紀(jì)玉娣，趙寒治，張仁祥，趙年生

1 前言

衰老過程給全球帶來了身心上的挑戰(zhàn)。運(yùn)動(dòng)處于獨(dú)特的地位，可以幫助個(gè)人最大程度地減少動(dòng)態(tài)和漸進(jìn)衰老過程的有害影響，可以積極影響人體的健康和體魄。例如控制壓力，飲食健康，充足睡眠，對(duì)生活有積極的看法，保持社區(qū)參與度，避免吸煙和限制飲酒等。力量鍛煉是其中的關(guān)鍵組成部分，因?yàn)楣趋兰」δ?即力量)對(duì)于健康生存和日常功能至關(guān)重要。肌肉減少癥(與年齡有關(guān)的肌肉喪失)會(huì)限制肌肉功能，到65歲時(shí)其最大力量喪失25%，并且一生中會(huì)喪失多達(dá)40%最大力量。肌肉力量的重大損害可能需要機(jī)構(gòu)護(hù)理，因?yàn)楣趋兰〉氖褂门c個(gè)人的日常生活息息相關(guān)，例如穿衣、起身、進(jìn)食、購物或個(gè)人衛(wèi)生。健康的人可能會(huì)因受傷或患病而導(dǎo)致骨骼的殘疾，無法負(fù)重或失去活動(dòng)，僅經(jīng)過幾天的使用便會(huì)出現(xiàn)肌肉損失和肌肉力量減小的跡象。

在人的整個(gè)一生中，短時(shí)間，通常少于10天的肌肉廢用性萎縮的積累可能是與年齡相關(guān)的肌肉減少癥有關(guān)。與疾病住院相關(guān)的臥床休息會(huì)對(duì)肌肉組織和功能構(gòu)成威脅。例如，僅在第一周，肌肉活動(dòng)的減少就可能導(dǎo)致力量每天降低3-6%。同樣，在健康個(gè)體中關(guān)節(jié)固定10天可能會(huì)導(dǎo)致最初的單次重復(fù)最大值(1RM)降低多達(dá)40%。因此，在長(zhǎng)期臥床休息和固定期間以及之后，保持和提高力量是防止日常生活活動(dòng)功能喪失的關(guān)鍵。Fiatarone等人對(duì)高齡老年人中進(jìn)行了高強(qiáng)度力量鍛煉，研究表明年齡在86-96歲之間的老年男性和女性能夠從力量訓(xùn)練中獲益，可以改善力量和功能活動(dòng)性。Fiatarone等人的另一項(xiàng)較大的試驗(yàn)表明，對(duì)于年齡在76至98歲之間的體弱的養(yǎng)老院老人，高強(qiáng)度的力量鍛煉是對(duì)抗老年人肌肉無力和身體虛弱的可行且有效的手段。除了喪失身體獨(dú)立性外，認(rèn)知功能(也稱為執(zhí)行功能)的損害會(huì)導(dǎo)致個(gè)體在日常生活中遇到困難，例如進(jìn)食、洗澡、穿衣、如廁和散步。認(rèn)知功能的下降或損害也可能導(dǎo)致生活質(zhì)量下降以及社交活動(dòng)，與工作相關(guān)的任務(wù)，財(cái)務(wù)管理，駕駛技能，購物以及使用通訊設(shè)備等方面的問題。認(rèn)知可以定義為思維技能、語言使用、感知、計(jì)算、意識(shí)、記憶、推理、判斷、學(xué)習(xí)、智力、社交技能和想象力。

為了幫助減少認(rèn)知功能的下降，并防止衰老過程中執(zhí)行功能的下降，對(duì)有氧運(yùn)動(dòng)和力量鍛煉進(jìn)行了研究。薈萃分析研究證實(shí)了鍛煉和健身對(duì)認(rèn)知功能方面的益處。有氧運(yùn)動(dòng)的研究表明，心肺耐力運(yùn)動(dòng)對(duì)認(rèn)知功能有有益作用。力量鍛煉是公認(rèn)一種安全有效的方法，可以改善老年人的肌肉力量，最大力量和功能性活動(dòng)能力，并減輕老年人的虛弱感。

