12周慣性啞鈴練習對輕度認知損害老年人的干預效果

呂嬌嬌 黃靈燕 劉宇

摘 要： 目的 觀察12周慣性啞鈴練習對輕度認知損害（MCI）老年人認知功能、身體活動能力、生活質量和睡眠質量的影響，并探討認知改善與其他功能改變之間的關系。方法 將45名MCI老年人隨機分為干預組（n=22）和對照組（n=23）。干預組受試者進行慣性啞鈴練習（3次/周，60 min/次，持續(xù)12周），對照組不進行運動干預。結果 12周后，干預組受試者阿爾茨海默病評定量表-認知部分（ADAS-Cog）總分/指令得分、蒙特利爾認知評估量表（MoCA）評分、起立行走計時（TUG）和SF-36健康調查問卷（SF?36）心理總得分均顯著改善（均P<0.05）。與對照組相比，干預組受試者ADAS-Cog總分/單詞回憶得分/注意力得分、簡明精神量表（MMSE）評分、TUG和匹茲堡睡眠指數(shù)（PSQI）的改善程度均具有顯著差異（P<0.05或P=0.05）。偏相關分析結果顯示，SF-36心理總得分改變（r=-0.712）、PSQI改變（r=-0.380）與認知改善程度均呈顯著負相關。結論 12周慣性啞鈴練習可顯著提高MCI老年人的認知功能，并對其移動能力、生活質量和睡眠質量具有積極影響，且心理和睡眠改變程度可能影響認知功能的改善效果。

關鍵詞： 運動干預; 認知功能; 身體活動能力; 生活質量; 睡眠質量; 輕度認知損害; 老年人

中圖分類號： G804?? 文獻標志碼： A?? 文章編號： 1000-5498（2020）05-0063-07

隨著全球老齡化程度的加劇，癡呆等慢性非傳染性疾病的患病人數(shù)逐年增加。2010年全球癡呆患者總數(shù)達3 560萬，預計2050年可達1.15億，其中阿爾茨海默病（Alzheimers disease，AD）為最常見的癡呆類型[1]。如果能使其延遲發(fā)病1年，AD患者可在世界范圍內減少920萬人[2]。對癡呆的早期診斷與預防是阻止疾病發(fā)生的有效策略，而識別具有癡呆風險的人群并尋求有效干預手段尤其重要。輕度認知損害（mild cognitive impairment，MCI）是介于正常衰老和癡呆之間的一種極不穩(wěn)定的過渡狀態(tài)[3]。作為癡呆發(fā)病的前兆，MCI患者有較高的癡呆患病風險，其癡呆年發(fā)病率是健康老年人的5～15倍[4]。臨床研究[5-6]發(fā)現(xiàn)，運動鍛煉對MCI或癡呆老年人的認知功能有積極影響，但運動干預的效果并不一致。系統(tǒng)性綜述[7]指出，認知參與度高的復雜性運動或可更大限度地改善老年人的認知功能。

慣性啞鈴是一種多關節(jié)運動器械，由上肢轉動啞鈴產生的慣性力帶動全身周期性搖擺[8]，可根據(jù)不同轉動方向和轉動姿勢增加對練習者的認知刺激，并通過改變轉動時間和動作方式增加運動的難度和復雜性，可能具有改善認知功能的潛在作用。可行性研究[9]證明，慣性啞鈴練習是一種適合中老年人的新型運動方式，對移動能力、平衡能力、生活質量和睡眠質量等健康指標（與老年人的認知表現(xiàn)和大腦健康有關）具有積極影響，但對MCI老年人的健康指標影響不明確。因此，筆者通過觀察12周慣性啞鈴練習對MCI老年人認知功能、身體活動能力、生活質量和睡眠質量等的影響，探討認知改善與其他功能改變的關系。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取遺忘型MCI（aMCI）老年人為受試者，參照Petersen等[4]提出的aMCI診斷標準并由臨床醫(yī)生診斷確定。納入標準：①年齡≥65歲，無器質性疾病，身體基本健康;②具有一定認知功能障礙，但未達到癡呆診斷標準[蒙特利爾認知評估量表（MoCA）評分<26，簡明精神量表（MMSE）評分>24];③存在記憶力降低主訴，但其他認知功能表現(xiàn)正常;④日常生活能力正常;⑤無規(guī)律性運動鍛煉，在運動監(jiān)控狀態(tài)下可完成一定程度的體育活動。排除標準：①伴有嚴重心腦血管疾病;②過去6個月有上肢損傷史，嚴重肌病或骨質疏松，腰椎功能障礙、損傷或其他不宜久站的疾病;③有嚴重認知障礙、精神疾病或其他神經退行性疾病;④存在肝腎功能障礙、藥物/酒精濫用和感染等影響認知功能的因素。試驗開始前，受試者均被告知研究目的和內容，并簽署知情同意書。

