吉洪林，王明偉，潘孝貴，龐國慶，唐 念(湖州師范學院 體育學院，浙江 湖州 313000)

不同運動強度健身跑對促進女大學生骨骼健康效果的比較研究

吉洪林，王明偉，潘孝貴，龐國慶，唐 念
(湖州師范學院 體育學院，浙江 湖州 313000)

目的：探討不同運動強度的健身跑對促進女性大學生骨骼健康的效果。方法：選取51名女性大學生，設計不同運動強度的健身跑干預方案，進行為期12個月的運動干預，其中實驗1組(較大運動強度組)15人，運動時心率控制在140—160次/min,實驗2組(中小運動強度組)16人，運動心率控制在100—120次/min,實驗對照組20人，在實驗前后分別測試研究對象的骨密度(BMD)、血清堿性磷酸酶(ALP)、血清骨鈣素(BGP)。結果：①實驗1組的股骨BMD、血清ALP、血清BGP實驗前后比較及實驗后與對照組比較差異具有高度顯著性(P<0.01)，腰椎BMD差異具有顯著性(P<0.05)，尺橈骨BMD差異不具有顯著性；②實驗2組的股骨BMD、血清ALP、血清BGP實驗前后比較及實驗后與對照組比較差異具有顯著性(P<0.05)；腰椎BMD、尺橈骨BMD差異不具有顯著性。結論：①較大運動強度的健身跑鍛煉在促進青年女性骨健康方面效果顯著，健骨效果優(yōu)于中小強度的健身跑；②健身跑運動對人體BMD的影響存在部位特異性。

健身跑；運動強度；骨骼；骨密度；骨代謝

1 問題的提出

有研究表明，一直被人們認為是老年人特有的骨質疏松癥，其實在兒童、青少年時期就已存在[1]，所以青少年時期具有優(yōu)良的骨骼非常重要，可以有效預防骨質疏松癥發(fā)生。近年來統(tǒng)計顯示，骨質疏松癥對人類的危害遠遠超過了癌癥、心臟病等[2]，其治療費用也成為重大的社會負擔，用什么方法能有效提高人體的骨骼質量，已成為世界性關注的科研攻關課題。而多年科研成果證明，體育運動是改善人體骨骼狀況的最有效手段之一，其不僅經(jīng)濟、易行，并且副作用小，比藥物療法具有更好的效果[3]。而針對不同人群的運動干預，什么樣的運動強度對提高人體骨骼質量最有效一直是有待解決的難點。目前關于運動強度的研究成果主要集中于同一強度下的運動對人體的骨骼影響[4-10]，而同一運動項目采用不同運動強度的運動干預研究鮮有報道?；诖?，本文通過設計不同運動強度的健身跑干預方案，探析同一運動項目下選用不同運動強度對青年女性骨骼的影響。

2 研究對象與研究方法

2.1 研究對象

本文的研究對象來自湖州師范學院非體育專業(yè)的女性大學生，自愿報名，通過訪談等方式了解報名學生的身體素質、病史及近期服藥情況，最終確定60名女大學生為研究對象。研究對象身體素質狀況良好，沒有參加過體育運動訓練，無家族性骨骼病史，近3個月之內沒有服過影響骨代謝的藥品，如雌激素、鈣制劑、糖皮質激素等，未患有內分泌疾病、肝病及關節(jié)炎等，無骨折史。所有研究對象在進行實驗之前簽署了知情同意書。本研究將60名研究對象隨機分為實驗1組、實驗2組與對照組。但在實驗實施的過程中，由于本實驗對學生的身體素質具有一定要求，并且實驗周期較長，部分學生脫離了研究對象組，整個實驗結束后，最終測試的研究對象為51人，研究對象的具體情況如表1所示。

