錢琨，于辰曦，李毅，孫水

（山東第一醫(yī)科大學附屬省立醫(yī)院骨關(guān)節(jié)科，山東濟南 250021）

膝骨性關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis,KOA）是常見的退行性疾病，60 歲以上人群中有臨床癥狀的KOA發(fā)生率高達37%［1，2］。KOA 的主要體征包括關(guān)節(jié)疼痛、僵硬、活動受限和肌肉無力，嚴重影響患者的生活質(zhì)量［3，4］。目前針對該病特點常采取階梯式治療，運動作為基礎(chǔ)治療的一部分發(fā)揮重要作用［3］。大量證據(jù)表明，運動可緩解KOA 患者關(guān)節(jié)疼痛和功能障礙、降低合并癥風險并推遲手術(shù)治療時間；也可改善術(shù)后康復效果［5～7］。在患者體質(zhì)差異、運動方式和強度等因素的影響下，運動的臨床效果存在差異，不科學的運動反而會導致KOA 加劇。運動處方可在保證患者安全的前提下充分發(fā)揮運動的治療優(yōu)勢，筆者總結(jié)了近年來運動處方在KOA 應用的相關(guān)進展，以期為今后臨床治療提供參考。

1 運動處方概述

運動處方是針對特定目標而設計的個體化鍛煉方案［8］。運動處方應以患者為中心，與患者的年齡、合并癥、興趣等相適應，由患者和臨床醫(yī)師共同決定［9，10］。在制定運動處方時，其內(nèi)容需包括運動頻率、運動強度、運動時間、運動方式、運動總量和運動進階6 個核心要素，即FITT-VP（frequency,intensity,time, type, volume and progression）原則；并在實踐中根據(jù)反饋進行動態(tài)化調(diào)整［9，10］。同時，在實施過程中強化飲食和體重管理以獲得最佳療效［5，11］。

2 在預防KOA 進展中的作用

2.1 調(diào)節(jié)促炎-抗炎平衡

炎癥是KOA 病程中的核心環(huán)節(jié)［7］。炎癥因子可破壞關(guān)節(jié)內(nèi)微環(huán)境，引起關(guān)節(jié)軟骨、軟骨下骨、半月板和髕下脂肪墊等損傷，導致KOA 發(fā)生［7，12］?？茖W化的運動在調(diào)節(jié)促炎-抗炎平衡方面發(fā)揮重要作用。先前研究表明，運動可抑制IL-1β （interleukin-1β）、IL-6（interleukin-6）和TNF-α（tumor necrosis factor-α）等促炎因子釋放并促進抗炎因子IL-10（interleukin-10）分泌［13，14］。Estebanez 等［15］報道，為期8 周的運動降低了與炎癥因子相關(guān)的外泌體CD63 蛋白表達。近期研究表明，運動可促進鳶尾素（irisin）釋放進而激活抗炎通路，降低TLR4（tolllike receptor 4）、MyD88（myeloid differentiation factor 88）、 MAPK （mitogen-activated protein kinase） 和NF-κB（nuclear factor-κ-gene binding）表達，抑制促炎因子的產(chǎn)生［16］。

2.2 緩解疼痛

運動是緩解慢性疼痛的重要方法［3，5］，Oguz等［17］發(fā)現(xiàn)為期6 周的運動可顯著緩解KOA 患者疼痛。據(jù)文獻報道，高疼痛敏感性是KOA 患者的重要特征［18］。運動可使疼痛敏感性降低，這種現(xiàn)象被稱為運動誘發(fā)痛覺減退（exercise-induced hypoalgesia,EIH），是內(nèi)源性疼痛調(diào)節(jié)的重要途徑［19］。中至高強度有氧運動、等長運動、動態(tài)抗阻運動均可產(chǎn)生EIH效應［18，19］。目前EIH 的具體機制尚不清楚，Wu等［19］認為EIH 與自上而下的疼痛抑制系統(tǒng)有密切聯(lián)系，并且運動強度在EIH 中發(fā)揮關(guān)鍵作用。Zheng等［18］也得出類似結(jié)論，指出有氧運動的鎮(zhèn)痛作用與運動強度相關(guān)，并涉及中樞下行傷害性抑制系統(tǒng)的參與。