1.2 試驗設計與干預措施

于2014年5—9月進行為期12周的隨機對照試驗，經歷了受試者招募、隨機分配、基線值（baseline）測試、運動干預、干預后指標測試和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等過程。受試者被隨機分為干預組和對照組。研究的樣本量由主要結局指標阿爾茨海默病評定量表-認知部分（ADAS?Cog）總分決定。參考文獻[10]的方法，按運動干預對ADAS?Cog總分改善的效應值達0.40、雙側顯著性檢驗（α=0.05）強度達80%進行估算，需要40名受試者參與本試驗。考慮到10%的流失率，所需總樣本量至少應為44名受試者（每組22人）。

1.2.1 干預組

在運動監(jiān)控狀態(tài)下，干預組實施12周慣性啞鈴（兩側設有離心擺球，大小和質量均統(tǒng)一）運動健身方案（3次/周，60 min/次），包括3個運動姿勢（水平面、矢狀面、額狀面）、3種轉動方式（雙手、左手和右手轉動）和2種轉動方向（順時針和逆時針），共18種練習動作，每次訓練選取其中6種，如圖1所示。當受試者熟練掌握動作或適應當前運動強度時，增加單次轉動時間或新動作以增加運動難度。每次訓練包括熱身（約5 min）、啞鈴鍛煉（約50 min）和放松（約5 min）。熱身后，在教練員指導下進行每組6個動作的慣性啞鈴練習，每組訓練9～12 min后進行約1 min的放松練習，共4～5組。訓練后進行約5 min的拉伸放松活動。

1.2.2 對照組

對照組受試者在12周隨機對照試驗階段不參與干預性運動，僅保持其原有的日常活動狀態(tài)。

1.3 觀察指標

所有測試在干預試驗開始前或干預試驗結束后1周內完成。觀察指標為ADAS-Cog總分、MMSE評分、MoCA評分、起立行走計時（TUG）、Berg平衡量表（BBS）評分、SF-36健康調查問卷（SF-36）評分和匹茲堡睡眠指數(shù)（PSQI）。其中，ADAS-Cog總分為主要結局指標，其他指標為次要結局指標。

1.3.1 認知功能測試

ADAS-Cog由12個認知測試條目組成，評估記憶力、語言、操作能力和注意力方面的認知缺陷，其量表總分為0～75分，得分越高，表明認知功能損害程度越嚴重;除總分外，還包括單詞回憶、命名、指令、結構性練習、意向性練習、定向、單詞辨認、回憶測驗指令、口語能力、找詞困難、語言理解能力和注意力等單項認知功能評估[11]。MMSE中文版評估受試者總體認知功能，包括定向、登記、注意和計算、語言復述、三步指令、閱讀理解、書寫和臨摹等方面，判斷認知損害的嚴重程度，總分為0～30分，得分越高表示認知功能越好[12]60-70。MoCA中文版評估認知損害程度，包括交替連線測驗、視空間技能、命名、記憶、注意力、句子復述、詞語流暢性、抽象、延遲回憶和定向等認知功能，總分為0～30分，得分越高表示認知功能越好[12]80-89。

1.3.2 身體活動能力測試

TUG評估老年人的日常移動能力，要求受試者盡可能快速地從椅子上站起，筆直向前行走3 m后轉身走回椅子并坐下，記錄其完成的時間[13]。BBS評估老年人的平衡能力與跌倒風險，包括由坐到站、獨立站立、獨立坐、由站到坐、床-椅轉移、閉眼站立、雙足并攏站立、站立位上肢前伸、站立位從地上拾物、轉身向后看、轉身一周、雙足交替踏臺階、雙足前后站立、單腿站立等14項內容，總分為56分，得分越高表示平衡能力越好[14]。

1.3.3 生活質量測試

采用SF-36[15]從生理機能、生理職能、軀體疼痛、一般健康狀況、精力、社會功能、情感職能、精神健康等8個健康維度評估老年人的生活質量。使用Quality Metric評分軟件進一步計算生理總得分（PCS）和心理總得分（MCS），其范圍為0～100分，得分越高表示生活質量越高。

