体育运动与营养补剂对老年性骨骼肌减少症的干预

胡飞 赵晓光,2

(宁波大学 1体育学院，浙江 宁波 315211；2大健康研究院)

骨骼肌减少症(Sarcopenia)，简称肌少症，是一种与老年人增龄相关的肌肉质量和力量下降并伴随身体活动功能降低的一种常见性老年疾病。研究显示，人体从50岁开始，骨骼肌肌肉质量会以每10年减少8%速度流失，且这种流失速度会随着年龄增加而不断加剧，70岁以后，骨骼肌肌肉质量会以每10年减少15%速度流失〔1〕。我国自步入老龄化社会以来，人口老龄化程度不断加深，截至2019年底，我国老年人口数量已超过2.5亿，是世界上老年人口数量最多的国家〔2〕。目前，Sarcopenia已成为我国老年人群中比较常见的一种非传染性流行病症，正在影响着老年人的健康和生活质量。大量的横向和纵向研究都表明，Sarcopenia会导致老年人身体功能下降、运动和活动能力降低、跌倒频发及死亡率增加，并引发多种其他老年性疾病的发生〔3～6〕。因此，对Sarcopenia进行早期筛查并及时做好预防和干预对增强老年人身心健康水平和生活质量具有重大意义。体育运动干预和营养补剂干预被认为是应对肌少症的两种有效非医疗干预策略，本研究对这两种非医疗干预策略进行分析总结，旨在为Sarcopenia的预防和干预实践及相关科研工作提供一定的借鉴和参考。

1 Sarcopenia的定义

Sarcopenia一词源自希腊语的sarx(肌肉)和penia(丢失)的组合。人们对Sarcopenia的认识也是一个不断发展的过程。Sarcopenia在1989年首次由Rosenberg〔7〕提出用来描述与年龄相关的肌肉量下降，后经几十年的发展研究成立了多个Sarcopenia工作组。在2010年，欧洲肌少症工作组(EWGSOP)将其定义为“Sarcopenia是一种以骨骼肌质量和力量逐渐或普遍减小，并伴有生活质量降低和高致残风险的症状”〔8〕。在2011年，国际肌少症工作组(IWGS)将其定义为“Sarcopenia是与增龄密切相关的肌肉质量减少和功能衰退的症状”〔9〕。在2014年，亚洲肌少症工作组(AWGS)将其定义为“肌少症是与增龄有关的肌肉量下降，与此同时还伴有肌肉力量或(和)身体机能降低的一种症状”〔10〕。鉴于Sarcopenia对健康的不利影响及高致残和致死率，2016年，国际疾病分类的第10次修订已将Sarcopenia收录为一种独立的疾病，疾病代码为M62.84〔11〕。Sarcopenia是一种发病率较高的流行性病症。Shafiee等〔12〕对世界各国学者有关Sarcopenia的研究进行了荟萃(Meta)分析，研究结果表明，全世界老年人的Sarcopenia的流行率约为 10%，且男性与女性老年人之间无显著差异。我国学者吴琳瑾等〔13〕同样利用Meta分析发现，我国老年人Sarcopenia的流行率为 12%，研究也未发现男女之间有统计学差异，此结果与Shafiee等〔12〕研究结果大致相同。他们研究还显示，与我国港台地区6%的Sarcopenia流行率相比较，大陆地区老年人Sarcopenia的流行率为 17%。此外，Gao等〔14〕基于流行病学调查的结果表明，我国城市地区老年人Sarcopenia的流行率为 7.0%，显著低于农村地区老年人Sarcopenia流行率13.1%。出现Sarcopenia流行率差异性可能与不同经济水平地区的老年人体力活动和营养摄入不同有关。

2 Sarcopenia发生机制

国内外学者进行了一系列与Sarcopenia发生机制相关的研究，他们认为由于年龄增加和某些疾病发生促使老年人易发生营养不良现象，这会导致人体负氮平衡出现失衡并最终可能造成Sarcopenia的发生〔15〕。此外，还有研究者认为胰岛素样生长因子(IGF)-1是诱发肌肉生长的重要因子，而在老年群体中，随着年龄增长生长激素(GH)分泌会下降5～20倍，引发肌肉特异性IGF-1表达降低和信号传导速率减弱，从而造成肌肉量下降〔16〕。此外，由于人体老化一般都会造成细胞产生氧化应激能力增加，从而导致老年人长时间处在较低的炎症状态中。有研究指出，患有Sarcopenia的老年人一般具有较高浓度水平的炎症细胞因子肿瘤坏死因子(TNF)-α和白细胞介素(IL)-6，氧化应激与炎症因子也可能是肌少症发生的机制〔17〕。同时也有研究认为通过改变Smad蛋白复合物生成，肌肉生长抑制素(GDF)-8能够影响肌纤维生长〔18〕，以上观点也被人体试验研究所验证，Marty等〔19〕发现肌肉生长抑制素水平升高与肌肉量减少相关。

