王明明

無需援助的行動(dòng)能力是老年人保持獨(dú)立生活的關(guān)鍵，而活動(dòng)受限意味著功能性健康的顯著下降[1]。隨著65歲以上老年人占全球人口的比例快速增長(zhǎng)，活動(dòng)受限的罹患率也相應(yīng)增加[1]。這使得國(guó)家衛(wèi)生保健系統(tǒng)的潛在需求增加越來越突出，并可能影響其未來的應(yīng)對(duì)能力，因此，制定有效的預(yù)防或延緩增齡性活動(dòng)受限的干預(yù)措施具有重大的公共衛(wèi)生意義。

活動(dòng)受限通常指日常生活所必需的活動(dòng)能力受到限制[2]。與老年人行走能力、從椅子起立能力、上樓梯速度等降低以及跌倒率增加明顯相關(guān)的下肢肌肉功能的下降是老年人活動(dòng)受限的一個(gè)重要決定因素[2]。阻力運(yùn)動(dòng)(RE)被認(rèn)為是一個(gè)安全有效的增加老年人肌肉力量和肌肉功率的方法[3]。既使短期的阻力訓(xùn)練方案，老年受試者也可以得到與青年對(duì)照者一樣的益處，即可以改善蛋白質(zhì)的合成率和神經(jīng)肌肉的適應(yīng)性[4]，意味著RE可能成為預(yù)防或延緩增齡性活動(dòng)受限的一種有效的模式。

筆者通過分析下肢肌肉功能增齡性變化的特點(diǎn)及其生理學(xué)基礎(chǔ)，以及不同RE方式緩解下肢肌肉功能增齡性變化的效應(yīng)，探討緩解下肢肌肉功能增齡性變化的RE方式的選擇原則，以期為RE緩解下肢肌肉功率增齡性變化的深入研究提供參考。

1 下肢肌肉功能增齡性變化的特點(diǎn)

在衰老的過程中，下肢肌肉力量和收縮速度均出現(xiàn)不同程度的下降。研究顯示，膝關(guān)節(jié)伸肌和屈肌力量在12年中分別下降23.7%和29.8 %[5]；踝關(guān)節(jié)跖屈肌的等距力量下降25.2%～30%[6]。健康老年人肌肉最大收縮速度明顯低于青年對(duì)照者。體外對(duì)比研究顯示老年男性股外側(cè)?、裥秃廷騛型肌纖維的最大無負(fù)荷時(shí)收縮速度大約相當(dāng)于青年男性對(duì)照者的57%和72%[7]。

下肢肌肉的最大功率、最大功率時(shí)的力量和收縮速度均隨著增齡而下降[8]。大樣本研究顯示，肌肉功率的降低比肌肉力量的減少對(duì)老年人日?；顒?dòng)能力的影響更具有決定性，肌肉功率降低的老年人活動(dòng)受限的風(fēng)險(xiǎn)比肌肉力量降低的對(duì)照者多2～3倍[9]。近期有研究結(jié)果顯示，下肢肌肉功率在所有的機(jī)能檢測(cè)方法(爬樓梯、從椅子起立、步態(tài)速度和SPPB )中能在更大程度上解釋老年日?；顒?dòng)能力受限的差異。認(rèn)為膝關(guān)節(jié)伸肌的峰值功率、踝關(guān)節(jié)的屈肌功率對(duì)老年人從椅子起立、爬樓梯和步態(tài)速度等功能具有獨(dú)立的預(yù)測(cè)能力[10]。目前來看，下肢肌肉力量和功率均與功能之間存在相關(guān)性，并且功率與功能的相關(guān)性高于力量與功能的相關(guān)性[11，12]，但是，無論其相關(guān)性多大，也有其局限性，因?yàn)樗鼈儧]有被證明存在因果關(guān)系[13]。

2 下肢肌肉功能增齡性變化的生理學(xué)基礎(chǔ)

下肢肌肉功能的增齡性變化可歸因于肌肉質(zhì)量的損失和肌纖維結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的改變等因素[14]，同時(shí)，也可能與肌肉的脂肪浸潤(rùn)增加以及神經(jīng)肌肉功能、激素狀態(tài)、蛋白質(zhì)合成、炎癥介質(zhì)等的改變相關(guān)[14—16]。

