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主題:骨質疏鬆症的運動指導與建議
發言 : 方進隆 時間 : 22/11/25(08:26:59) From : 114.47.234.121 分類 : 運動常識
運動生理週訊(第504期)

骨質疏鬆症的運動指導與建議(November.25.2022)

台灣師大 方進隆名譽教授

壹、前言

  骨質疏鬆症是一種骨質密度過低和結構功能不佳的疾病,容易導致骨折。年紀越大,罹患骨質疏鬆症的比率越高,在美國,平均約有16% (超過5千4百萬)的民眾有骨質疏鬆症,而年齡50歲以上,約有30%女性和16%男性有此症狀 (ACSM, 2022),而在台灣60歲以上的高齡者,約有16%罹患骨質疏鬆症,其中80%是女性 (國健署,2018)。骨質疏鬆症不只易併發骨折所帶來的醫療問題, 70歲以上的女性高齡者,約有40%會因大腿骨折而行動不便,需要長期臥床和他人的照顧,更有10%左右導致死亡等嚴重後果 (國健署,2018)。

  由於高齡化和身體活動量不足,使得骨質疏鬆症罹患率快速增加,而成為更多民眾產生疼痛、失能和代價昂貴的健康問題 (Beck, 2022)。目前骨質疏鬆症只能預防,並無有效的治療方式 (國健署,2018)。在台灣,民眾於骨折後接受藥物治療的比率不高,女性與男性分別約有 30%和10% (黃兆山,2020)。傳統上,藥物治療是改善骨質疏鬆症的第一線,但因為缺乏一致性的效果,藥物停用後骨質會再流失,而且有副作用 (Beck, 2022)。流病學研究指出,在青少年骨質顛峰期能增加10%骨骼質量,就可減少老年期50%的骨折風險,因此,要鼓勵孩童和青少年養成健康生活方式,以提升骨骼功能 (Zhu and Zheng, 2021)。

  適度運動可增加骨質密度、容積和功能,也改善肌肉適能和平衡能力,可以減少罹患骨質疏鬆症和骨折風險,因此,運動通常被認為是非藥物預防的主要方法 (國健署,2018; ACSM, 2022; Beck, 2022)。過去研究有些限制,導致運動訓練效果沒有完全呈現,因此低估它的價值 (Beck, 2022)。許多民眾對「運動與骨質疏鬆症」相關的議題,並沒有清楚認識,本文收集和整理最近相關文獻,針對運動的益處、過去研究限制、體適能檢測與運動處方、運動注意事項和建議、如何提升骨質功能等主題,分別加以說明,希望大家能有更深入和多元的認識與了解,而有助於健康促進和運動習慣的養成。

貳、運動對骨質疏鬆症與骨骼功能的益處

  了解規律運動的益處,就會提升運動的信心與動機,而增加身體活動量或運動行為。本文參考相關的研究文獻或資料,由幾個角度來說明運動訓練對於骨質疏鬆症與骨骼功能的益處。

一、 美國健康服務部 (US Department of Health and Human Service, 2018)

  美國健康服務部在2018年的身體活動指南 (The Physical Activity Guideline for Americans) 指出,規律身體活動可以改善骨質健康、減低老年人跌倒風險,並減少老年人跌倒有關的傷害或骨折,這本指南的主要重點如下:
(一)高齡會降低骨質密度,但規律身體活動可以減緩或減少骨質密度衰退的幅度,特別是從事中等或激烈的有氧運動、阻力訓練和骨骼訓練的身體活動。
(二)改善骨質密度的總身體活動範圍很大, 要提升骨質密度的身體活動量約要每週90分鐘以上,這個建議量對孩童和青少年維持強健和健康的骨質很重要。
(三)身體活動是青少年提升骨質密度重要的方法,三歲小孩到十七歲的青少年如果身體活動量較多,從事跑步、跳躍或其他骨質訓練的活動,會有較高的骨質密度、改善骨質結構和有較佳的骨骼力量。
(四)規律身體活動可以改善骨關節炎 (關節軟骨退化) 和其他風濕症狀。從事每週至少150分中等強度有氧運動加上阻力訓練,可改善骨骼疼痛、功能和生活品質。

二、綜評研究 (review)