表1 研究對象基本情況表

2.2 研究方法

2.2.1 實驗法

女大學生不同運動強度健身跑干預方案：將實驗對象分為實驗1組(較大強度組)、實驗2組(中小強度組)和對照組三個組別，在實驗前后分別對3個組別的研究對象進行測試。實驗組每周練習3次，每次練習4組，每組15分鐘，共進行60分鐘的有氧跑鍛煉，利用心率表控制運動強度，較大強度組心率控制在最大心率的70%—80%，約140—160次/min；中小強度組心率控制在最大心率的50%—60%，約100—120次/min，對照組除了正常體育課外，沒有其他任何運動安排。為確保健身運動的安全性，采用主觀感受和教學觀察相結合的方法對運動強度進行適當調節(jié)，如果鍛煉者感覺身體疲勞或身體不適，則停止當次鍛煉。干預實驗的周期為12個月，然后組織學生到市第一人民醫(yī)院進行相關指標測試，所有的測試過程都由專業(yè)醫(yī)生完成。

2.2.2 測試法

2.2.2.1 測試指標

(1)骨密度(BMD，g/cm2)：尺橈骨(Forearm)、腰椎L1-4(Spine)、股骨(Femourr)的骨密度(BMD)。這個3個部位BMD的狀況，能夠較全面地反映人體BMD情況。

(2)骨代謝指標：血清骨鈣素(BGP)；血清堿性磷酸酶(ALP)。

2.2.2.2 指標測試的儀器

(1)骨密度的測試儀器：X-ray Compact多部位雙能骨密度測試儀(型號：UNIGAMMA)。該儀器通過放射兩種不同能量的X射線，能有效提高測量的準確性和精確度。

(2)骨代謝相關指標的測定儀器：DNP-9052型電熱恒溫培養(yǎng)箱；sunrise-basic tecan酶標儀；日立7600-020型全自動生化分析儀。

2.2.2.3 測試方法

(1)骨密度測試：參加測試骨密度的女大學生取出隨身攜帶的金屬等物件，脫鞋、放松仰臥于多部位雙能BMD測試儀上。通過專業(yè)醫(yī)生操作，對女大學生尺橈骨、腰椎與股骨的BMD依次進行測試。

(2)骨代謝相關指標測試：①樣本采集：清晨，測試者空腹，在安靜狀態(tài)下抽取靜脈血5 mL，選用不含熱源與內毒素的干凈試管留存樣本，在操作過程中避免任何細胞刺激，血液收集后，在3000轉/min的速度下離心10 min，分離標本并儲存血清，待血清ALP和血清BGP指標檢測。②檢測方法：血清ALP使用日立7600-020型全自動生化分析儀檢測，方法采用連續(xù)檢測法；血清BGP使用sunrise-basic tecan酶標儀檢測，方法采用雙抗體一步夾心法酶聯(lián)免疫吸附試驗法(ELISA)；試劑盒由上?？ㄎ目萍忌锕咎峁?，美國METRA公司生產(chǎn)。

2.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計法

使用SPSS For Windows11.5軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,測試結果均以“平均數(shù)±標準差”表示，組間差異顯著性選用單因素方差分析，P<0.05表示組間差異具有顯著性，P<0.01表示組間差異具有高度顯著性。

3 研究結果

3.1 不同運動強度健身跑女大學生BMD比較結果

表2 股骨BMD實驗前后各組別比較一覽表 g/cm2

注：△表示實驗前后的比較，＊表示實驗組與對照組比較；標注為△或＊表示P<0.05，標注為△△或＊＊表示P<0.01。下表同。

股骨BMD測試結果顯示(表2)，在實驗前后比較中，實驗1組差異具有高度顯著性，P<0.01，實驗2組差異具有顯著性，P<0.05；而在實驗后比較中，試驗1組與對照組比較差異具有高度顯著性，P<0.01，實驗2組與對照組比較差異具有顯著性，P<0.05。

