐漸出現退行性病變，這直接導致肌肉力量和肌肉質量的下降，主要歸結于神經因素、形態學因素以及它們之間的相互作用[2]。其中肌肉力量及質量的減弱在這一過程中起到了核心作用，肌肉力量可以定義為對外部物體或阻力施加力的能力[3]，隨著年齡增長引發身體虛弱和功能障礙，進而可能誘發多種慢性病。研究顯示，50～70歲的人群肌肉力量普遍下降約30%，老年人約占殘疾患病率的50%[4]。根據當前的醫學發展水平，無法預見會有某種藥物或藥物組合能夠有效逆轉由衰老導致的功能衰退。研究表明，規律的身體活動對緩解老年人身體和認知能力下降有顯著效果[5]。較高水平的身體活動與更好的生活質量密切相關[6]。這一發現為老年人健康管理和生活質量提升提供了新的視角和可能性。抗阻運動（resistance training，RT）作為一種重要的鍛煉方式，通過自身肌肉力量對抗外部阻力，從而實現肌肉的增長和力量的增強，有效改善了肌肉功能，提升肌肉性能以及優化健康參數[7]。盡管運動無法完全阻止神經肌肉系統的自然衰老，但其在緩解與年齡相關的肌肉變化方面展現出了巨大的潛力。在老年人群中，關于抗阻運動處方（包括運動方式、頻率、強度、劑量）的循證劑量?反應關系仍不夠明確。雖然該領域已有大量研究成果發表，但如何優化抗阻訓練效果的問題仍然存在爭議[8]。美國運動醫學會（American College of Sports Medicine，ACSM）雖然制定了運動處方的黃金標準，但這些標準主要基于個體試驗研究和綜述，缺乏針對老年人群的具體指導。因此，本研究對老年人群抗阻運動負荷的制定方法進行了全面總結，旨在為醫護人員提供制定抗阻運動處方時關于運動負荷的參考依據。通過提高老年人抗阻運動的科學性和合理性，期望能夠進一步改善老年人的健康狀況，推動我國健康老齡化的進程。

1" 客觀指標測量法

客觀指標測量法是一種科學的方法，依賴于精確的測量工具和技術評估個體的生理狀態，并據此制定與之相匹配的運動負荷[9]。在抗阻運動的實踐中，肌力通常被視為關鍵的客觀指標。為了準確評估肌力，研究者們常常采用1次最大重復重量（one repetition maximum，1RM）或多次最大重復重量（multiple repetition maximum，MRM）作為評估標準[9]。這些指標能夠客觀反映個體的肌肉力量和耐力水平，為制定個性化的抗阻運動計劃提供有力依據。

1.1 基于1次最大重復重量的方法

最大重復重量是指在規范動作下，個體能夠1次舉起的最大重量，這一數值也可以通過估算多次重復舉起的最重重量得出[10]。1次最大重復重量被認為是在非實驗室情況下評價肌肉力量的“金標準”，也是指南推薦的抗阻運動處方中的運動負荷制定依據[11?12]。抗阻運動中的運動負荷常依據1次最大重復重量的百分比確定。美國運動醫學會制定的運動測試與運動處方指南（第10版）推薦，成年初學者以60%～80%1次最大重復重量提高力量，老年人在進行抗阻運動時以低運動強度（40%～50%1次最大重復重量）開始，逐漸過渡到中等強度（60%～80%1次最大重復重量）[13]。1次最大重復重量的評估方法包括直接測試法和間接推算法[3，14]。

1.1.1 直接測試法

1次最大重復重量也是評估個體最大重復重量的直接且有效的方法，涉及逐漸增加負荷的過程，分為適應階段和正式測試2個階段[15]。在適應階段，受試者需熟悉運動器材（如啞鈴、彈力帶、健身器械等），并學習掌握測試動作和正確的運動呼吸技巧。此階段通常不使用或僅使用較低的負荷，持續1～2周，以確保受試者充分適應并避免肌肉過度疲勞，每次運動間隔應至少48 h。進入正式測試階段，受試者首先進行熱身活動，如5～10 min的快步走和動態拉伸，以提高心率、呼吸頻率和體溫。隨后，根據個人情況和適應階段的表現，測試者選定初始負荷。測試流程可能因受試者年齡、測試動作和器材的不同而有所差異。以美國國家體能協會（NSCA）推薦的杠鈴負重深蹲最大重復重量測試為例，測試者首先選定一個熱身負荷，確保受試者能夠完成5～10次動作[16]。隨后，在熱身負荷基礎上逐漸增加重量，通過多次嘗試直至受試者僅能完成1次規范動作為止，此時所使用的負荷即為受試者的1次最大重復重量。測試應在5次嘗試內完成，若超過則需至少休息48 h后重新進行。整個測試過程在2名專業人員的指導下進行，以確保安全性和準確性。在老年人群中，1次最大重復重量測試已顯示出良好的信度和效度，為制定個性化的抗阻運動負荷提供了有力依據[17?18]。一項關于中老年健康女性的有氧結合抗阻運動研究中，采用直接測試法評估1次最大重復重量，老年女性在未經訓練的條件下進行2次或3次測試，即可達到一致的1次最大重復重量測量結果。并據此制定初始運動負荷，通常為60%～70%1次最大重復重量[17，19]。考慮到訓練過程中肌肉力量的潛在增長，研究中每3個月會重新測量1次最大重復重量，以確保運動負荷的準確性[20]。