  運動與藥物是提升骨質密度和預防跌倒常被使用的方法,學者在綜評研究中,比較運動訓練和藥物治療在骨質密度、骨質整體功能(bone geometry)、骨折風險與跌倒風險的差異(Beck, 2022),其相同與不同的效果敘述如下:

(一) 相同效果:
1.增加骨質密度:規律運動與藥物治療皆能提升骨質密度。
2.提升骨骼整體功能:規律運動與藥物治療皆能提升骨質整體功能。骨骼整體功能是利用週邊定量電腦斷層掃描儀,來測量骨質3D立體功能。
3.減少骨折風險:規律運動與藥物治療皆能提升骨質密度和骨骼整體功能,因此皆可減少骨折風險。

(二) 不同效果:只有運動訓練可獲得下列益處。
1.增加肌力:運動訓練可增加肌力,提升骨骼功能和減少骨折風險,也間接減少跌倒機率。
2.增加平衡、活動能力、身體功能、肌肉和步態:運動訓練會增加這些「身體功能」,而每一個能力皆可減少跌倒風險,間接減少骨折機率。
3.減少駝背、疼痛、關節炎和糖尿病症狀:運動訓練會減少或改善這些症狀,每一個因素皆會減少跌倒風險,間接地減少骨折風險。
4.減少骨折的風險較大:運動與藥物治療皆可減少骨折風險,但運動訓練的效果較佳。

三、可能機轉

  學者 (zquierdo et al., 2021) 指出運動能夠預防或減少骨質疏鬆症和骨折風險,可能機轉包括:
(一)增加骨質密度和抗壓L度 (tensile strength)。
(二)提升肌肉質量和改善步態穩定和平衡。
(三)改善營養攝取:改善能量、蛋白質、鈣、維生素D的攝取。
(四)增加心理健康:運動可減少跌倒的恐懼感和增加自我效能。
(五)增加整體的身體活動量和活動能力。
(六)減少藥物需求:運動減少姿勢性低血壓、跌倒、臀部骨折有關藥物的需求,包括抗憂鬱藥,抗高血壓藥、鎮靜催眠藥等。

參、運動訓練與骨質疏鬆症研究的限制

  過去研究提供許多運動訓練對於骨質密度和骨骼功能的效益,也提供運動訓練或處方的原則與建議,但基於運動安全、受試者徵求不易、測量儀器和研究困難度等因素,過去研究還是有些限制,而形成一些外在的干擾或混淆變項,而低估運動訓練的效益,主要有下列四種限制(Beck, 2022):

一、 運動訓練效果偏重於骨質密度

  過去大部分研究,在運動訓練介入常以骨質密度 (以雙能量X光吸收儀所測量) 作為效果的評量,但以骨質密度作為改善指標的敏感度與代表性有所不足,無法顯現全方位的訓練效果。
1.學者以動物 (豬) 為研究對象,經過一年,每天一小時跑步訓練後,發現訓練組和控制組動物的骨質密度沒有顯著差異,但跑步訓練組顯著增加股骨皮質 (femoral cortical) 厚度17%、股骨皮質橫斷面積23%和骨質最大彎曲程度35% (Woo et al., 1981)。
2.有些研究顯示,運動訓練可以改善整體骨骼的型態、功能和力量,但骨質密度不一定會增加或改變;另運動訓練會改善骨骼結構與功能,增加承受外在壓力的能力,雖骨質密度沒有改變。
3.一個高強度阻力介入復健訓練,以101位低骨質密度停經婦女為研究參與者,隨機分派至阻力訓練組 (49位) 和控制組 (52位),訓練組婦女在專業人員監督指導下,每週從事2天,每天30分鐘,持續8個月的高強度阻力訓練,內容包括大於最大力量85%的負荷,5個反覆次數和5回合的訓練。而控制組參與者在家裡從事低強度的活動。研究結果顯示,高強度的阻力訓練8個月後,訓練參與者股骨頸的骨質密度沒有明顯改善,和控制組沒有顯著差異,但整體和外側股骨頸的皮質厚度則分別顯著增加12.3%和29.3%。高強度阻力訓練組在其他許多項目也顯著優於控制組,包括腰椎骨質密度、肱骨頸骨質厚度、身體功能指標 (敏捷與平衡反應、柔軟度、下肢和背部肌力)。研究結果也指出兩組參與者的參與率皆很高 (實驗組92%,控制組85%),訓練缺席率很低 (2/70次),過程只有一個意外 (輕微的下背抽筋)。
4.阻力訓練提升停經婦女的骨質力量和功能表現,在專人的指導下,高強度阻力訓練是一個安全可行的運動計畫 (Watson, et. al., 2018)。