腰椎BMD測試結果顯示(表3)，在實驗前后比較中，實驗1組差異具有顯著性，P<0.05，在試驗以后，實驗1組與對照組相比，差異也具有顯著性，P<0.05；而試驗2組實驗前后比較及實驗后與對照組比較，其差異均不具有顯著性。

表3 腰椎L1-4BMD實驗前后各組別比較結果一覽表 g/cm2

尺橈骨BMD測試結果顯示(表4)，實驗后，實驗1組和實驗2組分別與對照組比較，差異均不具有顯著性，兩個實驗組尺橈骨部位的BMD在實驗前后比較中，差異也不具有顯著性。

表4 尺橈骨BMD實驗前后各組別比較結果一覽表 g/cm2

3.2 不同運動強度健身跑女大學生骨代謝相關指標比較結果

表5 血清ALP實驗前后各組別比較一覽表 U/L

血清ALP是反映骨形成的常用指標，通過12個月的健身跑試驗可知，實驗組ALP的活性得到一定程度的提高，實驗組的BGP水平有所提高在實驗前后比較中，實驗1組的ALP差異具有高度顯著性，P<0.01，實驗2組的差異具有顯著性，P<0.05；在實驗后，實驗1組與對照組比較差異具有高度顯著性，P<0.01；實驗2組與對照組比較差異具有顯著性，P<0.05.

表6 血清BGP實驗前后各組別比較一覽表 ng/mL

血清BGP是反映骨形成又一常用指標，通過本文的健身跑實驗，實驗組的BGP水平有所提高。在實驗前后的比較中，實驗1組的BGP差異具有高度顯著性，P<0.01，實驗2組的差異具有顯著性，P<0.05；在實驗后，實驗1組BGP與對照組比較差異具有高度顯著性，P<0.01，而實驗2組的BGP與對照組比較差異具有顯著性，P<0.05。

4 討論

BMD是衡量人體骨骼質量的重要指標，反映骨結構改變方面非常敏感[11]，通過人體BMD檢測，能夠直接評定人體的骨骼水平。而血清ALP與血清BGP是體現(xiàn)骨骼代謝過程中的敏感指標[12-13]，骨代謝主要是在破骨細胞的作用下不斷吸收舊骨，在成骨細胞作用下合成新骨。ALP由成骨細胞分泌，是參與骨代謝的重要蛋白，在反映成骨細胞活性方面非常敏感。BGP又稱骨γ-谷氨酸蛋白，是骨轉換中骨形成的又一敏感性標志物，分析血清中的BGP濃度變化對探究其骨骼代謝的活性具有重要意義。而對于人體骨骼的探討，在近幾十年才得到了快速的發(fā)展。在上個世紀七八十年代，骨質疏松還被認為是人體衰老過程中的一種現(xiàn)象，但當Barbara醫(yī)生與他的同事發(fā)現(xiàn)一群女子競技運動員的腰椎BMD低得驚人以后[14]，對人體骨骼的研究才引起人們的重視。同時，認識到骨質疏松癥是可以預防、治療的骨病[15-16]，也發(fā)現(xiàn)合適的體育運動是改善人體骨骼質量的重要方法之一。體育運動是影響人體骨骼質量的重要因素已得到普遍認同，關于體育運動與人體骨骼關系的研究成果可見于各種學術刊物，但是在設計運動方案時，采用什么樣的運動強度一直沒有得到很好的解決。而且由于人體處于不同的年齡階段，運動能力也不盡相同，在設計運動方案時，容易受到年齡、運動能力等因素的限制。合理的運動強度非常重要，強度太小達不到理想的效果，強度過大有可能造成損傷，甚至讓骨骼質量下降[17-18]。目前，關于運動強度的研究成果主要是針對單一強度運動對人體骨骼的影響。如有報道稱，中等強度有氧運動(心率控制在100—140次)可以有效地提高青少年人的BMD[4-6]；也有文獻報道，大強度的運動訓練同樣能有效提高青少年人體的骨骼質量[7-10]，但張培珍等人的研究發(fā)現(xiàn)，青春期藝術體操運動員經(jīng)過長期的大強度專業(yè)訓練后，其骨礦含量、骨面積、BMD比同齡段的學生分別低23%、14%和11%[19]。在針對老年人的研究成果中，學者也都大量采用了中等強度的運動干預，探討體育運動對中老年人骨骼的影響，得出體育運動對延緩中老年人骨質丟失、預防骨質疏松癥發(fā)生有良好的效果[20-23]；也有學者認為，在老年人身體允許的情況下，采用中等偏大的運動強度，效果會更好[24]，Susan A認為運動強度要達到最大運動能力的70%以上才能取得較好的效果[25]，因高負荷、高強度對骨的刺激作用大于有氧的耐力運動[26]。綜合現(xiàn)有研究成果可以得出，中等強度的運動干預及大強度的訓練都可以有效提高青少年人體的BMD及骨質水平，但強度過大、訓練不當，也可能導致骨骼質量下降。那么，什么樣的運動強度能夠更好地提高青少年的骨骼質量，目前尚不清楚。鑒于此，本文對不同運動強度健身跑對女性大學生骨骼的影響效果進行比較，探析在相同的研究對象、相同的干預時間、相同的干預方式下，不同運動強度對實驗對象的影響是否存在差異。