综上，目前Sarcopenia发生机制还尚无明确定论，有可能是多种因素联合作用结果，因此，还需大量后续研究探明Sarcopenia发生机制。

3 Sarcopenia最新筛查和诊断方法(AWGS2019)

虽然Sarcopenia筛查和诊断方法有EWGSOP、IWGS和AWGS等多种方法，但鉴于我国处于亚洲地区，AWGS的Sarcopenia筛查和诊断方法可能更合适我国老年人，故本研究将重点介绍AWGS2019有关Sarcopenia筛查和诊断方法。AWGS2019参考了EWGSOP2018提出的Sarcopenia诊断流程，即发现-评估-确诊-严重程度分级，在此基础上，进一步提出适用于社区基层医疗机构和医院及研究机构的筛查方法〔20〕。AWGS2019的Sarcopenia筛查和诊断流程，见图1。

图1 AWGS2019的Sarcopenia筛查和诊断流程

4 Sarcopenia对健康的危害

老年性Sarcopenia是一种与增龄相关的慢性疾病，其显著特征是骨骼肌肌肉量减少和肌力减弱。受以上特征的影响，老年人抑郁情绪增加、日常生活能力和运动能力受限，从而导致跌倒、致残和死亡风险显著升高。

一项随机试验利用Logistic回归分析法对Sarcopenia与生活质量和情绪之间的关系进行了研究，结果显示，Sarcopenia患者一般都具有较严重抑郁症状和较差生活质量〔21〕。一项基于横断面研究显示，71.2%跌倒和骨折病人是Sarcopenia患者，该研究进一步分析发现，Sarcopenia患者与较差日常生活能力、日常生活活动能力和运动能力密切相关〔22〕。一般来说，有跌倒和骨折经历的Sarcopenia老年人，其体力活动量和运动量会自主性减少，结果是导致Sarcopenia症状加剧，陷入恶性循环，致残和死亡风险剧增。比利时学者对Sarcopenia与跌倒、骨折和死亡风险的关系进行系统综述，发现27.3% Sarcopenia患者具有1次及以上跌倒经历，显著高于9.8%非肌少症者，此外，Sarcopenia患者发生骨折的风险同样显著高于非Sarcopenia者〔23〕。该研究同时还发现，与非Sarcopenia者相比较，Sarcopenia患者具有较高致残率和死亡风险。

5 Sarcopenia的非医疗干预方法

5.1体育运动 2016年的《肌少症共识》〔24〕指出，体育运动是维护肌肉质量和肌力最有效、最简单易行的方法之一。体育运动不仅可以促进骨骼和肌肉生长、心肺功能增强，循环系统和消化系统等功能改善，它还可以改善心理状态、延缓衰老及提高生活质量。

5.1.1有氧运动 有氧运动促进引发骨骼肌线粒体三磷酸腺苷(ATP)合成，从而改善机体有氧能力、代谢调节、心肺功能及骨骼肌蛋白质合成。大量研究表明，有氧运动可显著改善老年人肌肉量和肌力〔25～28〕，这对Sarcopenia防治具有促进作用。

Konopka等〔25〕以平均年龄为70岁老年女性为受试者进行为期12 w功率自行车运动干预，结果显示受试者有氧能力、骨骼肌肌肉量及肌肉力量与干预前比较都得到了显著增加。Harber等〔26〕对平均年龄为74岁老年男性同样进行为期12 w的功率自行车运动干预，发现与干预前比较，受试者有氧能力和骨骼肌肌肉量得到显著改善，此外，股四头肌体积比干预前增加6%。Chen等〔27〕对65～75岁老年人进行了为期8 w舞蹈干预，结果发现，干预后受试者的肌肉量与干预前比显著性增加，同时背伸肌力量也得到显著提高。此外，Ossowski等〔28〕对Sarcopenia老年人进行为期12 w北欧式行走干预，发现肌肉质量、膝伸肌力及身体功能都比干预前有显著提升。中高运动强度可能是改善肌肉量和肌力的有效运动强度，因从以上研究获得已知信息可知，他们分别使用了50%～70%最大心率(HR max)和60%～80%的最大心率储备强度(HRR)进行有氧运动干预。

