膝伸肌肌力与健康体检成人运动器官综合征的关联：一项横断面研究

《Journal of Orthopaedic Science》：Association between knee extensor muscle strength and locomotive syndrome in adults undergoing health screening: A cross-sectional study

　　

摘要专业翻译 背景：运动器官综合征（Locomotive Syndrome, LS）以肌肉骨骼系统损伤导致的行动能力下降为特征，与失能和长期照护需求风险增加相关。尽管膝伸肌肌力对行动能力至关重要，但其与健康体检人群中运动器官综合征的独立关联仍不明确。 方法：本横断面研究纳入2016年至2023年间在某预防医学中心接受常规综合健康体检的成人。运动器官综合征依据日本骨科协会（Japanese Orthopaedic Association, JOA）标准，采用起立测试、两步测试和25项老年运动功能量表（25-question Geriatric Locomotive Function Scale, GLFS-25）进行定义。研究人员采用多变量逻辑回归分析，在调整年龄、性别、测量年份、体质指数（Body Mass Index, BMI）和骨骼肌指数（Skeletal Muscle Index, SMI）后，检验膝伸肌肌力与运动器官综合征之间的关联。次要分析评估了与运动器官综合征各组成部分的关联。 结果：共纳入2652名参与者，其中1061人（40.0%）患有运动器官综合征。较高的膝伸肌肌力与较低的运动器官综合征风险独立相关（每增加1个标准差（Standard Deviation, SD）的优势比（Odds Ratio, OR）：0.576；95%置信区间（Confidence Interval, CI）：0.522–0.636；p < 0.001）。该关联在<65岁和≥65岁两个年龄组中均保持显著。在次要分析中，膝伸肌肌力与运动器官综合征的所有组成部分均显著相关，其中与两步测试（OR：0.417；95% CI：0.354–0.492）和起立测试（OR：0.459；95% CI：0.405–0.520）的关联强于与25项老年运动功能量表（OR：0.787；95% CI：0.710–0.873）的关联（均p < 0.001）。 结论：在健康体检成人中，较低的膝伸肌肌力与运动器官综合征独立相关，尤其是与基于表现的组成部分关联更为显著。膝伸肌肌力评估可为健康体检环境中的肌肉骨骼功能评价提供补充信息。

论文解读

一、研究背景与目的

运动器官综合征（Locomotive Syndrome, LS）由日本骨科协会（Japanese Orthopaedic Association, JOA）提出，是指因肌肉骨骼系统损伤导致的行动能力下降状态，被公认为老龄化人群中失能和长期照护需求的重要风险因素。随着人口老龄化进程加速，早期识别运动器官综合征高风险个体已成为预防骨科领域的重要目标。

尽管近年研究强调了将肌肉骨骼评估纳入常规健康体检项目的重要性，但许多健康体检系统仍主要聚焦于代谢性疾病筛查，与行动能力直接相关的客观身体功能评估并未被常规纳入。因此，亟需寻找可在大规模筛查场景中实施的简单、具有临床意义的指标。

膝伸肌肌力是下肢功能的基本决定因素，与站立、行走和姿势维持等日常生活基本活动密切相关。既往研究已证实下肢肌力下降与功能衰退、衰弱及失能风险增加相关，尤其是股四头肌肌力已被确定为老年人行动受限和身体表现的关键预测因子。此外，骨骼肌质量和肥胖等身体成分因素也与行动能力下降相关，但这些因素相互关联，肌力在肌肉质量与体脂之外是否具有独立贡献尚不清楚。

尽管已有研究探讨了肌功能与运动器官综合征的关系，但在大规模健康体检人群中，膝伸肌肌力与运动器官综合征之间独立关联的证据仍然有限，且该关联在不同年龄组间的一致性也未被充分检验。因此，本研究旨在检验健康体检成人中膝伸肌肌力与运动器官综合征的独立关联，并通过年龄分层分析评估该关联在不同年龄组中的稳健性。

二、研究设计与方法

本研究为横断面研究，纳入2016年至2023年间在某预防医学中心接受常规综合健康体检且同时接受运动器官综合征评估和Locomo Scan膝伸肌肌力测量的成人。初始符合条件者共2683人，排除31人（运动器官综合征评估数据缺失4人、双侧最小膝伸肌肌力数据缺失2人、骨骼肌指数（Skeletal Muscle Index, SMI）数据缺失26人），最终分析样本为2652人。

运动器官综合征依据日本骨科协会标准定义，参与者若在起立测试、两步测试和25项老年运动功能量表（25-question Geriatric Locomotive Function Scale, GLFS-25）中达到1期或以上标准即被分类为运动器官综合征，最终分级以三项评估中最差结果为准。膝伸肌肌力采用等长膝伸展肌力测量装置（Locomo Scan, ALCARE Co., Ltd., Tokyo, Japan）测量，每侧各测一次，力值按体重标准化（kgf/kg），取左右两侧较低值定义为双侧最小膝伸肌肌力，回归分析中标准化为Z分数。身体成分采用生物电阻抗分析装置（MC-780A; TANITA Corp., Tokyo, Japan）测量，骨骼肌指数计算为四肢骨骼肌质量除以身高平方（kg/m2）。

统计分析采用多变量逻辑回归，模型1调整年龄、性别和测量年份；模型2额外调整体质指数（Body Mass Index, BMI）；模型3进一步调整骨骼肌指数。所有变量的方差膨胀因子（Variance Inflation Factor, VIF）均小于5，体脂百分比因与身体成分变量存在多重共线性而被排除。次要分析分别对运动器官综合征各测试组分拟合逻辑回归模型。探索性分析中，将GLFS-25条目按既往报告的六域结构分组，在各域中定义域得分≥1为存在任何报告问题，分别拟合逻辑回归模型。

