王 娟,馬國(guó)鋒
(肇慶學(xué)院 體育與健康學(xué)院,廣東 肇慶 526061)
骨密度(bone mineral density,BMD),即骨骼礦物質(zhì)密度,是衡量骨骼強(qiáng)度的一項(xiàng)重要指標(biāo)[1].骨質(zhì)疏松癥就是一種以BMD降低為主要特征的全身性骨骼系統(tǒng)疾病,可導(dǎo)致骨骼脆性增加,骨折風(fēng)險(xiǎn)提高[2].骨骼礦物質(zhì)流失最早可在35歲時(shí)出現(xiàn)[3],隨著年齡的增加,BMD會(huì)不斷降低,因此骨質(zhì)疏松癥多發(fā)于中老年人群,尤其是絕經(jīng)后的婦女更易患此病[4-5].隨著人口老齡化的加劇,骨質(zhì)疏松癥發(fā)病率不斷增高,目前,全世界骨質(zhì)疏松癥患者已達(dá)到2億左右[6].研究表明,很多因素會(huì)造成BMD降低,其中,隨年齡增加而導(dǎo)致肌肉力量的流失是重要原因之一.肌肉可使骨骼荷載3~4倍的體重,因此提高肌肉力量可以增加骨質(zhì)或阻止骨質(zhì)流失.通常50歲后,無(wú)論男性還是女性,BMD都會(huì)加速下降[7-8],因此,盡早增加肌肉力量,對(duì)于提高骨質(zhì),保持中老年人正常的BMD具有重要意義.
在以往的研究中,高負(fù)荷、低重復(fù)的抗阻訓(xùn)練被作為維持BMD的推薦訓(xùn)練模式.其中,對(duì)于負(fù)荷為70~85%RM、1~3組、6~12次/組的抗阻訓(xùn)練,被許多學(xué)者認(rèn)為可以有效提高BMD[9-11].然而,盡管這種抗阻訓(xùn)練模式已被很多人接受,但對(duì)于中老年人群卻并不適用,因?yàn)楦哓?fù)荷抗阻訓(xùn)練對(duì)老年人產(chǎn)生的不良作用顯著高于低負(fù)荷抗阻訓(xùn)練.據(jù)報(bào)道,有66%的高負(fù)荷抗阻訓(xùn)練引發(fā)了中老年人肌肉骨骼損傷等問(wèn)題[12].因此,針對(duì)改善骨骼健康問(wèn)題,開展低負(fù)荷、高重復(fù)的抗阻訓(xùn)練的研究非常有必要.雖然很多學(xué)者認(rèn)為高負(fù)荷抗阻訓(xùn)練可以提高BMD,但仍然有學(xué)者報(bào)道了關(guān)于進(jìn)行低負(fù)荷(約40%1RM)抗阻訓(xùn)練可以增加BMD的研究結(jié)果.Bemben等[13]讓一組成年人分別進(jìn)行40周的高負(fù)荷和低負(fù)荷訓(xùn)練干預(yù),每周訓(xùn)練2~3天,然后考察不同訓(xùn)練方式對(duì)BMD的影響.結(jié)果發(fā)現(xiàn),高負(fù)荷和低負(fù)荷抗阻訓(xùn)練均對(duì)脊椎和股骨的BMD產(chǎn)生了相似程度的提高.而Pruitt等[14]考察了老年女性1年內(nèi)分別進(jìn)行相同時(shí)間的高負(fù)荷(約80%1RM)和低負(fù)荷(約40%1RM)的抗阻訓(xùn)練后對(duì)BMD的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),這2種訓(xùn)練方式均不能提高受試者腰椎及髖關(guān)節(jié)的BMD.總之,關(guān)于低負(fù)荷、高重復(fù)抗阻訓(xùn)練能否提高或維持BMD,目前尚無(wú)定論.
