抗阻运动防治老年人衰弱的研究进展

本文来源：中华老年医学杂志, 2024,43(6) : 662-667.

本文作者：高超 潘麒羽 周子一 段春波

衰弱是与年龄相关的临床疾病，其特征是生理功能受损，对压力源的易感性增加，以及跌倒、过早死亡、功能下降、住院和入住养老院等不良临床结果的风险增加。衰弱是指老年人生理储备下降导致机体易损性增加，抗应激能力减退的非特异状态，是一种多层面的老年综合征，涉及多系统病理和生理变化，包括神经肌肉、代谢内分泌、免疫系统等，覆盖与身体表现、营养状况、心理健康和认知有关的缺陷。研究显示，衰弱在老年人群中的患病率为4.9%～27.3%。体育锻炼是保持老年人功能能力和改善衰弱症状的有效策略。除了功能增强外，运动被认为是增强患有认知障碍和痴呆症的体弱老年人认知功能的基石。

随着年龄的增长，肌肉骨骼健康和许多与年龄相关的功能变化，如骨密度、肌肉质量、力量和功能的丧失，很大程度上是缺乏体育活动和久坐的生活方式导致的。中年时期缺乏运动与老年人衰弱的风险增加密切相关。适当的有针对性的运动可以保持或改善骨密度、肌肉质量、力量和功能，对减少失能并延长老年人的功能寿命至关重要。近年来，针对老年人衰弱的防治，研究人员提出了多种运动模式，其中抗阻运动对衰弱预后的影响越来越受到重视。

一、 不同类型的抗阻运动对老年人衰弱的作用

1．弹力带阻力运动：

肌肉萎缩涉及与年龄相关的肌肉力量和肌肉质量下降，导致老年人衰弱和失能。一项针对肌萎缩性肥胖老年女性的随机对照试验研究中，研究组(18例)接受了为期12周的渐进式弹力带阻力训练(每周3次)，对照组(17例)仅进行40 min的关于运动概念的课程学习，在干预前后进行双能X射线吸收测定，以评估身体成分，两组研究对象的年龄、生化参数及体质指数差异均无统计学意义；干预后，研究组右上肢脂肪比例、左上肢脂肪比例、总脂肪百分比和身体成分脂肪百分比均有所下降(均PPP

2．联合阻力训练：

一项关于多种形式的治疗性运动，即阻力运动、有氧运动、平衡和/或步行运动结合的研究表明，联合阻力训练可以改善肌肉质量、力量和功能。此外，每周进行至少2次力量训练可降低老年人肌少症的风险，增加肌肉量，提高身体表现。联合阻力训练和有氧运动对人体测量特征(包括肌肉质量和功能参数)显示出显著的有益影响。

3．渐进阻力训练(PRT)：

PRT是维持或改善肌肉质量和功能，防止衰弱进展的最有效策略。PRT是一种肌肉强化方法，旨在随着个人力量的提高而逐渐增加阻力。所使用的设备可以包括哑铃、阻力带和阻力训练机，但为了获得最佳结果，一个计划应该包括渐进超负荷和特异性的训练原则。基于阻力的训练在预防和管理衰弱方面的益处包括改善肌肉质量、力量、功能和灵活性。

4．Vivifrail多组分结构化运动训练模式：

Vivifrail是一种基于世界卫生组织的内在能力概念设计的多成分、个性化的锻炼计划，旨在预防老年人跌倒和衰弱。Vivifrail根据个人的身体功能(严重、中度或轻度限制)制订锻炼计划，由步态速度、简易体能状况量表(SPPB)评分和跌倒风险评估3个部分组成。一项针对肌肉力量较低的墨西哥老年女性的研究结果显示，受试者肌肉力量、步态速度、椅子站立和定时出发能力经Vivifrail训练后均有所提高。

5．高强度渐进阻力和冲击训练(HiRIT)：

澳大利亚的"训练肌肉和骨质疏松症康复的举重干预(LIFTMOR)"试验侧重于在不同人群中进行8个月有监督的、以骨骼为中心的HiRIT。LIFTMOR项目包括5组运动，每组重复5次，每组有3项练习(头顶压、提举和深蹲)，两组之间的休息间隔为1 min。最近的一项LIFTMOR试验结果表明，试验组骨密度显著增加(粗隆密度和腰椎骨密度分别平均改善2.8%和4.1%)，肌肉质量增加(1.5%)，股骨内侧颈皮质骨厚度改善。患者对高强度、有监督的训练计划的依从性较高(平均为77.8%)，不良事件较少，表明该方法对患有骨质疏松症或有骨质疏松症风险的老年人安全有效。

6．低容量/高强度动态阻力运动(HIT-DRT)：

德国Franconian骨质疏松症和肌肉减少症试验(FrOST)的结果显示，HIT-DRT对患有骨质疏松症(骨质疏松症与肌肉减少症同时发生)的社区老年男性有一定程度的益处，HIT-DRT运动12个月后，干预组的肌肉质量相对于对照组有所改善。

