田 野

老年人力量練習(xí)在改善機(jī)體代謝、保持日常生活能力、提高生活質(zhì)量、降低全因死亡率等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用（Dankel et al.，2016；Macaluso et al.，2004）。人體進(jìn)入老年階段，隨著年齡增長，運(yùn)動(dòng)能力和日常生活能力下降，主要表現(xiàn)為行走、平衡能力下降，摔倒風(fēng)險(xiǎn)增加等，進(jìn)而引起骨質(zhì)疏松、動(dòng)脈粥樣硬化、高血糖、胰島素抵抗等一系列健康問題，直接影響老年人生活質(zhì)量（王航平 等，2019；Li et al.，2018；Lopez et al.，2018）。骨骼肌收縮力量下降、體積減小是老年人運(yùn)動(dòng)能力和生活質(zhì)量下降的重要原因（Kamel，2003；Snih et al.，2005）。我國國民體質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，自2005年以來，我國成年人、老年人骨骼肌力量持續(xù)下降（國家體育總局，2017），已引起體育科學(xué)、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的普遍關(guān)注。體育活動(dòng)，特別是力量練習(xí)可以有效改善老年人骨骼肌功能、預(yù)防或延緩骨骼肌衰老、提高老年人生活質(zhì)量、降低全因死亡率、延長健康預(yù)期壽命（Cartee et al.，2016；Hunter et al.，2004；Macaluso et al.，2004）。

力量練習(xí)量-效應(yīng)關(guān)系是指在一定范圍內(nèi)力量練習(xí)負(fù)荷強(qiáng)度、重復(fù)次數(shù)等量化指標(biāo)增加或減少時(shí)，骨骼肌力量、體積等效應(yīng)指標(biāo)也隨之發(fā)生相應(yīng)變化。研究證據(jù)顯示，老年人力量練習(xí)與骨骼肌功能、體積之間存在密切的量-效應(yīng)關(guān)系。科學(xué)安排老年人力量練習(xí)量，不僅可以提高骨骼肌健身效應(yīng)，而且可以降低運(yùn)動(dòng)傷病風(fēng)險(xiǎn)。近年來，國外有關(guān)力量練習(xí)量-效應(yīng)關(guān)系研究活躍，在身體整合-細(xì)胞-分子等不同層面取得了許多高水平研究成果（劉曉光 等，2018；Fisher et al.，2017；Radaelli et al.，2015；Schoenfeld et al.，2017，2019），對(duì)于研究力量練習(xí)效果及其機(jī)制、科學(xué)指導(dǎo)老年人體育活動(dòng)具有重要意義。我國目前有關(guān)力量練習(xí)量-效應(yīng)關(guān)系研究報(bào)道尚不多見，力量練習(xí)改善老年人骨骼肌形態(tài)、功能機(jī)制研究成果與國外有較大差距。本文在概述力量練習(xí)量化指標(biāo)、骨骼肌健身效應(yīng)指標(biāo)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)國內(nèi)外有關(guān)力量練習(xí)量-效應(yīng)關(guān)系最新研究進(jìn)展，探討力量練習(xí)提高老年人骨骼肌功能與體積的生物學(xué)機(jī)制，展望老年人力量練習(xí)研究領(lǐng)域發(fā)展方向，為精準(zhǔn)指導(dǎo)老年人力量練習(xí)、提高老年人健康水平和生活質(zhì)量提供理論依據(jù)。

1 力量練習(xí)的量化指標(biāo)

力量練習(xí)量化指標(biāo)包括負(fù)荷強(qiáng)度、重復(fù)次數(shù)、每天練習(xí)組數(shù)、練習(xí)間歇時(shí)間、每周練習(xí)頻率和持續(xù)練習(xí)周期等。力量練習(xí)方式、練習(xí)順序等也是影響骨骼肌健康效應(yīng)的重要因素（田野 等，2010；American College of Sports Medicine，2009；Schoenfeld et al.，2017）。

負(fù)荷強(qiáng)度。負(fù)荷強(qiáng)度是指每次力量練習(xí)需要克服的重量，常用最大重復(fù)次數(shù)（repetition maximum，RM）及其百分?jǐn)?shù)表示。最大重復(fù)次數(shù)是指力量練習(xí)時(shí)，采用某種負(fù)荷重量時(shí)所能重復(fù)的最多練習(xí)次數(shù)。1 RM是指重復(fù)一次的最大負(fù)荷重量，表示肌肉的最大收縮力量（國家體育總局，2018）。按照1 RM百分比，老年人（65～80歲）力量練習(xí)負(fù)荷強(qiáng)度可分為大、中、小3種，75%1RM以上為大負(fù)荷強(qiáng)度；50%～75%1 RM為中等負(fù)荷強(qiáng)度；50%1 RM以下為小負(fù)荷強(qiáng)度。

重復(fù)次數(shù)。重復(fù)次數(shù)是指某個(gè)力量練習(xí)動(dòng)作在某種負(fù)荷強(qiáng)度下的重復(fù)次數(shù)。廣義地講，重復(fù)次數(shù)包括每個(gè)動(dòng)作的重復(fù)次數(shù)和每天力量練習(xí)的重復(fù)組數(shù)。老年人每組力量練習(xí)一般安排6～8個(gè)動(dòng)作（包括軀干、上肢、下肢等不同部位），每個(gè)動(dòng)作重復(fù)8～12次，每天重復(fù)2～3組。負(fù)荷強(qiáng)度與重復(fù)次數(shù)構(gòu)成了每次力量練習(xí)的總負(fù)荷量（Wolfe et al.，2004）。