2 力量鍛煉

2.1 長(zhǎng)期力量鍛煉

長(zhǎng)期力量鍛煉通常被定義為持續(xù)24周或更長(zhǎng)時(shí)間的過程。Cassilhas等人進(jìn)行了一項(xiàng)為期24周的研究，以評(píng)估高強(qiáng)度(即1RM的80%)和中等強(qiáng)度(即1RM的50%)的力量鍛煉對(duì)62名65至75歲久坐的男性的認(rèn)知功能的影響。研究表明，與對(duì)照組(即每周進(jìn)行一次以無負(fù)荷的方式進(jìn)行熱身和伸展運(yùn)動(dòng))相比，實(shí)驗(yàn)組(即每周進(jìn)行3次高強(qiáng)度和中等強(qiáng)度的力量鍛煉)的狀況有所改善，而1RM測(cè)試，情緒曲線和生活質(zhì)量評(píng)分(即，基于SF-36醫(yī)學(xué)結(jié)果研究問卷，老年抑郁量表和情緒狀態(tài)量表)，以及認(rèn)知能力測(cè)試和類胰島素生長(zhǎng)因子-1(IGF-1)。其他相關(guān)研究者證實(shí)，較高的外周血IGF-1濃度可能是導(dǎo)致認(rèn)知能力提高的原因。該研究的研究者因此得出，在中等強(qiáng)度和高強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)組中，力量訓(xùn)練對(duì)老年人的認(rèn)知功能具有積極影響。

Liu-Ambrose等人進(jìn)行了一項(xiàng)為期52周的研究，以確定每周一次或每周兩次力量鍛煉對(duì)155名65至75歲女性的執(zhí)行認(rèn)知功能的影響。結(jié)果表明，每周至少進(jìn)行一次力量鍛煉，可以顯著提高女性的執(zhí)行功能。但是，研究指出，這必須與每周一次的力量鍛煉組發(fā)生更高的肌肉骨骼不良事件的事實(shí)相權(quán)衡。此外，報(bào)告了兩個(gè)力量鍛煉組大腦容量減少的意外結(jié)果。并且謹(jǐn)慎地指出，這一發(fā)現(xiàn)可能是由于其他研究阿爾茨海默氏病的研究報(bào)道的β-淀粉樣蛋白負(fù)荷減少所致。

2.2 中期力量鍛煉

中期力量鍛煉是由三個(gè)階段組成，持續(xù)時(shí)間少于24周的運(yùn)動(dòng)。Fragala等人對(duì)25名60歲或以上的健康男性和女性進(jìn)行了為期6周的研究，以評(píng)估力量鍛煉對(duì)空間意識(shí)以及視覺和運(yùn)動(dòng)方面的反應(yīng)時(shí)間的影響。研究將空間意識(shí)作為認(rèn)知功能的組成部分，并指出反應(yīng)時(shí)間對(duì)于一個(gè)人感知其所處環(huán)境并以適當(dāng)?shù)姆绞阶龀龇磻?yīng)以避免事故很重要。該研究讓老年人每周進(jìn)行2次力量鍛煉，共6周，每次進(jìn)行全身鍛煉包括7或8次下肢和上肢運(yùn)動(dòng)。每個(gè)鍛煉階段使用3套練習(xí)形式，重復(fù)次數(shù)從8到15次不等，負(fù)荷量根據(jù)OMNI(即0-10評(píng)分為5或6)的中等評(píng)分進(jìn)行調(diào)整(“omnibus”一詞的縮寫，意指具有廣泛可概括性的量表)對(duì)力量鍛煉的感知?jiǎng)诶哿勘?。力量鍛煉如何改善空間意識(shí)的機(jī)制尚不清楚。研究認(rèn)為力量鍛煉可能是保持或改善老年人的空間意識(shí)以及視覺和生理反應(yīng)時(shí)間的有效途徑。

Ozkaya等人對(duì)36名60至80歲的健康男性和女性進(jìn)行了為期9周的研究，以確定有氧訓(xùn)練和力量訓(xùn)練對(duì)認(rèn)知能力的影響。有氧訓(xùn)練組每周進(jìn)行3天的心率(HR)儲(chǔ)備為70%的運(yùn)動(dòng)，從第一階段的20分鐘開始，到第三周的步行50分鐘。力量訓(xùn)練組在第一周進(jìn)行了7種運(yùn)動(dòng)，每種重復(fù)訓(xùn)練12次，第二周進(jìn)行了3組鍛煉，從1RM的60%開始，每?jī)芍苷{(diào)整5%，直到達(dá)到1RM的80%。研究表明力量訓(xùn)練可以對(duì)早期信息處理和認(rèn)知產(chǎn)生促進(jìn)作用。

