综述:太极拳改善帕金森病患者运动症状的机制:一项系统评价

《Frontiers in Aging Neuroscience》:Tai Chi for improving motor symptoms in Parkinson’s disease patients: a systematic review of mechanisms

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月20日 来源:Frontiers in Aging Neuroscience 5.2

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  背景:近年来,太极拳(Tai Chi, TC)训练在帕金森病(Parkinson’s disease, PD)患者运动障碍管理中的作用日益凸显,明确其治疗机制对优化临床疗效至关重要。长期练习TC已被证实可增强患者平衡与姿势稳定性,降低跌倒风险并改善步行能力。

  
背景:近年来,太极拳(Tai Chi, TC)训练在帕金森病(Parkinson’s disease, PD)患者运动障碍管理中的作用日益凸显,明确其治疗机制对优化临床疗效至关重要。长期练习TC已被证实可增强患者平衡与姿势稳定性,降低跌倒风险并改善步行能力。 目的:本系统评价旨在阐明TC改善PD患者运动症状的作用机制,并对相关现有证据进行全面梳理。 方法:本评价遵循PRISMA 2020指南,采用PICOS框架构建研究问题:研究对象为成年PD患者;干预措施为任意流派、剂量的TC;对照措施为无干预、常规护理、其他运动或自身前后对照;结局指标为与运动症状相关的生物力学、分子/代谢或神经网络机制;研究类型为报告至少1项机制结局指标的临床试验。研究人员于2026年6月检索PubMed、Embase、Cochrane Library及Web of Science数据库,最终纳入10项符合标准的研究(6项随机对照试验[RCT],4项非随机研究)。 结果与结论:TC可改善PD患者的姿势控制、平衡能力、肌肉力量及运动症状,降低肌张力并提升生活质量。目前提出的分子、代谢及神经网络机制多基于间接(外周生物标志物)或单研究证据,而非直接中枢测量证据,尚处于假说生成阶段。潜在机制包括多巴胺通路标志物升高、炎症反应调节及神经递质相关代谢改变;TC还可能影响氨基酸、能量及神经递质代谢,具体表现为精氨酸生物合成增强、三羧酸循环活性提升及腺苷水平升高,同时可上调外周血谷胱甘肽(抗氧化标志物),可能通过抵消氧化应激保护多巴胺能神经元,发挥治疗作用。分子层面,单研究显示TC可增强泛素-蛋白酶体系统活性,但该结果源于外周血检测,尚需验证。生物力学层面,TC可改善压力中心位移及肌肉活动;神经网络层面,其与运动相关脑区的协调性提升及激活增强相关。上述机制结论均为初步结果,多数分子与代谢证据为间接外周生物标志物证据,且来自小样本单研究,需在更大样本、采用中枢测量指标的试验中进一步确认。 系统评价注册:PROSPERO,注册号CRD42024486254。
1 引言
帕金森病是一种病程长、进展缓慢的神经退行性疾病,会导致患者功能损害逐渐加重,其核心病理特征为多巴胺缺乏,伴随运动及非运动症状。流行病学数据显示,神经系统疾病已成为全球致残的主要原因,PD是增长最快的神经系统疾病,全球老龄化进程加速了PD的流行,全球汇总患病率为1.51/1000。PD不仅严重损害患者生活质量,还带来沉重的医疗负担。目前左旋多巴是最常用的治疗药物,但症状性药物治疗在部分领域获益有限,长期使用可引发运动障碍等并发症。研究证实,体育锻炼可有效管理PD,运动已被运动障碍协会循证医学专家组推荐为左旋多巴的有效辅助治疗手段。