間隔時(shí)間。間隔時(shí)間是指每個(gè)力量練習(xí)動(dòng)作之間的休息時(shí)間和每組力量練習(xí)之間的休息時(shí)間。

練習(xí)頻率。練習(xí)頻率是指每周進(jìn)行力量練習(xí)的天數(shù)，老年人一般每周進(jìn)行1～3天力量練習(xí)（American Col‐lege of Sports Medicine，2002；Rhea et al.，2003）。

練習(xí)周期。練習(xí)周期是指從事力量練習(xí)的持續(xù)總時(shí)間，在力量練習(xí)的量-效應(yīng)關(guān)系研究中，力量練習(xí)周期一般在10周以上（Rhea et al.，2003）。

練習(xí)方式。常見的力量練習(xí)方式包括抗阻練習(xí)（re‐sistance training，TR）、功率訓(xùn)練（power training，PT）。按照骨骼肌收縮方式，力量練習(xí)包括離心力量訓(xùn)練、等長力量訓(xùn)練和等動(dòng)力量訓(xùn)練等（American College of Sports Medicine，2002）。

練習(xí)順序。力量練習(xí)順序是指力量練習(xí)中動(dòng)作的先后順序。在力量練習(xí)時(shí)，一般先練習(xí)下肢肌肉，后練習(xí)上肢肌肉；先安排大肌群練習(xí)，后安排小肌群練習(xí)；先安排大強(qiáng)度練習(xí)，后安排小強(qiáng)度練習(xí)（American College of Sports Medicine，2009）。

2 骨骼肌健身效應(yīng)指標(biāo)

2.1 骨骼肌力量

骨骼肌力量是評(píng)定老年人力量練習(xí)效應(yīng)的常用指標(biāo)，包括動(dòng)力性肌肉力量和靜力性肌肉力量。

動(dòng)力性肌肉力量是骨骼肌向心收縮（肌纖維縮短）或離心收縮（肌纖維拉長）產(chǎn)生的力量，如最大屈肘力量等。一般常用1 RM表示最大收縮力量。從測試安全角度考慮，可用下列公式推算老年人最大收縮力量：

1 RM=100×重復(fù)某次的最大重量（kg）/（102.78-2.78×重復(fù)次數(shù)）（Bayles et al.，2018）。

靜力性肌肉力量是骨骼肌在等長收縮狀態(tài)下產(chǎn)生的力量。握力是評(píng)價(jià)老年人靜力性力量的簡易指標(biāo)，在一定程度上可以反映人體整體肌肉力量，是大樣本力量練習(xí)效果研究的常用指標(biāo)。

研究者可根據(jù)研究設(shè)計(jì)，采用實(shí)驗(yàn)室力量測試設(shè)備測定不同身體部位、不同關(guān)節(jié)角度、不同收縮速度狀態(tài)下的骨骼肌力量，如等張肌肉力量、等長肌肉力量、等動(dòng)肌肉力量等，精確評(píng)定力量練習(xí)效應(yīng)效果。

肌肉功率是指骨骼肌快速用力能力，是反映骨骼肌工作效率的重要指標(biāo)。常用的骨骼肌功率測定方法包括20 s最大功率自行車測試（Sargeant et al.，1981）和溫蓋特?zé)o氧功率實(shí)驗(yàn)（Wingate anaerobic test，W AnT）（Slade et al.，2002）

2.2 骨骼肌質(zhì)量

骨骼肌質(zhì)量指標(biāo)包括骨骼?。ɡw維）橫斷面積、體積和重量等。測量骨骼肌質(zhì)量（體積）的無損傷方法主要有計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography，CT）、核磁共振成像技術(shù)（magnetic resonance imaging，MRI）和雙能X射線吸收法（dualenergy X-ray absorptiometry，DXA）等方法（Buckinx et al.，2018）。

CT和MRI是測量人體骨骼肌質(zhì)量的金標(biāo)準(zhǔn)。CT可以定量測量骨骼?。ɡw維）橫斷面積。MRI則通過三維技術(shù)測量骨骼肌體積。CT和MRI技術(shù)可以精確測量骨骼肌質(zhì)量，但測試費(fèi)用較高，開展大樣本測試具有一定難度。目前，DXA已廣泛應(yīng)用于身體成分測試，是評(píng)定骨骼肌質(zhì)量效應(yīng)的常用指標(biāo)。DXA通過測量身體瘦體重（包括骨骼肌和內(nèi)臟軟組織）、局部瘦體重，推測骨骼肌重量。

2.3 骨骼肌功能能力

骨骼肌功能能力指標(biāo)主要是評(píng)價(jià)老年人運(yùn)動(dòng)能力和日常生活能力的簡易指標(biāo)（Farinatti et al.，2013；Kalapo‐tharakos et al.，2005）。

1）計(jì)時(shí)起立-行走測試（timed-up-and-go，TUG）。計(jì)時(shí)起立-行走測試用于評(píng)價(jià)老年人行走和平衡能力。受試者從椅子上起立，向前走3 m，然后轉(zhuǎn)身走回到椅子前，轉(zhuǎn)身坐下（Turpela et al.，2017），記錄從椅子起立到坐回椅子上的時(shí)間。計(jì)時(shí)越短，成績?cè)胶谩?/p>

2）椅子坐起實(shí)驗(yàn)（chair sit-and-stand test，CSS）。椅子坐起實(shí)驗(yàn)用于評(píng)價(jià)老年人腿部力量。受試者坐在椅子上（椅子高43 cm），從椅子上起立完全站直后，再坐下為一次，記錄連續(xù)5次站立坐下的時(shí)間（Hazell et al.，2007）。計(jì)時(shí)越短，成績?cè)胶谩?/p>

3）行走速度測試（gain speed，GS）。行走速度測試用于評(píng)定老年人行走能力（Manini et al.，2007）。受試者以最快速度行走4 m，記錄中間2 m的行走時(shí)間，分別測定2次，取最好成績。類似的行走能力測試實(shí)驗(yàn)還有向前快走7.5 m、向后快走7.5 m測試等多種方法（Hortobagyi et al.，2001；Turpela et al.，2017）。

