運動對腰椎關節疾病的防治機制綜述①

唐利花　湯長發　朱文（湖南師范大學體育學院　湖南長沙　421000）

運動對腰椎關節疾病的防治機制綜述①

唐利花湯長發*朱文
（湖南師范大學體育學院湖南長沙421000）

摘 要：近年來腰椎疾病的發病率呈逐年上升趨勢，而且其總數居高不下。有文獻報道，全世界有70％～80％的人口曾經有腰痛的經歷。對患者而言，腰椎的疾病嚴重影響到了他們的生活自理能力和生活質量。因此，對于腰椎關節疾病的研究和建立防治體系顯得尤為重要。該文從腰椎關節的結構特點、疾病成因出發，來探討運動對于預防和治療腰椎關節疾病的作用機制和重要意義。

關鍵詞：運動腰椎關節防治機制腰椎疾病

①基金項目：湖南省研究生科研創新項目（CX2014B229）湖南師范大學“運動促進人口健康協同創新中心”開放課題項目。

朱文（1989—），女，湖南醴陵人，碩士研究生，研究方向：運動損傷與康復。

據衛生部的數據統計顯示：我國腰椎病患者已超過2億，其中腰椎間盤突出癥患者占總人口的15.2％。有數據顯示，我國30歲至40歲人群中，59.1％患有頸椎或腰椎疾病；50歲至60歲人群中，患此病者比例達71％；60歲以上人群，該比例更攀至82％。這對于社會醫療體系來說無疑是一個沉重的負擔。對患者而言腰椎的疾病嚴重影響到了他們的生活自理能力和生活質量。目前關于腰椎關節疾病的治療和研究多集中在臨床醫學層面，采用外科手術和藥物的手段來減輕患者的疼痛感。但以這種方式治療腰椎疾病的弊端也不容忽視，因為手術切除的任何與腰椎關節有關的結構都會給這個關節的正常活動帶來不良的影響。該文在總結前人的研究成果的基礎上綜述運動對于預防和治療腰椎關節疾病的作用機制以及不同運動的模式對腰椎關節的影響。

1　腰椎關節的結構及受力分析

腰椎后關節由幾部分構成：上一椎體的下關節突；下一椎體的上關節突；關節囊、關節突位于椎管的后外方出發，擴大呈圓形、斜向后外呈乳頭狀，下關節突由椎板外下方出發較小，被下一個椎骨的上關節突抱攏著，腰椎后關節有滑膜及少量關節滑液，這個關節為微動關節，因此，該關節易扭傷，引起腰痛。

從生物力學的角度分析，腰椎是脊柱的主要承載部分，幾乎承受整個上半身的重量。下腰椎則是人體重量向兩側骶髂關節和髖關節轉移的重要部位。椎間盤則承受著正壓力和緩沖地面的反作用力。并且與外周神經及下肢的運動感覺相關。因此，腰椎具有受壓縮、牽拉、剪切及扭轉等不同類型的負荷，并承擔一定的生理活動的作用。

2　運動防治腰椎關節疾病的研究動態

腰椎關節是一個由骨骼、關節、韌帶組成的結構復雜的關節。其疾病產生的原因和機理也是多種多樣。椎骨的形態結構、相互之間的角度、兩側關節的對稱性等一旦發生改變或脫離正常值，都會使人產生不適和腰部疼痛，誘發相關的慢性疾病。腰椎關節前后的肌肉和韌帶及軟組織也會因為長期受力而出現椎間盤老化、軟組織勞損等疾病，進一步引起椎管，神經根管變窄腰椎間盤病變等。

隨著醫療技術和醫療器械的不斷革新，對腰椎疾病的治療多采用外科手術和藥物手段來減輕患者的疼痛感。但這并不能從根本上解決問題，因為手術切切除的任何與腰椎關節有關的結構都會給這個關節的正常活動帶來不良的影響。自1990年提出關于伸展運動可以有效治療腰部疼痛的假說，學者們對于運動預防和治療腰椎關節的損傷與疾病的探索從未停止。根據Miltner等人的研究統計結果顯示有21篇文獻和摘要報道運動可以減少患者的疼痛，改善其運動范圍、腰椎擴展的幅度。因此，運動對于預防和治療腰椎疾病有其不可忽視的作用。