三、研究结果

基线特征：2652名参与者中，1061人（40.0%）被分类为运动器官综合征。与非运动器官综合征组相比，运动器官综合征组年龄更大（53.3±11.4岁 vs 47.5±10.6岁）、≥65岁比例更高（17.4% vs 7.4%）、女性比例更高（46.8% vs 51.9%）、体质指数更高（24.1±4.4 vs 23.0±3.4 kg/m2）、骨骼肌指数更低（7.49±1.12 vs 7.62±1.09 kg/m2）、体脂百分比更高（28.6±8.9% vs 25.2±7.0%）、膝伸肌肌力更低（0.607±0.170 vs 0.716±0.168 kgf/kg），所有差异均具有统计学显著性。

主要分析：在模型1中，膝伸肌肌力每增加1个标准差（Standard Deviation, SD），运动器官综合征的优势比（Odds Ratio, OR）为0.531（95%置信区间（Confidence Interval, CI）：0.483–0.584；p < 0.001）；模型2额外调整体质指数后OR为0.559（95% CI：0.506–0.616；p < 0.001）；模型3进一步调整骨骼肌指数后OR为0.576（95% CI：0.522–0.636；p < 0.001）。在完全调整模型中，较高的体质指数与运动器官综合征风险增加独立相关（OR：1.100；95% CI：1.065–1.136；p < 0.001），较高的骨骼肌指数与风险降低相关（OR：0.688；95% CI：0.587–0.806；p < 0.001），女性性别与运动器官综合征无显著关联（OR：0.977；95% CI：0.738–1.294）。

年龄分层分析：在完全调整模型中，<65岁组膝伸肌肌力与运动器官综合征的OR为0.592（95% CI：0.534–0.658；p < 0.001），≥65岁组OR为0.444（95% CI：0.319–0.616；p < 0.001），两个年龄组中关联均保持显著。

组分分析：膝伸肌肌力与运动器官综合征所有三个测试组分均显著相关，其中与两步测试的关联最强（OR：0.417；95% CI：0.354–0.492；p < 0.001），其次为起立测试（OR：0.459；95% CI：0.405–0.520；p < 0.001），与GLFS-25的关联相对较弱（OR：0.787；95% CI：0.710–0.873；p < 0.001）。

GLFS-25域分析：在2604名完成全部25项条目的参与者中，较高的膝伸肌肌力与运动相关困难域（OR：0.793；95% CI：0.673–0.935；p = 0.006）、日常活动域（OR：0.739；95% CI：0.666–0.819；p < 0.001）、社会活动域（OR：0.799；95% CI：0.730–0.873；p < 0.001）和认知域（OR：0.792；95% CI：0.712–0.881；p < 0.001）的问题报告风险降低显著相关，而与身体疼痛域（OR：0.997；95% CI：0.911–1.091；p = 0.945）和日常照护域（OR：0.974；95% CI：0.821–1.157；p = 0.765）无显著关联。

四、讨论与结论

本研究结果表明，较低的膝伸肌肌力与健康体检成人中较高的运动器官综合征风险独立相关，且该关联在调整年龄、性别、体质指数和骨骼肌指数后依然显著，提示膝伸肌肌力提供了体质指数和骨骼肌指数未能完全捕捉的关于运动器官综合征的信息。这与既往研究指出的肌力可能比单纯肌质量与身体表现关联更密切的观点一致。

次要分析显示，膝伸肌肌力与基于表现的测试（起立测试和两步测试）的关联强于与自评量表（GLFS-25）的关联。这一差异可能反映了不同评估工具的特性：起立测试主要评估垂直运动所需的下肢力量，两步测试反映步态能力、步幅表现和动态水平移动能力，而GLFS-25作为自填问卷涵盖疼痛、日常生活活动、社会参与等更广泛领域。域分析中膝伸肌肌力与GLFS-25各域关联的异质性可能部分解释了这种差异。

骨骼肌指数与运动器官综合征的关联在调整膝伸肌肌力后减弱，提示肌力提供了肌质量未能完全捕捉的信息。性别与运动器官综合征的关联在调整骨骼肌指数和膝伸肌肌力后不再显著，提示身体成分和肌功能的差异可能有助于解释性别相关的运动器官综合征差异。

从临床角度看，膝伸肌肌力测量相对简单，可为健康体检环境中的肌肉骨骼功能评估提供补充信息，有助于识别肌骨骼功能下降的个体，使其受益于进一步的功能评估或适当的健康指导。

本研究存在以下局限性：横断面设计无法确定因果关系；研究人群为自愿接受常规综合健康体检的个体且相对年轻，≥65岁仅占11.4%，对老年人群的代表性有限；虽调整了主要协变量，但仍不能排除残余混杂（如身体活动、用药信息等未纳入分析）；特定肌肉骨骼疾病（如腰椎退变、腰椎管狭窄、膝骨关节炎和骨质疏松症）信息不可用，无法评估这些疾病对观察关联的潜在影响。

结论：在本大规模健康体检样本中，膝伸肌肌力与运动器官综合征独立相关。该关联在两个年龄组中均存在，且与基于表现的运动器官综合征评估的关联强于与GLFS-25的关联。探索性GLFS-25域分析进一步提示，膝伸肌肌力与自报功能域的关联存在异质性。这些发现支持将膝伸肌肌力评估作为健康体检环境中肌肉骨骼功能评价组成部分的潜在价值。