4）負(fù)重登10級(jí)臺(tái)階測試（loaded 10-stair-climb test）。負(fù)重登10級(jí)臺(tái)階測試用于評(píng)價(jià)老年人肌肉力量和登樓梯能力。男性腿部負(fù)重10 kg、女性負(fù)重5 kg，肘關(guān)節(jié)保持自然下垂?fàn)顟B(tài)（不擺動(dòng)），連續(xù)登10級(jí)臺(tái)階，記錄時(shí)間（Tur‐pela et al.，2017）。

2.4 肌肉質(zhì)量指數(shù)

肌肉質(zhì)量指數(shù)（muscle quality index，MQI）是指單位骨骼肌重量（kg）的最大收縮力量或工作效率，是評(píng)價(jià)老年人骨骼肌功能的綜合指標(biāo)（Barbat-Artigas et al.，2012）。肌肉質(zhì)量指數(shù)=總肌肉力量（1 RM）/總肌肉重量（kg）。

3 力量練習(xí)與骨骼肌健身量-效應(yīng)關(guān)系

3.1 力量練習(xí)與骨骼肌收縮力量的量-效應(yīng)關(guān)系

力量練習(xí)可以有效提高骨骼肌收縮力量。負(fù)荷強(qiáng)度和負(fù)荷量是影響老年人骨骼肌收縮力量效果的重要量化指標(biāo)（De Vos et al.，2005；Schoenfeld，2013）。

研究發(fā)現(xiàn)，采用中等負(fù)荷強(qiáng)度（相當(dāng)于50%～60%1RM）和大負(fù)荷強(qiáng)度（相當(dāng)于80%～85%1 RM）力量練習(xí)都可以提高骨骼肌力量（Harris et al.，2004；Wang et al.，2007）。Lopez等（2018）進(jìn)一步證實(shí)，對(duì)于體能下降的老年人，采用40%～80%1 RM負(fù)荷強(qiáng)度，都可以提高骨骼肌力量，并降低運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)（Macaluso et al.，2004）。Cadore等（2014）發(fā)現(xiàn)，40%～60%1 RM負(fù)荷強(qiáng)度，每次重復(fù)8～10次，每天重復(fù)2～3組，每周練習(xí)3次，12周力量練習(xí)后，最大伸膝力量提高20.2%（Cadore et al.，2014）。也有研究證實(shí)，大負(fù)荷強(qiáng)度（相當(dāng)于80%～83%1 RM）力量練習(xí)提高骨骼肌力量效果好于中等負(fù)荷強(qiáng)度（相當(dāng)于50%～63%1 RM）和小負(fù)荷強(qiáng)度（20%～49%1 RM）力量練習(xí)（De Vos et al.，2005；Goto et al.，2004；Kalapotharakos et al.，2004）。Steib等（2010）的薈萃分析結(jié)果顯示，大強(qiáng)度力量練習(xí)提高老年人最大骨骼肌力量效果好于中等強(qiáng)度和小強(qiáng)度，中等強(qiáng)度練習(xí)提高骨骼肌力量效果好于小強(qiáng)度。

Radaelli等（2014）比較不同負(fù)荷量對(duì)老年人骨骼肌力量的影響，發(fā)現(xiàn)在力量練習(xí)初期，每天重復(fù)3組和每天重復(fù)1組的力量練習(xí)都可以提高健康老年人最大伸膝力量；力量練習(xí)后期，每天重復(fù)3組受試者提高最大伸膝力量的效果顯著好于每天重復(fù)1組受試者。

力量練習(xí)提高骨骼肌收縮力量效果表現(xiàn)為時(shí)相性特征。在20周的力量訓(xùn)練周期里，前12周提高肌肉力量效果明顯，后8周肌肉力量則沒有顯示進(jìn)一步提高（Taaffe et al.，1996）。Kalws等（2019）對(duì)178名40～61歲男女受試者進(jìn)行為期8個(gè)月的力量練習(xí)，隨著練習(xí)周期的延長，不斷增加負(fù)荷強(qiáng)度和負(fù)荷量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)8個(gè)月力量練習(xí)后，男性受試者上肢力量提高19%，女性受試者上肢力量提高31%，男女受試者下肢肌肉力量均提高18%。

不同練習(xí)頻率提高骨骼肌力量的效果不同。每周3天力量練習(xí)和每周2天力量練習(xí)，提高骨骼肌力量效果顯著好于每周1天力量練習(xí)（Difrancisco-Donoghue et al.，2007；Taaffe et al.，1999）。Turpela等（2017）比較了老年人每周進(jìn)行1天、2天和3天力量練習(xí)提高骨骼肌力量的效果，3組受試者每天力量練習(xí)內(nèi)容相同，9個(gè)月力量練習(xí)后，3組受試者的最大腿舉力量均有顯著性增加，每周練習(xí)3天組受試者最大腿舉力量超過每周練習(xí)1組受試者，表現(xiàn)為明顯的量-效應(yīng)特征。Pina等（2019）進(jìn)一步比較了每周2天力量練習(xí)和每周3天力量練習(xí)對(duì)老年人骨骼肌力量的影響，練習(xí)周期為24周。受試者前12周每天進(jìn)行1組力量練習(xí)，后12周每天進(jìn)行2組力量練習(xí)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每周2天和每周3天力量練習(xí)均可顯著提高老年人骨骼肌力量，兩組間沒有顯著性差異。類似的研究也證實(shí)，每周2天力量練習(xí)和每周3天力量練習(xí)提高老年人骨骼肌最大收縮力量的效果相同（Padhila et al.，2015）。

