鞏緒偉 魏建璽 馮巖

摘要：機(jī)械負(fù)荷導(dǎo)致適應(yīng)性骨形成。這種現(xiàn)象涉及到骨靶向重塑和適應(yīng)性骨形成。骨重建對(duì)于修復(fù)機(jī)械負(fù)荷過程中產(chǎn)生的疲勞損傷是必要的，而適應(yīng)性骨形成是提高骨剛度和強(qiáng)度的有效機(jī)制。因此可通過調(diào)節(jié)機(jī)械負(fù)荷的變化，以最大程度上促進(jìn)適應(yīng)性骨形成。不習(xí)慣、動(dòng)態(tài)、高沖擊、多向、間歇性的運(yùn)動(dòng)，包括延長休息時(shí)間以恢復(fù)骨骼機(jī)械敏感性，是最容易促進(jìn)適應(yīng)性骨形成。適應(yīng)性骨形成可能有助于幫助運(yùn)動(dòng)人群防止應(yīng)力性骨折。另外，充足的睡眠、補(bǔ)充維生素D、鈣、高能量供應(yīng)，可以最優(yōu)化適應(yīng)性骨形成。

關(guān)鍵詞：機(jī)械負(fù)荷；骨靶向重塑；適應(yīng)性骨形成 ；應(yīng)力性骨折

Research Progress for Promoting Bone Health through Exercise Training

Abstract： Mechanical load leads to adaptive bone formation. This phenomenon involves targeted bone remodeling and adaptive bone modeling. Bone remodeling is necessary for repairing fatigue damage caused by mechanical loading， and adaptive bone modeling is an effective mechanism for improving bone stiffness and strength. Thus maximizing adaptive bone formation by modulating changes in mechanical loading. Unused， dynamic， high impact， multi-directional， and intermittent movements， including extending rest time to restore bone mechanical sensitivity， are the easiest to promote adaptive bone formation. Adaptive bone formation may help prevent stress fractures in active populations. In addition， sufficient sleep， supplementation with vitamin D， calcium， and high energy supply can optimize adaptive bone formation.

KeyWords： Mechanical load; Targeted bone remodeling; Adaptive bone modeling；Stress fractures

運(yùn)動(dòng)人群通常需要進(jìn)行高強(qiáng)度日常訓(xùn)練，提高身心適應(yīng)能力，以應(yīng)對(duì)多樣性的運(yùn)動(dòng)任務(wù)所需。但應(yīng)力性骨折在持續(xù)和/或過度訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中尤為常見，發(fā)病率高[1]。因此，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)骨適應(yīng)的形成是預(yù)防應(yīng)力性骨折的重要途徑。

骨骼可通過改變形狀、大小、微結(jié)構(gòu)和密度來適應(yīng)機(jī)械載荷。在自適應(yīng)骨重構(gòu)的過程中，骨骼會(huì)在現(xiàn)有骨骼表面具有最高機(jī)械應(yīng)力的位置上形成新骨，適應(yīng)性骨形成增加了骨強(qiáng)度和抗疲勞性[2]。但是同樣的負(fù)荷，或“成骨”運(yùn)動(dòng)，也可能因?yàn)橛嗅槍?duì)性的重塑，導(dǎo)致骨骼的微損傷和應(yīng)力性骨折的發(fā)展，尤其是那些骨骼較窄、皮質(zhì)層較薄的個(gè)體[3]。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練是一個(gè)長期的過程，因此，需要設(shè)計(jì)預(yù)防方案，以促進(jìn)骨骼健康。

1骨適應(yīng)生理原則

骨是一種高度神經(jīng)支配和血管化的組織，具有監(jiān)測(cè)并對(duì)機(jī)械環(huán)境變化產(chǎn)生適當(dāng)適應(yīng)性反應(yīng)所需的細(xì)胞機(jī)制。影響骨骼應(yīng)力性骨折的病理過程中，兩個(gè)不同的適應(yīng)性過程分別是靶向重塑和適應(yīng)性骨形成[2]。