有研究者指出,抗阻訓(xùn)練方案的重復(fù)次數(shù)是每次訓(xùn)練共重復(fù)420~576次,負(fù)荷強(qiáng)度40%1RM[13-14].考慮到負(fù)荷強(qiáng)度和重復(fù)次數(shù)的關(guān)系,本研究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為每節(jié)課800次的重復(fù)次數(shù),如此高的重復(fù)次數(shù)使得對(duì)受試者的負(fù)荷強(qiáng)度要求較低,通常只有20%1RM左右.與傳統(tǒng)的高負(fù)荷、低重復(fù)的力量訓(xùn)練相比,這類訓(xùn)練更注重重復(fù)次數(shù)而不是負(fù)荷量,因此女性及中老年人更易長(zhǎng)期參與,同時(shí)也更易獲得成就感.因此,以身體健康、未參加過(guò)訓(xùn)練的中老年絕經(jīng)后女性為研究對(duì)象,通過(guò)一定時(shí)間的低負(fù)荷、高重復(fù)的抗阻訓(xùn)練干預(yù),來(lái)考察這種類型的訓(xùn)練方式能否最大化的阻止中老年絕經(jīng)后女性骨質(zhì)的流失,或者使其骨密度有所增加.這對(duì)于改善未訓(xùn)練人群尤其是中老年女性的骨骼質(zhì)量,促進(jìn)中老年女性的身體健康具有重要的理論和實(shí)踐意義.
選擇90位身體健康、未經(jīng)過(guò)訓(xùn)練且絕經(jīng)的中老年女性(54.1±5.9歲),通過(guò)隨機(jī)數(shù)字表法隨機(jī)分成3組:抗組訓(xùn)練組、功能性力量訓(xùn)練組和對(duì)照組.2個(gè)實(shí)驗(yàn)組均要求完成24周不同內(nèi)容的低負(fù)荷、高重復(fù)的抗阻訓(xùn)練,期間出現(xiàn)下列任意1種情況時(shí)將自動(dòng)退出實(shí)驗(yàn):用力時(shí)胸部明顯不適、不明原因的呼吸急促、暈眩昏厥、抽搐痙攣以及血壓升高超過(guò)140/90 mmHg.抗阻訓(xùn)練組有2位骨質(zhì)疏松者(BMD檢測(cè)結(jié)果:-2.5<T值<-1).受試者在實(shí)驗(yàn)期間不得擅自服用鈣片、激素類及防止骨質(zhì)疏松的藥物,按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),積極配合健康的飲食和生活方式.受試者實(shí)驗(yàn)前均簽署知情同意書.
1.2.1 實(shí)驗(yàn)室測(cè)量指標(biāo)
訓(xùn)練干預(yù)過(guò)程中,受試者身高、體重、血壓、身體成分等相關(guān)生理數(shù)據(jù)分別在第4周(作為基值)至第24周(作為終值)進(jìn)行記錄.身體成分(包括BMD、體脂率等)通過(guò)全身掃描儀(GE Healthcare Lunar,Madison,WI,USA)完成測(cè)量,分別測(cè)定臂、腿、脊椎、肋部、軀干及髖關(guān)節(jié)等部位的身體成分,掃描數(shù)據(jù)分析通過(guò)GE Encore 11.10軟件處理.最后,受試者完成一系列上身和下身的力量測(cè)試.
1.2.2 體能訓(xùn)練項(xiàng)目
訓(xùn)練內(nèi)容采用國(guó)際上流行的萊美(LES MILLS)健身項(xiàng)目(新西蘭萊美國(guó)際公司創(chuàng)立)[15],其中,抗阻訓(xùn)練組進(jìn)行BODYPUMP?訓(xùn)練,功能性力量訓(xùn)練組進(jìn)行BODYBALANCE?訓(xùn)練,此外,2組都進(jìn)行RPM?訓(xùn)練.BODYPUMP?由專家設(shè)計(jì)動(dòng)作組合,練習(xí)者可根據(jù)自己的身體條件和所鍛煉的肌肉選擇重量的杠鈴操運(yùn)動(dòng),為全身性的低負(fù)荷、高重復(fù)性的抗阻訓(xùn)練項(xiàng)目[16].BODYBALANCE是將傳統(tǒng)瑜伽、太極和普拉提融合在一起的身心訓(xùn)練項(xiàng)目,注重核心力量、身體平衡及柔韌性的提高[17].RPM?為固定阻力的功率自行車運(yùn)動(dòng)[18],要求2個(gè)實(shí)驗(yàn)組的受試者都要完成,以提高心血管耐力.