綜合分析不同負(fù)荷強(qiáng)度與負(fù)荷量對(duì)老年人骨骼肌力量影響的研究結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于沒有力量練習(xí)經(jīng)歷的老年人，采用中小負(fù)荷強(qiáng)度和中小負(fù)荷量的力量練習(xí)，可以提高骨骼肌收縮力量，而要進(jìn)一步提高骨骼肌收縮力量，則需要不斷增加負(fù)荷強(qiáng)度和負(fù)荷量（American College of Sports Medicine，2009；Evans，1999）。

3.2 力量練習(xí)與骨骼肌體積量-效應(yīng)關(guān)系

力量練習(xí)負(fù)荷量和練習(xí)周期對(duì)骨骼肌體積的影響表現(xiàn)出量-效應(yīng)關(guān)系。每次力量練習(xí)負(fù)荷量越大，每周練習(xí)天數(shù)越多，周期時(shí)間越長，增加骨骼肌體積效果越明顯（Kraemer et al.，2000；Marx et al.，2001；Radaelli et al.，2015）。不同研究發(fā)現(xiàn)，老年人力量練習(xí)后骨骼肌體積可以提高 1.5%～16%（Peterson et al.，2011；Raymond et al.，2013；Silva et al.，2013；Steib et al.，2010）。老年人力量練習(xí)對(duì)骨骼肌體積的影響表現(xiàn)為3個(gè)特點(diǎn)：1）老年人力量練習(xí)可以預(yù)防或延緩骨骼肌體積減小；2）老年人力量練習(xí)增加骨骼肌體積效果不如年輕人明顯；3）老年人力量練習(xí)提高骨骼肌體積效果不如骨骼肌力量敏感。

Radaelli等（2014）進(jìn)行了一項(xiàng)為期20周的力量練習(xí)研究，觀察力量練習(xí)負(fù)荷量和練習(xí)周期對(duì)老年人骨骼肌體積的影響。作者將老年女性分為兩組，每天分別進(jìn)行1組和3組力量練習(xí)，每周練習(xí)3天。分別在力量練習(xí)第6周、13周和20周測定下肢骨骼?。ü芍奔?、股中肌、股內(nèi)肌、股外?。┖蜕现趋兰。哦^肌、肱?。┖穸取Ｔ谏鲜?個(gè)時(shí)間點(diǎn)，每周重復(fù)1組的受試者骨骼肌厚度分別提高4.3%、8.6%和12.6%；每周重復(fù)3組的受試者分別提高6.1%、13.1%和17.2%。該研究結(jié)果提示：1）骨骼肌體積增加效果與每天力量練習(xí)負(fù)荷量有關(guān)，負(fù)荷量越大，骨骼肌厚度增加越明顯，有顯著性差異；2）隨著力量練習(xí)周期延長，老年人骨骼肌厚度不斷增加，有顯著性差異，表現(xiàn)出量-效應(yīng)關(guān)系特征。Correa等（2015）的研究也證實(shí)，每天重復(fù)3組力量練習(xí)的受試者提高股四頭肌厚度效果優(yōu)于每天重復(fù)1組力量練習(xí)的受試者。

Schoenfeld等（2017）的薈萃分析結(jié)果顯示，大負(fù)荷量力量練習(xí)可以有效提高骨骼肌體積；小負(fù)荷量增加骨骼肌體積效果雖不如大負(fù)荷量明顯，但對(duì)老年人更安全。

老年人力量練習(xí)增加骨骼肌體積的效果會(huì)在停止力量練習(xí)后逐漸消失，恢復(fù)力量練習(xí)后，骨骼肌體積又會(huì)重新增加。Correa等（2016）發(fā)現(xiàn)，12名老年女性進(jìn)行12周力量練習(xí)后，股直肌體積提高38%；停止力量練習(xí)后1年，股直肌體積減小35%；重新恢復(fù)力量練習(xí)12周后，股直肌體積又提高36%。

在骨骼肌收縮形式方面，以離心收縮形式為主的力量練習(xí)提高骨骼肌體積效果更明顯（Wernbom et al.，2007）。Machado等（2010）觀察了身體振動(dòng)練習(xí)對(duì)骨骼肌橫斷面積的影響。平均年齡為79.9歲的老年女性在振動(dòng)平臺(tái)上進(jìn)行力量訓(xùn)練，10周振動(dòng)訓(xùn)練后，股外側(cè)肌和股二頭肌橫斷面積分別提高8.8%和15.6%（Machado et al.，2010）。受試者在振動(dòng)平臺(tái)上進(jìn)行的力量練習(xí)是以離心收縮形式為主，可能是骨骼肌橫斷面增加的原因。然而，老年人在進(jìn)行以離心收縮為主的力量練習(xí)時(shí)，運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)較大，應(yīng)慎重安排。

3.3 力量練習(xí)與骨骼肌功能能力量-效應(yīng)關(guān)系

骨骼肌功能能力，特別是以快速用力為特征的骨骼肌功率與老年人日常生活能力密切相關(guān)（Pijnappels et al.，2008）。人體進(jìn)入老年階段，骨骼肌功率下降比骨骼肌力量和體積減小出現(xiàn)得更早，是影響老年人生活質(zhì)量的重要原因（Skelton et al.，1994）。世界衛(wèi)生組織健康老年人框架（framework on healthy ageing）建議，采用不同干預(yù)方式改善骨骼肌功能，提高老年人生活質(zhì)量（Beard et al.，2016）。