1.3.4 睡眠質量測試

PSQI量表為評價1個月內睡眠質量的口頭問卷，包括19個自我評價條目和7個睡眠質量成分（主觀睡眠質量、入睡時間、睡眠時間、睡眠效率、睡眠障礙、催眠藥物使用、日間功能障礙）評價，累計得分為PSQI總分（0～21分），得分越高表示睡眠質量越差[16]。

1.4 統(tǒng)計學方法

數(shù)據(jù)分析基于意向性分析原則。使用獨立樣本t檢驗和重復測量方差分析分別評估干預前后觀察指標變化的組內和組間差異。使用偏相關分析對年齡、性別、受教育時間等協(xié)變量進行控制，分析身體活動能力、生活質量和睡眠質量改變與認知功能改善的相關性。使用SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計分析，以P<0.05為顯著性水平。

2 研究結果

2.1 受試者基本情況

總計220名社區(qū)老年人參與評估，其中175人因不符合納入標準、不愿參加試驗、時間沖突等原因被排除。最終有45名受試者納入本試驗，其中干預組22名，對照組23名（圖2）。干預前，2組受試者的基本情況[年齡、性別、受教育時間、體質量指數(shù)（BMI）等]和認知功能均無顯著性差異（P=0.15～0.82，表1）。

2.2 受試者依從性和不良事件

在試驗實施過程中，干預組受試者流失1名（家人生病）、對照組流失2名（生病和旅游），流失率<10%。干預組其他受試者完成12周運動訓練，平均參與訓練31次（24～36次），平均參與率為85%（SD=12%）。運動干預過程中無不良反應（如肌肉酸痛、運動疲勞、跌倒等）發(fā)生。

2.3 慣性啞鈴練習對認知功能的影響

2.3.1 主要結局指標

與基線相比，12周慣性啞鈴練習后，干預組受試者ADAS-Cog評估明顯改善，得分顯著降低[改變均值M=-2.39，95%CI（-3.59，-1.18）]，且差異有統(tǒng)計學意義（t=-4.12，P<0.01）;對照組受試者ADAS-Cog雖無顯著改變（t=1.59，P=0.13），但有增加趨勢[M=1.93，95%CI（-0.58，4.44）]。與對照組相比，干預組受試者經12周慣性啞鈴練習后，ADAS-Cog顯著改善，其改變程度差異有統(tǒng)計學意義（F=6.95，P=0.012）（表2）。

2.3.2 其他認知功能

12周慣性啞鈴練習后，干預組受試者ADAS-Cog單項評估中僅指令得分改變差異有統(tǒng)計學意義[M=-0.45，95%CI（-0.86，-0.05）;t=-2.34，P=0.03]，其他ADAS-Cog單項指標有不同程度的改善趨勢（M值為-1.00～0.00）。對照組受試者則無此改善趨勢（M值為-0.17～0.71;P值為0.06～1.00）。與對照組相比，干預組受試者ADAS-Cog單詞回憶得分改變（F=9.08，P<0.01）和注意力得分改變（F=5.22，P=0.02）差異有統(tǒng)計學意義（表2）。

干預組受試者經12周慣性啞鈴練習后表現(xiàn)為總體認知功能水平較高，MoCA評分顯著改善[M=2.77，95%CI（1.27，4.27）;t=3.85，P<0.01]。對照組受試者無顯著改變。重復測量方差分析結果顯示，12周慣性啞鈴練習后，干預組受試者MMSE評分改變優(yōu)于對照組，且差異有統(tǒng)計學意義（F=4.84，P=0.03）（表2）。

2.4 慣性啞鈴練習對身體活動能力的影響

12周慣性啞鈴練習后，干預組受試者僅移動能力顯著改善，表現(xiàn)為TUG顯著減少[M=-0.71 s，95%CI（-1.14，-0.27）;t=3.38，P<0.01];與對照組相比，這種改變差異有統(tǒng)計學意義（F=4.34，P=0.04）。對照組受試者表現(xiàn)為12周后BBS得分顯著增加[M=1.04，95%CI（0.18，1.90）;t=2.52，P=0.02]，但與干預組間無統(tǒng)計學差異（F=0.01，P=0.91）（表3）。

