8w振動訓練對老年女性下肢關節肌力和耐力的影響

8 w振動訓練對老年女性下肢關節肌力和耐力的影響

楊蕾程亮1

(成都中醫藥大學體育學院，四川成都611137)

摘要〔〕目的探討振動訓練對老年女性下肢關節肌力和耐力的影響。方法采用美國Power-Plate振動儀對14例60～65歲老年女性，進行8 w，每周3次，20 min/次(頻率35～40 Hz，振幅2 mm)的振動訓練，并在振動干預前后使用德國IsoMed 2000儀器對受試者的膝、踝關節進行等速肌力測試。結果①受試者膝和踝關節屈、伸峰力矩增幅分別為15.4%(P=0.040)、16.15%(P=0.030)和22.83%(P=0.002)、16.94%(P=0.042)；②膝和踝關節屈、伸肌群肌肉耐力增幅分別為11.90%(P=0.265)、21.43%(P=0.006)和13.79%(P=0.045)、20.75%(P=0.030)。結論8 w的高頻振動訓練增強了老年女性膝、踝關節屈、伸肌群的力量和耐力，減小了跌倒的風險，說明振動訓練對預防老年女性跌倒有積極的效果。

關鍵詞〔〕振動訓練；關節肌力；跌倒

中圖分類號〔〕R173〔文獻標識碼〕A〔

通訊作者：程亮(1985-)，男，助理研究員，碩士，主要從事運動生物力學、力量訓練研究。

在中國每年有2 000萬的老年人發生跌倒〔1〕，并帶來一系列社會的問題。研究表明〔2～6〕，下肢肌力的衰減是老年人易跌倒一個重要的標志。如何有效地增強老年人下肢肌力，較多的學者從運動干預，如長期進行太極拳〔7～10〕、五禽戲〔11～13〕等健身氣功練習方面進行研究，并取得積極的成效。關于振動訓練的機制研究中能強化肌纖維募集能力，加強神經遞質分泌、刺激肌腱從而改善關節、肌肉力量能力已經被多數學者所證實〔14～19〕。國外研究認為〔14～18〕，高頻的振動訓練可以改善老年人關節肌力，并且該種訓練手段在國外康復領域被作為防治女性骨質疏松和老年婦女跌倒骨折風險的有效手段。關于高頻振動訓練對老年女性下肢(膝、踝)肌力和耐力有何積極的變化，國內尚無此方面的報道。本研究探討8 w高頻振動練習對老年女性下肢關節肌力和耐力改善的效果。

1對象和方法

1.1研究對象經過自愿報名，募集我校周邊社區14例無特別的健身愛好者，年齡60～65歲〔平均(62.5±1.94)〕歲、體重(62.2±5.39)kg、身高(157.2±4.25)cm的健康老年女性。為防止人員流失共招募17例符合實驗條件的受試者。所有對象均經過體檢符合測試要求，排除下肢關節有損傷、心血管疾病及有癲癇病患者等。

1.2研究方法

1.2.1振動訓練在實驗人員的指導和督促下，進行全身振動訓練，3次/w，20 min/次，頻率控制在35～40 Hz之間、振幅為2 mm，整個過程含2～3 min的熱身、屈膝、提踵、深蹲、寬站蹲、單腿蹲和2～3 min的放松。受試者除振動訓練之外，未再做其他專門的力量訓練，整個振動訓練干預時間為8 w。

1.2.2等速肌力測試在8 w振動訓練前后，采用IsoMed 2000等速測試儀(德國產)，對14例受試者的左右膝、踝關節進行3次60°/s和20次180°/s屈伸模式的測試。測試前受試者進行15 min的熱身，包括下肢的牽拉與放松。其中，膝關節測試取坐位，踝關節為仰臥位，其他方面要嚴格按照測試的程序進行。在正式測試前，要求受試者進行亞極限力3～5次的活動，保證測試的可靠性。