5.1.2抗阻运动 抗阻运动可以有效调节骨骼肌蛋白合成与分解代谢平衡，从而促使肌肉肥大并增加肌力，被国内外学者认为是预防肌肉流失的最有效策略〔29～32〕。有研究显示，规律的抗阻运动能够增加肌纤维体积和横截面积，特别是对快缩肌纤维(Ⅱa和Ⅱx型)影响巨大，而对慢缩肌纤维(Ⅰ型)影响较小〔33〕。

Galvão等〔34〕使用8个最大重复次数(RM)的运动强度对65～78岁的老年人进行抗阻运动干预，经过12 w干预，受试者等速和等长肌力都与干预前比有显著提升，所测的身体功能指标值也都获得显著增加。Geirsdottir等〔35〕对平均年龄为73.7岁老年人进行为期12 w的抗阻运动干预，发现与干预前相比较，干预后股四头肌力量及身体功能得到了显著改善。运动强度同样影响着抗阻运动干预效果。Bottaro等〔36〕对60～70岁的老年人分别进行为期10 w高强度(最快速度完成动作)和低强度(2～3 s完成动作)抗阻运动干预，结果显示，不管是高强度还是低强度抗阻运动都会改善身体功能和肌肉力量，但与低强度抗阻运动相比，高强度抗阻运动会对身体功能和肌力改善程度更加深刻。与此研究结果大致相同，Peterson等〔37〕利用Meta分析法对47篇随机对照实验进行研究发现，抗阻运动干预可导致各关节处9.8～31.6 kg不等的肌肉力量增加，该研究进一步分析还发现，进行较高强度的抗阻运动干预能够使老年人获取更多显著的肌力改善。

5.1.3有氧+抗阻运动 单一有氧运动在改善显著者肌肉力量方面的功效是有限的，而单一的抗阻运动对骨骼肌蛋白合成的mTOR信号转导的调节作用甚小〔38〕。此外，由于抗阻运动是对抗阻负荷的简单重复，容易出现无聊或倦感，导致受试者的参与兴趣和对运动的依从性下降〔39〕。这样看来，可能单一有氧运动或者单一抗阻运动都不能满足应对显著的需求，因此，进行有氧+抗阻运动来干预显著是十分必要和有效〔39〕。

Seo等〔40〕对50～65岁女性进行为期12 w的有氧+抗阻运动干预，结果显示，有氧+抗阻运动在改善受试者生长激素、体成分和代谢综合征等方面比单一有氧运动效果更佳，且二者之间具有统计学差异。Karavirta等〔41〕对40～67岁男性进行有氧+抗阻运动干预，经过21 w的干预发现，与单一的抗阻运动相比较，有氧+抗阻运动虽然在改善肌肉力量方面没有显著性差异，但在促进肌肉肥大方面，有氧+抗阻运动显著优于单一抗阻运动。Bocalini等〔42〕对60岁及以上老年人进行为期12 w的有氧+抗阻运动干预来观察体成分的变化情况，研究结果表明，有氧+抗阻运动可促使受试者身体脂肪含量显著性下降，而肌肉量得到了显著增加，受此影响，受试者体重有少许下降趋势。有氧+抗阻运动除对肌肉量和肌肉力量具有极大的促进作用，对身体功能影响也是十分显著。Gudlaugsson等〔43〕和Sousa等〔44〕同样使用有氧+抗阻运动对老年受试者进行干预，发现受试者的6 min步行、30 s椅子起坐、功能性伸展、8步折返和机体功能等测量身体功能的指标值都得到非常显著改善。

5.2营养补剂 2016年的《肌少症共识》〔24〕指出，大多数老年人的饮食存在蛋白质和氨基酸等摄取不足现象。因此，建议显著者在日常饮食中要注意平衡膳食的同时，补充一些蛋白质、氨基酸和维生素D等营养补剂是十分必要。