受試者首先進(jìn)行4周的初級(jí)訓(xùn)練以逐漸提高進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間體育鍛煉的能力,盡可能地降低受傷風(fēng)險(xiǎn).然后完成2個(gè)10周的訓(xùn)練階段.在第1個(gè)訓(xùn)練階段中,受試者每周完成3次功率自行車訓(xùn)練課和2次力量訓(xùn)練課.在第2個(gè)訓(xùn)練階段中,受試者每周完成3次功率自行車訓(xùn)練課和3次力量訓(xùn)練課.對(duì)于抗阻訓(xùn)練組,受試者進(jìn)行約20%1RM的低負(fù)荷訓(xùn)練,當(dāng)受試者完成4~5 min的訓(xùn)練而感覺不吃力時(shí),鼓勵(lì)其接下來(lái)的鍛煉根據(jù)實(shí)際情況增加重量.每次訓(xùn)練課60 min,選擇BODYPUMP?中8個(gè)不同的動(dòng)態(tài)抗阻訓(xùn)練動(dòng)作,即SQUAT、CHEST PRESS、DEADLIFT、CLEAN&PRESS、DEADROW、TRICEP EXTENSION、BICEP CURL、LUNGE以及PUSH PRESS,每個(gè)動(dòng)作做4組,每組重復(fù)25次,共重復(fù)100次,8個(gè)動(dòng)作做完共重復(fù)800次;功能性力量訓(xùn)練組進(jìn)行60min BODYBALANCE的訓(xùn)練,低負(fù)荷訓(xùn)練可以確保受試者完成較多的重復(fù)次數(shù).在整個(gè)訓(xùn)練干預(yù)期間,除日?;顒?dòng)外,上述規(guī)定的訓(xùn)練課是受試者唯一的身體鍛煉形式.
1.2.3 數(shù)據(jù)處理
對(duì)2個(gè)實(shí)驗(yàn)組相關(guān)的指標(biāo)數(shù)據(jù)均采用SPSS 22.0軟件包進(jìn)行處理,采用Two-WayANOVA進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(-X±SD)的形式表示,組間顯著性差異水平定義為P<0.05,極顯著差異水平定義為P<0.01.另外,對(duì)BMD和力量2個(gè)變量進(jìn)行回歸分析.
表1為2組受試者在訓(xùn)練干預(yù)前測(cè)定的各項(xiàng)指標(biāo)(基值).可以看出,2組受試者在年齡、身高、體重、體脂率及BMD方面均沒有顯著差異.另外,從表中還可看出2組受試者的平均體脂率都很高,而BMD相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值則偏低[19].在60位受試者中,有4位受試者在完成4周的初級(jí)訓(xùn)練后,因身體原因沒有繼續(xù)進(jìn)行后面的訓(xùn)練.最終,抗阻訓(xùn)練組有28人完成全部訓(xùn)練,功能性力量訓(xùn)練組有29人完成.
表1 2組參與者訓(xùn)練干預(yù)前各項(xiàng)指標(biāo)的基值
經(jīng)過(guò)24周訓(xùn)練干預(yù)后,2個(gè)實(shí)驗(yàn)組受試者的體脂率均有極顯著減少(抗阻訓(xùn)練組,P=0.001;功能性力量訓(xùn)練組,P=0.003),而2組受試者的體重雖都有下降,但并不顯著(抗阻訓(xùn)練組,P=0.07;功能性力量訓(xùn)練組,P=0.09).另外,由表2可知,抗阻訓(xùn)練組受試者的體脂率及體重減少的百分比均高于功能性力量訓(xùn)練組,表明抗阻訓(xùn)練組的訓(xùn)練內(nèi)容可能更易減脂.