力量練習(xí)可以提高老年人行走、平衡、登樓梯等功能能力，改善老年人生活質(zhì)量（Fatouros et al.，2005）。功率練習(xí)提高老年人骨骼肌功能能力和日常生活能力效果，比漸進(jìn)性抗阻練習(xí)更好（Bassey et al.，1992；Bottaro et al.，2007）。Bean等（2004）發(fā)現(xiàn)，功率練習(xí)提高老年人椅子坐起能力效果好于抗阻練習(xí)。類似的研究也證實(shí)，功率練習(xí)提高老年人日常工作能力效果優(yōu)于漸進(jìn)性抗阻練習(xí)（Galvao et al.，2005；Hazell et al.，2007）。采用小強(qiáng)度功率練習(xí)方式提高老年人骨骼肌功能能力和日常生活能力（如行走速度測試、登臺(tái)階等），可以達(dá)到大強(qiáng)度漸進(jìn)性抗阻練習(xí)的效果（Bottaro et al.，2007；Miszko et al.，2003）。

不同負(fù)荷強(qiáng)度力量練習(xí)對(duì)骨骼肌功能能力影響的研究報(bào)道并不一致。有研究證實(shí)，各種負(fù)荷強(qiáng)度（20%～80%1 RM）的力量練習(xí)都可以提高老年人行走、平衡、登樓梯等能力，并沒有表現(xiàn)出明顯的量-效應(yīng)差異（Bottaro et al.，2007；De Vos et al.，2005；Earles et al.，2001）。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是提高老年人骨骼肌功能能力存在負(fù)荷強(qiáng)度閾值效應(yīng)。中、小負(fù)荷強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到了該閾值，可以提高老年人骨骼肌功能能力。當(dāng)繼續(xù)增加負(fù)荷強(qiáng)度時(shí)，雖然可以進(jìn)一步提高骨骼肌力量，但骨骼肌功能能力并不進(jìn)一步提高。因此，對(duì)于不經(jīng)常參加體育活動(dòng)的老年人，只要安排中小負(fù)荷強(qiáng)度的力量練習(xí)，就可以提高老年人骨骼肌功能能力和日常生活能力。

Fatouros等（2005）觀察24周中等負(fù)荷強(qiáng)度（相當(dāng)于55%1 RM）和大負(fù)荷強(qiáng)度（相當(dāng)于82%1 RM）力量練習(xí)對(duì)平均年齡為71.2歲老年男性骨骼肌功能能力的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大、中負(fù)荷強(qiáng)度均顯著提高骨骼肌功能能力。大負(fù)荷強(qiáng)度力量練習(xí)組老年人計(jì)時(shí)起立-行走測試、50碼快走、上臺(tái)階能力和下臺(tái)階能力（8個(gè)臺(tái)階）分別提高13.4%、9.1%、12.6%和13.7%；中等負(fù)荷強(qiáng)度力量練習(xí)后，上述4個(gè)指標(biāo)分別提高6.5%、5.1%、6.5%和6.9%。大負(fù)荷強(qiáng)度練習(xí)后，骨骼肌最大功率和平均無氧功率分別提高25.5%和16.9%，中等負(fù)荷強(qiáng)度力量練習(xí)后，骨骼肌最大功率和平均肌肉無氧功率分別提高10.3%和9.8%。在上述各項(xiàng)指標(biāo)中，大負(fù)荷強(qiáng)度力量練習(xí)組的增長幅度均顯著高于中等負(fù)荷強(qiáng)度練習(xí)組（Fatouros et al.，2005）。Seynnes等（2004）也證實(shí)，大強(qiáng)度漸進(jìn)性抗阻練習(xí)提高老年人行走能力效果好于小強(qiáng)度漸進(jìn)性力量練習(xí)。De Vos等（2005）發(fā)現(xiàn)，采用中、小負(fù)荷強(qiáng)度（相當(dāng)于50%1 RM）提高骨骼肌功率效果明顯，采用大負(fù)荷強(qiáng)度（相當(dāng)于80%1 RM）提高骨骼肌力量效果更好。

不同力量練習(xí)頻率對(duì)老年人骨骼肌功能能力影響的研究報(bào)道也有爭議。Turpela等（2017）對(duì)64～75歲老年人進(jìn)行了為期9個(gè)月的力量練習(xí)，受試者分為3組，每周分別進(jìn)行1天、2天和3天力量練習(xí)，測試指標(biāo)包括7.5 m向前快走、7.5 m向后快走、計(jì)時(shí)起立-行走測試、負(fù)重10級(jí)登臺(tái)階測試（男負(fù)重10 kg，女負(fù)重5 kg）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，9個(gè)月后，每周2天力量練習(xí)和每周3天力量練習(xí)受試者的各項(xiàng)指標(biāo)均有顯著性提高，每周1天力量練習(xí)受試者只有計(jì)時(shí)起立-行走測試和7.5 m向前快走成績顯著性提高。Farinatti等（2013）比較了每周1天、3天、5天力量練習(xí)對(duì)骨骼肌功能能力的影響，發(fā)現(xiàn)3組受試者力量練習(xí)后計(jì)時(shí)起立-行走測試成績都有明顯提高，各組之間沒有顯著性差異；3組受試者的椅子坐起實(shí)驗(yàn)和2 m快速行走成績明顯提高，每周2天力量練習(xí)和每周3天力量練習(xí)受試者成績好于每周練習(xí)1天組。上述結(jié)果提示，每周進(jìn)行1～2天力量練習(xí)可以提高老年人骨骼肌功能能力。

3.4 力量練習(xí)與肌肉質(zhì)量量-效應(yīng)關(guān)系

肌肉質(zhì)量（muscle quality，MQ）可以反映骨骼肌功能能力和神經(jīng)調(diào)節(jié)能力（Nunes et al.，2019）。肌肉質(zhì)量指數(shù)是評(píng)價(jià)老年人骨骼肌質(zhì)量的重要量化指標(biāo)（Fragala et al.，2015）。老年人肌肉質(zhì)量下降預(yù)示骨骼肌工作能力和日常生活能力下降（Curcio et al.，2016；Milanovic et al.，2013）。力量練習(xí)可以對(duì)老年人肌肉質(zhì)量產(chǎn)生積極影響（Bea et al.，2011；Westcott，2012）。