2.3 改善肌肉質(zhì)量

下肢肌力降低和肌肉質(zhì)量減少是KOA 患者的主要表現(xiàn)，會增加跌倒風險［5，7］。運動能有效增加肌肉橫截面積，改善肌腱生物力學特征［7］。運動還可通過調(diào)節(jié)IGF-1（insulin-like growth factor 1）、Akt/mTOR和Akt/FoxO3a 信號通路，抑制TORC-1（target of rapamycin complex 1）表達，進而減緩衰老導致的肌肉退化，降低肌肉流失［20］。此外，抗阻訓練可促進肌衛(wèi)星細胞增殖、提升肌肉收縮蛋白及線粒體蛋白合成速率，從而有助于肌纖維肥大［21］。

下肢骨骼肌指數(shù)（skeletal muscle mass index,SMI）過低是KOA 的獨立危險因素，Liao 等［21］通過前瞻性實驗發(fā)現(xiàn)抗阻運動可提高老年KOA 患者的SMI，并且結(jié)合高蛋白營養(yǎng)補充可更快改善下肢功能。

2.4 保護關(guān)節(jié)軟骨

軟骨和軟骨下骨之間存在生物學和生物力學聯(lián)系，定期運動對軟骨下骨丟失和骨重塑有改善作用［7］。先前研究表明，適度機械應力可增加TNF-β（tumor necrosis factor-β） 和SOX9 （sex determining region Y-box 9）等 軟骨基 質(zhì) 合成因 子 表達［22，23］。Martins 等［24］認為中等強度的有氧訓練可提高OA 大鼠模型中軟骨生長因子BDNF（brain-derived neurotrophic factor）表達，降低TBARS（thiobarbituric acid reactive substances） 水平，維持軟骨穩(wěn)態(tài)。Li等［25］發(fā)現(xiàn)，適度運動可使小鼠腸道微生物多樣化，抑制與高脂飲食相關(guān)的MMP-13（matrix metalloprotease-13）和TLR4 表達，改善與OA 相關(guān)的軟骨變性。

3 訓練前評估

治療性運動對多數(shù)人而言是安全可行的，即使是嚴重的KOA 患者也可適用［6］。盡管如此，制定運動處方時仍需對KOA 患者進行綜合評估，以預防潛在的傷害或不良事件的發(fā)生［9］。國際骨關(guān)節(jié)炎研究學會（Osteoarthritis Research Society International, OARSI）強調(diào)，評估應遵循生物-心理-社會模型，內(nèi)容涵蓋參與運動的身體或功能限制、相關(guān)心理社會因素、整體健康水平、潛在的運動禁忌和合并癥、預防措施等關(guān)鍵內(nèi)容［10］。如不穩(wěn)定型心絞痛、難以控制的高血壓、血糖異常、嚴重的外周血管疾病、電解質(zhì)紊亂等均為運動相關(guān)禁忌［26］。在對患者的運動風險進行評估時，經(jīng)運動處方技術(shù)培訓合格的人員可采用基于體力活動水平的運動風險評估模型、體能測試、體格和影像學檢查、詳細的運動損傷史詢問等方法，以確保患者安全地參與運動［27］。

4 運動方式的選擇

目前常用的運動方式包括力量訓練、有氧訓練、柔韌性訓練、神經(jīng)肌肉訓練、水上運動和身心運動。力量訓練主要針對股四頭肌、髖外展肌等下肢肌肉群，是改善肌力最有效的方法［3，6，7］。KOA 患者可通過身體自重、阻力帶或相關(guān)器械等施加阻力進行訓練；常見方式包括等長訓練、等速訓練和等張訓練［6，7］。有氧訓練是目前最方便的運動形式，可改善KOA 患者心血管系統(tǒng)健康，并在較短時間內(nèi)緩解關(guān)節(jié)疼痛；適合有合并癥（如II 型糖尿病、肥胖、抑郁癥等）的KOA 患者［5，7，28］。其訓練形式多樣化，包括慢跑、騎自行車、球類運動等［7］。柔韌性訓練旨在提升關(guān)節(jié)活動范圍和肌肉柔韌性，通常只作為整體運動方案的一部分［5，29］。神經(jīng)肌肉訓練強調(diào)平衡和協(xié)調(diào)性，是改善本體感覺和膝關(guān)節(jié)功能穩(wěn)定性的最佳選擇；適用于內(nèi)翻畸形嚴重、TKA 術(shù)后疼痛或跌倒風險較高的KOA 患者［5，7］。當前文獻集中在TKA 術(shù)后患者，需對早期KOA 患者更多報道［7］。水溫刺激和浮力是水上運動特有的優(yōu)勢，適宜的水溫可使KOA患者放松，有助于緩解下肢肌肉僵硬；水的浮力可減輕膝關(guān)節(jié)負荷，使嚴重疼痛的KOA 患者也能夠參與運動［5，29］。水上運動的不良事件發(fā)生率低于陸上運動，更適合肥胖的KOA 患者［7］。身心運動注重呼吸控制、放松和平衡，可在改善KOA 患者身體功能的同時調(diào)節(jié)其心理狀態(tài)；常見的運動形式有：太極拳、八段錦、瑜伽等［3，5］。