3　運動對于腰椎關節的作用機制

3.1運動可以預防和緩解骨質流失

對于慢性腰椎疾病的患者來說，骨質流失也是一個公認的并發癥。盡管以前有學者宣稱體育鍛煉有益于骨骼健康，但是關于它對腰部脊柱的骨量的影響骨還沒有具體的個案調查。但是在Koury的研究中仔細調查了身體活動對骨量、骨代謝、維生素D在四肢的吸收狀態的影響。他們用雙能X-線吸收法來對活動的和久坐的四肢癱瘓的人的腰椎、股骨、橈骨的礦物質總含量。測量25-羥基維生素D、甲狀旁腺素、骨鈣素等在血清中的濃度。在調整持續性的創傷后，各組的總身體質量、和習慣性的鈣攝入，骨指數都接近，只有L1-L4的礦物質密度在久坐組中較高。每周進行一定時間的身體鍛煉對25-羥基維生素D有積極作用。并且，在相關交叉學科的研究中，受傷后進行鍛煉的起始階段，一段時間的專門性的鍛煉時對骨密度和相關骨激素有積極影響。其研究結果表明結合積極地鍛煉和鈣攝入量是有益于骨骼的健康。

3.2運動可以預防和防治肌肉萎縮

腰部的肌肉是腰椎活動的動力結構，借各肌的相互配合作用，使脊柱腰段產生各種運動，在直立時各肌肉的張力可協助韌帶維持脊柱腰段處于精確平衡狀態，在脊柱腰段處于某一體位時，則可以協助韌帶維持腰部穩定。在腰椎關節的疾病中，腰部的肌肉因為外力拉傷，過度運動勞損或退行病變的情況較多，從而導致腰椎關節不穩定，增加患病風險和產生疼痛。尤其對脊髓損傷的患者來說，肌肉萎縮也是一個嚴重的問題。目前，已有學者針對此問題探索出了一些干預措施。包括站立，電刺激、阻力訓練，步行鍛煉等有利于增加肌肉質量和防止萎縮。在Hicks等人通過對脊髓損傷患者運動前后肌肉橫斷面積的對比研究中發現，每周兩次的懸吊式跑步機訓練能使脊髓損傷患者的肌肉萎縮出現部分逆轉。而且譚春花等人也發現運動治療可減輕患者腰椎疼痛和身體損害，改善活動能力、社會參與能力。而Borman的研究則表明伸展運動作為一種常見的治療腰椎的物理療法可變腿筋肌肉長度，腰椎屈曲運動范圍和腰椎彎曲度。總之，通過運動治療由肌肉組織產生的腰椎疾病的主要機制是引導腰椎病人進行有效和安全的活動以減少出現肌肉萎縮的可能或降低萎縮的程度，其次是防止各種炎性反應和組織粘連，具體而言有下述目的：提高神經系統功能；改善腰椎血液循環，改善腰椎椎間關節功能；促進代償機制形成，發揮代償功

能；提高肌肉的收縮性；維持腰椎關節的穩定性。

3.3運動可以預防和減緩腰關節韌帶退行病變

維持腰椎關節的穩固除了骨骼和肌肉外，還有強大的鏈接組織，包括椎間旁和韌帶。一旦韌帶發生退變使得腰椎后方關節突關節出現異常活動，椎間關節及關節囊松弛出現繼發性退行改變。其退變又會反過來增加椎間盤的承載負荷，椎間盤高度縮減變性又會累及到小關節，改變了腰椎整體力學結構，導致腰椎失穩，從而引起一系列的并發癥狀。包括棘間韌帶纖維玻璃樣改變，慢性損傷變性，大部分為纖維軟骨組織及少許骨組織，少部分為致密纖維結締組織，未受損部分可見棘間韌帶增厚或骨骼肌肉組織，部分軟骨退變。棘突與棘突反復撞擊，發生纖維化、鈣化，甚至骨化等。對于預防和治療這種有韌帶退行引起的腰椎疼痛和疾病，有學者引入了一種新的研究思路，使用核心穩定性的基本理論與鍛煉方式來增加腰椎神經可塑性，而中樞神經系統的可塑性可能誘導同步變化在關節穩定性和核心穩定性上，從而延緩韌帶退行的變化。

4　不同運動模式對腰椎關節的影響

關于運動能有效防治腰椎關節的疾病，目前有很多的學者都得出了類似的研究結果，甚至有精準的實驗和數據進行證明，但是對于什么樣的運動和應該怎樣運動才不會對腰椎患者產生二次傷害，并能有效地緩解腰部的疼痛仍然在探索當中。所幸的是已有研究者的在這方面提出了一些設想。

