8 w振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年女性下肢關(guān)節(jié)肌力和耐力的影響

楊蕾程亮1

(成都中醫(yī)藥大學(xué)體育學(xué)院，四川成都611137)

摘要〔〕目的探討振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年女性下肢關(guān)節(jié)肌力和耐力的影響。方法采用美國Power-Plate振動(dòng)儀對(duì)14例60～65歲老年女性，進(jìn)行8 w，每周3次，20 min/次(頻率35～40 Hz，振幅2 mm)的振動(dòng)訓(xùn)練，并在振動(dòng)干預(yù)前后使用德國IsoMed 2000儀器對(duì)受試者的膝、踝關(guān)節(jié)進(jìn)行等速肌力測(cè)試。結(jié)果①受試者膝和踝關(guān)節(jié)屈、伸峰力矩增幅分別為15.4%(P=0.040)、16.15%(P=0.030)和22.83%(P=0.002)、16.94%(P=0.042)；②膝和踝關(guān)節(jié)屈、伸肌群肌肉耐力增幅分別為11.90%(P=0.265)、21.43%(P=0.006)和13.79%(P=0.045)、20.75%(P=0.030)。結(jié)論8 w的高頻振動(dòng)訓(xùn)練增強(qiáng)了老年女性膝、踝關(guān)節(jié)屈、伸肌群的力量和耐力，減小了跌倒的風(fēng)險(xiǎn)，說明振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)預(yù)防老年女性跌倒有積極的效果。

關(guān)鍵詞〔〕振動(dòng)訓(xùn)練；關(guān)節(jié)肌力；跌倒

中圖分類號(hào)〔〕R173〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A〔

通訊作者：程亮(1985-)，男，助理研究員，碩士，主要從事運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、力量訓(xùn)練研究。

在中國每年有2 000萬的老年人發(fā)生跌倒〔1〕，并帶來一系列社會(huì)的問題。研究表明〔2～6〕，下肢肌力的衰減是老年人易跌倒一個(gè)重要的標(biāo)志。如何有效地增強(qiáng)老年人下肢肌力，較多的學(xué)者從運(yùn)動(dòng)干預(yù)，如長(zhǎng)期進(jìn)行太極拳〔7～10〕、五禽戲〔11～13〕等健身氣功練習(xí)方面進(jìn)行研究，并取得積極的成效。關(guān)于振動(dòng)訓(xùn)練的機(jī)制研究中能強(qiáng)化肌纖維募集能力，加強(qiáng)神經(jīng)遞質(zhì)分泌、刺激肌腱從而改善關(guān)節(jié)、肌肉力量能力已經(jīng)被多數(shù)學(xué)者所證實(shí)〔14～19〕。國外研究認(rèn)為〔14～18〕，高頻的振動(dòng)訓(xùn)練可以改善老年人關(guān)節(jié)肌力，并且該種訓(xùn)練手段在國外康復(fù)領(lǐng)域被作為防治女性骨質(zhì)疏松和老年婦女跌倒骨折風(fēng)險(xiǎn)的有效手段。關(guān)于高頻振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年女性下肢(膝、踝)肌力和耐力有何積極的變化，國內(nèi)尚無此方面的報(bào)道。本研究探討8 w高頻振動(dòng)練習(xí)對(duì)老年女性下肢關(guān)節(jié)肌力和耐力改善的效果。

1對(duì)象和方法

1.1研究對(duì)象經(jīng)過自愿報(bào)名，募集我校周邊社區(qū)14例無特別的健身愛好者，年齡60～65歲〔平均(62.5±1.94)〕歲、體重(62.2±5.39)kg、身高(157.2±4.25)cm的健康老年女性。為防止人員流失共招募17例符合實(shí)驗(yàn)條件的受試者。所有對(duì)象均經(jīng)過體檢符合測(cè)試要求，排除下肢關(guān)節(jié)有損傷、心血管疾病及有癲癇病患者等。