除了健康老年人，直接測試法在制定合并慢性病或其他疾病的老年人群抗阻運動負荷方面也有廣泛應用。在針對心臟康復、社區肌少癥老年病人的研究中，研究者采用了直接測試法確定運動初始負荷，同樣為50%～70%1次最大重復重量[21?22]。在關于老年慢性阻塞性肺疾病病人的研究中，抗阻運動訓練方案初期采用了病人1次最大重復重量的50%作為起始負荷，隨后6～8周的訓練周期中，逐步將負荷上調至病人1次最大重復重量的60%[23]。這一調整策略旨在確保訓練的安全性與有效性，同時促進病人的肌肉力量逐步提升。此外，直接測試法還被應用于中老年人中。Messier等[24]在高強度力量訓練對成年人膝骨關節炎的影響研究中，以確定初始負荷為75%1次最大重復重量。該方法在跌倒高風險人群和活動受限人群中的應用也進一步證明了其廣泛性和適用性[25?26]。直接測試法制定運動負荷在老年人群中具有精確、直接和信效度高的優點。然而，該方法也存在一些局限性，首先，測試過程煩瑣且周期長，通常需要至少2周的時間；其次，對測試者的專業性要求高，需要確保測試的準確性和安全性；再者，1次最大重復重量測試要求受試者達到瞬時力竭，這對缺乏抗阻運動經驗的老年人來說存在一定的安全隱患。此外，動作規范性、力竭狀態的準確判斷以及不同器材對測試結果的影響也是需要注意的問題。最后，若需定期調整運動負荷，則測試過程將耗費大量的人力、物力和時間。

1.1.2 間接推算法

間接推算法是一種通過測試其他相關指標推算1次最大重復重量，進而依據1次最大重復重量的百分比制定運動負荷的方法。這種方法的主要測試指標包括多次最大重復重量和最大重復次數（reps）。多次最大重復重量指在特定次數下能夠完成規范動作的最大重量，而最大重復次數則是指在固定重量下能夠完成規范動作的最大次數。相較于直接測試1次最大重復重量，這2種方法不僅具有較高的信效度[27]，而且更為省時、安全。

目前，已有研究證實了在老年人群中利用多次最大重復重量和最大重復次數預測1次最大重復重量的可行性[27]。譚思杰等[28]對我國109名60～75歲的老年人進行了4～10次最大重復重量、11～15次最大重復重量、最大重復次數以及1次最大重復重量的測試，并據此建立了預測1次最大重復重量的線性回歸方程。這些方程的擬合優度均超過了73.0%，顯示出良好的預測效果。特別是在男性進行深蹲動作時，通過11～15次最大重復重量預測1次最大重復重量的方程擬合優度高達96.6%。這一結果充分證明了多次最大重復重量和最大重復次數作為預測1次最大重復重量的有效性。此外，還有研究揭示了老年人群中多次最大重復重量與1次最大重復重量百分比之間的對應關系，這種對應關系在抗阻運動的相關研究中得到了廣泛的應用。

基于間接推算法制定運動負荷在老年人群中同樣得到了廣泛應用。一項針對健康老年人下肢抗阻運動的研究人員測試了研究對象5～10次最大重復重量，并采用Reynolds等[27，29]研究預測公式推算1次最大重復重量，最終確定初始運動負荷為50%1次最大重復重量。另一項研究比較了老年人低強度抗阻運動聯合血流限制與中強度抗阻運動后的反應[30]，制定運動負荷時，首先測量10次最大重復重量，并采用Brzycki[31]的預測公式推算1次最大重復重量，最終確定兩組的初始負荷分別為20%1次最大重復重量和80%1次最大重復重量。陳金鰲等[32]研究則采用了Hotlen圖表[33]估算1次最大重復重量（25次最大重復重量=65%1次最大重復重量），并設定中強度負荷組、低強度負荷組的運動負荷分別為55%～65%1次最大重復重量和25%～35%1次最大重復重量。還有研究直接基于多次最大重復重量與1次最大重復重量百分比間的對應關系，采用多次最大重復重量作為初始負荷。詳見圖1。