重塑是通過破骨細(xì)胞骨吸收與成骨細(xì)胞骨形成的結(jié)合來去除和修復(fù)疲勞損傷，導(dǎo)致骨暫時(shí)變?nèi)?，而適應(yīng)性骨形成是通過成骨細(xì)胞的獨(dú)立作用沉積新骨，骨的強(qiáng)度和剛度增加。重塑和適應(yīng)性骨形成都是由應(yīng)力激活的，因此可能導(dǎo)致應(yīng)力性骨折的相同機(jī)械載荷，也可能防止骨應(yīng)力性斷裂[1]。促進(jìn)適應(yīng)性骨形成和限制疲勞損傷以防止應(yīng)力骨折是一個(gè)最佳但具有挑戰(zhàn)性的平衡。實(shí)際上，這涉及到最小化重復(fù)加載的持續(xù)時(shí)間，同時(shí)最大限度地提高成骨活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)這種平衡將有助于提供最佳訓(xùn)練和減輕損傷的策略[1]。

1.1機(jī)械負(fù)載悖論

1.1.1重塑在應(yīng)力性骨折病理生理學(xué)中的作用

骨骼會(huì)因運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械負(fù)荷而變形。骨骼變形的測(cè)量，定義為長度的變化除以其原始長度，稱為“應(yīng)變”。骨應(yīng)變可導(dǎo)致微觀疲勞損傷或微損傷的產(chǎn)生，其形式為線性微裂紋或彌漫性、髓下組織損傷[4]。這種組織損傷的累積會(huì)降低骨骼的硬度、強(qiáng)度和韌性，并最終導(dǎo)致骨骼衰竭[4]。

但骨骼中的組織損傷是通過骨骼重塑來去除的[4]。具體而言，骨細(xì)胞是骨骼中對(duì)機(jī)械敏感的常駐細(xì)胞[5]，其樹突過程檢測(cè)破壞骨細(xì)胞合胞體的損傷，并通過一個(gè)稱為靶向重塑的過程將其替換為健康組織[6]。損傷位點(diǎn)的骨細(xì)胞凋亡發(fā)生在疲勞負(fù)荷和微損傷誘導(dǎo)的24小時(shí)內(nèi)[7]。在靶向重塑過程中，破骨細(xì)胞在10-14天內(nèi)吸收受損的骨，在10天內(nèi)去除40%的微損傷數(shù)密度[8]。這種骨在靶向重塑中的吸收會(huì)瞬間增加皮質(zhì)內(nèi)的孔隙率。隨著時(shí)間的推移，重塑部位的成骨細(xì)胞活性增強(qiáng)促進(jìn)新骨的沉積，以取代疲勞損傷的組織[9]。然而，新沉積基質(zhì)的礦化是逐漸發(fā)生的，持續(xù)數(shù)周至數(shù)月[10]。因此，孔隙率的最初增加可能導(dǎo)致應(yīng)力集中、骨硬度和強(qiáng)度降低[11]，需要數(shù)月至一年的時(shí)間才能恢復(fù)機(jī)械能力[12]。

因此，運(yùn)動(dòng)的骨骼重塑反應(yīng)令人困惑，因?yàn)闄C(jī)體通過修復(fù)微損傷來防止應(yīng)力性骨折是必須的，但這也導(dǎo)致骨骼多孔和處于機(jī)械劣勢(shì)，容易發(fā)生應(yīng)力性斷裂，盡管持續(xù)時(shí)間是暫時(shí)的，但至少在修復(fù)前期是這樣的。由于重塑在用健康骨骼取代疲勞損傷骨組織方面發(fā)揮著重要作用，因此預(yù)防應(yīng)力性骨折的解決方案不僅可以防止疲勞損傷的產(chǎn)生和累積，還可以促進(jìn)骨骼對(duì)運(yùn)動(dòng)的其他機(jī)械適應(yīng)反應(yīng)—適應(yīng)性骨形成[13]。

