《Archives of Gerontology and Geriatrics》：Effects of aquatic and land-based resistance training on hip bone health in overweight older women: A 32-week randomized controlled trial
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摘要
背景/目的：运动被推荐用于在衰老过程中维持骨骼健康，尽管部分老年人参与传统陆上运动项目可能存在困难。水中抗阻训练可能是一种安全的替代方案，但其对骨骼健康的影响仍不明确。本研究比较了水中抗阻训练与陆上弹力带抗阻训练对老年女性骨骼健康的影响。
方法：本二次分
摘要
背景/目的：运动被推荐用于在衰老过程中维持骨骼健康，尽管部分老年人参与传统陆上运动项目可能存在困难。水中抗阻训练可能是一种安全的替代方案，但其对骨骼健康的影响仍不明确。本研究比较了水中抗阻训练与陆上弹力带抗阻训练对老年女性骨骼健康的影响。
方法：本二次分析纳入了六臂随机对照试验中的三个组。两个训练组均接受每周两次、持续32周的监督下抗阻训练。采用双能X射线吸收法（DXA）评估髋部和腰椎的骨矿物质含量（BMC）、骨矿物质密度（BMD）及T值。采用双因素重复测量方差分析（ANOVA）进行统计分析。
结果：98名志愿者（年龄67.5±5.9岁；身体质量指数（BMI）27.9±5.6 kg/m2；体脂率42.6±4.2%）被随机分配至陆上弹力管抗阻训练组（LG；n=32）、水中抗阻训练组（WG；n=33）或对照组（CG；n=33）。Ward三角BMD和T值以及全髋BMC观察到显著的时间×组别交互效应。事后比较显示，与LG和CG相比，WG在Ward三角BMD（效应量ES=0.445）和T值（ES=0.412）方面有更大改善（p<0.05）。其余DXA衍生指标未观察到显著的时间×组别交互效应。
结论：为期32周的水中抗阻训练计划在改善Ward三角BMD和T值方面优于陆上弹力管抗阻训练和对照组。这些发现提示水中抗阻训练对老年女性骨骼健康具有部位特异性效应。
临床试验注册：ClinicalTrials.gov，标识号：***（回顾性注册）。
一、研究背景与意义
增龄性骨丢失始于中年并随衰老进程持续发展，导致老年人群虚弱和骨折风险增加。这一过程通常与骨质疏松症相关，在女性中尤为普遍，因其临床、社会和经济影响而构成重大公共卫生问题。随着全球预期寿命不断延长，寻找有效且可及的策略以维持老年人群骨骼健康并降低骨折风险仍是优先事项。
运动被广泛认为是维持骨骼健康的非药物干预手段。骨组织适应机械负荷，证据表明涉及中高强度机械刺激的运动方案可促进骨密度和骨强度的有利变化。因此，抗阻训练被广泛推荐用于维持老年人肌肉骨骼健康。在可用的抗阻训练方式中，弹力带抗阻训练因价格低廉、便携、易于实施且允许渐进性超负荷同时保持良好安全性而在老年人中日益普及。
然而，由于关节疼痛、平衡能力下降、行动障碍或害怕跌倒，老年人参与陆上运动项目可能受限。因此，能够提供足够机械刺激同时保持高安全性的替代运动方式具有相当大的临床意义。水中运动因依从性高和肌肉骨骼损伤风险低而在中老年人群中日益流行。水的浮力减少关节负荷并促进运动，而水的阻力能够在最小关节冲击下产生可观的肌肉需求。
尽管非负重运动传统上被认为比负重运动的成骨效应弱，但关于水中运动与老年人骨骼健康的现有证据仍不明确，主要原因在于既往干预在运动类型、强度、持续时间和训练目标上存在差异。此外，多数已发表研究评估的是一般性水中运动、有氧运动或混合运动方案，而非结构化水中抗阻训练。因此，渐进性水中抗阻训练能否有效改善老年女性骨骼健康仍不确定。
基于此，本研究旨在比较为期32周的陆上弹力管抗阻训练与使用水阻器械的水中抗阻训练对老年女性髋部和腰椎骨矿物质状态的影响。研究假设两种干预均能改善骨骼健康，并鉴于结构化水中抗阻训练成骨效应的证据有限且不一致，预期两种运动方式产生相似的适应。
二、研究设计与技术方法
本研究为一项六臂平行组随机对照试验的二次分析，采用探索性比较框架。本次分析纳入其中三个组：陆上弹力管抗阻训练组（LG）、水中抗阻训练组（WG）和对照组（CG）。研究于2014年5月至2015年7月期间，通过西班牙多所老年人市政活动中心招募参与者。纳入标准为：年龄60至75岁、获得进行抗阻训练的医疗许可、久坐生活方式且干预期间无离开计划。排除标准包括心血管、肌肉骨骼或神经肌肉疾病，使用可能影响结局的药物或增力辅助剂，以及前六个月内参与抗阻训练或运动研究。