通過本文的研究結果可知，較大運動強度的實驗1組大學生在實驗后，其血清ALP、血清BGP及股骨BMD得到明顯提高，實驗前后比較及實驗后與對照組比較差異具有高度顯著性，其腰椎BMD值在實驗前后及實驗后與對照組比較差異也具有顯著性。通過表3—6可知，中小運動強度的實驗2組大學生血清ALP、血清BGP及股骨BMD雖然也得到一定程度的提高，但是變化明顯不如較大運動強度的實驗1組顯著，由此可以得出，中小運動強度的有氧健身跑雖能提高青少年BMD及骨代謝活性，有利于骨骼的健康發(fā)展，但是效果不如較大運動強度健身跑顯著，選用體育運動促進青年女性骨骼發(fā)展時，在鍛煉者能承受的運動強度范圍以內，應采用較大的運動強度。

另外，本文選擇研究對象3個部位的BMD進行測試，通過表2—4可知，雖然選用相同鍛煉時間、相同運動方式，但實驗前后各部位的BMD變化情況并不相同，實驗后實驗1組與實驗2組的尺橈骨BMD值雖略有增加，但實驗前后比較及實驗后與對照組比較，差異均不具有顯著性，說明不管采用中小強度的健身跑，還是較大強度的健身跑，對提高青年女性尺橈骨BMD均不明顯。而對實驗對象的腰椎BMD與股骨BMD的影響則與尺橈骨不同，特別股骨BMD，實驗1組與實驗2組都得到明顯提高，實驗1組提高得更加顯著，這種情況的發(fā)生應與有氧健身跑的運動方式有關。