表2 2組受試者訓(xùn)練前后體脂率和體重的變化情況
根據(jù)車微等[20]的報(bào)道,人體全身的BMD與其體脂率呈負(fù)相關(guān)但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而局部BMD則與體脂率呈負(fù)相關(guān)且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05).由于2組受試者的體脂率在訓(xùn)練干預(yù)后均有顯著降低,因此預(yù)測(cè)訓(xùn)練干預(yù)后他們的BMD可能會(huì)顯著提高.由表3可知,訓(xùn)練干預(yù)后,抗阻訓(xùn)練組受試者的局部BMD有顯著或極顯著提高.其中,臂骨BMD提高了3.6%(P=0.006),股骨BMD提高了7.5%(P=0.028),髖關(guān)節(jié)BMD提高了5.6%(P=0.019),脊椎BMD提高了4.2%(P=0.035).但功能性力量訓(xùn)練組受試者上述4個(gè)部位的BMD均沒有顯著改變(臂骨,P=0.845;股骨,P=0.779;髖關(guān)節(jié),P=0.862;脊椎,P=0.935).另外,2組受試者的全身BMD終值相比全身BMD基值均沒有顯著增加.
表3 2組受試者訓(xùn)練干預(yù)后不同部位BMD提高率 %
正如訓(xùn)練干預(yù)中深蹲和硬拉測(cè)試所評(píng)估的,2組受試者的上身背部和下身腿部力量都得到了增強(qiáng)(如表4),但抗阻訓(xùn)練組受試者背部和腿部力量增強(qiáng)的幅度比功能性力量訓(xùn)練組分別高17.6%(P=0.022)和23.8%(P=0.009).2組受試者的上身力量都得到了顯著增強(qiáng)(抗阻訓(xùn)練P=0.001,功能性力量訓(xùn)練P=0.005).另外,如圖1所示,通過(guò)對(duì)BMD和力量的回歸分析(a.y=0.2344x-1.5818;b.y=0.1658x-0.1879),可以確定背部力量及腿部力量的變化和脊椎BMD的變化均呈強(qiáng)相關(guān)(a.R2=0.9022;b.R2=0.8777.通常R2在0.5~1.0范圍內(nèi)表示強(qiáng)相關(guān)[21])關(guān)系.
表4 2組受試者訓(xùn)練干預(yù)后上下身力量的變化 %
圖1 訓(xùn)練干預(yù)后背部及腿部力量的變化和脊椎BMD變化之間的關(guān)系
綜上所述,整個(gè)訓(xùn)練干預(yù)過(guò)程中,抗阻訓(xùn)練組受試者的臂骨、股骨、髖關(guān)節(jié)及脊椎等部位的BMD顯著增加,而功能性力量訓(xùn)練組受試者相關(guān)部位的BMD沒有顯著增加.其它健康指標(biāo),如體脂率和上、下身力量,2組受試者都得到了明顯改善.
低負(fù)荷、高重復(fù)次數(shù)的抗阻訓(xùn)練顯著提高了受試者臂骨、股骨、髖關(guān)節(jié)及脊椎等部位的BMD.該結(jié)果表明,這一類型的訓(xùn)練方式對(duì)于提高中老年女性及未經(jīng)訓(xùn)練過(guò)人群的BMD是一種比較有效且可以持久訓(xùn)練的方法.
通過(guò)訓(xùn)練干預(yù),抗阻訓(xùn)練組和功能性力量訓(xùn)練組受試者的綜合健康狀況都得到了提高,尤其是身體成分和肌肉力量提高明顯.訓(xùn)練干預(yù)后,實(shí)驗(yàn)組受試者體脂率的下降表明,心血管和力量訓(xùn)練結(jié)合的運(yùn)動(dòng)方式有益于身體成分的改善.同樣,實(shí)驗(yàn)組受試者的上、下身力量經(jīng)過(guò)訓(xùn)練干預(yù)后也得到了顯著提高.回歸分析結(jié)果證明了背部及腿部力量與BMD的改善均呈強(qiáng)相關(guān),這一結(jié)果表明,力量越大,骨骼力量就越大,相應(yīng)地,BMD增加的也越多.綜合來(lái)看,訓(xùn)練干預(yù)后,抗阻訓(xùn)練組受試者的力量提高的更多,表明抗阻訓(xùn)練和功能性力量訓(xùn)練這2種訓(xùn)練方式都有效,但抗阻訓(xùn)練組的訓(xùn)練內(nèi)容或許可以取得更好的訓(xùn)練效果.