不同的運動方式或組合類型往往會導致治療效果的差異，目前仍存在分歧。Uthman 等［30］認為將力量、有氧和柔韌性運動相結(jié)合的方式對KOA 患者的治療效果最為明顯。Goh 等［31］的薈萃分析發(fā)現(xiàn)，選擇單一運動優(yōu)于混合運動（將兩種及以上的運動類型結(jié)合），有氧運動或身心鍛煉在改善疼痛和身體功能方面最佳，混合運動改善效果最小。

5 運動強度的設定

關(guān)于運動強度的討論仍存在爭議，不同學者持有不同觀點。KOA 患者在運動初始階段，應以掌握運動技能和培養(yǎng)依從性為主，根據(jù)FITT-VP 原則，在訓練中逐漸調(diào)整運動強度［3，5］。Multanen 等［32］對輕度KOA 患者進行12 個月運動干預，認為高強度訓練可提高股骨頸骨密度，并且未損傷膝關(guān)節(jié)軟骨。Dunlop 等［33］研究表明，每周＞45 min 的中等強度運動，可改善下肢功能。Messier 等［34］通過隨機對照實驗發(fā)現(xiàn)，與低強度力量訓練相比，高強度訓練并未在緩解疼痛或改善生物力學等方面體現(xiàn)出更大優(yōu)勢。

6 運動處方的實施

目前主要分為3 種實施模式，包括家庭鍛煉、一對一個體化鍛煉和基于小組的鍛煉。家庭鍛煉的優(yōu)點在于支出較少且時間靈活，但訓練進度難以與其他患者保持一致［35］。相比之下，基于小組的鍛煉有助于使KOA 患者掌握正確的方法并提高其依從性［6，29］。近年來，數(shù)字健康技術(shù)的應用有望使更多KOA 患者從運動中獲益［5］。Jonsson 等［36］通過隊列研究發(fā)現(xiàn)，通過數(shù)字化遠程運動干預，可緩解KOA 患者疼痛。Hsu 等［37］的前瞻性實驗表明，基于遠程醫(yī)療的運動和飲食干預相結(jié)合，顯著提高了肥胖KOA 患者的下肢功能表現(xiàn)。

7 如何提高運動處方依從性

患者長期依從性差是臨床治療效果不佳的主要原因。運動引起的疼痛或不適、對運動處方的認知偏差、缺少專業(yè)指導等因素都會降低KOA 患者的運動依從性［5］。目前提高運動處方依從性方法有：目標設定、患者教育、分層訓練、運動監(jiān)測與隨訪等［10，29，38］。良好的患者教育可使患者更好地理解運動的安全性和優(yōu)點；分層訓練有助于優(yōu)化運動療法的整體療效，建立積極的醫(yī)患關(guān)系；運動監(jiān)測可使用可穿戴活動追蹤器、遠程醫(yī)療等數(shù)字化干預手段，且取得良好反饋［5，6，38］。

8 現(xiàn)狀與展望

近年來，運動處方在防治KOA 的應用中取得顯著進展，其個體化設計、多元化運動選擇與數(shù)字技術(shù)的加入為KOA 患者提供了更豐富的非藥物保守治療選項。目前，個體化運動處方尚處于起步階段，其適用范圍、最佳治療參數(shù)等仍缺少統(tǒng)一規(guī)范和標準。此外，患者的長期依從性差是臨床治療效果不佳的主要原因，如何更好地改善KOA 患者長期依從性仍有待解決。隨著運動康復醫(yī)學的發(fā)展和普及力度的增加，相信未來將有更多KOA 患者從運動處方中獲益。