二、 運動訓練的負荷可能不夠

  運動訓練要採取漸進負荷原則,才能提升體適能與健康狀況,而運動介入的負荷要比骨骼平時承受的狀態高,才容易產生適應,而提升骨質密度或整體功能。較低強度的運動訓練,像輕鬆走路或是低強度的阻力訓練,對於平常有運動的人,可能無法產生改善效果。過去研究顯示,低中強度或運動量不夠的介入訓練,較無法產生改善骨質效果,而中高強度,特別是高強度的運動介入就較能明顯提升骨質密度或結構功能 (Beck, 2022)。 學者以為健康停經婦女為對象,收集較嚴謹的隨機分派介入研究,從事系統性的分析,以比較不同運動強度介入的訓練效果 (Kistler-Fischbacher, et al., 2021, part 1.),總共收集120篇符合條件的文獻,並依其運動介入強度歸類,其中低、中和高強度的運動訓練分別有57篇、57篇和6篇,主要研究結果如下:
1.低強度的運動訓練不能產生足夠刺激來改善骨質密度。
2. 中高強度的運動訓練可以提升骨質質量或密度,特別是高強度有阻力和撞擊性的訓練。
3. 依據有限的研究,似乎較高強度的運動訓練才可改善骨質結構與力量。
4.骨質密度與運動訓練強度似乎有相關。

  儘管動物研究指出,運動訓練的強度與骨質反應有很高正相關,但大部分的人類研究以低至中強度作為運動介入方式,來探討骨質密度或功能的效果,所以運動介入對於停經婦女的骨質密度只有中度效果,如果運動訓練能逐漸增加負荷到較高強度,對於骨質密度應可以產生較高的效果。

三、 缺乏骨折資料收集

  骨折是簡便和實際觀察骨骼功能的方式,過去大部分的隨機分派研究,因經費不足和實驗限制等因素,不易從事長期運動介入研究,以收集骨折資料來觀察訓練效果,或比較運動訓練與控制組的差異。而在醫療體系,由於廠商大量贊助,骨質疏鬆症的藥物治療做了很多研究,以測試藥物對於骨質密度和骨折的效果,但運動訓練缺乏商業價值,無法獲得大量贊助經費來從事研究。惟依據相關的研究顯示,運動介入對於骨折有很大的預防效果,也比藥物治療還好 (Beck, 2022)。

  由於醫學文獻缺乏「運動與骨折」隨機分派研究的直接證據,但可由長期追蹤研究來觀察比較,一個綜評研究 (review) 整合13篇前瞻性的世代團隊 (cohort) 追蹤研究,探討身體活動與骨質疏鬆臀部骨折的相關,結果發現,從事中等至激烈強度的身體活動和減低臀部骨折風險有相關,身體活動較多的男性與女性高齡者,分別減少45%和38%的臀部骨折機率,身體活動較多的高齡者也會減低跌倒風險 (Moayyeri, 2008)。另一個系統分析研究 (Kemmler, et al., 2013),收集13篇符合條件的文獻,總共有1424位、45歲以上的高齡參與者,結果顯示,運動訓練組的高齡者有36次骨折 (N=754),沒運動的控制組有73次 (n=670),有運動者的骨折相對風險為沒運動者的0.49 ,約減少一半機率,顯示身體活動對於高齡者的整體骨折預防有明顯的效果。

  如果比較藥物治療和運動訓練在脊椎和臀部骨質密度和骨折的差異,學者 (Beck et al., 2022) 整合相關研究 (隨機分派的綜合分析研究和世代團隊追蹤研究) 發現,運動介入對於骨折預防有良好的效果,效果甚至比最佳的藥物治療好。骨質疏鬆症的藥物治療雖然增加骨質密度 (在脊椎和臀部) 的效果比中低強度運動介入好,但這些運動介入是沒有包括高強度阻力與衝擊訓練。這些藥物包括保骼麗 (Denosumab ... Prolia®)、阿侖膦酸 (Alendronate)、阿巴洛肽 (abaloparatide)、益穩挺 (Evenity,Romosozumab) 或唑來膦酸 (Zolendronate) 等。