太极拳是融合姿势、呼吸技术与冥想的传统中国运动方式,可改善亚健康状态并缓解疾病症状。与高冲击有氧运动不同,TC强调下肢节律性重心转移、躯干旋转运动、对称步法及全程直立姿势维持,属于低冲击运动,适合老年人及临床人群。在PD治疗中,长期规律TC练习可有效改善运动症状、提升平衡能力、预防跌倒并改善整体认知功能。现有关于TC对PD患者影响的系统评价与Meta分析多聚焦于生活质量改善、运动症状提升及认知功能促进,但未充分探讨其潜在机制。部分研究已开始探索TC在其他人群中的作用机制,但其在PD中的具体作用机制仍不明确,现有研究提示TC可能通过影响外周免疫功能、调节代谢发挥改善PD患者运动症状的作用。
明确TC对PD的获益及潜在机制,对评估其作为补充与辅助治疗的临床价值至关重要。目前针对特定机制(尤其是中枢多巴胺能修复)的证据仍间接且初步。本评价遵循PRISMA 2020声明开展,采用PICOS框架预先构建研究问题,旨在阐明特定干预与各类结局指标的关系,为调整优化治疗方案、提升治疗效果及推动研究成果临床转化提供依据。
2 方法
2.1 方案与注册
本系统评价严格遵循PRISMA 2020声明开展并报告,研究方案已在PROSPERO平台预先注册(注册号CRD42024486254),注册时间早于全文筛选与数据提取阶段。
2.2 研究问题(PICOS)
采用PICOS框架预先定义研究问题:研究对象为临床诊断为特发性PD的成年患者,年龄、性别、Hoehn-Yahr分期不限;干预措施为任意流派、剂量、时长的TC,可单独实施或与气功呼吸成分结合;对照措施为无干预、常规/标准护理、其他运动方式、等待列表对照或自身前后对照,因本评价聚焦机制,未强制要求设置对照;结局指标为任何被提出作为TC改善PD运动症状潜在机制的生物力学、分子/代谢或神经网络指标,同时纳入共报告的运动相关临床结局(如统一帕金森病评定量表-运动部分[UPDRS-III]、步态、平衡);研究类型为报告至少1项机制指标的临床试验(随机或非随机,包括单组前后设计),排除综述、方案、病例报告、信件、评论、临床实践指南及非同行评审会议资料。
核心研究问题为:“临床试验证据表明,太极拳通过何种生物力学、分子/代谢及神经网络机制改善成年帕金森病患者的运动症状?”
2.3 检索策略
检索2005年至2026年发表的英文文献,检索数据库包括PubMed、Embase、Cochrane Library及Web of Science核心合集,检索词涵盖“帕金森病”“特发性帕金森病”“路易体帕金森病”及“太极拳”“太极”等相关术语,同时追溯纳入研究的参考文献,所有检索于2026年6月12日重新运行以确认最终检索日期,完成去重后行人工核验。
2.4 纳入标准
纳入标准包括:研究类型为临床试验;研究对象为PD患者,年龄与疾病分期不限;研究包含机制探讨;干预措施为任意形式TC;研究语言为英语;发表时间早于2026年6月12日。排除综述、方案、病例报告、信件、评论、临床实践指南及会议摘要、海报等非同行评审资料,同时排除无关数据及无法获取全文的研究。文献筛选由两名研究者独立完成,分歧通过讨论解决。
2.5 方法学质量评价
采用两种验证工具评价纳入研究的方法学质量:6项RCT采用Cochrane偏倚风险2.0(RoB 2.0)工具,从随机化过程偏倚、偏离干预偏倚、结局数据缺失偏倚、结局测量偏倚及结果报告选择偏倚5个领域进行评价,每个领域及总体风险判定为低风险、有一定担忧或高风险;4项非随机研究采用非随机干预研究偏倚风险工具(ROBINS-I)进行评价。
2.6 数据提取