二、 抗阻运动防治衰弱的机制

1．年龄依赖性神经肌肉机制：

尽管肌肉质量损失和力量产生能力之间存在关系，但力量减少不能单纯用衰老引起的肌肉萎缩来解释，因为肌肉萎缩的发生速度比力量损失慢。力量障碍是神经和肌肉系统改变的结果，衰老过程中的力量损失还可归因于控制肌肉激活的神经系统损伤。神经对衰老的适应中枢神经系统的协调和调节肌肉骨骼系统的运动动作是通过兴奋性和抑制性命令来实现的，这两种命令共同调节自愿行动中的力量产生。一般来说，肌肉力量调节取决于动作电位的频率和募集的运动单位(即α运动神经元及其支配的肌肉纤维)的数量，其中频率或肌肉腱适应衰老肌肉系统的性能直接取决于神经系统的性能。然而，在肌肉激活和收缩开始后，肌肉腱系统固有的因素也决定了力产生和转移至骨骼系统的能力和速度。力的产生是由中枢神经系统发出的信号启动的，然后由外周神经系统传递给肌肉和肌腱。衰老对这一途径的不同水平产生了负面影响，降低了老年人产生力量的能力，卧床休息的情况(如住院或术后患者)可能会加剧这一过程。药物治疗(如激素治疗)可以通过增加肌肉质量、力量等降低衰弱程度。

2．过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活剂(PGC1-α4)表达增加：

抗阻运动训练(RET)是治疗肌少症、衰弱和代谢紊乱的有效对策。研究显示，RET诱导的PGC1-α4表达的增加不仅促进肌肉肥大，而且增强糖酵解，为肌肉收缩提供快速的三磷酸腺苷(ATP)供应。在人类骨骼肌中，PGC1-α4在RET后与过氧化物酶体增殖物激活受体-β(PPARβ)结合，对下游关键糖酵解基因的表达产生影响。在肌管中，PGC1-α4过表达以PPARβ依赖的方式增加厌氧糖酵解，并促进肌肉葡萄糖摄取和脂肪氧化。与此相反，急性阻力运动以一磷酸腺苷(AMP)活化蛋白激酶依赖的方式激活糖酵解。这些结果提供了RET与改善葡萄糖代谢之间的机制联系，为对抗衰老和缺乏运动诱导的代谢性疾病提供了一个重要的治疗靶点，使那些因多种原因无法锻炼的人受益。

3．肠道微生物与骨骼肌质量的关系：

Castro等对Wistar大鼠进行12周的抗阻运动干预，结果显示，抗阻运动具有增加肠道菌群多样性并改善其生物学功能的潜力。肠道与肠道微生物组(微生物代谢产物、肠道肽、脂多糖和白细胞介素)相互作用而产生的信号，构成了肠道微生物组活性和骨骼肌之间的联系，并通过调节全身/组织炎症和胰岛素敏感性来影响肌肉功能。研究表明，乳酸菌和双歧杆菌能够减轻啮齿类动物的肌少症和恶病质。在临床试验中，由于研究数量少、种群的可变性大以及难以准确和高再现性地测量肌肉质量和功能，未发现能够优化肌肉质量和功能的特定菌株，仍需进行进一步研究。能够优化肌肉功能的策略组合，包括与益生元和其他已知刺激肌肉合成代谢的补充剂(如蛋白质)相关的细菌(新微生物、细菌生态系统或混合物，更容易在特定肠道生态系统中定植)，可能是维持肌肉功能的最佳方式。

4．其他：

尽管抗阻运动会激活外周血单个核细胞(PBMC)中活化B细胞的核因子κB轻链增强子(NF-κB)信号通路，诱导细胞出现急性细胞溶质氧化应激反应，但在抗阻训练期后，抗氧化酶的表达会得到改善。一项系统综述的结果表明，阻力运动后，老年人的自然杀伤细胞活性会增加，但年轻人的却会立即降低。此外，抵抗运动可以提高中性粒细胞的吞噬活性，但对淋巴细胞增殖的影响尚不清楚。总之，抗阻运动对年轻人和老年人免疫细胞功能的几个方面均存在有利影响。免疫细胞功能的急性变化在一轮抵抗运动之后就会发生，然而，维持几周的定期阻力训练对免疫细胞功能获得有益的适应似乎是必要的，这可能与更好的免疫力和减少炎症有关。

三、 老年人抗阻运动防治衰弱的相关研究

1．健康老年人抗阻运动防治衰弱的研究：

美国老年人生活方式干预和独立(LIFE)试验结合了步行(目标为每周150 min)、阻力训练、灵活性和平衡训练，研究纳入1 635例70～98岁衰弱老年人(定义为SPPB评分≤9分)，研究期间每周在指定中心锻炼2次，家庭训练3～4次，2.6年后严重行动不便(无法在15 min内完成400 m步行测试)从对照组(进行健康教育)的35.5%减少至干预组的30.1%(HR＝0.82，95%CI：0.69～0.98)；24个月的随访期后，干预组的步行/阻力训练活动时间平均比对照组多104 min。

