八周反向行走训练对肌肉无力老年人机械能流动模式及跟腱特性的影响：一项探索性研究

《Gait & Posture》：Effects of Eight-Week Backward Walking Training on Mechanical Energy Flow Pattern and Achilles Tendon Properties in Older Adults with Dynapenia: An Exploratory Study

反向行走训练可提升老年肌少症患者步行速度，但未改变下肢机械能流动及跟腱力学特性，提示其他机制可能参与速度改善。

　　

林龙辉|徐乃文|蔡云琳|彭意玲|程志修

台湾长庚大学医学院物理治疗系与康复科学研究生院，桃园市

摘要

背景

肌力下降（dynapenia）是一种与年龄相关的现象，表现为尽管肌肉质量保持不变，但肌肉力量却减弱，这会导致行走速度减慢和跌倒风险增加。向后行走训练可以激活足底屈肌的离心收缩，已被证明能够改善行走能力。本研究旨在探讨为期八周的向后行走训练对肌力下降的老年人下肢机械能量流动和肌腱特性的影响。

方法

研究招募了44名65岁以上的老年人，其中21人患有肌力下降，23人为对照组。肌力下降组每周进行3次、每次30分钟的向后行走训练。训练前后分别测量了机械能量流动、跟腱硬度和步态速度。统计分析采用非参数检验（p < 0.05）。

结果

基线时，与对照组相比，肌力下降组的大腿和小腿节段能量变化率显著降低，跟腱硬度和应力也有所下降，膝关节的能量分布模式也发生了变化。训练后，机械能量流动和肌腱特性没有显著变化，但行走速度提高了10.2%-19.6%。

结论

向后行走训练改善了肌力下降老年人的行走速度。然而，这种改善可能归因于其他因素，而非肌腱适应或能量效率的提高，因为未检测到肌腱方面的显著变化。这些发现为理解向后行走的生物力学效应提供了初步见解，并强调了未来研究验证其训练效果的必要性。

引言

肌力下降是一种与年龄相关的综合征，主要影响女性[1]。其特征是尽管肌肉质量保持不变，但肌肉力量减弱，这主要是由于年龄导致的肌肉纤维类型和肌腱特性的变化[2]。由于肌肉力量下降，老年人的行走速度会减慢[3]，从而增加跌倒风险。先前研究表明，步态周期中蹬地力减弱（由足底屈肌机械输出减少引起）是导致老年人行动能力下降的关键因素[4]。因此，提高老年人的推进能力和蹬地阶段的足底屈肌力量传递至关重要。

针对肌肉力量不足的老年人，通过下肢肌肉的力量训练可以改善行走速度[5]。尽管肌力下降患者的肌肉质量可能保持不变，但年龄导致的肌腱机械特性变化（如硬度降低）仍然存在。研究表明，年龄导致的跟腱硬度下降会降低腓肠肌和比目鱼肌的收缩效率[6]，并减弱力量向骨骼的传递[7]，从而影响小腿肌肉力量和行走表现[6]。此外，研究发现，离心收缩训练（如脚跟下降）比向心收缩训练（如脚跟抬起）更能改善跟腱的机械特性[8]。向后行走训练通过激活足底屈肌的离心负荷[9]，也能通过提高动态平衡和下肢协调性来改善行走表现[10]。然而，现有研究尚未探讨向后行走训练后肌腱参数的变化，也未研究训练后的力量传递适应性。

机械能量流动模型可用于解释肌肉力量和肌腱特性的变化如何影响各节段之间的力量传递[11]。该模型通过分析肌肉和/或关节产生的、吸收的或传递的能量，量化了各节段的机械能量变化[12]，从而能够直接观察步态过程中的能量传递模式[13]。例如，Chen等人[13]指出踝关节是蹬地阶段的主要动能生成器，而McGibbon等人[14]发现，有骨科损伤的老年人会更多地依赖髋关节产生的机械能量来补偿足底屈肌的无力。因此，步态周期中的机械能量流动分析为理解老年人的运动生物力学提供了有价值的框架。

目前缺乏关于肌力下降患者在运动训练前后步态机械能量流动变化及其对肌腱适应潜在影响的研究。因此，本研究旨在初步探讨向后行走训练对肌力下降老年人步态力学的影响，具体研究了不同行走速度下下肢的机械能量流动和跟腱机械特性的变化。

参与者

参与者

本研究招募了44名65岁以上的老年女性参与者，并将她们分为两组：对照组23人，干预组21人。纳入对照组的标准为：（1）日常活动独立，无需使用助行设备；（2）曾参加过基于机器的训练或中等强度的锻炼。

结果

肌力下降组（平均年龄75.95±6.12岁）明显高于对照组（平均年龄68.71±4.31岁，p<0.001）。他们的握力也显著低于对照组（18.30±3.54 kg vs 22.18±2.29 kg，p<0.001）。有6名肌力下降的参与者中途退出，未能完成整个八周的训练。参与者详细信息见表1。

讨论

本研究发现了肌力下降组与对照组在生物力学方面的几个显著差异。在两种行走速度下，肌力下降组的大腿和小腿节段的机械能量流动明显降低，跟腱硬度和应力减少，膝关节的能量分布模式在快速行走时以能量产生为主，而非吸收，这反映了肌力下降老年人常见的功能能力下降。经过八周的训练后……

资助

本研究得到了台湾国家科学技术委员会（114-2221-E-182-033-MY3）和长庚大学健康老龄化研究中心的支持。

作者贡献声明

徐乃文：研究设计、数据分析、数据管理、概念构建。林龙辉：初稿撰写、软件使用、方法设计、数据分析、概念构建。彭意玲：撰写、审稿与编辑。蔡云琳：软件使用、方法设计。程志修：撰写、审稿与编辑、项目管理、资金争取、概念构建。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。