抗阻訓練在骨骼肌減少癥中應用效果的Meta 分析

周 園，張 婧*，陳建剛，潘新亮，龍佳旻，李小龍

1.陜西師范大學體育學院，陜西 710119；2.北京體育大學運動人體科學學院

隨著年齡增長，骨骼肌質量和功能下降。已有研究顯示，50 歲后骨骼肌質量會以每年1%～2%的速度減少，骨骼肌力量在50～60 歲時會下降1.5%，嚴重者可導致骨骼肌減少癥（sarcopenia）[1?2]。骨骼肌減少癥也稱肌少癥，疾病編碼為M68.2[3]，是一種以全身骨骼肌質量減少、骨骼肌力量和功能漸進性喪失為特征的老年綜合征[3?4]，可導致老年人骨折風險增加、身體活動受限、跌倒和殘疾[5]。據統計，60～70 歲的老年人中有5%～13%生活受骨骼肌減少癥影響，且發病率隨年齡增長而增加[6]。截至2018 年底，我國60 歲以上老年人口已達2.49 億人，占總人口的17.9%[7]，因此對骨骼肌減少癥進行預防、治療研究具有重要的社會意義?？棺栌柧毷侵委煿趋兰p少癥的有效手段，在提高老年人骨骼肌質量、骨骼肌力量、生活質量和整體健康水平等方面效果較好[8?9]，但目前針對老年人骨骼肌減少癥抗阻訓練的運動方案尚未統一，因此，本研究運用Meta 分析方法，就國內外關于抗阻訓練對骨骼肌減少癥病人握力、步態速度、骨骼肌質量指數（SMI）和總脂肪含量影響的隨機對照試驗（randomized controlled trial，RCT）進行定量分析，并對納入研究的異質性進行討論，以期為今后骨骼肌減少癥病人運動干預方案的制定提供依據。

1 資料與方法

1.1 納入及排除標準

1.1.1 研究類型 隨機對照試驗。

1.1.2 研究對象 符合歐洲老年骨骼肌減少癥工作組（EWGSOP）和亞洲骨骼肌減少癥工作組（AWGS）規定的骨骼肌減少癥診斷標準；未患任何影響運動能力的疾??；年齡≥60 歲的老年人。

1.1.3 干預措施 ①試驗組僅接受試驗設計的抗阻運動干預，不參與其他運動干預，不改變日常生活習慣，不服用特殊營養素和藥物；對照組不進行任何規律性運動。②干預時間≥8 周，每周2 次或3 次，每次干預時間不低于40 min。③運動強度為中等強度（40%～70% 1RM，其中，1 RM 為1 次能舉起的最大負荷）。

1.1.4 結局指標 根據骨骼肌減少癥的定義，從骨骼肌含量、骨骼肌力量、骨骼肌功能3 個角度選取骨骼肌質量指數、握力（grip strength，GS）、步態速度（gait velocity，GV）3 項指標反映抗阻訓練對骨骼肌減少癥病人的干預效果；選取總脂肪含量（total fat mass,TFM），并結合上述3 項指標，反映抗阻運動對肌少性肥胖（sarcopenic obesity,SO）病人的干預效果。

1.1.5 排除標準 ①非隨機對照試驗的文章、學位論文和會議論文等；②未設立無規律運動的對照組；③無法提取試驗前后結局指標變化定量數據。

1.2 檢索策略 計算機檢索The Cochrane Library、PubMed、Web of Science、中國學術期刊全文數據庫（CNKI）和萬方數據庫中關于抗阻訓練在骨骼肌減少癥中應用的研究，檢索時間為建庫至2019年12月31日。外 文 檢 索 詞 包 括“sarcopenia”“sarcopenias”“resistance training”“training,resistance”“strength training”“weight?lifting strengthening program”“randomized controlled trial”等。中文檢索詞包括“骨骼肌減少癥”“肌肉衰減綜合癥”“肌少癥”“抗阻訓練”等。

1.3 文獻篩選和資料提取 2 名研究人員嚴格按照納入及排除標準檢索文獻，提取文獻信息并交叉核對，統一度量單位。意見不同時，與第3 名研究人員共同討論決定。提取信息主要包括研究類型、文獻第一作者姓名、發表年份、試驗組和對照組樣本量、干預方式、干預周期、干預頻率、干預時間、運動強度、訓練量、結局指標。