1.1.2 適應(yīng)性骨形成在應(yīng)力性骨折病理生理學(xué)中的作用

誘導(dǎo)微損傷的相同壓力可以同時(shí)促進(jìn)適應(yīng)性骨形成。骨細(xì)胞感應(yīng)到的機(jī)械負(fù)荷并啟動(dòng)了這種保護(hù)性反應(yīng)。骨細(xì)胞將機(jī)械刺激轉(zhuǎn)化為生物化學(xué)信號(hào)，從而改變基因和蛋白質(zhì)的表達(dá)以響應(yīng)負(fù)荷[5]。

新骨形成可以發(fā)生在骨的所有表面，包括骨小梁、皮質(zhì)內(nèi)和骨膜表面。在骨小梁中，機(jī)械加載已被證明會(huì)增加現(xiàn)有小梁元件的厚度[14]。在骨膜表面的長骨骨干處皮質(zhì)厚度的增加提供了最大的機(jī)械優(yōu)勢(shì)[15]，會(huì)形成更寬的骨骼并減少隨后的應(yīng)變，以促進(jìn)骨骼更能抵抗疲勞，因此不太可能發(fā)生應(yīng)力性骨折[16]。在適應(yīng)性骨形成中，由于骨形成之前沒有進(jìn)行骨吸收，因此，可以在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生積極的適應(yīng)性骨反應(yīng)。例如，經(jīng)過新的體能訓(xùn)練后，可以在短短8周內(nèi)觀察到明顯的骨形成[17]。

總之，重塑可以作為一種修復(fù)反應(yīng)來刺激，盡管它可能需要幾個(gè)月到一整年的時(shí)間才能完成，但對(duì)于替換重復(fù)機(jī)械載荷產(chǎn)生的疲勞損傷是必要的。雖然重塑會(huì)在短期內(nèi)導(dǎo)致吸收，但疲勞損傷修復(fù)刺激的重塑的最終結(jié)果往往是健康年輕人的整體骨量不發(fā)生變化[13]。

通過防止疲勞損傷的積累，這一過程可能對(duì)保持骨骼的長期健康至關(guān)重要。另一方面，適應(yīng)性骨反應(yīng)是骨骼對(duì)運(yùn)動(dòng)的主要機(jī)械適應(yīng)反應(yīng)，賦予了大量的機(jī)械方面的益處，一旦骨骼的適應(yīng)完全完成，那么在未來的運(yùn)動(dòng)過程中，理想的情況是首先防止疲勞損傷的產(chǎn)生。應(yīng)力性骨折預(yù)防策略應(yīng)同時(shí)利用這兩種生理途徑[13]。

1.2 是否存在最佳化的運(yùn)動(dòng)方式？

骨架抗負(fù)荷的能力由其質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和材料性能決定。骨骼適應(yīng)機(jī)械載荷對(duì)提高其強(qiáng)度具有很大的潛力[18]。骨骼中的機(jī)械敏感裝置對(duì)高速率引入的高強(qiáng)度載荷反應(yīng)最好。包含沖擊性的抗體重運(yùn)動(dòng)，特別是那些涉及一定程度的間歇性、暴發(fā)性跳躍和/或快速改變方向的短跑的活動(dòng)，具有最大的成骨潛力[19]。

與參加非接觸型運(yùn)動(dòng)（如游泳和自行車）的運(yùn)動(dòng)員相比，參加高沖擊性多向運(yùn)動(dòng)（如籃球、足球、體操或排球）的運(yùn)動(dòng)員下肢的骨密度和/或骨礦物質(zhì)含量更高[20]。長跑本身不是一項(xiàng)很好的健骨活動(dòng)。所有的跑步損傷都屬于訓(xùn)練負(fù)荷損傷，證據(jù)表明，訓(xùn)練負(fù)荷的快速增加會(huì)增加跑步損傷的風(fēng)險(xiǎn)[19]。從歷史上看，“10%規(guī)則”一直被用來指導(dǎo)每周訓(xùn)練量的增加。個(gè)體損傷風(fēng)險(xiǎn)可能與訓(xùn)練負(fù)荷快速變化，以及個(gè)體生物力學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)、肌肉骨骼質(zhì)量和能量利用率之間的復(fù)雜相互作用有關(guān)。在成熟的骨架中，應(yīng)對(duì)訓(xùn)練負(fù)荷進(jìn)行跟蹤以避免出現(xiàn)急性峰值。訓(xùn)練計(jì)劃應(yīng)包括休息時(shí)間，至少每周1天，每3個(gè)月1周。當(dāng)有下肢出現(xiàn)疼痛等癥狀時(shí)，應(yīng)考慮降低骨負(fù)荷的幅度，例如增加節(jié)奏[19]。