間接推算法在制定運動負荷方面具有顯著優勢，主要體現在其安全性和準確性上。然而，該方法也伴隨著一些不容忽視的局限性。首先，其對測試執行者的專業水平提出了較高要求，且即便是相同的動作，在不同器材上進行測試時也可能產生差異性的結果；其次，為了精確獲取每名研究對象的特定動作多次最大重復重量值，需要進行大量的個體測試，這無疑會消耗大量的時間與資源；再次，利用多次最大重復重量預測1次最大重復重量的準確性會受到重復次數的制約，具體而言，次數越多，預測的準確性就越可能降低。因此，要確保預測的精準度，選擇恰當的次數顯得尤為關鍵，但遺憾的是，目前對于如何確定這一范圍尚缺乏明確的指導原則。最后，值得注意的是，不同的預測方程在我國老年人群體中的準確性還有待進一步的驗證與研究。

1.2 基于多次最大重復重量的方法

在抗阻運動研究中，多次最大重復重量除了用于推算1次最大重復重量進而確定運動負荷外，也可以直接用于制定運動負荷。例如，在一項針對肌少癥合并骨質疏松社區老年人的高強度抗阻運動干預研究中，研究人員讓參與者在適應階段測試了多次最大重復重量與所需重量之間的關系[34]。在后續的訓練過程中，參與者們則使用多次最大重復重量對應的重量進行訓練，但次數略少于多次最大重復重量值，即在次數的基礎上減去3次。例如：某位參與者在20 kg的重量下能完成最多15次規范動作，那么在訓練中他可能會選擇使用20 kg的重量完成12～14次動作。另一項針對骨質疏松老年男性的研究也采用了這一方法[35]。盡管基于多次最大重復重量制定運動負荷的方式在操作上較為直接，但這種方法同樣需要首先測量多次最大重復重量，因此其也具有與間接推算法類似的局限性。這些局限性包括測試過程對專業性的要求、測試耗時、測試結果受多種因素影響等。此外，由于多次最大重復重量測試通常需要在專業指導下進行，且對測試條件有一定要求，因此在實際應用中可能存在一定的限制。

2" 個性化測試法

個性化測試法是一種靈活而實用的方法，其核心在于依據每名研究對象的主觀感受和評價確定運動負荷。這種方法注重個體的差異性和主觀體驗，通過收集和分析研究對象在運動過程中的感受、反饋和評價，科學、合理地制定和調整運動負荷，以達到最佳的訓練效果。在此過程中，主觀疲勞程度（Rating of Perceived Exertion，RPE）常被用作關鍵的評價指標。使用主觀疲勞程度量表是基于一個假設的功能性聯系，該聯系存在于觀察到的生理、感覺和表現反應之間。根據博格（Borg）努力持續模型的基本原理，當參與體育活動時，隨著活動強度的提升，這些反應會同步發生，相互交織，共同反映了個體的運動狀態與努力程度[36]。結合語言與視覺的主觀疲勞程度量表，在監測抗阻訓練強度上優勢顯著，避免單一模式導致的模糊評估，為確保其準確性和適用性，需針對特定運動與人群，通過臨床研究驗證跨模態量表的有效性[37]。此外，研究表明，主觀疲勞程度評分與抗阻運動負荷之間存在正相關關系[38]，因此，其特別適用于為社區老年人設定和調整運動負荷。