1.2研究方法

1.2.1振動(dòng)訓(xùn)練在實(shí)驗(yàn)人員的指導(dǎo)和督促下，進(jìn)行全身振動(dòng)訓(xùn)練，3次/w，20 min/次，頻率控制在35～40 Hz之間、振幅為2 mm，整個(gè)過程含2～3 min的熱身、屈膝、提踵、深蹲、寬站蹲、單腿蹲和2～3 min的放松。受試者除振動(dòng)訓(xùn)練之外，未再做其他專門的力量訓(xùn)練，整個(gè)振動(dòng)訓(xùn)練干預(yù)時(shí)間為8 w。

1.2.2等速肌力測(cè)試在8 w振動(dòng)訓(xùn)練前后，采用IsoMed 2000等速測(cè)試儀(德國產(chǎn))，對(duì)14例受試者的左右膝、踝關(guān)節(jié)進(jìn)行3次60°/s和20次180°/s屈伸模式的測(cè)試。測(cè)試前受試者進(jìn)行15 min的熱身，包括下肢的牽拉與放松。其中，膝關(guān)節(jié)測(cè)試取坐位，踝關(guān)節(jié)為仰臥位，其他方面要嚴(yán)格按照測(cè)試的程序進(jìn)行。在正式測(cè)試前，要求受試者進(jìn)行亞極限力3～5次的活動(dòng)，保證測(cè)試的可靠性。

1.3選取峰力矩及肌肉耐力比對(duì)振動(dòng)干預(yù)效果進(jìn)行定量分析測(cè)定耐力的重復(fù)次數(shù)則一般為20或25次，并通常用最后5次的做功與最初5次的做功之比作為耐力指數(shù)。本研究選取在20次的測(cè)試中，以后5次與前5次做功之比作為受試者的耐力指數(shù)。為了排除受試者左、右側(cè)肌力不一致所導(dǎo)致的誤差，對(duì)每名受試者測(cè)試的左、右側(cè)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行平均化處理，即每名受試者關(guān)節(jié)肌力為左、右側(cè)的平均值。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS17.0軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)。

2結(jié)果

表1可見，在8 w振動(dòng)訓(xùn)練后受試者膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群峰力矩增幅分別為15.4%(P=0.040)、16.15%(P=0.030)，踝關(guān)節(jié)

運(yùn)動(dòng)模式 膝 踝 屈8w前屈8w后伸8w前伸8w后屈8w前屈8w后伸8w前伸8w后PT21.75±6.6525.10±8.821)45.20±12.4952.50±17.502)7.36±1.149.04±1.263)25.97±4.5230.37±5.014)ER0.42±0.040.47±0.050.56±0.060.68±0.115)0.58±0.030.66±0.076)0.53±0.080.64±0.107)

與同關(guān)節(jié)同模式8 w前比較：1)P=0.040，2)P=0.030，3)P=0.002，4)P=0.042， 5)P=0.006，6)P=0.045，7)P=0.030

1四川省運(yùn)動(dòng)技術(shù)學(xué)院康復(fù)中心

第一作者：楊蕾(1980-)，女，講師，碩士，主要從事運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、體育保健研究。

屈、伸肌群峰力矩增幅分別為22.83%(P=0.002)、16.94%(P=0.042)；膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群肌肉耐力增幅分別為11.90%(P=0.265)、21.43%(P=0.006)，踝關(guān)節(jié)屈、伸肌群肌肉耐力增幅分別為13.79%(P=0.045)、20.75%(P=0.030)。

3討論

肌肉組織的流失，通常是導(dǎo)致老年人肌力衰退、功能喪失并跌倒的主因〔3，4〕。傳統(tǒng)的抗阻訓(xùn)練可有效使老年人肌肉肥大。最近的研究發(fā)現(xiàn)全身振動(dòng)訓(xùn)練有類似的結(jié)果，可以增加肌肉的橫截面積〔14，16〕。Roelants等〔16,19～21〕研究發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)訓(xùn)練改變肌力的主要神經(jīng)因素為：外來的機(jī)械振動(dòng)可刺激肢體感覺受器肌梭，來激活α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，并促進(jìn)強(qiáng)直性反射收縮活化肌肉的神經(jīng)控制，進(jìn)而增加運(yùn)動(dòng)單元同步程度、協(xié)同肌群同步收縮、拮抗肌群抑制與伸展反射敏感性，來快速啟動(dòng)肌肉收縮。因此在歐美國家全身振動(dòng)訓(xùn)練已經(jīng)逐漸被健身中心和醫(yī)療機(jī)構(gòu)所使用〔17〕。