1.3選取峰力矩及肌肉耐力比對振動干預效果進行定量分析測定耐力的重復次數則一般為20或25次，并通常用最后5次的做功與最初5次的做功之比作為耐力指數。本研究選取在20次的測試中，以后5次與前5次做功之比作為受試者的耐力指數。為了排除受試者左、右側肌力不一致所導致的誤差，對每名受試者測試的左、右側相關指標進行平均化處理，即每名受試者關節肌力為左、右側的平均值。

1.4統計學方法采用SPSS17.0軟件進行獨立樣本T檢驗。

2結果

表1可見，在8 w振動訓練后受試者膝關節屈、伸肌群峰力矩增幅分別為15.4%(P=0.040)、16.15%(P=0.030)，踝關節

運動模式 膝 踝 屈8w前屈8w后伸8w前伸8w后屈8w前屈8w后伸8w前伸8w后PT21.75±6.6525.10±8.821)45.20±12.4952.50±17.502)7.36±1.149.04±1.263)25.97±4.5230.37±5.014)ER0.42±0.040.47±0.050.56±0.060.68±0.115)0.58±0.030.66±0.076)0.53±0.080.64±0.107)

與同關節同模式8 w前比較：1)P=0.040，2)P=0.030，3)P=0.002，4)P=0.042， 5)P=0.006，6)P=0.045，7)P=0.030

1四川省運動技術學院康復中心

第一作者：楊蕾(1980-)，女，講師，碩士，主要從事運動生物力學、體育保健研究。

屈、伸肌群峰力矩增幅分別為22.83%(P=0.002)、16.94%(P=0.042)；膝關節屈、伸肌群肌肉耐力增幅分別為11.90%(P=0.265)、21.43%(P=0.006)，踝關節屈、伸肌群肌肉耐力增幅分別為13.79%(P=0.045)、20.75%(P=0.030)。

3討論

肌肉組織的流失，通常是導致老年人肌力衰退、功能喪失并跌倒的主因〔3，4〕。傳統的抗阻訓練可有效使老年人肌肉肥大。最近的研究發現全身振動訓練有類似的結果，可以增加肌肉的橫截面積〔14，16〕。Roelants等〔16,19～21〕研究發現，振動訓練改變肌力的主要神經因素為：外來的機械振動可刺激肢體感覺受器肌梭，來激活α運動神經元，并促進強直性反射收縮活化肌肉的神經控制，進而增加運動單元同步程度、協同肌群同步收縮、拮抗肌群抑制與伸展反射敏感性，來快速啟動肌肉收縮。因此在歐美國家全身振動訓練已經逐漸被健身中心和醫療機構所使用〔17〕。

對于振動訓練增加肌肉的力量，多數學者〔22～25〕對運動員的研究已經證實這一結論。Schwarzer〔22〕對受試者施加垂直方向的振動刺激(頻率20～40 Hz、振幅6 mm)，每周訓練3次，每次訓練以受試者最大力量的60%去完成，共12組，發現最大力量增大了40%；曾紀榮〔23〕將20名女子舉重運動員附加8 w振動刺激(頻率10～30 Hz，振幅為2～6 mm)，結果發現振動組下肢后深蹲最大力量比對照組提高16.9%，下肢力矩值比對照組高20%。對于振動訓練對于老年女性的研究國外有相關的報道，Bogaerts等〔14〕以31例平均年齡為67歲的女性作為受試者，對其進行每周3次，40 min/次(頻率30～40 Hz、振幅2.5～5.0 mm、24 w)的振動訓練干預，發現增加了受試者膝伸肌力9.4%(P<0.01)；Rees等〔15〕研究了15例平均年齡為74歲的女性，進行每周3次，10 min/次(頻率26+ Hz、振幅5～8 mm、8 w)的振動訓練發現踝屈肌力增加18%(P<0.01)；Roelants等〔16〕對27位平均年齡為65歲的女性，進行每周3次，40 min/次(頻率35～40 Hz、振幅2.5～5 mm、24 w)的振動訓練得出膝伸肌力增加16.1%(P<0.01)；Verschueren等〔17〕通過24 w的研究發現，振動訓練明顯地促進了停經后婦女的等長與動態肌力，同時明顯增加了髖關節的骨密度約0.93%；Russo等〔18〕認為高頻振動訓練有助于提升停經后婦女的下肢肌力。