2．衰弱合并疾病的抗阻运动干预研究：

(1)预防和管理脆性骨折：衰弱与肌肉骨骼、感觉和神经系统的衰退有关，运动和感觉、神经系统的衰退又增加了低创伤脆性骨折的可能性。预防脆性骨折的最佳运动处方包括带PRT的负重(冲击)运动以及平衡和灵活性训练。负重运动可以为运动系统提供足够的机械负荷(应变)，从而改善骨密度，有助于改善衰弱状态。指南建议，中至高危的骨折风险人群需2倍于体重的运动引发负荷(峰值地面反作用力)，低骨折风险人群需4倍于体重的运动引发载荷。来自临床试验和随机对照试验的荟萃分析证据表明，每周2次或2次以上的运动对骨骼的益处最大。此外，对绝经后妇女运动强度的荟萃分析结果显示，需要中至高强度的运动来改善骨密度(总髋关节和腰椎骨密度)，而低强度的运动和步行几乎没有效果。(2)降低痴呆、阿尔茨海默病或轻度认知功能下降的风险：衰弱和认知障碍是老年患者中两种非常常见的老年综合征，且经常相关和重叠，主要不良后果为功能下降和失能。运动对这两种综合征均有潜在的干预作用，西班牙三家三级医院的老年门诊进行的一项多中心随机临床试验，纳入240例合并轻度认知障碍或轻度痴呆的衰弱前期或衰弱的老年患者，干预组采用Vivifrail多组分运动干预计划，包括阻力训练、步态再训练和平衡训练，这是目前在衰老过程中保持其功能能力的最佳策略；该研究主要终点是功能能力的变化，次要终点是认知和情绪状态的变化、以及生活质量[欧洲五维生存质量量表(EQ-5D)]、6 m步态速度和步态参数的变化(即步态速度和步态变异性)，研究表明针对高危人群的创新个性化多组分运动处方是合理的。

四、共识指南推荐内容

衰弱识别和管理国际临床实践指南建议卫生从业人员为衰弱老年人推荐渐进性和具有抗阻力训练方面的锻炼计划，衰弱管理的一线治疗应包括给予抗阻力训练的多方面锻炼计划，中等确定性证据表明，衰弱老年人在执行渐进式的基于阻力训练或包含抗阻力训练的多方面锻炼计划时，可以改善其衰弱状态和身体功能。老年人衰弱预防中国专家共识(2022)推荐实施抗阻、力量及平衡训练联合的运动计划，如将有氧运动、伸展或柔韧性运动、平衡训练、抗阻训练等相结合，并遵循个性化、分期和逐步增加的原则。亚太地区临床实践指南强烈推荐亚太地区的医疗保健提供者在老年人衰弱的管理中使用抗阻力训练进行体育锻炼，强烈推荐衰弱老年人转诊进行循序渐进的、个性化的体育锻炼计划，其中应包括抗阻力训练的内容。老年人躯体功能受损防控干预中国专家共识(2022)推荐意见包括：运动康复训练是延缓或逆转功能受损、改善患者疾病预后和生活质量的理想方式，主要包括抗阻训练、平衡训练、有氧运动训练、结构化训练等形式，抗阻训练是提高肌肉质量和力量最有效的方式，可以提高骨密度，降低老年人骨折和跌倒的风险，改善骨骼肌减少和肌肉的功能状态，预防失能等的发生。

五、抗阻运动的最佳处方研究

抗阻运动处方的主要内容包括运动的类型、持续时间、强度、频率和总量等，具体方案的选择需依据老年功能受损患者的实际情况及耐受性进行调整。老年人躯体功能受损防控干预中国专家共识(2022)指出，老年人宜根据功能受损的程度，制定个体化的训练方案，建议每周进行2～3 d抗阻训练，从每天1～2组开始，逐渐增加至每天2～3组，每组8～12次主要肌群的锻炼，哑铃、弹力带等是老年人较好的抗阻运动工具；循证医学研究表明，70%～80%单次最大重复次数重量(1RM)强度的抗阻训练比轻度(

六、小结与展望

随着老龄人口的增加，老年人衰弱的防治研究受到研究者关注。政策制定者和医疗保健专业人员可以通过相关研究，为患有或面临衰弱风险老年人的运动决策提供信息。未来的研究应侧重于如何在日常生活中经济高效地实施锻炼干预，包括如何提高对此类计划的依从性和支持度。随着精准医学新时代的到来，为衰弱老年患者制定包括抗阻运动在内的多种运动方式的"精确运动处方"将成为研究的新方向。