對(duì)于振動(dòng)訓(xùn)練增加肌肉的力量，多數(shù)學(xué)者〔22～25〕對(duì)運(yùn)動(dòng)員的研究已經(jīng)證實(shí)這一結(jié)論。Schwarzer〔22〕對(duì)受試者施加垂直方向的振動(dòng)刺激(頻率20～40 Hz、振幅6 mm)，每周訓(xùn)練3次，每次訓(xùn)練以受試者最大力量的60%去完成，共12組，發(fā)現(xiàn)最大力量增大了40%；曾紀(jì)榮〔23〕將20名女子舉重運(yùn)動(dòng)員附加8 w振動(dòng)刺激(頻率10～30 Hz，振幅為2～6 mm)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)振動(dòng)組下肢后深蹲最大力量比對(duì)照組提高16.9%，下肢力矩值比對(duì)照組高20%。對(duì)于振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)于老年女性的研究國外有相關(guān)的報(bào)道，Bogaerts等〔14〕以31例平均年齡為67歲的女性作為受試者，對(duì)其進(jìn)行每周3次，40 min/次(頻率30～40 Hz、振幅2.5～5.0 mm、24 w)的振動(dòng)訓(xùn)練干預(yù)，發(fā)現(xiàn)增加了受試者膝伸肌力9.4%(P<0.01)；Rees等〔15〕研究了15例平均年齡為74歲的女性，進(jìn)行每周3次，10 min/次(頻率26+ Hz、振幅5～8 mm、8 w)的振動(dòng)訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)踝屈肌力增加18%(P<0.01)；Roelants等〔16〕對(duì)27位平均年齡為65歲的女性，進(jìn)行每周3次，40 min/次(頻率35～40 Hz、振幅2.5～5 mm、24 w)的振動(dòng)訓(xùn)練得出膝伸肌力增加16.1%(P<0.01)；Verschueren等〔17〕通過24 w的研究發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)訓(xùn)練明顯地促進(jìn)了停經(jīng)后婦女的等長(zhǎng)與動(dòng)態(tài)肌力，同時(shí)明顯增加了髖關(guān)節(jié)的骨密度約0.93%；Russo等〔18〕認(rèn)為高頻振動(dòng)訓(xùn)練有助于提升停經(jīng)后婦女的下肢肌力。

本研究中通過8 w的振動(dòng)訓(xùn)練干預(yù)后，14例老年女性膝、踝關(guān)節(jié)屈、伸肌群的峰力矩有顯著提高，而關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)肌群峰力矩的大小能反應(yīng)肌力的大小，對(duì)于提高關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性具有顯著意義。Berschin等〔26〕認(rèn)為振動(dòng)訓(xùn)練不僅能增加最大力量，而且根據(jù)肌電的顯著變化可以推斷出振動(dòng)訓(xùn)練能增強(qiáng)關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。Whipple等〔6〕比較易跌倒者與正常人膝關(guān)節(jié)伸屈肌力與踝關(guān)節(jié)背屈跖屈肌力，發(fā)現(xiàn)這兩組受試者肌力矩均有差異，其中踝關(guān)節(jié)肌力矩差異最明顯。Macrae等〔27〕測(cè)試了60～89歲老年人下肢髖、膝、踝的7組肌肉力量，以尋求某塊肌肉與跌倒關(guān)系最密切，結(jié)果發(fā)現(xiàn)踝背屈肌力最能預(yù)測(cè)跌倒的發(fā)生。越來越多的研究證實(shí)，踝關(guān)節(jié)肌力強(qiáng)弱與平衡功能關(guān)系最為密切。本次研究中，對(duì)于受試者踝關(guān)節(jié)屈、伸肌群峰力矩提升幅度較大，說明對(duì)于預(yù)防跌倒有積極的意義。