2.3 短期力量鍛煉

短期力量鍛煉是由3個(gè)或更少階段組成的持續(xù)周期。Chang等人對(duì)男女進(jìn)行了短期研究，以評(píng)估短暫力量鍛煉對(duì)認(rèn)知的影響。這項(xiàng)研究的目的是評(píng)估30個(gè)55至70歲的男性和女性中進(jìn)行力量鍛煉對(duì)認(rèn)知功能的急性影響。在不同的三天對(duì)受試者進(jìn)行測(cè)試，并且每組以不同的順序接受治療，以最大程度地減少實(shí)踐和秩序影響。在10分鐘的熱身后大約20-25分鐘內(nèi)，受試者以10次最大重復(fù)次數(shù)的70%，進(jìn)行了2組，每組10次的7次力量鍛煉。這項(xiàng)急性訓(xùn)練研究表明，他們的行為測(cè)量無法得出直接結(jié)論，即生理機(jī)制(例如心率和兒茶酚胺水平)是由急性運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的認(rèn)知功能變化的原因，和另一項(xiàng)研究所述一致。研究為認(rèn)知功能與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系提供了一些合理的機(jī)制(即兒茶酚胺水平和心率所指示的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的覺醒，以及血漿腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子)；但是，研究還指出，需要進(jìn)一步的研究來了解力量鍛煉如何，以及為什么會(huì)影響認(rèn)知功能。這項(xiàng)研究得出，急性力量鍛煉對(duì)中老年人和老年人的多種執(zhí)行認(rèn)知功能具有有益作用。

Chang等人對(duì)年齡在55至70歲之間的男性和女性進(jìn)行了一項(xiàng)短期研究，在該研究中，受試者被觀察了3個(gè)階段，每次間隔至少48小時(shí)。這項(xiàng)研究的目的是通過神經(jīng)心理學(xué)評(píng)估來衡量急性全身力量鍛煉對(duì)中老年人表現(xiàn)的影響(例如，倫敦塔任務(wù)用于測(cè)量計(jì)劃和工作記憶，這是執(zhí)行功能的一部分)。在10分鐘的熱身后約20分鐘內(nèi)，受試者對(duì)每項(xiàng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行2組，每組重復(fù)10次，以10次最大重復(fù)次數(shù)的70%進(jìn)行7次力量鍛煉。作者指出，神經(jīng)激素機(jī)制(即IGF-1)可能解釋了力量鍛煉對(duì)認(rèn)知的好處。作者得出，力量訓(xùn)練通過影響預(yù)期、運(yùn)動(dòng)計(jì)劃和定向來改變喚醒并改善認(rèn)知能力。

另外，一項(xiàng)短期研究表明，力量鍛煉可改善執(zhí)行認(rèn)知功能。Chang等人對(duì)男性和女性進(jìn)行了短期研究，對(duì)受試者進(jìn)行了兩次訪問。這項(xiàng)研究的目的是檢查41名年齡在35至65歲之間的男性和女性急性力量鍛煉對(duì)認(rèn)知功能的影響。受試者在大約45分鐘內(nèi)進(jìn)行2組各10次，最大重復(fù)次數(shù)75%的6種力量鍛煉。這項(xiàng)研究認(rèn)為，急性力量鍛煉可有效提高心率水平。該研究表明運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的生理喚醒(通過心率測(cè)量)可能是改善認(rèn)知功能的潛在機(jī)制。研究認(rèn)為力量鍛煉的急性作用對(duì)中年人的認(rèn)知功能有有益的影響。需要進(jìn)一步研究以確定是否增加的心率(可能導(dǎo)致大腦循環(huán)增加或血漿蛋白(例如兒茶酚胺)增加)是否是改善認(rèn)知功能的潛在機(jī)制？

3 認(rèn)知能力改善機(jī)制

盡管尚不清楚力量鍛煉如何增強(qiáng)老年人的認(rèn)知能力，但這些研究確實(shí)為提供了一些可能的機(jī)制。研究中給出的可能的機(jī)制，概述如下：Cassilhas等人提出長(zhǎng)期力量鍛煉增加了大腦的血液流動(dòng)，導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣向中樞神經(jīng)系統(tǒng)的運(yùn)輸。在以前的研究中也觀察到了這些發(fā)現(xiàn)。血液粘度增加與認(rèn)知能力呈負(fù)相關(guān)。即使Cassilhas等人并未將血液粘度的改善歸因于他們的研究，他們假設(shè)有氧訓(xùn)練通?？梢愿纳蒲毫鲃?dòng)，因此降低血液粘度可以改善認(rèn)知能力。研究表明慢性力量訓(xùn)練增加了IGF-1的血清濃度，并表明IGF-1參與腦源性分子的調(diào)節(jié)。IGF-1還促進(jìn)神經(jīng)元的生長(zhǎng)、存活和分化，并改善認(rèn)知能力。此外研究還提出運(yùn)動(dòng)通?？梢栽鰪?qiáng)抗氧化酶的活性，從而增強(qiáng)氧化損傷的修復(fù)作用。減少β-淀粉樣蛋白負(fù)荷可能是認(rèn)知功能改善的一個(gè)因素。

