不同的体育运动类型及运动量对提高人体骨密度的不同影响

骨密度指骨单位面积所含的骨矿物量,它是反映人体骨骼代谢状况的一项重要指标。骨密度的高低取决于骨代谢状况,体育运动对骨密度具有较大的影响,近年来探讨运动在预防和治疗骨质疏松中的作用已成为热门话题。研究人体骨密度的变化情况可以了解骨代谢的状况,评价体育锻炼效果,进而指导大众健身。同时,骨密度也是评价运动员训练状况和身体机能状况的重要指标,运动训练中掌握骨密度的变化情况对于评价训练效果、防治运动性损伤具有重要的作用。现将运动对骨密度的影响的研究成果综述如下。

一、不同的体育运动类型对骨密度的影响

不同的体育运动类型产生的运动负荷不同,对骨密度的影响也不一样。很多研究[1-2]认为:大负重、爆发力的运动对骨的应力刺激作用大,在维持和提高骨密度上有优势。Lehtonen Veromaa等[3]通过研究认为,具有跳跃等爆发力在内的运动方式比单纯的跑步运动更能促进骨密度的增加。Creighton等[4]比较了负重运动(包括篮球、排球、足球、田径运动)与非负重运动(游泳)对骨密度的影响,认为负重运动比非负重运动对骨密度更有利。但张培珍等[5]报道了游泳运动不仅可以促进生长期骨量的积累,而且可以减缓伴随增龄而发生的骨丢失,以预防骨质疏松。

有关耐力性训练对骨骼影响的分歧较大。有研究表明,耐力性运动可以通过反复的冲力负荷,对骨量或骨密度的增加产生有益的影响。Snow Harter等[6]对近20岁的女性进行8个月负荷或慢跑训练表明,两者可使骨密度分别增加1.2%和1.3%。Chow等[7]把绝经后7年的女性受试者随机分组,分别进行有氧训练和有氧加耐力训练,12个月后,后者骨量增加8%,且相比前者明显增多。然而也有研究表明,耐力性锻炼对肌体的骨密度无显著影响。Kirk等[8]报道,参加长跑训练的绝经后妇女与同龄对照组之间其脊柱矿物质含量无差异。同时,也有很多研究表明高水平耐力运动员的骨密度低于正常人。

二、运动对骨密度的影响具有部位特征

不同的体育运动类型的运动员,他们不同部位的骨密度也各有特征。举重运动员上肢的骨密度明显高于跑步和一般娱乐对照组,说明局部骨骼所承受的负荷和局部骨量关系密切。Calbet等[9]研究了男子优秀排球运动员骨矿含量情况,研究表明职业排球运动员全身、脊柱和四肢(尤其是股骨颈)骨密度和瘦体重均显著高于一般人群;且运动员组主动臂骨密度值均大于非主动臂,左下肢骨密度高于右下肢,而一般人群则没有上述特点。

三、不同的运动量对骨密度的影响

不同的运动量可分别通过不同的运动强度、运动频率及运动持续时间来表现。研究报道表明,不同的运动量对骨密度的影响作用会有所不同。

1、不同的运动强度对骨密度的影响:

运动强度不一样对骨密度的影响不同。Hatori等[10]于1993年观察了不同的运动强度对绝经女性骨质的影响,发现30分钟/次、3次/周、持续28周的高于无氧阈强度的运动可显著性增加骨密度,而同样方案、低于这一强度的运动对骨密度无影响。Dorado和石河利宽等[11-12]分别对高尔夫球爱好者和职业高尔夫球手的骨密度进行了研究,结果表明由于高尔夫球运动是在柔软草皮上进行的、以步行为主的体育运动,其对骨的有效刺激不足,故不能明显提高骨矿含量和增加骨密度。但也有许多资料显示,一些中低强度的有氧运动如慢跑、步行和健身操等也有利于骨量的增加,或能延缓骨量的丢失。

2、不同的运动频率对骨密度的影响:

对运动频率的研究表明,每天规律性的运动较非规律性运动对骨密度值的增加更为有利。有研究认为,每周训练次数最好为3~5次,如少于3次,则运动的效果不佳[13]。还有人认为,持续的同一水平的负荷对增加小梁骨矿物质含量有一定作用,而变化的负荷则可能只产生很小的影响[14]。

3、不同的运动持续时间对骨密度的影响:

运动训练的持续时间不同对骨密度的影响也会不同。一方面,单次运动的持续时间不同,对骨密度会有不同影响。Bradney等[15]进行了一项对非体育院校学生的干预试验,随机挑选20名男学生作为干预组,每周安排3次0.5小时的负重运动,持续8个月;另外选择20名经年龄、坐高、身高、体重、基线骨密度量等因素配对作为对照组,结果显示干预组骨密度增加量是对照组的两倍,这说明在一定的强度下每次半小时的运动量即可对骨密度的增加有利。

另一方面,运动的总持续时间不同,对骨密度也会有不同影响。有研究表明[13]持续8~12个月的运动训练只能引起骨密度的少量增加,这是由于骨重塑周期需要持续4~6个月,说明运动训练引起骨量在生理上显著增加之前必须持续1年以上的时间。因此,运动还必须持之以恒。

以上研究表明,不管是运动强度还是运动频率以及运动持续时间,都需要达到一定的量才能对增加骨密度有利。然而,并不是运动量越大对增加骨密度越有利。Karlsson等[16]把67个足球运动员分为3组,每周分别平均运动12小时、8小时、6小时,结果显示虽然运动员组和非运动员对照组相比较均有显著差别,但在3个运动组之间并没有发现显著差别,这提示运动对骨密度的提高是有一个限度存在的,并不是运动量越高就对骨密度越有帮助。另有研究报道[17],运动对骨密度有双重影响,适量运动能增加骨量,过量运动则会导致骨密度偏低甚至骨质疏松。Stillman[18]对日常活动性高的人群和低或中等人群相比较,结果显示活动性高人群的骨盐量和骨密度显著提高,但研究还显示过量运动则会导致骨形成的抑制。

四、开始体育运动的年龄对儿童青少年骨密度的影响

运动对骨密度的影响与年龄有关。一般认为,成年人的骨量在30岁左右达到最高峰,30岁以前体育运动的效应以增加骨量和提高骨密度为主,而30岁以后体育运动延缓骨量丢失的效应要高于提高骨量的效应。

Haapasalo等[19]报道了体育运动对骨密度影响最明显有利的时期是在生长发育突增期。有研究指出[20],青春期前的体操运动员的承重部位的骨密度高于对照组的平均骨密度,且随着训练持续时间的增加,她们的全身,脊柱、腿部骨密度的增加高于对照组30~85%,并在退役多年后仍保持较高骨量,这表明运动增加骨密度的适宜时间是青春期前,青春期前的运动还可减少绝经后骨折的危险。又有学者[21]对179名11~16岁的健康青少年进行的一项长达3年的队列研究发现,其骨密度的增加受体育运动的影响不显著,由此建议运动锻炼最好在青春期开始之前,而不是在这之后。

五、结语

综上所述,运动负荷可以使骨密度增加,但不管是运动强度、运动频率、还是运动持续时间都需要达到一定的量才对增加骨密度有利;而且不是运动量越大越好,过量的运动反而对增加骨密度不利。同时,不同的体育运动类型对骨密度的影响也会有所不同,而且有部位特征性。此外,开始运动的年龄也可能影响运动对骨密度产生的效果。值得注意的是,有研究表明[17]运动不仅对骨具有应力效应,而且可由此产生激素、细胞因子和钙对骨代谢起调节效应;运动可能引起性激素的改变从而对骨密度产生影响,这一点在运动对骨密度的影响中可能更为重要。

由此可见,运动对骨密度的影响有着严格的度的要求,尚需扩大研究以了解运动对骨密度影响的合理机制,从而开发有效提高骨密度的运动处方,以达到利用体育运动预防和治疗骨质疏松的目的。

本文作者为广州体育学院运动生理学硕士雷晓花。

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