4.1密集的鍛煉計劃對腰椎患者的影響

密集的鍛煉計劃是由Norrbrink等人提出來的，他們采用在雙極化測力計來測量密集鍛煉的止痛效果。其研究思路是對13名輪椅依賴者與胸椎或腰椎脊髓損傷的志愿者進行為期10周的訓練，然后定期評估有氧運動對上肢力量、機械動力和交叉效應對腰椎關節功能的影響。其結果是：對于這些神經性的腰椎疼痛，在實施密集的鍛煉計劃后發現在0～10數值評級量中，中等強度的評級從5下降到3的基準線，并且有4/7的參與者有所好轉。對于這些骨骼肌疼痛的參與者，中等強度的評級從4降到0。在整個的實驗過程中，沒有產生任何的副作用。這為密集的鍛煉計劃可以嘗試用于治療肌肉骨骼疼痛，以及脊髓損傷后神經引起的病理性疼痛提供了有力的證據。

4.2下體負壓鍛煉有利于維持腰椎的壓縮性

腰椎的機械性能可能是腰椎間盤退變的早期指標。在直立的活動中，重力和背部肌肉隨軸向壓縮負荷至脊柱，無疑會增加腰椎關節的損傷。有研究表明下體負壓跑步鍛煉可以有效保持脊柱功能和肌肉力量。其主要原理是軸向負荷減少體內高度，主要是通過減少脊椎的長度，增加腰椎前凸角度。而且腰部肌肉以及合理的活動姿勢在脊柱運動時可以有效保護關節結構，椎間盤盤和韌帶不過度的彎曲應變和損傷。Brandon歷經10年開發出一種低下體負壓踏車運動系統。仰臥位下體負壓跑步鍛煉保持運動能力，延緩骨吸收增加，并防止在臥床休息的研究腰椎延長。其工作原理是仰臥位放置在下體負壓鍛煉腔室和一個密封靈活的氯丁橡膠腰部密封。從50到55毫米汞柱仰臥下體負壓是適用于產生一個靜力相當于一個體重（BW）在頭到腳的方向。除了壓力差整個身體的整個表面施加脊椎中裝入肩帶并密封連接到腰部，提供額外軸向負荷。其強度可以在40％～80％最大攝氧量之間改變。仰臥位下體負壓跑步鍛煉能夠為腰脊柱提供軸向的負荷，并且可以防止與之相關聯的腰椎功能失調，還可以降低腰椎前凸，增加椎間盤壓縮，降低背部肌肉的負荷等。

5　結語

針對腰椎關節的運動可以增加腰椎關節的活動性，穩定性，有助于預防腰椎關節結構的微細變化（例如腰椎間盤厚度的變化、腰椎小關節左右兩側角度的變化等），減少腰椎疾病產生的風險。合理有效的腰部肌肉鍛煉以及適當范圍內的拉伸，有利于提高腰部肌肉的力量和韌帶的伸縮性，維護腰椎關節的穩定性，增強對抗外力損傷的能力并且在人們隨著年齡出現的功能逐漸衰退的過程中，減緩這種退行的速度。

對于久坐的人群來說，尤其是那些長期在辦公室工作的人群，應當有計劃的做腰椎關節運動，包括仰臥起坐、俯臥兩頭起等，有意識的預防腰椎關節疾病的產生；在做負重的訓練時，除了血乳酸監控，還應引入腰椎關節疲勞監控，這樣可以有效的減少腰椎急性損傷；對于腰椎疾病患者來說，在進行藥物治療時，也應適當的進行運動治療，這樣可以加快關節和組織的恢復。

參考文獻

[1]章旌紅.人體腰椎在發力動作中的受力特點與運動損傷[J].武漢體育學院學報，2001，35（4）：41-44.

[2]馮碩，田偉等.腰椎疾病病因、診療方法的研究[J].醫學與哲學，2006，27（11）：26-27.

[3]胡新佳，李康華.腰椎間盤切除與人工椎間盤置換前后上位關節突關節內壓力改變[J].中國修復重建外科雜志，2005，19（6）：922-925.

[4]曹和濤，施裕新，朱小東.腰椎間盤突出方向與關節突不對稱的關系[J].中國影像學雜志，2005，13（1）：42-44.

通訊作者：湯長發，博導教授，研究方向：運動生理學方向。

作者簡介：唐利花（1990—），女，湖南湘潭人，碩士研究生，研究方向：運動損傷與康復。

中圖分類號：G804.5

文獻標識碼：A

文章編號：2095-2813（2015）04（b）-0010-02