  身體活動與骨折風險有相關,學者 (Stattin , et al., 2017) 從事追蹤研究,比較不同休閒身體活動量的民眾在臀部和整體骨折的差異,此研究追蹤37,238 位女性和45,906 位男性,最長追蹤17年, 參與者以自我陳述方式收集相關資料,過程有臀部骨折5153次,總骨折15,043次, 主要結果:(一) 每天運動 (走路或騎腳踏車) 少於20分者比沒有運動者,有較少的臀部骨折比率 (HR = 0.77) 和整體骨折比率 (HR = 0.87),減少骨折的比率在各年齡層和性別皆相同。(二) 每天運動多於一小時的參與者比起每週運動少於一小時者,有較少的臀部骨折 (HR = 0.87) 和整體骨折風險 (HR = 0.94)。

  結語:從事較多身體活動量與減少骨折風險有關,每天從事一些運動就可減少骨折風險。

四、 運動參與者較少骨質疏鬆症者

  過去的研究顯示,一個人的骨質密度較低,對於運動訓練就會有較大反應或改善空間,而產生較大的訓練效果。但基於運動訓練安全考量,或是骨質疏鬆症者會擔心受傷,而不願意參加等原因,過去研究介入的參與對象較少是骨質疏鬆者。如果參與研究的對象骨質密度較高,而沒有接受強度較高或足夠的運動訓練,骨質密度或功能就較不容易明顯提升,而造成運動訓練對於骨質密度只有「中等」效果的印象,而沒有積極的重視或鼓勵運動。

肆、體適能檢測與運動處方

一、體適能檢測

  體適能檢測可了解每個人的體適能狀況,作為運動處方的參考,也可評估運動訓練後進步的情形。檢測過程,可參考一般民眾常用的體適能檢測的方法、項目和原則, 但如有骨質疏鬆症,則要注意下列事項 (ACSM, 2022):
(一)如脊椎有嚴重骨質疏鬆問題,致使走路會疼痛或危險,在測驗心肺功能時,要選擇固定腳踏車的測驗方式,不要採取跑步機。
(二)如多重脊椎壓迫骨折 (multiple vertebral compression fractures),會導致身高變矮和脊椎變形,影響呼吸換氣能力或引起身體重心前傾,這些因素皆可能會影響走路時的平衡,檢測過程要注意安全。
(三)嚴重骨質疏鬆症者最好不要從事最大肌力測驗,雖然沒有指導原則限制最大肌力測驗。
(四)從事平衡測驗或跌倒評估時,要考量骨質疏鬆症或低骨質密度的安全問題,需要時,可採用修正的測量方法。

  如果受測者有心血管疾病、心臟病、糖尿病等疾病,或檢測會造成骨骼關節疼痛或惡化的狀況,檢測前要請教醫師或專業健康照護人員,獲得同意後再實施檢測。檢測過程要注意安全,如果有疼痛或不舒服就要停止檢測。

二、 骨質疏鬆症的運動處方

  到目前為止,骨質疏鬆症患者的運動處方研究證據還是有限,一般而言,有氧運動和阻力訓練可以帶來許多健康益處,但有支撐體重的有氧運動配合較高撞擊、速度和強度的阻力訓練是最佳的運動方式(ACSM, 2022)。

  如果條件允許,骨質疏鬆症患者在開始運動時,可以請體適能教練或專業人員協助,可以減少心理恐懼和運動傷害,也較容易獲得訓練效果和養成運動習慣。過去研究指出,有專業人員監督與指導的運動訓練 (比起沒有專業人員監督) 效果似乎較佳,改善骨質密度與功能、平衡能力和跌倒預防的效果也較佳,雖然也有些研究指出,沒有專業人員監督的運動訓練亦有改善效果。