多向和不規(guī)則運(yùn)動(dòng)可能會(huì)產(chǎn)生脛骨的多軸負(fù)荷，并改善生物力學(xué)特性，從而降低運(yùn)動(dòng)人群應(yīng)力性骨折的風(fēng)險(xiǎn)。因此，參加不習(xí)慣的、多向的、高沖擊性的運(yùn)動(dòng)（高應(yīng)變幅度和高應(yīng)變率）對(duì)于促進(jìn)積極的適應(yīng)性骨骼反應(yīng)是最佳的，并且可以防止運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)力性骨折發(fā)展[1]。

1.3收益遞減原則

長時(shí)間的負(fù)荷和不充分的恢復(fù)可能會(huì)使骨細(xì)胞的機(jī)械感覺能力飽和，并對(duì)隨后的負(fù)荷反應(yīng)遲鈍。但如果機(jī)械刺激有間隔休息時(shí)間，骨骼確實(shí)會(huì)恢復(fù)機(jī)械敏感性，在休息8小時(shí)后達(dá)到完全的機(jī)械敏感性[21]。因此，參與短時(shí)間負(fù)荷和長時(shí)間休息的運(yùn)動(dòng)對(duì)于促進(jìn)積極的適應(yīng)性骨骼反應(yīng)是最佳的。原則上，這種負(fù)荷模式將最大限度地提高適應(yīng)性骨形成反應(yīng)，同時(shí)限制由長時(shí)間連續(xù)負(fù)荷引起的疲勞損傷累積[1]。但需要進(jìn)一步的縱向?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)來評(píng)定骨骼對(duì)不同運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間的適應(yīng)情況。

1.4 骨適應(yīng)需要時(shí)間

適應(yīng)性骨形成反應(yīng)的第一階段涉及有機(jī)膠原基質(zhì)或類骨的成骨細(xì)胞沉積。這種類骨通過相對(duì)快速地（在最初的18天內(nèi)）結(jié)合羥基磷灰石晶體進(jìn)行礦化，這一過程被稱為初級(jí)礦化[22]。初級(jí)礦化導(dǎo)致近70%的最終礦化，而次級(jí)礦化發(fā)生得慢得多，直到原始類骨沉積后近1年才完全實(shí)現(xiàn)。完全礦化的時(shí)間過程表明，骨形成的全部機(jī)械效益至少需要一年的時(shí)間才能形成[22]。因此，在訓(xùn)練干預(yù)后很長一段時(shí)間內(nèi)，才能完全實(shí)現(xiàn)對(duì)體能訓(xùn)練的骨強(qiáng)度改善，如果目標(biāo)是降低應(yīng)力性骨折風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)此類干預(yù)的時(shí)機(jī)選擇具有重要意義。

2預(yù)防應(yīng)力性骨折策略

考慮到完成重塑和適應(yīng)性骨形成所需的大量時(shí)間，應(yīng)在應(yīng)力性骨折的高風(fēng)險(xiǎn)期之前盡早啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)方案，以使這兩個(gè)適應(yīng)過程得以盡早結(jié)束[19]。例如，一旦進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，只有在足夠早的時(shí)候開始身體調(diào)節(jié)，以形成合成代謝性骨，并完成有針對(duì)性的重塑，身體調(diào)節(jié)才能防止應(yīng)力性骨折。運(yùn)動(dòng)處方抵消應(yīng)力性骨折風(fēng)險(xiǎn)的其他策略，包括通過限制具有促進(jìn)疲勞損傷累積特征的運(yùn)動(dòng)來最大限度地減少重塑，并強(qiáng)調(diào)更多進(jìn)行具有促進(jìn)適應(yīng)性骨形成特征的運(yùn)動(dòng)[19]。