两名研究者独立提取TC对PD运动症状疗效及机制研究相关数据,评价得分分歧通过讨论解决,研究设计、分组设置、干预设置、实施者/传递方式、干预描述等关键信息汇总于补充材料1,同时提供整合的核心证据表(补充材料2),涵盖每项纳入研究的样本量、PD分期、TC方案、对照措施、机制结局、主要发现及偏倚风险评级。
2.7 数据合成
由于目前尚无评估TC对PD作用机制的标准化方案或分析方法,各研究方法学异质性较高,无法进行Meta分析与定量合成,因此采用简单描述性统计进行叙事性合成,根据治疗机制类型对结果进行分类描述,聚焦TC对PD运动症状的影响。
3 结果
3.1 研究筛选
共检索到1098篇文献,其中PubMed 156篇、Web of Science 495篇、Embase 351篇、Cochrane Library 96篇。去除389篇重复文献后,对709篇研究进行标题与摘要筛选,最终10项研究符合纳入标准。排除研究的主要原因包括:研究目的不涉及TC及其治疗机制、研究对象非PD患者、文章类型为指南/病例报告/综述/海报/会议报告、无法获取全文。
3.2 纳入研究的方法学质量
6项RCT的RoB 2.0评价结果显示,1项研究为低风险,其余为有部分担忧,无高风险研究。多数研究结局测量与结果报告选择领域为低风险,部分担忧主要源于分配隐藏报告不充分、结局数据缺失及偏离干预。TC作为行为干预,无法对参与者实施盲法,该因素未被单独判定为偏离干预偏倚。样本量未纳入RoB 2.0判定范畴。各研究随机序列生成充分,但分配隐藏描述不足;运动试验无法对参与者与治疗师实施盲法,但评价时综合考虑了方案依从性与意向性分析;多数研究失访率低且均衡,少数因失访率较高被判定为有部分担忧;结局测量因采用客观评估且评估者设盲,多为低风险;结果报告选择担忧主要源于试验注册信息不充分。整体而言,纳入RCT偏倚风险低至中等,局限性多源于方法学报告不完整,而非系统性偏倚证据。
4项非随机研究的ROBINS-I评价结果均为严重偏倚风险。主要原因包括:4项研究均为无同期对照的单组前后设计,ROBINS-I将其判定为严重的混杂偏倚;1项研究中参与者在干预期间额外进行拳击等其他体力活动,被判定为严重的偏离干预偏倚;1项研究采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)及枢纽基因识别的探索性分析,无预先设定的统计分析计划,被判定为严重的结果报告选择偏倚。
3.3 纳入研究的特征
最终纳入10项研究,共513名参与者,样本量范围为10至195例。6项为RCT,其余4项为其他试验设计。TC干预时长12至24周,每次至少50分钟;6项研究采用国际流传最广的杨氏太极拳,其特点为动作缓慢流畅,强调重心转移与姿势控制,其余研究未明确说明TC流派;2项研究明确报告在训练方案中整合了气功特异性呼吸技术。研究结局涵盖脑功能成像指标、血液相关生物标志物、步态及平衡测量指标,具体评估工具包括单腿站立(SLS)测试、计时起立-行走(TUG)测试、UPDRS-III、蒙特利尔认知评估(MoCA)、帕金森病问卷-39(PDQ-39)、Berg平衡量表(BBS)等运动功能评估工具。
3.4 TC对平衡的影响
多项研究证实TC对PD患者平衡功能具有获益作用,单独TC练习即可提升患者平衡能力。结合动作观察训练(AOT)或双任务TC训练也可改善平衡功能。纳入研究中仅1项试验开展了干预后3个月的随访,报告平衡与步态改善效果得以维持,其余研究均无干预后随访评估,因此TC训练停止后的效应持续性尚不明确,该单中心阳性随访结果尚需重复验证。
3.5 TC对步态的影响