肌肉橫切面積和密度從30歲開始減小，40歲后肌肉質(zhì)量以每年0.5～1%的速度下降，50歲時(shí)下降速度可達(dá)到每年1～2%[17]。雖然肌肉的等距和向心力量增齡性降低的主要原因是肌肉質(zhì)量的損失，但是，研究顯示肌肉力量產(chǎn)生能力的下降發(fā)生更早，并且下降的速度更快[18]。這意味著肌肉質(zhì)量的減少不能完全解釋肌肉等長(zhǎng)和向心收縮力量的降低，其中可能存在其他的影響因素，如單個(gè)肌纖維力量(或每單位截面積力量)的降低、肌肉結(jié)構(gòu)的改變以及骨骼肌內(nèi)脂肪和結(jié)締組織的浸潤(rùn)等[19，20]。

肌束長(zhǎng)度呈增齡性減少[21]。變短的肌束(肌束內(nèi)肌節(jié)排列減少)導(dǎo)致肌肉只能在一個(gè)較小的活動(dòng)范圍內(nèi)產(chǎn)生力量，所以表現(xiàn)為最大縮短速度的降低，同時(shí)肌節(jié)縮短率較高致使縮短的肌束在任何規(guī)定的速度收縮時(shí)產(chǎn)生的力量均小于較長(zhǎng)的肌束[22]。研究顯示，老年男性股外側(cè)肌的肌束長(zhǎng)度比年輕男性減少19.3%，而老年男性股外側(cè)肌的最大收縮速度比青年男性降低38.2%(P<0.001)。當(dāng)最大收縮速度對(duì)肌束長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，二者的最大收縮速度差異減少到15.9%。提示肌束長(zhǎng)度是最大收縮速度減少的一個(gè)顯著的決定因素，同時(shí)也意味著有一些其他因素參與了老年人最大收縮速度降低的過程[21]。

羽狀角的增齡性減少是其中的因素之一。既使羽狀角減少導(dǎo)致肌束力量轉(zhuǎn)移到肌腱的百分比增加，這種變化對(duì)下肢肌肉功能也是不利的[23]；另一個(gè)重要的因素是II型肌纖維隨著增齡的選擇性萎縮。在增齡過程中，II型肌纖維數(shù)量和體積的選擇性降低是I型纖維的4倍，其原因可能與增齡性體力活動(dòng)下降相關(guān)[24，25]。但是，在排除體力活動(dòng)水平的影響之后，老年人股外側(cè)肌的IIa型纖維最大收縮速度依然明顯低于年輕對(duì)照者，其原因需要進(jìn)一步深入研究。此外，外側(cè)?、裥屠w維的肌動(dòng)蛋白上肌球蛋白滑動(dòng)速度也隨增齡而降低，似乎肌球蛋白分子的固有速度也隨增齡而下降[26]。

3 不同阻力運(yùn)動(dòng)方式對(duì)下肢肌肉功能增齡性變化的影響

下肢肌肉力量和收縮速度的增齡性下降對(duì)老年人的日常生活產(chǎn)生深刻的影響，而改善老年人下肢肌肉的功率可以提高他們執(zhí)行日常任務(wù)(如步行和爬樓梯)的能力。提高老年人下肢肌肉功率的RE方式包括傳統(tǒng)阻力訓(xùn)練(TRT)、功率訓(xùn)練(PT)和離心阻力訓(xùn)練(ERT)等。理想情況下，RE可導(dǎo)致肌肉在所有收縮(離心和向心)過程中產(chǎn)生更大的肌肉力量和更快的收縮速度。這些變化的現(xiàn)實(shí)益處是有助于老年人日常生活功能的提高和失穩(wěn)時(shí)平衡的恢復(fù)。