2.5 慣性啞鈴練習對生活質量與睡眠質量的影響

12周慣性啞鈴訓練后，干預組受試者SF-36 MCS顯著提高[M=6.83，95%CI（0.25，13.41）;t=2.16，P=0.04]，而對照組受試者SF-36得分無顯著改變。干預組受試者睡眠質量較干預前無顯著改變（P>0.05），但干預組PSQI總分優(yōu)于對照組（F=4.08，P=0.05），其影響為中等程度（ES=0.50）（表3）。

2.6 身體活動能力、生活質量和睡眠質量改變與認知功能改善的相關性

12周干預試驗后，2組受試者的身體活動能力、生活質量和睡眠質量較試驗前有不同程度改變。將相應指標納入偏相關分析，結果（表4）顯示，在控制年齡、性別和受教育時間情況下，身體活動改變與認知功能改善之間無顯著相關性（P>0.05），但生活質量改變（SF-36 MCS）與ADAS-Cog總分改善間呈顯著負相關（r=-0.712，P<0.01），且PSQI總分改變與MMSE評分改善間呈顯著負相關（r=-0.380，P=0.05）。

3 討 論

12周慣性啞鈴練習后，干預組受試者ADAS-Cog總分/指令得分與MoCA評分均較基線顯著改善;與對照組相比，干預組受試者ADAS-Cog總分/單詞回憶得分/注意力得分與MMSE評分改善均具有顯著差異，且可引起較大的效應量（ES為0.51～1.28）。此外，運動干預可顯著改善MCI老年人的移動能力（TUG）、生活質量（SF-36 MCS）和睡眠質量（PSQI），且SF-36 MCS和PSQI改變程度與認知功能改善具有顯著相關性。干預過程中，受試者對運動方案滿意度較高，具有較高依從性且無不良反應出現(xiàn)。

現(xiàn)有研究多關注有氧運動、抗阻訓練或多模式運動方式對MCI老年人認知功能的影響，只有少數(shù)研究[6]涉及特殊運動類型或上下肢協(xié)調運動。例如，Wei等[17]發(fā)現(xiàn)，6個月的手球練習可顯著提高MCI老年人的總體認知功能。此外，Nascimento等[18]在研究中使用“FcTsim”運動方案（由5個日常生活中常使用的任務運動組成，包括單側運動、雙側運動、任務切換和跨身體中線運動）作為改善MCI老年人認知功能的干預手段，結果提示，該方案不僅顯著提高了總體認知水平，還對特殊認知功能（記憶力和執(zhí)行功能等）具有積極影響。作為一種上下肢多關節(jié)協(xié)調運動，本文結果同樣證明了慣性啞鈴練習對MCI老年人的不同認知功能具有積極影響。

在認知改善效果方面，選取ADAS-Cog作為評價干預方案對認知功能改善情況的關鍵預后指標[10]，其結果與前人結果相同。例如，Lautenschlager等[19]和Suzuki等[20]的研究證明，有氧運動和多模式運動方案可顯著改善MCI老年人的ADAS-Cog評估情況。除ADAS-Cog總分外，慣性啞鈴練習對該量表的單項特殊認知功能同樣具有積極影響，包括記憶力和注意力。此外，大多數(shù)隨機對照研究[17-18，21]關注的是MMSE和MoCA這2個綜合反映老年人認知功能的評價量表，且結果表明，運動鍛煉（如多模式運動訓練、手球訓練等功能性訓練）對改善MCI老年人的總體認知功能具有顯著效應。盡管干預組受試者經12周慣性啞鈴練習后，其MMSE評分改變未達到統(tǒng)計學差異，但其改變存在顯著組間差異（ES=0.51），提示慣性啞鈴練習可以作為MCI老年人改善認知功能和延緩癡呆發(fā)病的一種新型運動方式。

流行病學調查[22]指出，認知功能障礙常伴隨功能獨立性、生活質量和睡眠質量降低等生理和心理問題。但臨床干預研究較少在關注MCI老年人認知功能改善的同時，考慮影響老年人真實生活狀態(tài)的其他健康指標，如身體活動能力、生活質量和睡眠質量等。Langoni等[23-24]觀察了24周有氧運動結合抗阻訓練對MCI老年人移動能力（TUG）和平衡能力（BBS和功能性伸展）的影響，發(fā)現(xiàn)運動組受試者的2種運動能力均顯著提高。筆者發(fā)現(xiàn)，12周慣性啞鈴練習僅對受試者移動能力有顯著影響，對其平衡能力改善無明顯干預效果。2項研究結果出現(xiàn)差異的可能原因：①本文干預周期較短（36次，12周）;②Langoni等[23-24]的研究采用了漸進性運動訓練方案，運動強度較大，運動方式多樣化。