根據(jù)Wolff定律，骨骼結構和所受機械應力之間存在對應關系，機械應力決定著骨骼結構[26]，而不同的運動干預項目，由于運動方式不同，對人體骨骼的影響也存在差異，所以選擇不同的運動方式，將對人體BMD產(chǎn)生不同的影響。根據(jù)運動方式的不同可劃分為沖擊力項目(籃球、排球、跑步等)和非沖擊力項目(游泳、劃船、自行車等)，沖擊力項目又可為為高沖擊力(籃球、排球)、中沖擊力(跑步)和小沖擊力(舞蹈)項目[27-29]。目前，關于體育運動與人體骨骼相互關系的研究絕大多數(shù)采用沖擊力項目，如籃球、足球、跑步、太極拳、健身操等，證明沖力項目對人體骨骼具有良性影響[20，27，30-33]。有文獻指出，不同沖擊力對人體BMD影響不同，高沖擊力>中小沖擊力>無沖擊力[34]，這個結論也正好印證了Forst提出的“力學穩(wěn)態(tài)理論”，他認為，骨量的增減取決于外力作用的大小[35]。而跑步雖然是典型的沖擊力運動項目，能有效地提高人體BMD及骨代謝活性，但在跑步的過程中人體所受的機械力沖擊力主要為來源于地面的反作用力，且主要作用于人體下肢，而處于上肢的尺橈骨部位根本得不到外來力量的刺激。所以根據(jù)Wolff定律，采用健身跑進行骨骼健康鍛煉時，對提高下肢及腰椎部位BMD具有較好的效果，對上肢BMD提高不明顯。同時說明，運動干預對人體BMD影響存在特異性，外力負荷對人體各部位的沖擊力不同，該部位的骨塑建或骨重建也會發(fā)生不同的變化[36]，從而影響人體該部位的BMD狀況。因此，由于不同運動形式對人體各部位BMD的影響不同，多種運動方式相結合的運動干預在提高人體BMD水平及骨骼質量方面應該有更好的效果，但是國內的相關研究還相當匱乏，應分析探討多種運動方式組合干預效果與單一運動方式干預的差異。

本文選擇年輕女大學生為研究對象是因為通過文獻資料查閱可知，目前相關研究主要集中在中老年群體，對青少年人群骨骼質量的關注相對匱乏?；诖?，本文探討提高年輕女性骨骼質量的方法，在女性處于年輕時期提高其BMD峰值，能夠更好地預防女性進入中老年階段后骨質疏松癥的發(fā)生。

5 結語

由本文的研究可知：①較大運動強度的健身跑在促進青年女性骨健康方面效果顯著，健骨效果優(yōu)于中小強度的健身跑運動；②健身跑對青年女性BMD的影響存在部位特異性，能有效提高青年女性股骨與腰椎的BMD，但對尺橈骨部位的健骨效果不明顯。

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A Comparative Study on the Effect Promotion of Bone Health in Female College Students by Different Fitness Running Intensity

JI Hong-lin,WANG Ming-wei,PAN Xiao-gui,PANG Guo-qing,TANG Nian

(School of Physical Education, Huzhou Normal College, Huzhou 313000,China)

Objective: To explore the effect of fitness exercise with different running intensity on promoting bone health of female college students.Method:Fifty one female college students are selected. The fitness running intervention programs with different exercise intensities are designed for a period of 12 months of exercise intervention. In the experimental Group One(heavier intensity, 15 students), the heart rate is controlled at 140-160 times / min, in the experimental Group Two( moderate intensity, 16 students), the heart rate is controlled at 100-120 times / min, in the Control Group, there are 20 students. BMD, serum ALP and serum BGP are measured respectively before and after the experiment.Results: ①Group One’s femoral BMD, serum ALP and serum BGP before the experiment has a highly significant difference with that measured after the experiment, and femoral BMD, serum ALP and serum BGP after experiment has highly significant difference compared with control group (P< 0.01), lumbar BMD has a significant difference (P< 0.05), ulna and radius BMD has no significant difference; ②Group Two’s femoral BMD, serum ALP and serum BGP before the experiment has a significant difference with that measured after the experiment, and femoral BMD, serum ALP and serum BGP after experiment has a significant difference compared with control group (P< 0.05), both lumbar BMD and ulna and radius BMD have no significant difference.Conclusions: ①The heavier intensity of running exercise has remarkable effect in promoting young female bone health, its bone enhancing effect is greater than that of moderate intensity running exercises. ② The influence of fitness running on the human body’s BMD is varies from different bones.

fitness running; exercise intensity; bone; BMD; bone metabolism

2016-12-08

浙江省教育廳科研項目(Y201327613)

吉洪林(1978-)，男，江蘇東海人，講師，博士，研究方向為武術理論與運動健康 。

G822

A

1008-3596(2017)02-0069-07