运动疗法干预骨质疏松症研究进展及现存问题分析

王浩 范榕 宋雅伟*

1.南京体育学院研究生部，江苏 南京 210014 2.南京体育学院运动健康系，江苏 南京 210014

随着医疗水平的提高以及人们对健康的关注，骨质疏松症(osteoporosis, OP)逐渐走进了大众的视野，这是一种十分隐蔽的全身性疾病[1]，特征是每单位体积的骨量减少，骨强度受损，患者容易骨折。然而目前没有一种方法可以及时有效地对其进行根治。运动疗法因为经济、有效的特点被患者和医生关注，但在实施过程中，因为患者身体状况以及其他因素的影响，并没有取得预期效果。本文通过对运动干预OP现状进行整理分析，给出合理的对策，以期对以后的研究进行预测与展望。

1 骨质疏松症的现状

OP在发展初期的多年内很难被发现，很多人被发现患病都是因为发生了骨折，这也意味着将会花费巨大的费用[2]。最近研究[3]发现，OP对人体的影响逐渐增多，患者出现了之前并没有被描述过的骨坏死和多发性骨质疏松性骨折，随着OP的不断发展，对人类的危害也在加大。OP的危险因素包括种族、体质问题、峰值骨量低、激素因素、某些药物(例糖皮质激素)的使用、吸烟、活动量减少、钙和维生素D摄入量低、缺乏日晒等[4-5]。就性别而言[6]，老年女性有更高的骨代谢标志物和更低的性激素水平，女性(52.5 %)患病率明显高于男性(9.6 %)，因此女性在防治上更应该被关注。

2 运动疗法干预骨质疏松症的机制

OP的发病机制主要是由于骨吸收大于骨形成，逐渐积累造成骨小梁疏松，骨的抵抗力下降[7]，因此，如何促进成骨细胞(osteoblast，OB)的活性，抑制破骨细胞(osteoclast，OC)就成了主要的研究思路。

在预防层面，30岁前尽可能提高骨密度(bone mineral density，BMD)储量[8]，摄入足够蛋白质和钙物质[9]是至关重要，在青春期，多进行剧烈运动可以增加骨密度，影响到成年、以及老年后的总量[10]，整体骨量流失就相对缓慢。对女性而言，运动可以改善血清雌二醇[11]，增加雌性激素的释放，从而起到预防作用，Pasqualini等[12]发现，长时间运动后，Ⅰ型原胶原N-端前肽和成骨细胞数量显著增加，而Ⅰ型胶原C-末端肽没有明显增加，运动抑制了骨吸收 ，刺激了骨形成，减缓了骨量流失。另外一组实验[13]发现运动干预后Ⅰ型胶原C-末端肽显著降低，这对骨形成有积极作用。

血清骨钙素(bone glaprotein，BGP)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)作为检测骨成分的重要指标，其成分的变化能够准确的反映出骨在动态平衡中的状态，BGP会在成骨细胞活跃时分泌量增加。沈茂荣等[14]发现，运动干预后患者BGP和ALP水平显著上升，尿吡啶啉水平有所下降，腺苷三磷酸与腺苷一磷酸比例下降，激活蛋白激酶，即运动在促进成骨细胞活性的同时会抑制破骨细胞的分化[15]，减少骨吸收。

在对OPG/RANKL/RANK轴与OP的关系研究中发现，骨保护素(osteoprotegerin，OPG)是由前成骨细胞/间质细胞分泌, 核因子κB受体活化因子(receptor activator of nuclear factor-κB，RANK)是破骨细胞前体细胞膜受体，可与核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL)结合，促进破骨细胞的增值活化[16]。运动可以通过增加OPG和降低RANKL[17]，从而抑制破骨细胞分化[18]来促进骨骼健康，当然运动对OPG/RANKL/RANK系统的实际效果还需要更多的研究来发掘。