目前還沒有研究報(bào)道過振動(dòng)訓(xùn)練能提升老年女性肌肉的耐力，對(duì)于運(yùn)動(dòng)員的研究已經(jīng)報(bào)道，F(xiàn)itts等〔28〕研究認(rèn)為在某種程度上，肌力的增加會(huì)引起抗疲勞能力的增加，因?yàn)樵谝欢ń^對(duì)張力下，需要相對(duì)力量的百分比會(huì)減少，這就為主動(dòng)重復(fù)性收縮運(yùn)動(dòng)提供了較多的儲(chǔ)備物，這種情況已得到證實(shí)。陳瑋婷等〔29〕采用近似熵法對(duì)肌肉收縮過程中振動(dòng)與非振動(dòng)的疲勞程度進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)組比控制組疲勞程度低。

本研究在振動(dòng)干預(yù)后，受試者的膝、踝關(guān)節(jié)屈、伸肌群都有不同程度的改善，但膝關(guān)節(jié)屈肌群耐力改善不顯著，推測(cè)可能與振動(dòng)干預(yù)周期長(zhǎng)短有一定的關(guān)系。而下肢肌群耐力的提高會(huì)改善老年女性在日常生活中抗疲勞度，因此具有一定的積極效果。

綜上，本研究經(jīng)過8 w的高頻訓(xùn)練，提高了老年女性膝、踝關(guān)節(jié)的屈、伸肌群力量和肌肉耐力，增強(qiáng)了下肢鏈的穩(wěn)定性，一定程度上能減小受試者跌倒的風(fēng)險(xiǎn)。但是最佳的振動(dòng)強(qiáng)度、振動(dòng)頻率、振幅大小及振動(dòng)訓(xùn)練干預(yù)周期長(zhǎng)短選擇的問題，并接合本體感覺和平衡能力的測(cè)試數(shù)據(jù)的分析，多方面論證振動(dòng)訓(xùn)練的效果仍需深入探討。

4參考文獻(xiàn)

1中國新聞網(wǎng).http://news.china.com.cn/rollnews/2011-09/07/content_10020929.htm.

2徐軍,范振華.多維運(yùn)動(dòng)對(duì)社區(qū)居住老人平衡、靈活性和跌倒危險(xiǎn)的干預(yù)效果〔J〕. 國外醫(yī)學(xué)·物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)分冊(cè),1998;18(2):23-5.

3Calmels P,Vio L,Alexandre C,etal,Cross-sectional study of muscle strength and bone mineral density in a population of 106 women between the ages of 44-to 78-yr-old men and women〔J〕. Am Physiol Soc,1991;70(2)：644-5.

4Hurley B.Strength training in the elderly to enhance health status〔J〕. Med Exer Nut Health,1995;4(4):217-29.

5池健,張一民,李果.對(duì)老年人骨礦含量、體成分和肌力的特征研究〔J〕. 北京體育大學(xué)學(xué)報(bào),1997;20(3):25-30.

6Whipple RH,Wolfson LI,Amerman PM. The relationship of knee and ankle weakness to falls in nursing home residents:an isokinetic study〔J〕. J Am Geriatr Soc,1987;35(1):13-20.

7Jacobson BH,Chen HC,Cashel C,etal.The effect of Tai Chi Chuan training on balance,kinesthetic sense,and strength〔J〕. Perceptual Motor Skills,1997;84(1):27-33.

8Li JX,Xu DQ,Hong Y.Effects of 16-week Tai Chi intervention on postural stability and roprioception of knee and ankle in older people〔J〕. Age Aging,2008;37(5):575-8.

9Tsang WWN,Hui-Chan CWY.Comparison of muscle toque,balance,and confidence in older Tai Chi and healthy adults〔J〕. Med Sci Sports Exerc,2005;7(2):280-9.

10Xu DQ,Li JX,Hong Y.Effects of long term Tai Chi practice and jogging exercise on muscle strength and endurance in older people〔J〕. Br J Sport Med,2006;40(1):50-4.