2.1促進(jìn)疲勞損傷累積的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

避免疲勞損傷是防止有針對(duì)性重塑的正反饋回路的直接方法。如前所述，機(jī)械加載過程中產(chǎn)生的生理應(yīng)變會(huì)導(dǎo)致疲勞損傷。除了應(yīng)變的大小，達(dá)到峰值應(yīng)變的速率或應(yīng)變率也會(huì)影響微損傷的產(chǎn)生。在體力活動(dòng)過程中，應(yīng)變幅度和速率是內(nèi)在聯(lián)系的[23]。例如，與步行相比，跑步時(shí)的脛骨峰值應(yīng)變幅度和速率較高[24]。反過來，更高的應(yīng)變特性，特別是應(yīng)變率，會(huì)導(dǎo)致更大的微損傷積累和骨剛度損失[25]。從實(shí)踐的角度來看，這些觀察結(jié)果表明，與低強(qiáng)度和低動(dòng)態(tài)的運(yùn)動(dòng)相比，高強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)，如Z字形、上下坡跑，可能會(huì)導(dǎo)致更多的微觀損傷累積[24]。一個(gè)重要的運(yùn)動(dòng)特征可能是預(yù)防應(yīng)力性骨折的關(guān)鍵目標(biāo)，即負(fù)荷的累積周期和運(yùn)動(dòng)總持續(xù)時(shí)間。

低應(yīng)變幅度，如在習(xí)慣性體育活動(dòng)中發(fā)生的應(yīng)變幅度，也會(huì)導(dǎo)致疲勞損傷的明顯累積和骨硬度的損失[25]。這表明，長時(shí)間的低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可能會(huì)對(duì)疲勞損傷的累積產(chǎn)生機(jī)械影響。限制運(yùn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間可能有利于減輕疲勞損傷，部分原因是長時(shí)間運(yùn)動(dòng)的肌肉疲勞會(huì)增加運(yùn)動(dòng)過程中的應(yīng)變幅度和速率。在一項(xiàng)研究中，2公里跑步后，骨應(yīng)變幅度增加了26%，40公里行軍期間增加了29%，而跑步后和行軍后的應(yīng)變率分別增加了13%和17%[26]。這些較高的應(yīng)變幅度加上長時(shí)間的運(yùn)動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致疲勞損傷的進(jìn)一步累積。

不應(yīng)進(jìn)行長時(shí)間的運(yùn)動(dòng)，以減少微損傷累積，傳統(tǒng)上進(jìn)行大量運(yùn)動(dòng)，應(yīng)力性骨折發(fā)生率高達(dá)30%，據(jù)估計(jì)，到運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的第4周，即應(yīng)力性斷裂發(fā)生率最高。當(dāng)保持充足的睡眠，并降低訓(xùn)練期間累計(jì)行進(jìn)距離時(shí)，應(yīng)力性骨折的發(fā)生率降低了60%[27]。

限制長時(shí)間重復(fù)負(fù)荷以降低應(yīng)力性骨折風(fēng)險(xiǎn)的潛在好處，必須與耐力訓(xùn)練對(duì)心肺健康好處相平衡。這個(gè)問題的一個(gè)潛在解決方案可能是在第一年中緩慢地提高運(yùn)動(dòng)人群的耐力，而不是在最初的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中更快地提高[13]。或者，如果在最初的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練之前足夠早地引入有氧條件訓(xùn)練，以完成骨骼適應(yīng)，那么在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間骨骼可能能夠承受長時(shí)間的訓(xùn)練，而不易受到應(yīng)力性骨折的影響[13]。

2.2最大限度地促進(jìn)自適應(yīng)骨骼形成運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