图1[17]详细介绍了运动在骨骼重塑中的积极作用。

图1 运动对骨细胞的影响Fig.1 Effect of exercise on bone cells

在传导通路层面，运动可以影响微电位[19]，当运动增加时，产生的负性微电位与钙离子结合，从而促进骨的形成，对骨密度具有改善作用。Gardinier等[20]发现，使用甲状旁腺素1-34进行运动时，增强的甲状旁腺素信号传导增加了骨小梁和皮质骨的体积。在另一项针对遗传学领域(Wingless/Integrated，Wnt)信号通路的研究[21]中，发现运动在诱导成骨细胞作用的同时，Wnt信号传导通路也随着发生了激活，β-连环蛋白(β-catenin)作为Wnt /β-catenin信号转导[22]的另一个关键蛋白，结果显示运动后胫骨的catenin mRNA表达均有增加，即Wnt信号通路的顺畅有助于保证成骨细胞活性的维持[23]。

虽然在各种运动测试中可以了解到不同影响机制，但是具体调控机制的探索尚不完全清晰，这一过程也会有更多的专家学者对其进行探索，以对运动干预OP提供更为科学的理论依据。

3 运动疗法对骨质疏松症的影响

3.1 运动疗法有利于骨质疏松症的治疗

目前OP的干预方式有很多种，药物可以一定程度上改善人体骨骼成分，但会产生一定的不良反应[7]。运动疗法的优势在于改善骨成分[25]、维持骨密度[24]的同时不产生不良反应，因此被越来越多的医生所应用。

女性因为生理的差异，在绝经后会伴随骨量的流失[26]，成为了OP的高发群体[27]。研究发现 ，经常参与运动的人群其骨矿物质(bone mineral content，BMC)流失明显低于不经常运动的人群[28]，并且骨密度也能得到维持，腰椎和股骨近端最为明显[29]。显然，运动疗法有利于维持骨密度，改善骨成份，提高骨钙的含量[30]，对OP的防治有着实际的效果。

3.2 不同运动方式对骨质疏松症的干预效果

运动的种类繁多，因为不同项目具有不同的特点，所以在实际应用中也表现出了不同的作用效果。

3.2.1冲击力项目对OP的干预效果：根据运动项目实施过程中对于人体造成冲击力的大小，可分为两大类[31]，冲击力项目和非冲击力项目(例如自行车、游泳)，而冲击力项目又可以分为高、中、低三个等级。Ireland等[27]发现长期进行下肢力量性运动(短跑、跳跃)的运动员骨密度远高于耐力性运动员，而水上项目并不会对BMD产生显著影响[32]，项目对肢体冲击越大，对骨骼的影响也就越大，有利于BMD的维持。除此之外，各项目主要发力部位不同，受到冲击较大的部位骨密度变化明显高于其他部位。针对不同人群，相同的冲击往往会表现出不同的效果，低冲击项目对普通OP人群并不会有太大的影响。

3.2.2振动训练对骨质疏松症患者的影响：振动训练作为一种特殊方式，对机体有着特殊的作用，对受试者的机能要求也低，多数人群都可以轻松完成，但是由于强度不高，短期训练难以对骨骼强度[33]和结构[34]产生影响。在增加干预周期以强度后，腰骶部、椎体和髋部[35]的骨密度有显著变化，并且血清骨钙素[35]也得到了改善，而下肢并没有发现这些变化[36]。全身振动训练不仅可以改善骨骼成分，提高参与者的肌肉力量以及身体其他机能[37]，更重要的是提高某些功能障碍患者的生活质量[38]。

3.2.3有氧运动对骨质疏松症患者的影响：有氧运动作为最适合中老年人参与的项目，整体强度适中、种类丰富且参与门槛低，被众多老年人所接受，但由于有氧运动项目冲击力较低，实际防治作用相对较弱[13]，干预的效果与生理接受范围内的运动负荷程正相关，因此必须长期坚持才会对骨骼产生影响。另外大部分有氧项目对下肢产生的影响远大于椎体[39]，需要配合其他运动才可以产生最大的效果。

3.2.4抗阻运动对骨质疏松症患者的影响：抗阻运动作为肌肉力量性训练的主要形式，还可以影响骨骼的成分。已经有大量的相关实验表明，抗阻运动可以改善骨密度，减少骨矿物质流失[40]，增加如1型胶原蛋白氨基末端前肽[41]等骨代谢产物含量。相较于其他运动方式，其对于肌肉的影响会更大，进而牵拉骨骼产生的刺激也就更大，更有利于增加成骨细胞的活性[12]，促进骨形成。