本研究中通過8 w的振動訓練干預后，14例老年女性膝、踝關節屈、伸肌群的峰力矩有顯著提高，而關節運動肌群峰力矩的大小能反應肌力的大小，對于提高關節的穩定性具有顯著意義。Berschin等〔26〕認為振動訓練不僅能增加最大力量，而且根據肌電的顯著變化可以推斷出振動訓練能增強關節穩定性。Whipple等〔6〕比較易跌倒者與正常人膝關節伸屈肌力與踝關節背屈跖屈肌力，發現這兩組受試者肌力矩均有差異，其中踝關節肌力矩差異最明顯。Macrae等〔27〕測試了60～89歲老年人下肢髖、膝、踝的7組肌肉力量，以尋求某塊肌肉與跌倒關系最密切，結果發現踝背屈肌力最能預測跌倒的發生。越來越多的研究證實，踝關節肌力強弱與平衡功能關系最為密切。本次研究中，對于受試者踝關節屈、伸肌群峰力矩提升幅度較大，說明對于預防跌倒有積極的意義。

目前還沒有研究報道過振動訓練能提升老年女性肌肉的耐力，對于運動員的研究已經報道，Fitts等〔28〕研究認為在某種程度上，肌力的增加會引起抗疲勞能力的增加，因為在一定絕對張力下，需要相對力量的百分比會減少，這就為主動重復性收縮運動提供了較多的儲備物，這種情況已得到證實。陳瑋婷等〔29〕采用近似熵法對肌肉收縮過程中振動與非振動的疲勞程度進行研究，發現振動組比控制組疲勞程度低。

本研究在振動干預后，受試者的膝、踝關節屈、伸肌群都有不同程度的改善，但膝關節屈肌群耐力改善不顯著，推測可能與振動干預周期長短有一定的關系。而下肢肌群耐力的提高會改善老年女性在日常生活中抗疲勞度，因此具有一定的積極效果。

綜上，本研究經過8 w的高頻訓練，提高了老年女性膝、踝關節的屈、伸肌群力量和肌肉耐力，增強了下肢鏈的穩定性，一定程度上能減小受試者跌倒的風險。但是最佳的振動強度、振動頻率、振幅大小及振動訓練干預周期長短選擇的問題，并接合本體感覺和平衡能力的測試數據的分析，多方面論證振動訓練的效果仍需深入探討。

4參考文獻

1中國新聞網.http://news.china.com.cn/rollnews/2011-09/07/content_10020929.htm.

2徐軍,范振華.多維運動對社區居住老人平衡、靈活性和跌倒危險的干預效果〔J〕. 國外醫學·物理醫學與康復分冊,1998;18(2):23-5.

3Calmels P,Vio L,Alexandre C,etal,Cross-sectional study of muscle strength and bone mineral density in a population of 106 women between the ages of 44-to 78-yr-old men and women〔J〕. Am Physiol Soc,1991;70(2)：644-5.

4Hurley B.Strength training in the elderly to enhance health status〔J〕. Med Exer Nut Health,1995;4(4):217-29.

5池健,張一民,李果.對老年人骨礦含量、體成分和肌力的特征研究〔J〕. 北京體育大學學報,1997;20(3):25-30.

6Whipple RH,Wolfson LI,Amerman PM. The relationship of knee and ankle weakness to falls in nursing home residents:an isokinetic study〔J〕. J Am Geriatr Soc,1987;35(1):13-20.

7Jacobson BH,Chen HC,Cashel C,etal.The effect of Tai Chi Chuan training on balance,kinesthetic sense,and strength〔J〕. Perceptual Motor Skills,1997;84(1):27-33.

8Li JX,Xu DQ,Hong Y.Effects of 16-week Tai Chi intervention on postural stability and roprioception of knee and ankle in older people〔J〕. Age Aging,2008;37(5):575-8.