促進(jìn)微觀損傷的一些相同的運(yùn)動(dòng)應(yīng)變特征對(duì)于促進(jìn)骨形成也很重要。具體而言，高應(yīng)變幅度和高應(yīng)變率被認(rèn)為是成骨或成骨運(yùn)動(dòng)的常見特征[13]。例如，動(dòng)物研究表明，應(yīng)變大小和骨形成呈正線性關(guān)系[28]。其他研究表明，骨骼僅對(duì)動(dòng)態(tài)載荷作出反應(yīng)，而吸收是靜態(tài)載荷的結(jié)果，這表明應(yīng)變速率是誘導(dǎo)適應(yīng)性骨形成的重要特征[29]。因此，降低應(yīng)變幅度和應(yīng)變率可能不是預(yù)防應(yīng)力性骨折的理想策略，因?yàn)檫@兩個(gè)特征對(duì)于促進(jìn)運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)骨強(qiáng)度都很重要。

如前所述，高應(yīng)變幅度和高應(yīng)變率既會(huì)導(dǎo)致疲勞損傷，又會(huì)導(dǎo)致適應(yīng)性骨形成，這一難題可以通過專注于限制運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間來解決，特別是在最初運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的早期階段或競(jìng)技賽季開始時(shí)。這種策略可能不會(huì)干擾運(yùn)動(dòng)的成骨潛力。這是因?yàn)槌晒谴翱诤芏?，僅在幾個(gè)加載周期后，骨骼的機(jī)械敏感性就明顯降低[13]。例如，一項(xiàng)動(dòng)物研究表明，8周內(nèi)每天10次跳躍幾乎與每天20次和40次跳躍一樣成骨，這表明運(yùn)動(dòng)開始后，成骨潛力迅速下降[30]。然而，骨骼對(duì)運(yùn)動(dòng)的敏感性似乎在有限的恢復(fù)時(shí)間內(nèi)就得以恢復(fù)，研究表明，短時(shí)間的運(yùn)動(dòng)和頻繁休息的運(yùn)動(dòng)可能是預(yù)防應(yīng)力性骨折的重要策略。除了限制重復(fù)運(yùn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間外，參與涉及多向運(yùn)動(dòng)和多次加速和減速的運(yùn)動(dòng)，如籃球、足球和排球等球類運(yùn)動(dòng)，更有利于適應(yīng)性骨形成[13]。

3理想的條件

應(yīng)力性骨折在運(yùn)動(dòng)生涯早期最為常見，服役第一年發(fā)生應(yīng)力性斷裂的風(fēng)險(xiǎn)是運(yùn)動(dòng)后任何一年的18倍[10]。運(yùn)動(dòng)的獨(dú)特之處在于人員不斷暴露于身體和代謝壓力源中。這些壓力源可能對(duì)骨骼健康不利，并在負(fù)載過程中可能阻止適應(yīng)性骨骼形成[31-34]。

3.1睡眠

睡眠不足在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中很常見。改善睡眠衛(wèi)生可能是一種實(shí)用的緩解技術(shù)，可以促進(jìn)適應(yīng)性骨骼形成，降低整個(gè)運(yùn)動(dòng)期間肌肉骨骼損傷的風(fēng)險(xiǎn)[35，36]。在一項(xiàng)針對(duì)7000多名特種作戰(zhàn)士兵的調(diào)查中，與每晚睡眠至少8小時(shí)的士兵相比，每晚睡眠4小時(shí)或更少的士兵發(fā)生肌肉骨骼損傷的可能性平均高出一倍多[37]。

3.2維生素D和鈣

維生素D和鈣是維持骨骼健康所必需的微量營養(yǎng)素。運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致鈣穩(wěn)態(tài)的急性紊亂，血清鈣減少；甲狀旁腺激素增加和骨吸收增加，這可能會(huì)導(dǎo)致骨丟失。而補(bǔ)充鈣可以減輕其中一些紊亂[38]。在最初的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，鈣攝入不足可能解釋了軸骨骨骼的損失的原因，但需要進(jìn)一步研究。