1.4 質量評價 對納入的研究采用Cochrance 手冊推薦的偏倚評估工具[10]進行評價，包括隨機序列產生（選擇偏倚）、分配隱藏（選擇偏倚）、研究者和受試者施盲（實施偏倚）、研究結局的盲法評價（測量偏倚）、結局數據的完整性（隨訪偏倚）、選擇性報告研究結果（報告偏倚）以及其他來源（其他偏倚）7 個方面。

1.5 統計學方法 采用Review Manager 5.3和Stata 15.0軟件對納入文獻進行偏倚風險評估、異質性檢驗、數據合并，并繪制風險偏倚評估圖和森林圖。研究中提取數據均為連續型變量，度量單位統一，效應量采用均方差（mean difference,MD）進行合并，并計算95%置信區間（CI）。采用Q 統計量和I2檢驗進行異質性評價，若P>0.1 且I2≤50%，表示研究間異質性可接受，選用固定效應模型進行Meta 分析；若P≤0.1 或I2>50%，表示研究間異質性較大，選用隨機效應模型進行Meta分析。選用“metabias”命令對納入研究進行發表偏倚檢測，所有結果均以P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 文獻檢索結果 通過檢索各數據庫，共得到1 119 篇文獻，其中The Cochrane Library 檢索 到604 篇文獻，PubMed 檢索到157 篇文獻，Web of Science 檢索到205 篇文獻，CNKI 檢索到33 篇文獻，萬方數據庫檢索到120 篇文獻。將檢索到的文獻導入EndNote X9中，剔除重復文獻376 篇，閱讀文題及摘要剔除不相關文獻684 篇，閱讀全文剔除不符合標準文獻45 篇，最終納入文獻14 篇[11?24]。文獻篩選流程及結果見圖1。

圖1 文獻篩選流程及結果

2.2 納入文獻基本特征 共納入14 篇文獻[11?24]，共 563 例病人，試驗組289 例，對照組274 例。詳見表1。

表1 納入Meta 分析文獻的基本特征

2.3 納入文獻質量評價（見圖2）

圖2 納入文獻質量評價

2.4 Meta 分析結果

2.4.1 握力 8 項研究[11?18]報道了抗阻訓練對骨骼肌減少癥病人握力的干預效果，試驗組162 例，對照組156例。各研究間統計學異質性可以接受(I2=27%，P=0.21)，采用固定效應模型進行分析。Meta 分析結果顯示：試驗組握力高于對照組，差異有統計學意義[MD=2.87，95%CI（1.75，4.00），P<0.000 01]，見圖3。

圖3 兩組握力比較森林圖

2.4.2 步態速度 8 項研究[11?12,16?21]報道了抗阻訓練對骨骼肌減少癥病人步態速度的干預效果，試驗組163例，對照組150 例。各研究間統計學異質性較大(I2=74%，P=0.000 4)，采用隨機效應模型進行分析。Meta 分析結果顯示：試驗組步態速度快于對照組，差異有統計學意義[MD=0.21，95%CI（0.13，0.29），P<0.000 01]，見圖4。

針對粉塵及揚塵量大、麻繩剔除效果差、流量控制系統缺點較多、浸梗水頻繁更換及浸梗時間不可調等問題，對煙梗預處理加工工藝進行了優化改進，并設計了如下流程：

圖4 兩組步態速度比較森林圖

2.4.3 骨骼肌質量指數 4 項研究[13,17?18,22]報道了抗阻訓練對骨骼肌減少癥病人骨骼肌質量指數的干預效果，試驗組68 例，對照組68 例。各研究間統計學異質性可以接受(I2=0%，P=0.49)，采用固定效應模型進行分析。Meta 分析結果顯示：試驗組骨骼肌質量指數與對照組相比，差異無統計學意義[MD=0.10，95%CI（?0.16，0.35），P=0.46]，見圖5。

圖5 兩組骨骼肌質量指數比較森林圖

2.4.4 總脂肪含量 4 項研究[12,14,23?24]報道了抗阻訓練對骨骼肌減少癥病人總脂肪含量的干預效果，試驗組93 例，對照組87 例。各研究間統計學異質性可以接受(I2=0%，P=0.50)，采用固定效應模型進行分析。Meta 分析結果顯示：試驗組總脂肪含量低于對照組，差異有統計學意義[MD=?2.63，95%CI（?4.15，?1.12），P=0.000 6]，見圖6。