Nunes等（2019）對(duì)66名60歲以上老年女性進(jìn)行12周力量練習(xí)，每次練習(xí)內(nèi)容包括身體8個(gè)部位力量練習(xí)，負(fù)荷強(qiáng)度相當(dāng)于10～15 RM，每周練習(xí)3天，觀察骨骼肌質(zhì)量指數(shù)的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，12周力量練習(xí)后，總肌肉力量（臥推1 RM、最大伸膝1 RM、彎舉1 RM之和）提高11.7%，骨骼肌重量提高3.5%，肌肉質(zhì)量指數(shù)提高7.0%，均有顯著性提高。

有關(guān)力量練習(xí)與老年人肌肉質(zhì)量量-效應(yīng)關(guān)系的研究報(bào)道不多。已有的研究結(jié)果顯示，力量練習(xí)的負(fù)荷量和練習(xí)頻率可以影響老年人的肌肉質(zhì)量效果。老年女性進(jìn)行13周大負(fù)荷力量練習(xí)后，下肢肌肉質(zhì)量提高20.9%，顯著高于小負(fù)荷力量練習(xí)組（12.0%）（Radaelli et al.，2014）。Turpela等（2017）報(bào)道，每周3天力量練習(xí)提高肌肉質(zhì)量指數(shù)的效果好于每周2天和1天力量練習(xí)。

Pina等（2019）進(jìn)一步比較老年女性力量練習(xí)頻率和練習(xí)周期對(duì)肌肉質(zhì)量指數(shù)的影響，受試者分為每周2天力量練習(xí)組和3天力量練習(xí)組。12周力量練習(xí)后，兩組受試者的軀干、下肢和上肢肌肉質(zhì)量指數(shù)都顯著性增加。24周力量練習(xí)后，兩組受試者的上述指標(biāo)進(jìn)一步增加，與12周相比，有顯著性提高。每周練習(xí)3天的受試者上肢肌肉質(zhì)量指數(shù)增加幅度高于每周練習(xí)2天組。

新近的研究報(bào)道，采用光譜生物電阻抗技術(shù)測定人體的電抗和阻力，計(jì)算相位角（phase angle，PhA），作為推測人體肌肉質(zhì)量指數(shù)的簡易指標(biāo)（Nunes et al.，2019）。人體衰老過程中，肌肉質(zhì)量指數(shù)和相位角均下降（Fragala et al.，2015；Norman et al.，2015）。Nunes等（2019）證實(shí)，力量練習(xí)引起肌肉質(zhì)量指數(shù)和相位角同步增高，兩者之間存在正相關(guān)（r=0.620），PhA可以用作評(píng)定老年人肌肉質(zhì)量的簡易指標(biāo)（Nunes et al.，2019）。其它研究也發(fā)現(xiàn)，力量練習(xí)可以提高老年人相位角（Souza et al.，2016；Westcott，2012）。

4 老年人力量練習(xí)提高骨骼肌力量與體積機(jī)制研究進(jìn)展

老年人力量練習(xí)提高骨骼肌力量與體積機(jī)制研究主要集中在改善神經(jīng)調(diào)節(jié)、促進(jìn)肌肉蛋白質(zhì)合成等方面。

力量練習(xí)改善神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)功能包括提高神經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元興奮性、募集更多運(yùn)動(dòng)單位參與工作、改善對(duì)抗肌群協(xié)調(diào)工作能力等（Gabriel et al.，2006）。研究發(fā)現(xiàn)，老年人力量練習(xí)初期，小負(fù)荷強(qiáng)度、多重復(fù)次數(shù)的力量練習(xí)主要通過改善神經(jīng)調(diào)節(jié)能力，提高骨骼肌力量；力量練習(xí)后期，則通過增加骨骼肌纖維體積提高肌肉力量（Schoenfeld，2010，2013）。

蛋白質(zhì)合成速率是影響骨骼肌纖維面積的重要因素，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)合成速率高于降解速率時(shí)，骨骼肌纖維體積增加。骨骼肌蛋白質(zhì)合成速率受核糖體翻譯效率和翻譯能力的影響（Nakada et al.，2016；Wen et al.，2016）。翻譯效率是指單位核糖體的轉(zhuǎn)錄率；翻譯能力指每個(gè)肌細(xì)胞中核糖體總量（Figueiredo et al.，2019；Mccarthy et al.，2010）。近年來，力量練習(xí)影響核糖體翻譯效率和翻譯能力的研究非?；钴S。

研究發(fā)現(xiàn)，一次性力量練習(xí)可通過哺乳動(dòng)物雷帕霉素（mammalian target of rapamycin，mTOR）和有絲分裂原活性蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）等通路，提高核糖體翻譯效率。核糖體翻譯效率可在運(yùn)動(dòng)后數(shù)小時(shí)達(dá)到峰值，其增加效應(yīng)可持續(xù)24～48 h（Ather‐ton et al.，2012；Figueiredo et al.，2019），增加肌原纖維蛋白質(zhì)合成。

一次力量練習(xí)引起的翻譯效率的提高并不足以引起骨骼肌纖維體積增加。長期力量練習(xí)引起的核糖體翻譯能力提高，是骨骼肌體積增加的重要機(jī)制（Chaillou et al.，2014；Phillips，2014）。機(jī)械阻力刺激核糖體合成增加，表現(xiàn)為骨骼肌細(xì)胞中rRNA和總RNA增多，翻譯能力提高。Reidy等（2017）證實(shí)，長期力量練習(xí)可引起骨骼肌rRNA和總RNA增加，進(jìn)而促進(jìn)骨骼肌蛋白質(zhì)合成，骨骼肌纖維增粗。Figueiredo等（2019）認(rèn)為，力量練習(xí)引起的核糖體生物發(fā)生是骨骼纖維增粗的中樞機(jī)制。