因此，通過補(bǔ)充維生素D和鈣來促進(jìn)適應(yīng)性骨反應(yīng)可能會(huì)降低應(yīng)力性骨折的風(fēng)險(xiǎn)，盡管這一點(diǎn)仍有待證實(shí)[39]。然而，研究表明，補(bǔ)充鈣和維生素D有可能促進(jìn)骨骼對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的適應(yīng)性反應(yīng)[13]。

3.3能量可利用性

能量供應(yīng)不足（能量攝入減去運(yùn)動(dòng)能量支出）是骨骼健康受損的一個(gè)新的風(fēng)險(xiǎn)因素，而能量狀況影響了骨骼對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的代謝反應(yīng)[40，41]。高水平運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練會(huì)導(dǎo)致能量不足（8周內(nèi)約500-1000 kcal·d?1），骨形成循環(huán)標(biāo)志物減少和/或骨吸收標(biāo)志物增加，以及軸向骨骼的骨丟失。這些數(shù)據(jù)與最初的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練形成了對(duì)比，在最初的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，能量充足，骨骼形成的生化標(biāo)志物增加或保持，并且在軸向骨骼中形成新的骨骼[42]。

3.4性類固醇激素

性類固醇激素在骨代謝中起著核心作用。男性體內(nèi)的雄激素和女性體內(nèi)的雌激素在青春期調(diào)節(jié)骨骼發(fā)育的大小和形狀；雄激素促進(jìn)骨膜擴(kuò)張，雌激素刺激皮質(zhì)內(nèi)收縮。這種骨骼生長的兩性異形導(dǎo)致女性骨骼變窄，皮質(zhì)變薄[43]。

性腺功能減退與男性和女性的顯著骨丟失有關(guān)，與能量狀況無關(guān)[44]。下調(diào)下丘腦-垂體-性腺軸的環(huán)境，身體和心理壓力源會(huì)抑制適應(yīng)性骨形成[45]。據(jù)報(bào)道，在艱苦的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，男性的睪酮水平經(jīng)常下降；最近女性研究證據(jù)表明，在長期的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，會(huì)出現(xiàn)下丘腦-垂體-性腺軸功能受損和月經(jīng)紊亂[46]。運(yùn)動(dòng)人群性類固醇激素的這些短暫和/或偶發(fā)變化對(duì)適應(yīng)性骨形成的影響需要進(jìn)一步研究。

4小結(jié)

骨對(duì)機(jī)械負(fù)荷的生理反應(yīng)中存在悖論，包括促進(jìn)骨吸收反應(yīng)和形成反應(yīng)。這種現(xiàn)象可以用骨靶向重塑和適應(yīng)性骨形成的雙重過程來解釋。重塑對(duì)于修復(fù)機(jī)械加載負(fù)荷過程中產(chǎn)生的疲勞損傷是必要的，而適應(yīng)性骨形成是提高骨剛度和強(qiáng)度的有效機(jī)制。骨重塑可能分別通過暫時(shí)增加孔隙率和修復(fù)組織損傷，在促進(jìn)和預(yù)防應(yīng)力性骨折中發(fā)揮作用。應(yīng)盡量減少疲勞損傷的產(chǎn)生和累積，以防止重塑的需要。這可以通過盡可能避免訓(xùn)練量的快速增加，限制訓(xùn)練的持續(xù)時(shí)間來實(shí)現(xiàn)，特別是在應(yīng)力性骨折風(fēng)險(xiǎn)增加的時(shí)候，基于疼痛的處理或許有所幫助[47]。

骨骼是一種對(duì)機(jī)械刺激敏感的組織，能適應(yīng)不習(xí)慣的負(fù)荷。適應(yīng)性骨形成可以通過一系列訓(xùn)練和營養(yǎng)策略進(jìn)行優(yōu)化，以幫助打造有彈性的骨骼，并可能在整個(gè)運(yùn)動(dòng)生涯中防止應(yīng)力性骨折。

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