3.1 TRT對(duì)下肢肌肉功能增齡性變化的影響

大多早期對(duì)下肢肌肉功能增齡性變化的運(yùn)動(dòng)干預(yù)研究主要針對(duì)TRT。TRT指以緩慢的速度抬高和放下重物負(fù)荷(負(fù)重為1次最大負(fù)荷[1RM]的65%以上，每周2～3次，每次2～3組，每組8～10次)，TRT只在每次上升收縮時(shí)給予最大負(fù)荷，最佳的持續(xù)時(shí)間約8～12周[27，28]。研究顯示，TRT可導(dǎo)致老年男性單側(cè)股外側(cè)肌的Ⅰ型和Ⅱa型肌纖維直徑增加(分別為20%和13%)[29]，也可使肌束的羽狀角增加[30]。該結(jié)果意味著更多的肌節(jié)平行，使肌肉在所有的向心收縮速度時(shí)產(chǎn)生更多的力量。然而，TRT訓(xùn)練后，老年人肌束長(zhǎng)度是否發(fā)生變化依然存在矛盾的結(jié)論。有研究認(rèn)為TRT訓(xùn)練后肌束長(zhǎng)度沒有發(fā)生變化[31]；而更多的研究認(rèn)為TRT訓(xùn)練后肌束長(zhǎng)度有所增加[30,32]。該現(xiàn)象提示在研究過程中需要考慮肌肉偏移增加對(duì)肌束長(zhǎng)度的影響，即老年人參與阻力訓(xùn)練后有望通過增加肌束長(zhǎng)度來應(yīng)對(duì)肌肉偏移的增加。因此，抗阻訓(xùn)練的研究需要比較不同的阻力訓(xùn)練模式對(duì)肌束長(zhǎng)度的影響，以確定其最有效的方式。

TRT對(duì)肌肉力量增加有明顯的正面影響，但對(duì)功能的影響較少(如步速和從椅子起立的時(shí)間)[33]。研究顯示，TRT可導(dǎo)致等長(zhǎng)收縮的肌肉力量、緩慢至中等收縮速度時(shí)的肌肉力量以及功率峰值增加，但對(duì)離心收縮的影響甚微[34]。

3.2 PT對(duì)下肢肌肉功能增齡性變化的影響

典型而有效的PT干預(yù)通常持續(xù)8～16周。要求受試者在每個(gè)練習(xí)的向心收縮階段以最快的速度抬高負(fù)荷物(20～80%，1RM)。訓(xùn)練頻率為每周2～3次，每次3～4組，每組8～14次[13]。PT可明顯提高等距和向心收縮時(shí)的肌肉力量和功率，也可以改善老年人的功能表現(xiàn)[35，36]、力量發(fā)展效率等長(zhǎng)收縮時(shí)的沖動(dòng)[37]、以及平衡能力[38]。迄今為止，尚未見到PT導(dǎo)致老年人肌肉結(jié)構(gòu)變化的報(bào)道。但是，肌肉功率的速度分量對(duì)功能的獨(dú)立影響。研究結(jié)果顯示，與肌肉力量相比，膝關(guān)節(jié)伸肌的收縮速度被證明是低強(qiáng)度功能測(cè)試(如慣常的步行速度)的一個(gè)更強(qiáng)的預(yù)測(cè)因子[39]。在活動(dòng)受限老年人群中，40%1RM時(shí)的峰值功率比70%1RM時(shí)的峰值功率能更好地解釋習(xí)慣性步態(tài)速度的更多可變性；同時(shí)，腿部推舉的收縮速度增加(40%1RM產(chǎn)生)可提高預(yù)測(cè)跌倒的復(fù)合平衡測(cè)試中的成績(jī)[40]。

對(duì)TRT和PT的比較研究發(fā)現(xiàn)，在改善肌肉力量方面二者具有同樣的效果，但是，PT在改善老年人肌肉功率和功能方面比TRT更有效[41]。然而，有研究顯示，TRT和PT在改善最大等長(zhǎng)收縮力量、肌肉功率峰值和平均值以及功能表現(xiàn)方面的作用相類似[42]。就目前的研究結(jié)果顯示，在改善老年人功能方面，PT既使沒有比TRT更好的效果，至少具有同樣的作用[43]。

3.3 ERT對(duì)下肢肌肉功能增齡性變化的影響

ERT可獲得比向心阻力訓(xùn)練更顯著的肌肉肥大和力量增長(zhǎng)[44]。雖然也有一些研究顯示，單純離心阻力訓(xùn)練和單純向心阻力訓(xùn)練獲得的肌肉肥大基本相同[34]，但是，既使離心阻力訓(xùn)練沒有獲得比向心阻力訓(xùn)練更多的肌肉肥大，離心訓(xùn)練仍具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