圖6 兩組總脂肪含量比較森林圖

2.5 發表偏倚分析 選用“metabias”命令對納入的研究結局指標進行Egger′s 回歸分析，結果表明，涉及握 力（t=2.25，P=0.065）、步 態 速 度（t=1.90，P=0.099）、骨骼肌質量指數（t=0.31，P=0.788）和總脂肪含量（t=?1.17，P=0.326）比較的文獻均不存在發表偏倚。見表2。

表2 發表偏倚Egger′s 回歸分析結果

3 討論

骨骼肌減少癥病人主要表現為骨骼肌質量、骨骼肌力量下降和身體功能受限。Frontera 等[25]對12 名年齡（65.4±4.2）歲的健康久坐男性進行為期12 年的隨訪，結果表明，其骨骼肌力量會以每年1.4%～1.5%的速度下降，與上肢相比，下肢力量下降幅度更大。而骨骼肌質量的下降主要表現為Ⅱ型肌纖維萎縮[26]，會導致老年人跌倒風險增加[1]、喪失生活獨立性，加重社會醫療負擔[27]。

3.1 骨骼肌減少癥發生的生物學機制 目前研究認為,骨骼肌減少癥的發生與骨骼肌蛋白合成和分解失衡[15]、激素水平降低、線粒體功能障礙、慢性炎癥、氧化應激和運動神經元喪失等有關[28]。骨骼肌蛋白的合成代謝與分解代謝受多條信號通路調控。胰島素樣生長因子（IGF?1）/磷酯酰肌醇3?激酶（PI3K）蛋白激酶B（Akt）[29?30]、肌肉生長抑制素（MSTN）[31]、G 蛋白等介導的信號通路可以增強骨骼肌蛋白合成代謝，促進骨骼肌質量增加[32]；泛素?蛋白酶體途徑（UPS）[33]、IGF?1/Akt/叉頭狀轉錄因子O（FoxO）[34?35]、自噬?溶酶體途徑[36]、核因子κB（NF?κB）[37]及糖皮質激素（GCs）[38]等介導的信號通路可以促進骨骼肌蛋白分解代謝，導致骨骼肌質量降低[32]。已有研究表明，IGF?1 可激活PI3K/Akt/雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路，增強骨骼肌蛋白合成代謝[39]；但隨著年齡增長，Akt、mTOR 活性降低，骨骼肌蛋白合成代謝減弱。此外，腫瘤壞死因子?α（TNF?α）、白介素?6（IL?6）等炎性因子表達水平隨年齡增長而升高，可抑制Akt/mTOR 通路，增強骨骼肌分解代謝[40]；炎性因子增加使線粒體產生過量活性氧（ROS），上調NF?κB 表達，活化USP，加速骨骼肌分解代謝[40?41]，引起骨骼肌蛋白代謝失衡，最終導致骨骼肌減少癥[42]。

隨著年齡增長，體內胰島素、睪酮等激素穩態失調也可能導致骨骼肌質量下降，兩者都是骨骼肌蛋白代謝調節因子，可以促進骨骼肌蛋白質合成[43?45]。隨年齡增長，衰老的骨骼肌細胞受胰島素作用，合成蛋白質能力明顯降低[46]。此外，男性體內睪酮水平會隨年齡增長而下降，大約每年下降1%，睪酮水平下降會使骨骼肌蛋白合成減少[47]。提示體內激素水平降低導致骨骼肌減少癥可能是由骨骼肌蛋白代謝失衡引起。

骨骼肌細胞在衰老過程中容易發生氧化應激反應，與慢性炎癥的發生有關。骨骼肌細胞通過上調TNF?α、白介素?1（IL?1）、NF?κB 等因子表達，導致慢性炎癥狀態[48]。老年人骨骼肌細胞內TNF?α、IL?6 等炎性因子水平較高，活性氧產生過量，引起氧化應激反應，導致骨骼肌細胞內線粒體功能異常[47]，能量合成減少，骨骼肌細胞內腺苷一磷酸（AMP）含量升高，腺苷一磷酸激酶（AMPK）活性增強，mTOR 活性抑制，導致骨骼肌蛋白合成減少，最終引發骨骼肌減少癥[49]。此外，由運動神經元喪失所導致的肌纖維數量和骨骼肌質量下降也可能是骨骼肌減少癥發生的原因[45]。

握力是一種簡單、有效測量上肢力量的方法，已被臨床廣泛用于評估骨骼肌減少癥病人上肢力量[24]。已有研究表明，握力可以有效預測骨骼肌質量下降，并且與老年人跌倒風險、住院時間以及死亡率顯著相關[52]。Chen 等[15]研究表明，訓練8 周后，抗阻訓練組左右手握力均顯著高于對照組（P<0.05）。Hassan 等[11]研究表明，干預后抗阻訓練組握力顯著提升（P=0.002），而對照組無顯著變化（P>0.05）。提示抗阻訓練可以增強病人握力，提高骨骼肌力量。