Kirby等（1985）早年就曾報(bào)道，老年鼠運(yùn)動(dòng)后rRNA表達(dá)增加，但不如年輕鼠明顯。Stec等（2015）發(fā)現(xiàn)，人體一次力量練習(xí)后，年輕男性股直肌45S前rRNA表達(dá)提高34%，老年男性股直肌45S前rRNA表現(xiàn)為增加趨勢（P=0.08）；老年人基礎(chǔ)狀態(tài)下骨骼肌核糖體水平較高（Stec et al.，2015），這種現(xiàn)象值得關(guān)注。目前有關(guān)長期力量練習(xí)對(duì)老年人骨骼肌翻譯能力影響的研究尚不多見。

Balagopal等（2001）發(fā)現(xiàn)，老年人12周力量練習(xí)（每周3天）后肌凝蛋白重鏈（myosin heavy chain，MHC）蛋白質(zhì)合成提高47%。Moro等（2018）對(duì)19名老年人進(jìn)行12周力量練習(xí)，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)狀態(tài)下肌肉蛋白質(zhì)合成提高36%，肌肉力量和肌纖維橫斷面積分別增加16%和27%。Stec等（2016）發(fā)現(xiàn)，42名老年人進(jìn)行4周力量練習(xí)，骨骼肌總RNA和mRNA都有顯著性增加。

一次力量練習(xí)、長期力量練習(xí)提高核糖體翻譯效率、翻譯能力的分子機(jī)制見圖1（Figueiredo，2019）。1）一次力量練習(xí)；2）通過典型通路，如雷帕霉素復(fù)合物1（mTORC 1）、有絲分裂原活性蛋白激酶通路激活細(xì)胞內(nèi)合成代謝信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)級(jí)聯(lián)；3）啟動(dòng)核糖體參與翻譯，提高蛋白質(zhì)合成效率；4）合成代謝信號(hào)同時(shí)促進(jìn)核仁中核糖體DNA（rDNA）轉(zhuǎn)錄和核糖體生物發(fā)生；5）新合成的前rRNA被加工為?。?0S）和大（60S）核糖體亞基，長期力量練習(xí)增加細(xì)胞核糖體積累；6）這種翻譯能力的提高使基礎(chǔ)狀態(tài)下骨骼肌蛋白質(zhì)合成增加。

衛(wèi)星細(xì)胞在骨骼肌纖維肥大中發(fā)揮重要作用。骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞是一種肌源性前體細(xì)胞，在正常情況下，肌衛(wèi)星細(xì)胞處于靜息狀態(tài)。在抗阻力刺激作用下，骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞被激活后，通過增殖、分化，與骨骼肌纖維融合，促進(jìn)骨骼肌肥大（Bazgir et al.，2017）。研究發(fā)現(xiàn)，老年人力量練習(xí)后，骨骼肌纖維橫斷面積增加，肌衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量增多（Hanssen et al.，2013；Ronnestad et al.，2007）。研究進(jìn)一步證實(shí)，力量練習(xí)后，骨骼肌I型和II型纖維橫斷面積分別增加13%和20%，單位肌纖維的肌核數(shù)量同步增加（Bellamy et al.，2014；Petrella et al.，2006）。

新近研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)骨骼肌纖維面積增加達(dá)到一定量時(shí)，引起衛(wèi)星細(xì)胞肌核增多效應(yīng)，進(jìn)而調(diào)控mRNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成。綜合多數(shù)文獻(xiàn)結(jié)果，一般認(rèn)為，當(dāng)肌纖維橫斷面積增加10%～26%，肌核數(shù)量開始增多。肌核數(shù)量的增多又可引起骨骼肌體積的進(jìn)一步增加（Kadi et al.，2000）。研究發(fā)現(xiàn)，年齡并不會(huì)影響肌核數(shù)量的增多（Concei??o et al.，2018）。力量練習(xí)與老年人骨骼肌橫斷面積增加、肌核數(shù)量增多的量-效應(yīng)關(guān)系需要進(jìn)一步研究。

5 研究展望

力量練習(xí)與老年人骨骼肌量-效應(yīng)關(guān)系研究成果已引起體育科技普遍關(guān)注。今后一個(gè)時(shí)期，應(yīng)當(dāng)在深入探討力量練習(xí)提高老年人健康效應(yīng)分子生物學(xué)機(jī)制基礎(chǔ)上，研究力量練習(xí)延長健康預(yù)期壽命整合生物學(xué)效應(yīng)，并以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)研究力量練習(xí)與骨骼肌健身效應(yīng)關(guān)系，研發(fā)老年人智能化力量健身設(shè)備，實(shí)現(xiàn)老年人智能化力量健身科學(xué)指導(dǎo)。

5.1 研究力量練習(xí)提高老年人健康效應(yīng)分子生物學(xué)機(jī)制

目前，有關(guān)力量練習(xí)提高老年人骨骼肌效果的機(jī)制研究主要集中在改善神經(jīng)調(diào)節(jié)和骨骼肌肥大兩個(gè)方面，今后應(yīng)當(dāng)深入探討力量練習(xí)提高老年人健康效應(yīng)分子生物學(xué)機(jī)制。

長期力量練習(xí)不僅可以提高骨骼肌核糖體翻譯能力，促進(jìn)肌肉蛋白質(zhì)合成（Figueiredo，2019；Figueiredo et al.，2019；Reidy et al.，2017），而且可以誘發(fā)老年人骨骼肌代謝適應(yīng)（Cartee et al.，2016），對(duì)機(jī)體代謝水平產(chǎn)生積極影響（Cartee et al.，1987）。有關(guān)力量練習(xí)對(duì)老年人代謝水平、特別是基礎(chǔ)安靜狀態(tài)下代謝水平影響的研究需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