TC运动可改善轻中度PD患者的动态姿势控制,进而缓解平衡功能障碍、运动障碍、运动减少及震颤或不连续运动。步态改善表现为后足步长增加,双任务TC干预可优化步态步长时间变异性。步态分析与平衡测试系统评估显示,TC训练通过增加步长与步速、降低步幅变异性改善步态。部分研究未发现TC可改善步态启动、步态表现或降低残疾率,可能与研究指标定义存在差异有关。
3.6 TC对生活质量与日常生活活动能力(ADL)的影响
研究表明TC练习可显著提升PD患者生活质量,有效改善情绪、整体身心功能,尤其可缓解抑郁与焦虑症状,这些获益归因于TC增强了患者肢体功能、平衡与步行能力,降低了运动症状严重程度并减少肌张力。补充材料2汇总了每项纳入研究的样本量、PD分期、TC方案、对照措施、机制结局、主要发现及偏倚风险评级。
4 讨论
本研究将机制证据分为三类:直接证据指中枢神经系统内或所提通路直接测量的结局指标(如PD患者的功能磁共振成像[fMRI]连接);间接证据指外周或替代生物标志物(如循环细胞因子、白细胞基因表达或血清代谢物),其为中枢过程的生物学合理关联物,但非中枢直接测量;推测性机制指基于单研究、动物或非PD人群模型或未被纳入研究直接评估的理论通路推导的解释。除非特别说明,多数分子与代谢发现属于间接证据或推测性机制,应解读为假说生成性证据,而非支持已确立机制(如中枢多巴胺能修复或神经网络重塑)的证据。
4.1 生物力学机制
日常行走或跨越障碍物时,人体通过调节前后(A-P)与内外(M-L)方向的压力中心(COP)移动控制重心(COM),维持动态姿势稳定性,摆动侧髋外展肌也参与侧向COP移动。行走启动时,COP需向后移动以产生向前动量并启动任务。TC训练可增加A-P与M-L方向的COP位移幅度,增强动量生成、平衡维持及侧向稳定性相关机制。A-P方向COP活动改善与胫骨前肌有效激活及预期姿势调整恢复相关;M-L方向COP位移增加源于髋部肌肉力量增强,可能与TC训练改善了PD患者臀中肌、阔筋膜张肌及胫骨前肌的神经肌肉功能有关。TC运动通过增加后肢步长、增强前肢踝关节外展、改善运动时A-P与M-L方向的COM与COP控制,提升PD患者动态姿势稳定性。
但1项研究指出TC训练未增加COP的后向或侧向位移(即摆动侧方向),可能与COP位移的定义与测量方法存在差异有关。该研究未发现摆动面积与功能性前伸测试(FRT)的显著改善,步态表现与平衡能力提升不显著,这种不一致性可能与COP位移的测量方法与定义不明确有关。
跌倒后恢复平衡主要有两种策略:踝策略(以足部为轴旋转重心)与髋策略(身体部位向相反方向旋转)。TC强调重心转移与踝部摆动,可有效将重心移至稳定极限边缘,通过提升参与者采用有效摆动策略(踝或髋关节)的能力,增强其在稳定极限附近的控制性运动能力,进而改善平衡控制、减少运动障碍并提升ADL。持续重心转移可增加本体感觉输入与核心控制能力。上述生物力学机制主要由纳入研究本身的直接运动学证据支持,TC训练时身体重心在双脚间缓慢上下左右移动,通过持续变换足部位置改变支撑面大小与位置。
4.2 分子机制
亨廷顿相互作用蛋白2(HIP2)是与神经退行性疾病相关的E2泛素结合酶,PD模型中HIP2表达降低可损害运动症状并增加多巴胺能易损性。E2泛素结合酶异常表达可导致泛素化障碍,破坏泛素-蛋白酶体系统,使异常α-突触核蛋白无法有效降解,发生聚集并增加毒性,加速神经元变性死亡。1项研究发现TC训练可逆转PD患者外周血中HIP2 mRNA的下调,该变化与TC训练后运动症状改善相关。该结果基于单研究外周血HIP2 mRNA检测,属于中枢过程的间接替代指标,应解读为假说生成性证据,提示TC可能通过调节泛素-蛋白酶体系统降低多巴胺能易损性,而非确立该机制。