11朱寒笑.新編五禽戲延緩衰老的效果〔J〕. 中國臨床康,2006;10(23):16-8.

12虞定海.6個(gè)月健身氣功五禽戲鍛煉前后中老年人脂代謝變化〔J〕. 中國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,2008;27(5):610-1.

13沙鵬.健身氣功五禽戲?qū)χ欣夏昱匝笜?biāo)及平衡能力的影響〔J〕. 陜西中醫(yī),2010;31(10):1332-3.

14Bogaerts ACG,Delecluse C,Claessens AL,etal.Effects of whole body vibration training on cardiorespiratory fitness and muscle strength in older individuals〔J〕. Age Aging,2009;38(4):448-54.

15Rees SS,Murphy AJ,Watsford ML.Effects of whole-body vibration exercise on lower-extremity muscle strength and power in an older population〔J〕:A randomized clinical trial〔J〕.Phys Ther,2008;88(4)：462-70.

16Roelants M,Delecluse C,Verschueren SM.Whole-body-vibration training increases knee-extension strength and speed of movement in older women〔J〕. J Am Geriatr Soc,2004;52(6):901-8.

17Verschueren SM,Roelants M,Delecluse C,etal.Effect of 6-month whole body vibration training on hip density,muscle strength,and postural control in postmenopausal women:a randomized controlled pilot study〔J〕. J Bone Miner Res,2004;19(3):352-9.

18Russo CR,Lauretani F,Bandinelli S,etal.High-frequency vibration training increases muscle power in postmenopausal women〔J〕. Arch Phys Med Rehabil,2003;84(12):1854-7.

19Bogaerts A,Delecluse C,Claessens AL,etal.Impact of whole-body vibration traning versus fitness training on muscle strength and muscle mass in older men:A 1-year randomized controlled trial〔J〕.J Gerontol Series A:Biol Sci Med Sci,2007;62(6):630-5.

20Delecluse C,Roelants M,Verschueren S.Strength increase after whole-body vibration compared with resistance training〔J〕. Med Sci Sport Exer,2003;35(6):1033-41.

21Rehn B,Lidstrom J,Skoglund J,etal.Effects on leg muscular performance from whole-body vibration exercise:a systematic review〔J〕. Scand J Med Sci Sport,2007;17(1):2-11.

22Schwarzer J.Biological reaction to vibration implications for sport〔J〕.J Sci Med Sport,1999;1(2):211-26.

23曾紀(jì)榮,王興澤.振動(dòng)訓(xùn)練時(shí)發(fā)展肌肉力量效果影響的實(shí)驗(yàn)研究〔J〕.北京體育大學(xué)學(xué)報(bào),2007;30(10):1439-41.

24彭春政，危小焰.全身振動(dòng)刺激對(duì)肌肉力量和力學(xué)性能影響的實(shí)驗(yàn)研究〔J〕. 中國體育科技,2003;9(6):26-9.

25任滿迎,閏琪,劉穎.不同頻率全身振動(dòng)刺激對(duì)運(yùn)動(dòng)員下肢肌群力量訓(xùn)練效果的對(duì)比分析〔J〕. 體育科學(xué),2008;28(12):39-43.

26Berschin G,Sommer HM. Vibration strength training and joint stabilization:EMG based examination of the influence of vibration frequency and posture on muscle activation and co-activation〔J〕. Deutsche Zeitschriftfur Sport Med,2004;55(2):152-6.

27Macrae PG,Lacourse M,Moldavon R. Physical performance measures that predict faller status in community-dwelling older adults〔J〕. J Orthop Sports Phys Ther,1992;16(3):123-8.

28Fitts W.The influence of whole body vibration on jumping performance〔J〕. Biol Sport,1998;15(1):157-64.

29陳瑋婷,王志中,李曉浦.振動(dòng)刺激對(duì)肌肉疲勞進(jìn)程的影響〔J〕. 北京生物醫(yī)學(xué)工程,2007;26(1):60-4.

〔2013-09-11修回〕

(編輯安冉冉/曹夢(mèng)園)