5.2.1蛋白质 蛋白质对肌肉量和肌力提升是非常重要的。从外界食物中摄取蛋白质能够加速身体自身肌肉蛋白质合成。由于老年人一般会蛋白质摄入不足，他们很可能会大概率出现肌肉量和肌力明显降低的现象。因此，对于老年人，特别是对显著的老年人，适量蛋白质补充对于维持肌肉量和肌力是至关重要。

Pedersen等〔45〕通过综述研究显示，补充蛋白质特别是补充优质蛋白质可以维持老年人肌肉量和肌力、身体活动能力及骨量等。Genaro Pde等〔46〕对每天蛋白质摄入量达到与未达到1.2 g/kg 显著老年女性进行比较分析发现，每天蛋白质摄入量达到1.2 g/kg的肌少症老年女性的肌肉量和瘦体重情况均显著优于未达到1.2 g/kg的肌少症老年女性。此外，还有研究认为，补充乳清蛋白的效果可能优于普通蛋白质。Alemán-Mateo等〔47〕在老年人每天基本饮食基础上再额外补充210 g乳清蛋白进行干预，发现乳清蛋白质干预改善老年人肌肉量及平衡能力得到提高，同时对肌力减退有抑制作用。虽以上研究均表明补充蛋白质可以有效维持肌肉量和肌力，但对于蛋白质的摄入量还没有统一标准。根据老年营养学专家推荐，我国老年人的蛋白质摄入量应保持在每天1.0～1.5 g/kg〔48〕。但是对于不同健康和营养状况老年人，他们每天蛋白质摄入推荐量还需深入研究。

5.2.2亮氨酸 氨基酸，特别是亮氨酸可以促进骨骼肌蛋白质合成，在增加维持肌肉量和力量方面具有重要作用。目前，亮氨酸的中间代谢产物β-羟基-β-甲基丁酸(HMB)被认为可以有效防治老年性肌少症。

花超等〔49〕对上海某社区营养不良老年人随机分为HMB干预组与对照组，HMB干预组每日额外摄取含HMB 1.3 g补剂，干预90 d后发现，进行HMB干预社区老年人四肢肌肉量显著高于无HMB补充的社区老年人。Cramer等〔50〕将平均年龄为77岁的老年人随机平均分为对照组和HMB干预组，对照组给予一般口服营养液(2次/d)，对HMB干预组在一般口服营养液基础上再额外给予1.5 g的β-羟基-B甲基丁酸钙(CaHMB)的口服营养液(2次/d)，干预12 w后发现，HMB干预组老年人的等动肌力明显优于对照组老年人。Wu 等〔51〕对6篇有关老年人补充HMB的随机对照实验进行Meta分析，结果显示，HMB干预组老年人的肌肉量和瘦体重情况均得到显著改善，此外，经过12 w每天补充2 g的CaHMB后，老年人的肌肉力量和身体活动能力也都得到了显著的提高。

5.2.3ω-3脂肪酸 ω-3脂肪酸一般是通过增强胰岛素在骨骼肌中利用氨基酸和葡萄糖敏感性提升骨骼肌蛋白合成，对预防和改善老年人Sarcopenia具有积极作用。ω-3脂肪酸作为营养补剂一般以鱼油形式存在。

Smith等〔52〕对老年人进行为期8 w的补充ω-3脂肪酸的随机对照实验，对干预组每天补充ω-3脂肪酸，对照组给予相同剂量的玉米油，研究发现，补充ω-3脂肪酸可大幅改善老年人骨骼肌蛋白的合成。同样对干预组每天补充ω-3脂肪酸而对照组给予玉米油，Smith等〔53〕在另一项随机对照实验中指出，ω-3脂肪酸还可改善老年人上肢肌力、下肢肌肉量和肌力。除以上效果之外，还有国外学者研究显示每天补充2～4 g ω-3脂肪酸还可改善肌肉功能和质量及各项身体活动能力〔54〕。然而，目前我国学者对ω-3脂肪酸在改善肌肉量和肌力方面相关实验性研究比较少见，因此关于我国老年人补充ω-3脂肪酸的剂量还有待进一步探索研究。

5.2.4维生素D 在老年人群体中，维生素D的缺乏比较常见。研究表明，血清25-羟基维生素D的浓度与肌肉力量和身体活动能力有着紧密联系，这可能与骨骼肌中的维生素D受体表达降低或激活减少有关，致使蛋白质合成速率出现下降〔55〕。