增齡性肌束縮短和相關(guān)肌束中肌節(jié)的損失被認(rèn)為是老年人肌肉力量下降的重要因素[21]。與青年受試者的離心訓(xùn)練[45]、大鼠下坡運(yùn)動(dòng)[46]可導(dǎo)致肌束長(zhǎng)度的增加類似，ERT比TRT能在更大的程度上提高老年人股外側(cè)肌肉的肌束長(zhǎng)度[34]。由此可以推測(cè)，離心阻力訓(xùn)練將對(duì)高速向心收縮運(yùn)動(dòng)中的扭矩和功率的產(chǎn)生積極影響。當(dāng)然，更全面地描述ERT對(duì)肌束長(zhǎng)度變化的影響、以及這些變化對(duì)老年人功能的影響需要更深入地研究。

雖然很少有研究單純比較ERT與TRT或PT對(duì)老年人功能的影響，但是一些研究的結(jié)果顯示ERT存在一些潛在優(yōu)勢(shì)。例如，與TRT相比，ERT可以使參與者以較低的代謝消耗和主觀體力感覺完成同等負(fù)荷的工作[47]；同時(shí)，ERT組受試者的平衡和下樓梯能力的提高不僅明顯優(yōu)于TRT組，而且可以將功能測(cè)試成績(jī)提升到一個(gè)較高的水平[48]。雖然ERT有助于老年人功能的改善，但是研究發(fā)現(xiàn)涉及離心收縮力量(比如下樓梯)的老年人測(cè)試尤其困難[49]。其原因可能與離心力量測(cè)試增加了老年人肌肉力量產(chǎn)生的可變性或不穩(wěn)定性有關(guān)[50]。

4 緩解下肢肌肉功能增齡性變化的阻力運(yùn)動(dòng)方式選擇

下肢肌肉質(zhì)量和結(jié)構(gòu)(肌束長(zhǎng)度和羽狀角度等)的增齡性變化導(dǎo)致下肢肌肉的力量和收縮速度發(fā)生改變，對(duì)老年人日?；顒?dòng)能力產(chǎn)生不同程度的消極影響。RE作為一個(gè)有效的預(yù)防或治療措施，通過改善肌肉力量、速度及功率而緩解下肢肌肉功能的增齡性變化。TRT可增加下肢肌肉的等長(zhǎng)和向心的收縮力量、增加肌束的羽狀角，但是否可增加肌束長(zhǎng)度尚無定論；PT可同時(shí)增加下肢肌肉的力量和功率，甚至可獲得更大的收縮速度；ERT在老年人群中還沒有被廣泛使用，但現(xiàn)有的數(shù)據(jù)表明使用ERT可以改善老年人的肌肉力量和功率，而且有利于改善縮短的肌束長(zhǎng)度，但是，ERT存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，建議老年健身者量力而行。

事實(shí)上，老年人肌肉功能改善的具體需求是建立在日常生活所需的活動(dòng)之上[51]。力量需求較低的功能活動(dòng)(如舒適速度的行走)與強(qiáng)度相對(duì)較低的功率運(yùn)動(dòng)相關(guān)，而需要更大的最大力量百分比的活動(dòng)(從椅子起立或快速行走)則需要強(qiáng)度相對(duì)較高的功率運(yùn)動(dòng)完成[52]；同時(shí)，肌肉質(zhì)量的增齡性下降可導(dǎo)致肌肉力量的生理儲(chǔ)備減少，致使一些日?；顒?dòng)可能需要接近最大的力量來完成，因此緩解下肢肌肉功能增齡性變化的阻力運(yùn)動(dòng)方式的選擇原則應(yīng)該以不降低收縮速度為前提來提高肌肉力量為宜。

今后的研究應(yīng)對(duì)老年人不同日?；顒?dòng)的強(qiáng)度進(jìn)行分類，并進(jìn)一步明確其與下肢肌肉功能的相關(guān)性，同時(shí)完善下肢肌肉功能增齡性變化的評(píng)定方法、細(xì)化老年人RE的參數(shù)(如運(yùn)動(dòng)量、運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間、頻率以及適用年齡等)，以便在安全范圍內(nèi)優(yōu)化RE方案。這也有利于解釋不同RE方案改善老年人功能狀態(tài)的作用機(jī)制。

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