主要技术方法包括：采用双能X射线吸收法（DXA；QDR Hologic Discovery Wi）评估股骨颈、转子、Ward三角、非优势侧全髋及腰椎（L1-L4）的骨矿物质含量（BMC）、骨矿物质密度（BMD）和T值；使用生物电阻抗仪（Tanita BC-418 MA）测量体成分。统计分析采用SPSS 26.0，以双因素重复测量方差分析（ANOVA）检验时间与组别的交互效应，显著时以Bonferroni校正事后检验进行成对比较。效应量以偏η2（ηp2）和Cohen's d计算，并依据Page（2014）方法计算最小临床相关变化（MCR）。
三、研究结果
3.1 基线特征
母试验原计划招募320名参与者，实际277名老年女性前来参与，其中80人被排除，最终197人被随机分配至六个原始试验组。本二次分析纳入98名参与者（LG n=32，WG n=33，CG n=33）。32周期间，LG组4人、WG组6人、CG组2人退出。最终84名具有完整基线和干预后DXA数据的参与者纳入主要分析（LG n=27，WG n=26，CG n=31）。无退出与跌倒、运动相关损伤或其他干预相关不良事件相关。LG和WG完成者的平均出勤率分别为89%和87%。基线时各组间无显著差异，样本以超重女性为主。
3.2 骨骼结果
双因素方差分析显示，Ward三角BMD（F(2,81)=5.887，p=0.005，ηp2=0.191）和T值（F(2,81)=3.478，p=0.039，ηp2=0.122）以及全髋BMC（F(2,81)=3.516，p=0.037，ηp2=0.123）存在显著的时间×组别交互效应。其余DXA指标未观察到显著交互效应。事后分析显示，WG在Ward三角BMD（ES=0.445，p<0.05）、T值（ES=0.412，p<0.05）和全髋BMC（ES=0.447，p<0.05）方面显著改善。组间比较表明，WG在Ward三角BMD（与LG比较ES=0.852，p=0.016；与CG比较ES=0.819，p=0.044）和T值（与LG比较ES=0.866，p=0.016；与CG比较ES=0.859，p=0.043）方面的改善均大于LG和CG。尽管全髋BMC观察到显著交互效应，但Bonferroni校正后未发现显著的组间成对差异。MCR分析显示，WG中54%的参与者超过Ward三角BMD的MCR，69%超过T值的MCR，而LG分别为33%和44%，CG为10%。
四、讨论与结论
本研究发现，水中抗阻训练在Ward三角BMD和T值方面的改善显著优于陆上弹力管抗阻训练和对照组，且效应主要定位于髋部，尤其是Ward三角。鉴于髋部骨折与老年人丧失独立性和死亡率的关联，髋部骨骼健康的适度改善可能对健康老龄化和骨折预防具有重要意义。然而，效应并非在所有骨骼部位一致，腰椎BMD及其他多项DXA指标未见显著组间差异，提示成骨反应具有部位特异性而非全身性，这与骨组织对机械负荷适应的部位特异性特征一致。
LG组未见显著改善值得关注。尽管两组遵循相同的目标RPE（主观疲劳评分）递进方案以确保可比的相对内部训练强度，但外部机械刺激特征存在实质差异。水中运动组被要求在整个干预期间以最大意图运动速度执行每次重复，由于水阻力随运动速度增加，这一方式可能在相似主观疲劳感下产生更大的机械刺激。相比之下，陆上组以标准化运动节奏执行练习，主要通过增加弹力管阻力实现递进，这可能提供了较弱的成骨刺激。但研究未直接量化两种干预施加的机械负荷，此解释应视为推测性。
从临床角度看，本研究结果支持水中抗阻运动作为老年女性可行训练选择的潜在作用，其具有减少关节负荷、降低跌倒风险和在老年人中接受度高等实际优势。但结果应谨慎解读，因改善仅限于特定髋部相关指标，且需在未来随机对照试验中与既有陆上抗阻训练方式进行比较加以确认。
本研究存在若干局限性：母试验为回顾性注册且未预设DXA结局层级；未进行跨解剖部位的多重性校正；采用符合方案分析而非意向性治疗分析；仅以DXA评估骨骼健康而无骨转换生化标志物；钙和维生素D摄入、干预外习惯性体力活动及对照组生活方式维持依从性未客观监测；药物使用、激素替代疗法和社会经济特征信息不可得；样本为通过市政活动中心招募的久坐且以超重为主的老年女性，可能限制向其他人群的推广性；干预在训练环境、动作选择、运动模式和执行速度上存在差异，且陆上对照仅使用弹力阻力，机械负荷未直接量化。
综上，本研究结论为：为期32周的高速水中抗阻训练计划在改善Ward三角BMD和T值方面优于陆上弹力管抗阻训练和对照组。全髋BMC亦观察到显著的时间×组别交互效应，而包括腰椎测量在内的多项其他DXA衍生指标未见显著交互效应。这些发现提示水中抗阻训练对骨骼健康的影响可能具有部位特异性，应在未来随机对照试验中加以确认。