另外，Chang等人假設(shè)運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的生理喚醒(通過增加的心率來衡量)可能是力量鍛煉對(duì)認(rèn)知功能有益的機(jī)制。但力量鍛煉方式可能存在不同。Chang等人研究認(rèn)為，喚醒和特定生理機(jī)制的改變可能解釋了他們研究中看到的改善。神經(jīng)激素機(jī)制(即IGF1)可以解釋力量鍛煉對(duì)認(rèn)知的好處。Fragala等人指出，力量鍛煉如何改善空間意識(shí)的機(jī)制尚不清楚；但是，研究討論了其他研究如何顯示循環(huán)生長(zhǎng)因子，神經(jīng)適應(yīng)中的神經(jīng)營養(yǎng)素的運(yùn)動(dòng)作用(即介質(zhì)是在2個(gè)細(xì)胞，組織或器官之間傳遞信息的任何物質(zhì))以及運(yùn)動(dòng)如何通過增加腦血流動(dòng)，改善運(yùn)輸，并利用營養(yǎng)，神經(jīng)傳遞和神經(jīng)發(fā)生來影響腦功能。Ozkaya等人認(rèn)為，力量訓(xùn)練可能會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)功能，腦血流量的神經(jīng)生物學(xué)變化，或不同腦區(qū)的細(xì)胞復(fù)雜性增加。

研究為力量鍛煉改善認(rèn)知能力提供了一些可能的機(jī)制。但是，需要進(jìn)一步的研究來確定，可能有助于運(yùn)動(dòng)專業(yè)人士設(shè)計(jì)力量訓(xùn)練所需的確切機(jī)制。例如，通過各種測(cè)試測(cè)得的認(rèn)知功能的改善可能是由于力量訓(xùn)練的群體設(shè)置和社交化方面。 此外，參加力量訓(xùn)練的個(gè)人可能具有較高的成就感，因此在測(cè)試中表現(xiàn)更好。 其他研究者指出，認(rèn)知能力的提高可能是由于缺乏力量鍛煉經(jīng)驗(yàn)的人可能需要記住運(yùn)動(dòng)名稱，機(jī)器設(shè)置，發(fā)展原理和所使用的肌肉群而獲得了認(rèn)知刺激。Ozkaya等人還指出，僅僅參加小組活動(dòng)，這需要遵循指導(dǎo)者的指示和信息共享，可能有助于改善認(rèn)知功能?；蛘?，是否由于其他生物學(xué)和生理因素而使本研究的認(rèn)知功能得到改善？

4 實(shí)際應(yīng)用

盡管衰老是一個(gè)不斷發(fā)展的動(dòng)態(tài)過程，但事實(shí)證明，力量訓(xùn)練能幫助甚至防止某些觀察到的負(fù)面變化。為所有年齡段(尤其是老年人)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單有效的力量鍛煉計(jì)劃中發(fā)揮關(guān)鍵作用，以幫助改善和維持認(rèn)知功能。

在為老年人制定力量訓(xùn)練處方以改善認(rèn)知功能以及身體機(jī)能時(shí)，應(yīng)考慮從輕度運(yùn)動(dòng)(即40%至50%1RM)開始到中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)(即60%至70%1RM)，然后逐漸發(fā)展到更高強(qiáng)度，需要從生理和心理的角度來看個(gè)人是否可以忍受更高的強(qiáng)度。有些個(gè)體可能已經(jīng)受傷，可能需要降低強(qiáng)度，或者如果強(qiáng)度太高，有些人可能會(huì)完全避免使用力量鍛煉或進(jìn)行任何形式的鍛煉。因此，最好是以個(gè)人能夠承受的強(qiáng)度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而不是完全避免力量鍛煉。應(yīng)能夠有機(jī)地整合。

應(yīng)當(dāng)考慮如何設(shè)計(jì)力量鍛煉計(jì)劃，需要進(jìn)行全身鍛煉，一次選擇1-2組，每組10-15次重復(fù)練習(xí)，并且選擇7-10種訓(xùn)練形式覆蓋主要肌肉群，每周至少進(jìn)行2次鍛煉。該程序還應(yīng)包括熱身和放松時(shí)間，并且整個(gè)力量鍛煉應(yīng)該持續(xù)大約30至45分鐘，或更長(zhǎng)時(shí)間，這要視個(gè)人的承受能力而定，進(jìn)行定期評(píng)估，預(yù)防損傷。應(yīng)將力量鍛煉推薦為所有年齡段的每周健身計(jì)劃的組成部分，以幫助改善和維持個(gè)人一生的心理和身體機(jī)能。