在評估主觀疲勞程度時，常用的量表包括博格主觀勞累程度量表（Borg 6?20）和抗阻運動自我感覺量表（OMNI）等。其中，Borg 6?20量表由瑞典學者Borg研發，該量表中“完全不用勞累”計6分，“最大用力”計20分。研究表明，老年人在進行抗阻運動時，Borg 6?20量表評分在14分左右通常意味著運動具有良好的力量增長效果[39]。在實際應用中，個體試用法結合Borg 6?20量表已被廣泛采用。在一項針對老年單純收縮期高血壓的抗阻運動研究中，研究者使用了不同規格的彈力帶和沙袋作為運動設備，于運動干預前，研究者對受試者進行一對一的運動測試，讓老年人選擇不同規格的彈力帶（顏色、長度、拉力不同），并使用Borg 6?20量表進行評分[40]，若評分為12～14分，則認為該規格彈力帶適合作為運動負荷。OMINI在評估抗阻運動強度時，不僅提供了數字評分，還增加了直觀的圖像說明，使其評分為0～10分，已被證實是評價老年人抗阻運動強度的有效工具。OMINI量表不僅適用于傳統的抗阻器械訓練，也同樣適用于彈力帶抗阻訓練，研究人員利用OMINI量表評估在老年人中使用不同拉力彈力帶時的主觀疲勞程度，通過主觀疲勞程度進行最大努力的阻力訓練可以降低關節炎的損傷風險，并減輕與高阻力訓練相關的心血管壓力。這是提高運動依從性和保證實現預期結果的重要考慮因素，然而，該研究未明確不同強度拉力對應的OMINI量表具體得分范圍[40]。Pierce等[41]研究表明，當力量增加時，對于給定的負荷，主觀疲勞程度會降低。因此，隨著訓練的持續，達到目標主觀疲勞程度所需的阻力會增加，以這種方式使用主觀疲勞程度，可以消除老年人參與與1次最大重復重量測試相關的重負荷舉重的需求，因為阻力會自動調整，無需重新評估力量。在阻力訓練中使用主觀疲勞程度也可能很有用，因為老年人可能已經根據由現有狀況（如關節炎或其他在老年人群中更常見的全身疼痛和不適）引起的主觀感受，對各種運動的阻力進行了調整。

此外，國內研究者傾向于通過受試者的主觀描述評估運動負荷的適宜性。劉文偉等[42?43]研究根據病人自身耐受力，在醫生及心肺康復師指導下，制訂老年人抗阻訓練方案，通過個體試用的方式確定運動負荷，這種方法不僅避免了專業性高且復雜的測試流程，使得評估過程更加簡便；同時，一對一的評估方式確保了為每名老年人定制的運動負荷與其運動能力高度匹配；從最低負荷開始逐漸調整，也保證了運動過程的安全性。

然而，盡管此方法在追蹤老年人力量變化上展現出潛力，但其也面臨顯著的局限性。首先，該過程要求對每名老年人的每個動作都進行細致入微的測試與個性化調整，增加了時間成本，使得在大規模應用中效率受限。其次，評估的核心依賴于受試者的主觀疲勞程度評分或描述，這不可避免地引入了高度的主觀性，可能導致評估結果在不同個體間或同一個體不同時間點上的波動。尤為重要的是，考慮到我國老年人群體普遍缺乏抗阻運動的經驗，他們可能難以準確理解和運用主觀疲勞程度量表，尤其是在面對多種不同的評估工具時。這意味著，為了確保評估的準確性和有效性，老年人可能需要經歷一段相對較長的學χ2ν習過程，以熟悉并掌握如何根據自己的主觀感受來合理評分。這不僅增加了實施難度，也可能在一定程度上影響評估結果的即時性和可靠性。因此，在推廣和應用此類基于主觀疲勞程度的評估方法時，需要充分考慮這些局限性，并探索相應的解決方案以優化評估流程和提高評估質量。

3" 專家制定法

專家制定法融合多學科智慧，針對個體特征與研究需求，靈活制定運動負荷方案。既能統一標準，保障訓練科學性，又能個性化定制，優化訓練效果。專家團隊協同合作，為運動訓練與康復提供高效解決方案。一項關注老年肌少癥危險人群的研究表明，根據美國運動醫學會第8版《ACSM運動測試與運動處方指南》[12]及參考相關文獻的基礎上，與研究生導師和康復治療師共同制定干預方案初稿，使用專家會議法對訓練方案進行論證，并一致決定將初始運動負荷設定為最低拉力規格，以確保受試者能在安全條件下進行運動訓練[44]。此外，對于需要更為個性化訓練計劃的受試者，如老年慢性非阻塞性疾病合并肌少癥病人，專家們會進行一對一的咨詢和評估，采用經皮神經電刺激（TENS）法，配合TheraBand黃色彈力帶，針對肱二頭肌、肱三頭肌、前臂、胸大肌、斜方肌、股四頭肌、腓腸肌及小腿肌群進行抗阻訓練，旨在增強老年肌少癥風險人群的肌肉力量與功能[45]。專家制定法不僅確保了運動負荷的科學性和合理性，還充分考慮了受試者的個體差異和安全性，主要應用于老年人合并肌少癥、衰弱前期、膝關節炎等多種疾病的病人，為運動訓練的有效實施提供了有力保障。一對一制定法基于專業人士的深厚知識和豐富經驗，不僅簡單易行，而且成本相對較低。專家能夠根據每例病人的具體狀況，如年齡、健康狀況、運動經驗等，量身定制出既安全又有效的運動方案。然而，該方法也存在一些局限性。首先，其受主觀因素影響較大，如專家的權威性、對研究的興趣等，這些都可能影響運動負荷的選擇。其次，雖然該方法在具有相似心理、生理特點的老年人群中表現良好，但也可能忽視了個體之間的差異，從而影響運動效果。最后，當研究樣本量較大時，專家需要投入大量的人力和時間進行一對一的制定，這無疑增加了研究的成本。因此，在使用一對一制定法時，需要綜合考慮其優缺點，并根據實際情況做出合理的選擇。