研究發(fā)現(xiàn)低負(fù)荷實(shí)驗(yàn)組(抗阻訓(xùn)練組)受試者的BMD顯著提高,這與Pruitt等[14]得出的無(wú)論是高負(fù)荷還是低負(fù)荷的抗阻訓(xùn)練都不會(huì)提高BMD的結(jié)果不一致.出現(xiàn)明顯差異的原因可能是由于所設(shè)計(jì)的抗阻訓(xùn)練內(nèi)容不同造成的.Pruitt等給受試者設(shè)計(jì)的訓(xùn)練方案是每個(gè)動(dòng)作重復(fù)42次(3組×14次),總重復(fù)次數(shù)為420次,而且3種站姿、5種坐姿以及2種臥姿的練習(xí)動(dòng)作均采用器械訓(xùn)練.而文中設(shè)計(jì)的訓(xùn)練方案是每個(gè)動(dòng)作重復(fù)100次(4組×25次),總重復(fù)次數(shù)為800次,遠(yuǎn)高于Pruitt等設(shè)計(jì)的單個(gè)動(dòng)作和總重復(fù)次數(shù).另外,與Pruitt等設(shè)計(jì)方案不同的是,受試者參與的所有訓(xùn)練動(dòng)作均不使用器械,目的是為了根據(jù)每個(gè)受試者的不同情況更好地選擇練習(xí)的負(fù)重重量.
本研究結(jié)果與Bemben等[13]關(guān)于局部BMD提高的結(jié)論更相近一些,都發(fā)現(xiàn)低負(fù)荷、高重復(fù)性的抗阻訓(xùn)練有利于股骨和脊椎部位BMD的提高.但是,文中的抗阻訓(xùn)練干預(yù)對(duì)這2個(gè)部位BMD的增加更有效,股骨和脊椎部位BMD的增加量比Bemben等的相關(guān)報(bào)道分別高出0.52%和1.69%.另外,文中的訓(xùn)練內(nèi)容還提高了臂骨和髖關(guān)節(jié)的BMD,而Bemben等的論文中沒有相關(guān)報(bào)道.訓(xùn)練干預(yù)方案設(shè)計(jì)的不同,是引起局部BMD提高幅度不同的重要原因.在Bemben等研究的抗阻訓(xùn)練內(nèi)容中,進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)40周的干預(yù),同時(shí)在整個(gè)干預(yù)過(guò)程中全程采用器械訓(xùn)練.此外,Bemben等設(shè)計(jì)的低負(fù)荷量是40%1RM,總重復(fù)次數(shù)是576次,這比本研究設(shè)計(jì)的抗阻訓(xùn)練動(dòng)作總重復(fù)次數(shù)低得多.從與前人的研究結(jié)果的差異來(lái)看,BMD的改善可能與低負(fù)荷抗阻訓(xùn)練的類型或總重復(fù)次數(shù)呈函數(shù)關(guān)系.
BMD的提高可以有效降低人體潛在的骨折風(fēng)險(xiǎn),其中,髖關(guān)節(jié)和股骨的BMD的提高尤其重要.對(duì)于患有骨質(zhì)疏松癥的老年人來(lái)說(shuō),髖關(guān)節(jié)是最常見也是最嚴(yán)重的骨折部位[22].特別是當(dāng)髖關(guān)節(jié)骨折1年后,大約20%的人會(huì)死亡,而幸存者中只有不到1/3的人有可能恢復(fù)髖關(guān)節(jié)的正常功能[23].因此,增加BMD可以有效降低髖關(guān)節(jié)骨折的風(fēng)險(xiǎn),從而降低患有骨質(zhì)疏松癥的老年人因髖關(guān)節(jié)骨折而引起的死亡率.當(dāng)前,在增加中老年人BMD方面,大多采用高負(fù)荷抗阻訓(xùn)練方式來(lái)實(shí)現(xiàn),而中老年人要完成這樣的訓(xùn)練項(xiàng)目無(wú)疑是非常困難的.