3.2.5传统运动对骨质疏松整的影响：传统运动作为我国特有的运动项目，提倡通过运动来防治疾病，对OP的治疗也表现出了不错的疗效。相较于其他运动方式，其形式更加丰富，且负荷普遍较低，更适合老年人群参与。太极拳[42]、五禽戏和八段锦[14]等通过不断转换重心带动全身关节，促进血液循环并提高骨骼代谢，起到防治作用。

总之，由于运动项目的特点不同，对人体的作用大小会有所区别，冲击项目对骨骼的影响相对较大，并且用力方式不同各部位的影响也会不同，对下肢冲击大的项目对下肢骨骨密度的影响远大于其他部位，因此在实际应用中要做到全身性的锻炼，多种运动项目结合进行干预。

3.3 不同运动强度对骨质疏松症的干预效果

运动强度是决定运动负荷的主要因素之一，不同运动强度所表现出的效果是不同的。研究发现[42]，高强度下肢运动相较于中小强度运动，对腰椎和股骨[43]的骨密度、血清碱性磷酸酶和血清骨钙素有着明显改善作用。一方面可以长时间(一年左右)维持骨矿物质和骨密度的稳定[44]，增加血清骨钙素的含量。另一方面也增加了机体的灵敏度和力量，降低了跌倒骨折风险[45]，提高生活水平。而在动物试验[21]中发现，高强度运动使骨骼强度提高，但骨密度却略低于中等强度，这很可能是所施加强度超过了机体承受能力，使机体无法承载过高的强度，进而造成机能减退，影响了骨骼的正向发展。

许多OP患者往往还患有其他疾病，会进一步影响运动疗法的实施，因此，根据患者的自身情况来制定合适的运动强度就显得尤为重要。Hamaguchi等[46]针对肌少症OP患者制定了低冲击、低重复的力量训练方案，发现运动后骨盆的骨密度得到了维持，而未充分运动的前臂则没有改善。因此，即便是低强度的运动也会对特殊OP人群产生有益的改变。

综上可知，运动强度对不同人群影响是有区别的，同一运动项目，在接受范围内，强度越大其对人体骨质的影响越明显，有利于骨密度维持稳定。而人体作为一个复杂的个体，因为个体差异性，在制定运动处方的时候应该具有针对性，根据实际情况制定最恰当的运动强度。

3.4 运动疗法结合其他方式对骨质疏松症的影响

随着医疗技术的发展，越来越多的新兴方法已经投入到临床治疗当中。目前最常用的方法为药物治疗，但药物的不良反应和不稳定的疗效，使得单独的药物干预效果并不理想[47]。而运动疗法可以作为其辅助疗法，来更好的干预OP，目前与运动疗法联合的方式主要包括中医方式与西医方式。

3.4.1中医联合运动疗法干预骨质疏松症：银杏叶提取物作为中药治疗OP的新型药物[7]，被越来越多专家所关注，仇业鹏等[48]将其与运动疗法联合干预OP，发现血清雌二醇、丙二醛、血清骨钙、碱性磷酸酶和雌性激素等指标均得到提高，骨吸收和骨转换率降低，骨密度也得到维持。另外还有应用补肾壮骨颗粒[18]、雷火灸[49]等中医手段与运动联合干预，在实际的应用中，运动疗法很好的融入到了中医的治疗方案中，两者结合表现出了明显的效果。

3.4.2西医联合运动疗法干预骨质疏松症：在西医方面，将雷洛昔芬[50]、甲状旁腺素类似物特立帕肽[51]等与运动疗法结合，表现出了比单独干预更有益的效果，提高了患者的骨强度。而对布洛芬的研究发现，在抗阻运动结束后立刻使用布洛芬会使桡骨远端的骨矿物质含量降低[52]，而单独布洛芬干预或运动干预则会产生有益的效果，这就警示要在正确的指引下进行药物加运动干预，减少不必要的伤害。随着康复医学的发展，侯海斌等[53]将低强度激光与有氧运动联合起来，对OP患者进行干预，也起到了理想的效果。