步態速度是用于評估骨骼肌減少癥病人骨骼肌功能的指標。已有研究結果證實，抗阻訓練可以顯著改善病人下肢骨骼肌功能[53]，提高步態速度[8]（P<0.01），Villareal 等[54]的為期24 周的抗阻訓練隨機對照試驗結果顯示，抗阻訓練組骨骼肌功能改善效果優于對照組，抗阻訓練組步態速度提升了0.155 m/s（P<0.05）,與本研究結果相似，但本研究納入步態速度指標的各項研究間異質性較大，因此抗阻訓練對骨骼肌減少癥病人步態速度的影響還需納入更多研究予以進一步驗證。

骨骼肌質量指數等于四肢骨骼肌質量除以身高的平方，比相同人群年輕人平均值低2 個標準差，則認為患有骨骼肌減少癥[55]。Vikberg 等[56]研究發現，10 周抗阻訓練后，病人骨骼肌質量指數顯著提高。Liao 等[21]研究結果證明，抗阻訓練可以改善骨骼肌減少癥病人骨骼肌質量指數。但Kim 等[24]研究結果顯示，抗阻訓練可以有效降低病人體脂肪含量、提高骨骼肌力量和步態速度，但是干預前后骨骼肌質量指數沒有顯著變化。與本研究結果相似。Zeng 等[57?58]研究發現，不同種族老年人肌肉質量測量結果也存在差異，即使種族相同，也會因地理位置不同導致測量結果出現偏差。提示由地理位置不同引起同種族人群生活方式存在差異，也可能是骨骼肌減少癥發生的原因之一，需要依據居民生活方式劃分區域，建立一套適用于我國國民體質的骨骼肌減少癥診斷標準。

3.3 抗阻訓練對骨骼肌減少癥病人身體總脂肪含量的影響 骨骼肌力量和身體功能下降不僅與骨骼肌減少癥有關，還受骨骼肌內脂肪浸潤影響[59]。隨著肥胖的發展，脂肪細胞體積可能增加，導致脂肪細胞IL?6、TNF?α 和瘦素等促炎因子分泌比例增加，脂聯素等抗炎因子比例降低[60?62]。此外，隨著年齡增長，脂肪細胞也會表現出更高的促炎狀態[63]。由年齡增長和肥胖引起的慢性炎癥狀態會促進泛素?蛋白酶系統（UPS）表達上調，蛋白質分解速度加快，骨骼肌質量下降，進一步導致肌少性肥胖[64?65]。肌少性肥胖是在老年人群中發現的一種骨骼肌減少癥新表型，表現為較低的瘦體重、較高的脂肪含量、低骨骼肌質量和力量，是骨骼肌減少癥和肥胖癥綜合作用的結果[66?67]。Villareal 等[54]研究表明，中等強度的抗阻訓練可以降低身體脂肪含量，改善骨骼肌功能，提高骨骼肌質量、增強骨骼肌力量。Lee 等[68]研究結果顯示，進行8～24 周，每周2～5次的中等強度或低強度抗阻訓練，可以改善身體成分，降低身體脂肪含量。本研究Meta 分析結果顯示：抗阻訓練可以降低身體總脂肪含量[MD=?2.63，95%CI（?4.15，?1.12），P=0.000 6]。提示抗阻訓練可以有效降低肌少性肥胖病人身體脂肪含量，改善骨骼肌功能，可以作為肌少性肥胖病人臨床干預方式。

4 本研究局限性

①納入研究干預時間包含熱身活動和拉伸放松時間，其僅進行抗阻訓練的具體運動時間不確定，無法確定最佳抗阻運動干預時間；②骨骼肌質量指數和總脂肪含量效應量納入研究較少，結論可靠性受到影響；③Meta 分析中納入的各項研究樣本年齡跨度較大，無法精確分析抗阻訓練在不同年齡病人中的應用效果；④研究中的抗阻訓練運動強度均為中等強度，無法確定低強度和高強度抗阻訓練在骨骼肌減少癥病人中的應用效果。

5 小結

抗阻訓練對骨骼肌減少癥具有良好的改善作用，可以顯著提高骨骼肌減少癥病人握力，提升步態速度，降低身體總脂肪含量，但該研究結論需更多研究進一步驗證。