目前，有關運動鍛煉對MCI老年人生活質量和睡眠質量影響的研究較少，且結果存在一定爭議。例如，Lautenschlager等[19]的研究指出，12個月的中等強度有氧運動對MCI老年人的生活質量（SF-36 PCS和MCS）無顯著影響。Chan等[25]則發(fā)現(xiàn)，2個月太極拳練習可顯著改善MCI老年人的生活質量（SF-12 MCS）和睡眠質量（PQSI總分、睡眠時間和睡眠效率）。與其結果類似，12周慣性啞鈴練習后，干預組受試者的生活質量，特別是心理健康得分（SF-36 MCS）顯著提高。此外，慣性啞鈴練習對MCI老年人的睡眠質量也具有積極影響，表現(xiàn)為干預組受試者PSQI總分改善程度顯著優(yōu)于對照組。

盡管目前尚不清楚慣性啞鈴練習改善認知功能的具體作用機制，但練習過程中老年人需要不斷改變慣性啞鈴動作、轉動方向并感知其身體姿勢的持續(xù)變化，該過程需要多種認知功能的參與，包括運動學習與記憶力、視覺-空間定向力、選擇性注意力、執(zhí)行功能等。這種將運動與認知刺激融入多任務啞鈴訓練的模式，有助于促進訓練者的認知功能提高[5，8]。此外，認知功能障礙是由于大腦前額葉、頂葉和扣帶回等腦區(qū)退化所致，而這些退化病變的腦區(qū)也可能是影響或累及身體活動能力和維持姿勢控制的重要區(qū)域[26]。運動鍛煉不僅能提高運動能力（平衡、姿勢控制和步態(tài)等），還可能對所涉腦區(qū)的認知功能具有改善作用。同時，運動鍛煉改善認知功能相關的健康因素也已被廣泛證明，例如降低慢性病風險、提高生活質量、改善睡眠和情緒等[19，27]。

前期研究[9，28]證明，慣性啞鈴和慣性杠鈴訓練（與慣性啞鈴類似的運動模式）可顯著提高運動控制能力、生活質量和睡眠質量等。本文中，相關性分析無法證實運動引起的身體活動能力改變與認知功能改善有關，但生活質量（心理健康）和睡眠質量改善與認知功能的改善程度顯著相關，提示慣性啞鈴練習對改善神經精神狀態(tài)具有積極作用，這可能會間接影響老年人的認知健康。一個不可忽視的現(xiàn)象是，本文中運動鍛煉采用群組方式，這種團體訓練所產生的社交互動也可能促進群體的社會化、交互性和融合性，從而進一步增加練習者的認知刺激并有助于認知功能的改善。

本文采用慣性啞鈴多關節(jié)運動干預模式改善MCI老年人認知功能，其結果補充了關于運動改善認知功能的研究證據(jù)，為維持認知健康、延緩癡呆發(fā)病提供了一種新的多關節(jié)運動方式，進一步驗證了認知參與度較高且積極影響神經精神狀態(tài)的運動方式可能會更大限度提高認知功能。但本文也存在一定的局限性：①干預組在慣性啞鈴練習過程中的群體溝通或/和霍桑效應對認知功能產生的影響無法排除;②僅通過間接指標推測慣性啞鈴練習對認知功能改善的可能機制，未針對中樞神經系統(tǒng)和生物學指標等方面展開機制研究;③缺少干預后的隨訪過程，無法確定運動對認知功能影響的維持時間。

4 結論與建議

12周慣性啞鈴練習可顯著提高MCI老年人的認知功能，并對移動能力、生活質量和睡眠質量具有積極影響，且神經精神狀態(tài)（心理和睡眠）的改變程度可能影響認知功能的改善效果。未來在優(yōu)化MCI老年人運動干預策略時，可考慮增加運動干預認知的參與程度及其對神經精神狀態(tài)的影響。本文僅就慣性啞鈴運動干預對認知功能影響進行了初步研究，未來仍需采用大樣本和長期隨訪的研究設計進一步驗證該運動方式對認知功能影響的有效性與持續(xù)性。

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