對(duì)于未經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的中老年人來(lái)說(shuō),抗阻訓(xùn)練組的低負(fù)荷、高重復(fù)次數(shù)訓(xùn)練方案可能比高負(fù)荷、低重復(fù)次數(shù)的抗阻訓(xùn)練更可行,這是本研究的一個(gè)關(guān)鍵所在.由于被允許自選杠鈴重量(大約20%1RM),相比于高負(fù)荷設(shè)計(jì)(高達(dá)80%1RM),中老年受試者可以更容易完成這種訓(xùn)練方案.由于本研究結(jié)果和此前報(bào)道[24,25]中BMD的變化量不同,因此可以推測(cè)BMD是隨著訓(xùn)練類型(指全身而非特定部位的)和/或動(dòng)作重復(fù)次數(shù)的函數(shù)而增加的.由于BODYPUMP?訓(xùn)練內(nèi)容比較簡(jiǎn)單而且容易掌握(包括可自選重量的杠鈴操和全身練習(xí)),受試者可以在本地健身房甚至自己家里進(jìn)行練習(xí),因此適用于大多數(shù)中老年人.
另一個(gè)影響受試者BMD和使他們堅(jiān)持練習(xí)的關(guān)鍵因素是訓(xùn)練課程的集體性特點(diǎn).抗阻訓(xùn)練和功能性力量訓(xùn)練組的練習(xí)課程都是集體訓(xùn)練課,相比于單獨(dú)練習(xí),集體訓(xùn)練所產(chǎn)生的凝聚力可以讓受試者更積極、更專心、更有效,同時(shí)也更愉悅地堅(jiān)持完成長(zhǎng)期的訓(xùn)練計(jì)劃[26-28],直到達(dá)到提高BMD的目的.BMD的改善需要足夠的時(shí)間,在訓(xùn)練干預(yù)中,長(zhǎng)期的堅(jiān)持對(duì)于提高BMD至關(guān)重要.
通過(guò)訓(xùn)練增加BMD,骨質(zhì)疏松者和絕經(jīng)婦女是2個(gè)最大的受益人群[29,30].抗阻訓(xùn)練組的2位骨質(zhì)疏松者在完成訓(xùn)練干預(yù)后,BMD增加幅度高于該組其他受試者.比如,2位骨質(zhì)疏松者的臂骨BMD、股骨BMD、髖關(guān)節(jié)BMD以及脊椎BMD在訓(xùn)練干預(yù)后分別平均增加了18.5%、26.5%、24.8%及20.2%,遠(yuǎn)高于該組全體受試者相應(yīng)部位平均3.6%、7.5%、5.6%及4.2%的BMD增加幅度.另外,絕經(jīng)婦女的相應(yīng)部位BMD相比全組平均值也有大幅增加(分別為10.5%、19.6%、17.5%、13.8%).在今后的研究中,為了獲得更顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果,應(yīng)增大這2類人群的樣本數(shù)量,同時(shí),還需要考察BMD的變化與骨質(zhì)疏松者和絕經(jīng)婦女骨質(zhì)特點(diǎn)的關(guān)系,這些對(duì)于探討抗阻訓(xùn)練能否成為提高低骨質(zhì)人群BMD的一種有效手段具有重要意義.另外,還要研究低負(fù)荷、高重復(fù)次數(shù)的抗阻訓(xùn)練能否提高年輕成年女性(18~30歲)的峰值BMD,如果可以改善或維持這一人群的峰值BMD,或許可以降低他們今后患骨質(zhì)疏松的風(fēng)險(xiǎn).
經(jīng)過(guò)24周的低負(fù)荷高重復(fù)的抗阻訓(xùn)練,受試者的局部BMD(臂骨、股骨、髖關(guān)節(jié)及脊椎等部位)明顯得到了提高,同時(shí)受試者的上、下身力量也得到了增強(qiáng).由此可以推測(cè),對(duì)于中老年絕經(jīng)后女性來(lái)說(shuō),低負(fù)荷、高重復(fù)次數(shù)的抗阻訓(xùn)練對(duì)于減少他們的體脂率,增強(qiáng)上、下身力量,提高身體的BMD,是一種更合理、更有效的鍛煉方法.