3.4.3针对并发症及诱因的联合干预：在针对继发性OP时，采用并发症的治疗药物加运动疗法是干预的常用思路。针对糖皮质激素诱导的OP，通过将硬化蛋白与运动疗法联合进行干预，其交互作用很好的弥补了单一治疗方式的不足，对骨量和骨强度的提升具有积极作用。针对2型糖尿病引发的OP，在褪黑素基础之上[54]，添加有氧运动进行干预，发现两者共同干预的效果十分显著，骨密度得到改善，OP症状得到缓解。针对脑卒中患者，应用温针灸联合运动疗法[55]来干预脑卒中后OP，发现这一结合对骨代谢指标的提升具有明显效果，比单一手段更有作用，有效地减少了继发性骨折的发生。

4 目前运动疗法干预骨质疏松症实施过程中存在的矛盾问题

运动疗法对OP的治疗起着积极有效的作用，但真正的实施过程中，又受到各种因素制约，难以达到预期效果。

4.1 运动负荷与患者身体机能的矛盾

目前很多学者在验证高强度运动干预OP的可行性，这与传统的医学理念是矛盾的，真正应还需要大量的实验验证[4]。合理的运动时长有利于增加成骨细胞活性，超过限度则不会产生效果[56]，甚至会加速骨量流失，这一现象在动物试验[57]中也被发现，大强度运动未能有效维持BMD。在一些实验中，虽然也有现象表明老年人可以承受大强度的负荷，但存在一定偶然性，真正使用高强度训练进行老年患者干预，还需要更多有说服力的实验进行论证。

最近，Watson等[58]应用高强度阻力训练法进行干预，结果显示其对于股骨和腰椎的骨密度得到了维持，且未发现有受伤的特征。增加强度后[59]，提高了疗效的同时，仅出现了一例的不良事件(轻微下背部痉挛)，该次实验[60]并未发现高强度对老年患者有负面影响。这种针对老年人群的大强度干预在国内是比较少见的，实验所需要承担的风险是策划者需要考虑的重要因素，高强度运动增加了实验对象在测试中的受伤风险。

4.2 运动处方的制定缺乏针对性

很多患者的OP往往是由于其他病症所引起的[61]，因此，如何有针对性地制定干预措施也是另一大难题。对于早产婴儿的研究[62]中，发现每日的辅助性训练并不会影响其骨强度。当OP患者患有癌症时[63]，由于身体机能状态的原因，采用低强度运动就可以维持骨密度，起到较好的防治作用。人体的特异性及疾病不同，导致同一运动处方并不适应于所有患者，根据患者状态设计具有针对性的运动处方，可以保证有效治疗的同时，免受二次伤害。

4.3 运动疗法干预骨质疏松症评估方式及维持性问题

运动疗法相较于药物治疗，短期干预难以产生显著变化[64]，只有长期坚持才可以发挥最大的效果。很多老年人认为单一的运动处方限制了他们的运动类型，过于枯燥的项目和长期训练，会使他们感到乏味而不能坚持。目前OP的疗效评估主要看重骨密度的变化[66]，忽略了肌肉力量、身体功能等因素。目前OP最常用的检测方式是双能X线吸收法，但不足以解决日常人群的检测需求，并且难以检测骨骼内部结构的变化[65]，一段时间的治疗结果难以直观地展现在患者眼前[66]，患者难以在短时间内通过权威的数据去验证运动疗法对于自身的影响。

总体来看，虽然很多实验应用高强度运动来干预老年OP患者，起到了不错的效果，但由于个体差异，以及其他疾病影响，使得这一方案的可行性还需要大量临床试验验证。在实际干预过程中，要突出评估的作用，根据患者机能状态设计针对性的运动处方，督促患者坚持完成，保证运动疗效。

5 总结与展望

目前人们对于OP的关注度越来越高，在寻找合适干预方式的同时，更加注重OP的预防。年轻时经常锻炼收益也是最高的，这也表明预防OP确实是青少年而非老年人的任务。当确诊OP进行干预时，由于运动形式的多样性以及个体机能状态的差异，在实施过程中暴露出了许多问题，包括运动强度与个体耐受力间的矛盾、运动项目的枯燥性、无法长期坚持以及缺乏相关专业指导人才等问题。现阶段针对运动干预OP的研究主要集中在理论层面，理论提及的问题难以真正应用到治疗，未来的研究集中在运动干预OP的实际应用问题，以及准确的干预机制上，以期待运动疗法可以在日后防治中取得更好的效果。