炎症在PD发病与进展中起关键作用,脂多糖(LPS)通过IL-1β诱导帕金森病样症状,提示IL-1β可能参与疾病发生或进展。TC训练可降低PD患者IL-1β水平,进而改善运动症状。Meta分析显示PD患者外周炎性细胞因子(如IL-6、TNF、IL-1β、IL-2、IL-10、C反应蛋白)浓度高于健康对照。生物信息学研究表明,TC通过调节中性粒细胞活化、T细胞活化、NOD样受体及IL-17信号通路相关基因,影响PD患者外周免疫功能。上述细胞因子与基因表达变化均为外周生物标志物,各指标均来自单研究,是中枢神经炎症的生物学合理关联物,但无法直接证明TC对PD的中枢抗炎效应。
L-精氨酸是合成一氧化氮的关键底物,影响氧化应激与能量代谢,在PD发病中起重要作用。三羧酸(TCA)循环酶缺陷与线粒体功能障碍也在PD中被观察到。研究显示TC训练影响多种代谢通路,尤其是氨基酸代谢、能量代谢与神经递质代谢。单外周代谢组学研究报道的氨基酸代谢(如L-精氨酸与精氨酸生物合成)与能量代谢(包括TCA循环与长链脂肪酸氧化)改善,可能参与神经保护与运动症状提升,但该结论尚需验证。
PD核心运动症状包括肌强直、运动迟缓与静止性震颤,其中肌强直与运动迟缓与多巴胺缺乏相关。酪氨酸羟化酶是多巴胺合成的限速酶,参与羟化过程。TC可升高PD患者血清酪氨酸羟化酶(TH)含量,该外周(间接)标志物可能为多巴胺合成创造有利条件,但血清TH无法直接证明中枢多巴胺能改变。此外,脑脊液高香草酸(HVA)浓度逐渐升高提示多巴胺能突触前机制的早期改变,可能与PD运动障碍相关。
4.3 代谢机制
1项研究报道长期TC训练与PD患者氨基酸、能量及神经递质代谢重塑相关,这些变化(包括精氨酸生物合成增强、TCA循环活性提升及腺苷水平升高)与运动症状(UPDRS评分)改善相关,提示(而非确立)代谢调节参与TC的治疗获益,需在独立队列中重复验证该关联。
研究表明TC改善PD患者运动症状的机制可能涉及上调外周血谷胱甘肽(GSH)水平,从而增强机体抗氧化防御能力,可能通过减轻氧化应激对多巴胺能神经元及运动相关肌肉的损伤,延缓运动功能恶化,同时改善平衡与力量。由于GSH仅在单试验的外周血中检测,该通路仍属间接证据,需中枢或纵向生物标志物研究进一步确认。
4.4 神经网络机制
TC对老年人群脑网络影响的研究已获得初步阳性结果,静息态fMRI研究显示TC可增强默认模式网络(DMN)内连接。类似方法被用于探索TC对PD患者脑网络的影响,研究发现DMN连接变化与UPDRS总分及UPDRS-III评分改善相关。DMN中楔前叶与运动区的连接被认为与运动心理意象及计划过程相关,因此DMN连接改善可能参与TC训练后PD患者运动症状提升,但该结论为相关性单研究结果,非已确立的因果证据。
此外,该研究还观察到视觉网络(VN)区域功能连接增加。由于视觉本体感觉冲突影响步态与平衡,视觉线索可减少前庭噪声并改善平衡,而PD患者通常表现为VN区域功能连接降低,单研究中TC与VN区域连接相关。其他研究探索了TC联合AOT对PD患者DMN的影响,发现背内侧前额叶皮层(dmPFC)与小脑Crus 1、右侧顶下小叶后部(pIPL)、缘上皮层及颞顶联合区(TPJ)的连接增加,延伸至枕叶与颞回。TPJ、右侧pIPL及缘上回激活与运动观察相关。TC作为体育锻炼可诱导额叶皮层可塑性改变,该区域可塑性增强与平衡能力提升显著相关。
研究显示行走时执行认知任务可干扰运动控制,因两类任务竞争共享神经资源。PD中认知任务相关的运动控制成本增加可能部分源于皮层资源减少与资源分配错误。TC训练(尤其联合AOT)可影响PD的认知-运动交互,单研究报道相关脑区协调性更佳。此外,单研究报道TC运动可显著影响PD患者的局部脑一致性(ReHo),眶下回、舌回等特定脑区ReHo值变化提示神经活动调整。