  改善骨質疏鬆症患者的運動處方,可以參考美國運動醫學會建議 (ACSM, 2022),基本上要從事有氧運動、阻力訓練和伸展操,尤其是有氧運動和阻力訓練, 這三種運動的方式、頻率、強度和持續時間建議如表1。

表1: 骨質疏鬆症患者的運動建議
運動
變項
種類
有氧運動阻力訓練伸展操
運動方式走路、騎腳踏車或適合個人的有氧運動 (最好是負荷體重)。較輕骨折風險者亦可從事撞擊性的活動 (像跳、上下板凳活動)。在有足夠說明和安全考慮下,可以使用一般的阻力器材。從事多關節或多肌群的阻力運動 (如一個動作可訓練多個肌肉群,或從事多個動作以訓練多個肌肉群)以靜態伸展方式伸展全身主要關節。
運動頻率每週4-5天開始每週1-2天,逐漸增加到每週2-3天。
不要連續兩天訓練
每週5-7天
運動強度中等強度 (40-59% VO2R or HRR)。用0-10運動自覺量表約在5-6範圍漸進負荷,慢慢調整阻力,到每個動作最後兩次有點挑戰的程度。如能夠忍受,高強度和高速度的訓練較有效果。伸展到有點緊或稍微不適程度。
持續時間開始20分鐘,慢慢增加到至少30分鐘 (最多45-60分)開始從事一回合,每回合從事8-12次,經過約兩週後,逐漸增加到兩回合,每次運動不要超過8-10動作。每次靜態伸展10-30秒,每個運動 (關節) 伸展2-4次。

三、 運動建議與注意事項

  本節參考ACSM (ACSM, 2022) 的建議或重點,提供骨質疏鬆症患者從事運動訓練時要注意下列事項,以提升運動效果與預防運動傷害,最重要的是能夠運動生活化,持續規律運動。
一、注意運動安全:運動前,如有慢性疾病 (如心臟病、糖尿病或腎臟疾病) 或嚴重骨質疏鬆症,要先請教醫師或專業健康照護人員,諮詢運動訓練的相關議題,獲得同意後再從事運動訓練。如條件可以,開始運動時,可以請健康照護人員 (如體適能教練) 帶領運動一段時間。目前雖沒有骨質疏鬆症患者不能從事運動的指導原則,但建議先採取中低強度的支撐體重運動 (如走路),較不會造成疼痛或運動傷害。
二、預防骨折:骨質疏鬆症患者跌倒時較容易骨折,高齡者會增加跌倒風險,在從事運動時,要規劃改善平衡和協調能力的活動訓練,以提升平衡能力。利用阻力訓練或自身體重來改善股四頭肌、後腿肌群、臀部、腹部和下背等肌群的肌肉適能,因為這些肌肉和平衡有關。運動訓練時,有些活動或因素會影響平衡能力 (如閉眼、移動身體和較少支持面),較會增加跌倒和骨折的風險,於運動訓練時要加以注意調控這些因素。
三、依據漸進負荷原則:漸進負荷是從事運動訓練的原則,不但可以提升骨質密度和骨骼功能,亦能減少運動傷害。開始訓練時,骨質疏鬆症患者要考量自己健康和骨質狀況,先由較低的強度與負荷開始,在「不會疼痛」的原則下運動,等訓練一段時間適應後,再慢慢的增加負荷或強度。要有耐心,不能急,不要沒有運動訓練或體適能基礎,就貿然從事中高強度的運動訓練。
四、選擇適合的有氧運動:有氧運動有許多種類,包括沒有支撐體重 (如騎腳踏車、游泳)、有支撐體重低撞擊 (如走路),支撐體重高撞擊 (如跑跳),選擇適合自己的有氧運動。走路是很方便,支撐體重的有氧運動,很適合在日常生活中實施,平時有空就多走路。如骨骼與肌肉功能可以承受,不會產生不適或疼痛,就可選擇具有撞擊性、速度較快和支撐體重的有氧運動。
五、選擇適合的阻力訓練:阻力訓練的方式有許多種,可以選擇方便的方式,如利用自己的體重和簡單器材 (如啞鈴或寶特瓶加水),來從事阻力訓練,以改善骨質密度和功能,並提升全身的肌肉適能,尤其是與平衡有關的核心肌群 (如腹背肌群) 與下肢肌群。開始從事阻力訓練時,要選擇適度的阻力負荷,維持正確的動作姿勢,尤其是對於過去曾經有骨折歷史的人。
六、選擇較高強度的運動:雖不容易評量運動強度對骨骼撞擊的力量,但一般而言,運動強度越大,骨骼的撞擊越大,在撞擊部位附近的骨骼密度也會較易增強。結合有支撐體重的有氧運動和高撞擊的阻力訓練是較被推薦來改善骨質密度的訓練方式,但從事高強度的運動訓練,需有基本體能與訓練基礎,且要依據漸進負荷原則,才不會造成運動傷害和身體不適的現象。
七、減少久坐時間:不運動或長時間久坐、久臥皆會快速的流失骨骼質量,想再從事運動時,骨質密度恢復程度也較慢。所以,即使是衰弱的高齡者也要健康允許的狀況下,盡量減少久坐,保持身體活動,以維持肌肉骨骼的質量與功能。在長時間生病或久臥過程,即使是短時間的站立或走路,都是維持骨質功能很理想的做法。
八、避免危險的動作:具有爆發性的動作或是高撞擊的活動都要盡量避免,尤其是會造成骨折風險的活動。有些個人或團體運動 (如瑜伽或皮拉提斯),如果過度的扭轉、彎屈或伸展,而對於骨骼有過度壓迫的動作,都要謹慎評估或盡量避免,尤其是對於脊椎低骨質密度的患者。
九、養成運動習慣:規律運動是改善骨質密度或骨骼功能最有效的方法,能夠長久持續運動,才容易看出效果,而「運動生活化」是規律運動的關鍵。能在生活中,自己有保握有自信從事有氧運動和阻力訓練,無論在任何情況下 (如一個人、下雨天或在空間有限時),都可以參與這兩種運動,如此,就有很高的運動「自我效能」,就容易運動生活化,也容易養成運動習慣。體適能教練在指導或帶領運動時,要重視參與者的自我效能的提升,才容易養成運動習慣。建議應用行為改變法的理論與策略 (方進隆, 2021, http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=474),就容易運動生活化,減少靜態生活方式,而養成運動習慣。
十、預防重於治療:預防重於治療,在年輕時就要維持理想和巔峰的骨骼質量,以減少高齡時罹患骨質疏鬆症的風險,除平時養成規律運動外,要兼顧均衡飲食,攝取足夠的鈣、維生素D和蛋白質,也要利用時間多曬太陽,增加維生素D的攝取和鈣的吸收。在生活中要養成健康的生活方式,避免吸煙和酗酒。讓骨骼維持在健康和理想的狀態,是我們共同的期望,因此,要有預防重於治療的觀念,及早養成健康生活方式。