Ceglia等〔56〕对65岁以上老年女性每天补充4 000 IU维生素D，经过4个月干预，骨骼肌细胞核内维生素D受体浓度提高30%。此外，该研究还发现，老年受试者的肌纤维横截面积比干预前增加了10%。Lagari等〔57〕以65～95岁的老年人为研究对象，持续6个月每天对其补充2 000 IU维生素D，结果发现老年人肌肉力量显著改善，同时身体活动能力也有所提高。维生素D的摄入剂量对干预效果有一定影响。Bischoff-Ferrari等〔58〕对8篇有关维生素D干预跌倒论文进行综合分析，他们发现每天补充小于700 IU维生素D不会导致老年人跌倒风险降低，而当维生素D补充量在700～1 000 IU时老年人的跌倒风险可降低19%。提示，老年人补充维生素D的剂量在700 IU以下时可能不会获得健康受益。

5.2.5其他营养补剂 除以上营养补剂外，维生素C、维生素E、硒和类胡萝卜素等一些抗氧化营养素也会对老年人的肌肉量、肌力和身体活动能力产生一定影响。研究表明，血清维生素C的浓度与老年人握力和平衡能力具有相关性〔59〕；对老年人补充浓度小于25 μmol/L维生素E，他们身体活动能力下降风险在3年内会提高62%〔60〕；与血液中类胡萝卜素大于2.2 μmol/L的老年人相比较，类胡萝卜素小于1.4 μmol/L的老年人6年内肌肉量减少和肌力减弱的风险增加〔61〕；老年人的血液中硒浓度较低，研究显示老年人每日硒的摄入量与握力和3米步行时间都具有相关关系〔62〕。

5.3体育运动+营养补剂 以上多数研究已经表明，不管是单独进行体育运动干预还是进行营养补剂干预，它们对老年性Sarcopenia防治都有积极作用。把体育运动和营养补剂结合在一起进行干预，可能会对肌肉量和肌力的影响效果产生叠加效应。因此，体育运动+营养补剂干预方法被认为是维持肌肉功能的最佳选择。

Tieland等〔63〕对平均年龄为78岁老年人随机分为抗阻训练组与抗阻训练结合蛋白质补充组(每天2次，每次15 g)，经过24 w的干预发现，两组老年人的肌肉力量和身体活动能力均得到显著提高，但未发现两组之间具有显著差异，当比较两组的瘦体重情况时发现，抗阻训练结合蛋白质补充组老年人的瘦体重显著增加，而抗阻训练组无明显差异，两组之间比较差异具有统计学意义。Vukovich等〔64〕对平均年龄为70岁的老年人随机分为运动组(有氧+抗阻运动)与运动结合CaHMB补充组(3 g/d)，8 w干预后，与运动组相比，运动结合CaHMB补充组老年人的瘦体重显著增加，而体脂则显著降低。Rodacki等〔65〕对平均年龄为64岁的女性随机分为抗阻训练组与抗阻训练结合ω-3脂肪酸补充组(鱼油2 g/d)，干预90 d后发现，两组受试者肌肉力量与干预前相比较都有显著增加，然而比较两组之间差异时发现，抗阻训练结合ω-3脂肪酸补充比抗阻训练组更能提高肌肉的力量。Englund等〔66〕对活动受限和维生素D缺乏老年人分为运动组(有氧+抗阻运动)和运动结合维生素D补充组(800 IU/d)，经过6个月的干预发现，两组受试者肌肉力量和体成分与干预前相比较都有显著改善，然而与运动组相比较，运动结合维生素D补充组老年人肌间脂肪改善程度更加深刻，两组之间具有显著差异。从以上研究可知，绝大多数科研人员都会选择抗阻训练或有氧结合抗阻训练的同时配合营养补剂对老年人进行干预，这种方式对老年人Sarcopenia具有改善作用。

综上，目前有关老年性Sarcopenia认知尚不够深入。近些年来，虽然体育运动与营养补剂这两种非医疗干预方法已经在改善肌肉量和肌力等方面得到实践和应用，且它们的可行性和有效性也受到一定认可，但对于预防和改善Sarcopenia，针对不同健康和营养状况的老年人选择何种具体体育运动和营养干预方法及如何结合这两种干预方法使之发挥最大效能等问题还需深入研究，这对防治老年性Sarcopenia、提高老年人生活质量和健康具有积极而深远的影响。