既往研究表明PD患者脑功能连接显著减弱,尤其是皮质-基底节环路与中脑边缘系统-基底节环路。运动可显著增强健康老年人内侧前额叶与内侧颞叶的静息态脑连接。基于此,部分研究采用fMRI探索TC对脑功能的影响,提示TC可能对抗PD患者脑连接下降,逐渐与多个脑区(包括额叶、颞叶、辅助运动区、基底节及小脑)的功能连接增强相关,这些区域通常与认知及运动症状相关。
上述机制有直接的神经影像学证据支持,但仅来自10项纳入研究中的2项,结论不可推广至所有TC方案。
5 结论
本研究表明TC对改善PD患者运动症状具有潜在获益,主要得到直接生物力学与初步神经影像学证据支持。TC可显著改善平衡、步态,降低跌倒风险,进而提升患者生活质量与ADL能力。干预期间TC可带来治疗获益,但训练停止后长期获益的证据有限,潜在机制(多为间接证据)包括多巴胺通路活性升高标志物、炎症反应调节及神经递质相关代谢改变。分子层面,TC可能与泛素-蛋白酶体系统功能增强相关;生物力学层面,其可改善COP位移并增强相关肌群活动(直接证据);神经网络层面,TC与运动相关脑区的功能协调及活动增强相关。鉴于分子与代谢证据异质性高、样本量小且多为间接证据,上述机制结论为初步假说生成性结果,需在更大样本、设置对照且采用中枢测量指标的试验中重复验证。
本评价存在一定局限性。首先,仅纳入10项合格研究(6项随机、4项非随机),TC方案在流派、单次时长、训练时长(12-24周)上差异显著,异质性导致无法开展Meta分析,限制了机制推断的普适性。其次,多数分子发现(如HIP2 mRNA表达、酪氨酸羟化酶水平、炎性细胞因子谱变化)来自单研究,缺乏重复验证,且多为外周/间接指标而非中枢直接测量,各研究采用的生物标志物与神经影像学方法多样,因此关联的方向与程度仍不明确。第三,10项研究中9项无干预后随访数据,仅1项3个月随访研究的普适性有限,无法评估长期可持续性,限制了关于持久神经可塑性与生物力学改变的因果推断。同时,多数研究设计信息报告不清(如随机化与盲法流程未明确描述),存在选择偏倚风险与潜在混杂因素。
尽管存在上述局限性,本评价对PD综合管理具有明确的临床意义。生物力学、分子与神经网络研究虽多为间接初步证据,但提示TC可能不仅是一般性健康活动,而是PD的潜在多通路辅助治疗手段,但该解读需在纳入中枢生物标志物的更大样本对照试验中确认。TC与酪氨酸羟化酶(外周标志物)升高、促炎细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF)降低及默认模式与视觉网络连接改善相关,这些效应涵盖外周与中枢指标,可能补充(而非重复)左旋多巴的作用,但尚未得到直接验证。基于上述初步机制证据,临床可考虑将结构化TC项目(时长与形式参考纳入研究,如12-24周)作为标准药物治疗的辅助手段,尤其适用于轻中度PD(Hoehn-Yahr I-III期)患者,但现有证据基础仍有限。此外,TC获益似乎在训练停止后减弱,该发现提示需制定长期依从性策略与社区维持项目,这也是未来卫生服务研究的重点方向。
未来研究应聚焦探索TC调节神经递质的特定分子机制,尤其其对PD患者多巴胺系统的影响,理想方案是采用中枢而非外周生物标志物;同时利用神经影像学技术揭示TC对运动相关脑区功能连接的影响,需设置足够效力的对照样本;探索不同训练时长与强度对神经网络适应的差异效应也至关重要。这些研究将为优化与个体化TC干预提供更科学的依据。
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