伍、結語

  儘管許多單位認為運動是改善骨質疏鬆症和骨骼功能最好的方法,而且可以獲得身心健康和預防疾病的益處,但大部分民眾的身體活動量還是不足,能依據美國運動醫學會的建議,從事有氧運動和阻力訓練以改善骨骼健康的人口比率不高,這是值得我們關注的議題。本文收集和整理最近相關的文獻,說明規律運動對於骨質密度和骨骼功能的益處,指出過去研究的限制,也提供體適能檢測與運動處方的指導原則與建議,希望民眾對於「運動與骨質鬆症」相關議題,能有較正確且深刻的瞭解,而對於未來的運動研究、訓練指導和運動習慣的養成有所助益。

  過去礙於研究限制,導致運動訓練改善骨質密度的效果,只有中等效益,沒有預期的顯著,有低估運動效益的現象,殊屬可惜。未來仍需要有更多更為嚴謹的隨機分派研究,進一步來探討運動訓練對於骨質密度、骨骼功能和骨折的效益,也提供更多安全有效的運動處方與指導建議,來造福骨質疏鬆症患者。「運動就是良藥」已逐漸為各界所認同的理念,希望醫師為患者看診時,能將運動納作治療的一部分,使患者儘早接受運動的理念,養成運動習慣。本文建議的運動處方和建議,可提供運動教練和醫護人員運動指導的參考。也期盼相關單位和學者專家,持續提供相關的研究結果與運動建議,共同引領民眾走向運動健康大道。

參考文獻

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