4" 不同制定方法的結合

在運動負荷制定的研究中，多種方法相結合的策略也被廣泛采用，以綜合不同方法的優點，同時盡量降低其局限性。例如，一項針對社區肌少癥老年人的研究結合了等級化、進階式的有氧聯合抗阻運動方案，并通過專家咨詢確定了抗阻運動的初始外加負荷為零[46]。在運動過程中，研究人員4周評估1次研究對象運動后的主觀疲勞程度，并根據主觀疲勞程度情況對運動負荷進行個性化調整。這種將專家制定法和個體試用法結合的策略，確保了運動初期負荷制定的簡易性，同時保證了后期負荷調整的個體性，非常適用于漸進性的運動方案。不過，這種方法的初期運動負荷可能并不完全適用于所有研究對象。另一種結合方法是將個體試用法與客觀測量法結合。在某些研究中，研究人員會在適應階段測試研究對象的20次最大重復重量及其對應的主觀疲勞程度，并讓研究對象以運動器械的最低阻力進行運動，再次測試其主觀疲勞程度。基于這些數據，研究人員可以建立運動負荷與主觀疲勞程度之間的關系。在正式運動時，可以選擇主觀疲勞程度評分為4～5分的重量作為運動負荷[47]。這種方法既保留了客觀測量法的精確性，又確保制定的運動負荷基于個體的實際感受，與個體的能力匹配性較好。然而，如果老年人對主觀疲勞程度評估量表不熟悉，可能會導致評估誤差。

總體而言，將不同的運動負荷制定方法結合使用，能夠同時保留各方法的優點，但也不可避免會帶有原方法的某些缺點。因此，在選擇使用哪種方法或結合哪些方法時，需要根據研究的具體需求和目標人群的特點進行綜合考慮。

5" 小結

在運動負荷制定的研究中，多種方法被證明是有效和實用的。從專家制定法到個體試用法，再到客觀測量法，每種方法都有其獨特的優勢和適用場景。專家制定法基于專業知識和經驗，能夠統一或個性化地制定運動負荷，但其受主觀因素影響較大，可能忽視個體差異。個體試用法則通過受試者的主觀感受和反饋調整運動負荷，更加貼合個體的實際能力，但耗時較長且需要一定的學習期。客觀測量法則通過儀器和測試精確評估運動負荷，但可能受到設備和測試條件的限制。近年來，研究者們開始嘗試將不同的制定方法結合使用，以綜合各種方法的優點。例如，將專家制定法和個體試用法結合，可以在運動初期快速制定簡易的負荷計劃，并在后期根據個體反饋進行精確調整。而將個體試用法與客觀測量法結合，則可以在保證精確性的同時，確保運動負荷與個體能力的高度匹配。

6" 展望

隨著科技的進步和研究的深入，運動負荷制定的方法將繼續得到優化和完善。一方面，人工智能和大數據技術的應用將使得運動負荷的個性化制定更加精準和高效。通過分析個體的生理數據、運動習慣、心理狀態等多維度信息，可以更加精確地預測和評估個體的運動能力和需求，從而為其制定個性化的運動負荷計劃。另一方面，跨學科的合作和研究也將為運動負荷制定帶來新的思路和方法。例如，結合神經科學、生物力學、心理學等領域的研究成果，可以更深入地了解人體在運動過程中的生理和心理變化，為運動負荷的制定提供更加全面的科學依據。總之，運動負荷制定的研究是一個不斷發展和完善的過程。隨著科技進步和跨學科合作的深入，將能夠為不同人群制定更加精準、個性化的運動負荷計劃，促進人們健康和運動表現的提升。

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