已有研究顯示，老年人（平均年齡68歲）6個(gè)月力量練習(xí)后，線粒體特征相當(dāng)于年輕人水平（平均年齡24歲）（Melov et al.，2007），提示力量練習(xí)可通過多種途徑提高老年人健康水平。今后需從不同角度、不同層面探討力量練習(xí)提高老年人健康水平機(jī)制。

老年人力量練習(xí)既有良好的健身效果，同時(shí)又有運(yùn)動(dòng)傷害風(fēng)險(xiǎn)。因此，我們需要從分子生物學(xué)水平研究并發(fā)現(xiàn)力量練習(xí)提高日常生活能力的最佳強(qiáng)度和最佳負(fù)荷量，為老年人提供最佳力量練習(xí)方案。

5.2 研究力量練習(xí)延長健康預(yù)期壽命整合生物學(xué)效應(yīng)

隨著全球人口平均預(yù)期壽命延長，老年人生活質(zhì)量下降現(xiàn)象已開始顯現(xiàn)。據(jù)世界衛(wèi)生組織《世界衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)2019》報(bào)道，2000—2016年全球嬰兒出生時(shí)的人均預(yù)期壽命為72.0歲，人均健康預(yù)期壽命為63.3歲（World Health Organization，2019）。平均預(yù)期壽命與平均健康預(yù)期壽命的差值，意味全球人口平均約有8.7年的時(shí)間生活質(zhì)量不高，或是帶病生存，或是生活不能自理。

Rosenberg（1989）首次使用肌萎縮（sarcopenia）概念，描述人體隨年齡增長而出現(xiàn)的骨骼肌質(zhì)量下降現(xiàn)象。老年人骨骼肌收縮力量可下降20%～40%，體積減小50%（Barry et al.，2004）。骨骼肌力量（Ruiz et al.，2008）和體積（Srikanthan et al.，2014）被認(rèn)為是預(yù)測健康預(yù)期壽命和全因死亡率的重要指標(biāo)。

目前，國外有關(guān)力量練習(xí)對(duì)老年人骨骼肌良好影響的研究非常活躍。大量研究已經(jīng)證實(shí)，力量練習(xí)不僅可以提高老年人骨骼肌力量、增加骨骼肌體積、改善骨骼肌功能，而且可以降低結(jié)腸癌風(fēng)險(xiǎn)、增進(jìn)骨健康、調(diào)節(jié)血壓、提高II型糖尿病患者胰島素敏感性等整合健康效應(yīng)（Fisher et al.，2017），在延長人均健康預(yù)期壽命、提高生活質(zhì)量方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。然而，我國目前有關(guān)體育活動(dòng)與健康整合效應(yīng)的研究多集中在有氧運(yùn)動(dòng)方面，力量練習(xí)提高老年人整體健康效應(yīng)的研究尚有差距。因此，我們要拓寬研究思路，精心設(shè)計(jì)研究方案，突出重點(diǎn)研究內(nèi)容，細(xì)化測試指標(biāo)，系統(tǒng)研究力量練習(xí)提高老年人健康水平的整合效應(yīng)，充分發(fā)揮力量練習(xí)延長健康預(yù)期壽命的綜合作用。

5.3 以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)研究力量練習(xí)與骨骼肌健身效應(yīng)關(guān)系

越來越多的證據(jù)顯示，力量練習(xí)與骨骼肌健身效果存在量-效應(yīng)關(guān)系（Cannon et al.，2010；Paulsen et al.，2003；Radaelli et al.，2015；Rhea et al.，2002；Ronnestad et al.，2011），但目前的研究尚有局限性，除了薈萃分析文獻(xiàn)之外，多數(shù)原始研究論文的樣本量偏小，許多研究結(jié)果并不一致，甚至相互矛盾（Alexander，1989；Anderson et al.，2005；Blackburn et al.，1998）。

今后，應(yīng)當(dāng)充分利用便攜式和可穿戴運(yùn)動(dòng)設(shè)備，大樣本采集老年人力量練習(xí)量-效應(yīng)相關(guān)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)研究力量練習(xí)量化指標(biāo)（不同運(yùn)動(dòng)方式、負(fù)荷強(qiáng)度、負(fù)荷量、練習(xí)頻率、周期等）與健身效應(yīng)（力量、功率、體積、功能能力等）之間的關(guān)系，及時(shí)反饋力量、速度、持續(xù)時(shí)間、關(guān)節(jié)角度等相關(guān)信息，調(diào)整負(fù)荷強(qiáng)度和負(fù)荷量等量化指標(biāo)，客觀評(píng)價(jià)老年人力量練習(xí)健身效應(yīng)，不斷優(yōu)化力量練習(xí)方案，取得最佳力量練習(xí)效果。

5.4 研發(fā)老年人智能化力量健身設(shè)備

人工智能技術(shù)已廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與健身領(lǐng)域。采用人工智能技術(shù)建立的力量練習(xí)模型已用于指導(dǎo)精英運(yùn)動(dòng)員力量訓(xùn)練（Baca，2012；Novatchkov et al.，2013），并取得顯著成效。今后，可通過視頻識(shí)別、圖像識(shí)別、姿勢識(shí)別等獲得力量練習(xí)海量數(shù)據(jù)與自我迭代，運(yùn)用人工智能技術(shù)，對(duì)所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，研發(fā)集力量測試、評(píng)價(jià)、練習(xí)方案于一體的數(shù)字化智能化力量健身設(shè)備，最大限度地達(dá)到量身定做、私人定制效果，通過數(shù)字化健身器材實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)控運(yùn)動(dòng)過程（鄭芳等，2019；Sikka et al.，2019），建立智能化力量練習(xí)科學(xué)指導(dǎo)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智能化力量練習(xí)科學(xué)指導(dǎo)。