9Tsang WWN,Hui-Chan CWY.Comparison of muscle toque,balance,and confidence in older Tai Chi and healthy adults〔J〕. Med Sci Sports Exerc,2005;7(2):280-9.

10Xu DQ,Li JX,Hong Y.Effects of long term Tai Chi practice and jogging exercise on muscle strength and endurance in older people〔J〕. Br J Sport Med,2006;40(1):50-4.

11朱寒笑.新編五禽戲延緩衰老的效果〔J〕. 中國臨床康,2006;10(23):16-8.

12虞定海.6個月健身氣功五禽戲鍛煉前后中老年人脂代謝變化〔J〕. 中國運動醫學雜志,2008;27(5):610-1.

13沙鵬.健身氣功五禽戲對中老年女性血脂指標及平衡能力的影響〔J〕. 陜西中醫,2010;31(10):1332-3.

14Bogaerts ACG,Delecluse C,Claessens AL,etal.Effects of whole body vibration training on cardiorespiratory fitness and muscle strength in older individuals〔J〕. Age Aging,2009;38(4):448-54.

15Rees SS,Murphy AJ,Watsford ML.Effects of whole-body vibration exercise on lower-extremity muscle strength and power in an older population〔J〕:A randomized clinical trial〔J〕.Phys Ther,2008;88(4)：462-70.

16Roelants M,Delecluse C,Verschueren SM.Whole-body-vibration training increases knee-extension strength and speed of movement in older women〔J〕. J Am Geriatr Soc,2004;52(6):901-8.

17Verschueren SM,Roelants M,Delecluse C,etal.Effect of 6-month whole body vibration training on hip density,muscle strength,and postural control in postmenopausal women:a randomized controlled pilot study〔J〕. J Bone Miner Res,2004;19(3):352-9.

18Russo CR,Lauretani F,Bandinelli S,etal.High-frequency vibration training increases muscle power in postmenopausal women〔J〕. Arch Phys Med Rehabil,2003;84(12):1854-7.

19Bogaerts A,Delecluse C,Claessens AL,etal.Impact of whole-body vibration traning versus fitness training on muscle strength and muscle mass in older men:A 1-year randomized controlled trial〔J〕.J Gerontol Series A:Biol Sci Med Sci,2007;62(6):630-5.

20Delecluse C,Roelants M,Verschueren S.Strength increase after whole-body vibration compared with resistance training〔J〕. Med Sci Sport Exer,2003;35(6):1033-41.

21Rehn B,Lidstrom J,Skoglund J,etal.Effects on leg muscular performance from whole-body vibration exercise:a systematic review〔J〕. Scand J Med Sci Sport,2007;17(1):2-11.

22Schwarzer J.Biological reaction to vibration implications for sport〔J〕.J Sci Med Sport,1999;1(2):211-26.

23曾紀榮,王興澤.振動訓練時發展肌肉力量效果影響的實驗研究〔J〕.北京體育大學學報,2007;30(10):1439-41.

24彭春政，危小焰.全身振動刺激對肌肉力量和力學性能影響的實驗研究〔J〕. 中國體育科技,2003;9(6):26-9.

25任滿迎,閏琪,劉穎.不同頻率全身振動刺激對運動員下肢肌群力量訓練效果的對比分析〔J〕. 體育科學,2008;28(12):39-43.

26Berschin G,Sommer HM. Vibration strength training and joint stabilization:EMG based examination of the influence of vibration frequency and posture on muscle activation and co-activation〔J〕. Deutsche Zeitschriftfur Sport Med,2004;55(2):152-6.

27Macrae PG,Lacourse M,Moldavon R. Physical performance measures that predict faller status in community-dwelling older adults〔J〕. J Orthop Sports Phys Ther,1992;16(3):123-8.

28Fitts W.The influence of whole body vibration on jumping performance〔J〕. Biol Sport,1998;15(1):157-64.

29陳瑋婷,王志中,李曉浦.振動刺激對肌肉疲勞進程的影響〔J〕. 北京生物醫學工程,2007;26(1):60-4.

〔2013-09-11修回〕

(編輯安冉冉/曹夢園)