基于文献计量学分析近10年国内外不同运动方式对骨密度的影响

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0102

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：
冲击性体力活动：是指身体和地面或身体和运动器械之间具有较高的冲击应力的运动项目，在运动过程中，骨组织受到地面的冲击应力或受到运动器械的反作用力较大。如跑步时下肢骨受到地面的冲击应力较大，网球运动中击球手臂骨组织受到球拍的反作用应力较大。
负重运动：是指运动时体重负荷施加于下肢骨的运动项目，如跑步、篮球、足球均属于负重运动。而游泳和自行车等运动项目则属于非负重运动，这是因为游泳时身体受到水的浮力而使下肢骨所受体重负荷明显减小，自行车运动时车座对体重的支撑也使运动员下肢骨所受体重负荷明显减小。

摘要
背景：研究发现马拉松运动员和自行车运动员反而拥有比正常人更低的骨密度。那么运动和骨密度的关系究竟是怎样的呢？不同运动项目和不同的运动负荷对骨密度又有怎样的影响呢？这些问题值得深入的研究。
目的：系统回顾并总结近10年来国内外关于不同运动方式对骨密度影响的研究情况，通过对这些研究进行统计分析，进一步明确不同运动方式对骨密度影响的效果，为骨质疏松症的运动干预提供参考数据。
方法：采用文献计量法，以外文数据库PubMed、SpringerLink和PMC以及中文数据库中国知网和万方数据库为查询工具，以“骨质疏松”、“骨密度”和“运动”为关键词，检索有关运动对骨密度影响的文章，查询范围为2005至2015年发表的论文。其中，外文数据库只统计英文文章，中文数据库只统计“EI来源期刊”“核心期刊”和“CSSCI”收录的论文。经过筛选最终纳入51篇文献，阅读全文并进行分析。
结果与结论：分析结果显示：游泳运动不具有提高骨密度的效应；自行车运动具有明显的降低骨密度的作用；短跑和中距离跑可以显著提高骨密度，而长跑或马拉松运动对骨密度的影响还存在较大争议；球类运动具有显著提高骨密度的作用；其他运动项目均具有显著提高骨密度的作用。多数运动项目均具有提高骨密度的效应，但游泳运动不具有提高骨密度的效应，自行车运动具有明显的降低骨密度的效应，长跑或马拉松运动对于骨密度影响的效应存在较大争议。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
ORCID: 0000-0001-5085-4096(马涛)

关键词: 运动方式, 骨密度, 组织构建, 研究进展

Abstract:

BACKGROUND: Marathon runners and cyclists have been found to hold a lower bone mineral density than normal people. The relationship between exercises and bone mineral density as well as the effect of different sports events and exercise load on the bone mineral density need a further investigation.
OBJECTIVE: To review and summarize the studies on the effects of different sports events on bone mineral density, thus providing reference for the exercise intervention for osteoporosis.
METHODS: PubMed, SpringerLink, PMC, CNKI and WanFang databases were retrieved by bibliometrics for the articles addressing the effect of exercise on bone mineral density published from 2005 to 2015 with the keywords of “osteoporosis, bone mineral density, exercise” in English and Chinese, respectively. Finally, 51 eligible literatures were enrolled for analysis according to the inclusion and exclusion criteria.
RESULTS AND CONCLUSION: The analysis results show that swimming cannot improve the bone mineral density, and bicycle movement significantly reduces the bone mineral density. While the effects of long-distance running and marathon on the bone mineral density still remain unclear. In addition, the ball games and other sports also can significantly improve the bone mineral density.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: Sports Medicine, Bone Density, Bibliometrics, Tissue Engineerin

中图分类号:

R318

马涛，李健，金嘉鹏. 基于文献计量学分析近10年国内外不同运动方式对骨密度的影响[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(4): 631-634.

Ma Tao, Li Jian, Jin Jia-peng . Effects of different sports events on bone mineral density in the recent decade:
a bibliometric analysis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2018, 22(4): 631-634.

图/表（结果） 3

2.1 文献分类通过关键词检索，最初共检索到论文316篇，通过对这些论文的标题和摘要进行初步审查，删除与本研究目的不符的论文后，得到与本研究目的相关的论文103篇，然后对这些论文进行全文阅读审查，最终得到符合本研究要求的论文57篇并纳入本研究，其中英文文章47篇，中文文章10篇。按运动项目分类，其中关于游泳运动对骨密度影响的研究24项，自行车运动对骨密度影响的研究11项，走跑类运动项目对骨密度影响的研究13项，球类运动对骨密度影响的研究19项，其他运动项目对骨密度影响的研究10项。

2.2 游泳运动对骨密度的影响在24项关于游泳运动对骨密度的影响的研究中(见表1)^[4-27]，有11项研究结果显示游泳运动具有降低骨密度的作用，有9项研究结果显示游泳运动对骨密度的作用不明显，而只有4项研究结果显示游泳运动具有提高骨密度的作用。总的看来，游泳运动对骨密度并没有任何积极的影响。

2.3 自行车运动对骨密度的影响在11项关于自行车运动对骨密度的影响的研究中(见表2)^[28-38]，有10项研究结果显示自行车运动具有降低骨密度的作用，而只有1项研究结果显示自行车运动对骨密度的作用不明显。总的看来，自行车运动具有明显的降低骨密度的作用。

2.4 走跑类运动项目对骨密度的影响在13项关于走跑类运动项目对骨密度的影响的研究中(见表3^)[39-43]，有3项研究了短跑对于骨密度的影响，其结果均显示短跑运动可以显著提高骨密度；有2项研究了中距离跑对于骨

密度的影响，其结果均显示中距离跑可以显著提高骨密度；有1项研究了快步走运动对于骨密度的影响，其结果显示快步走运动可以显著提高骨密度；有9项研究了长跑或马拉松运动对于骨密度的影响，其中4项研究结果显示长跑或马拉松运动具有显著降低骨密度的作用，3项研究结果显示长跑或马拉松运动具有显著升高骨密度的作用，还有2项研究结果显示长跑或马拉松运动对骨密度无显著影响。总的看来，短跑和中距离跑可以显著提高骨密度，而长跑或马拉松运动对骨密度的影响还存在较大争议，运动负荷过大的专业马拉松运动员往往出现骨密度降低的现象。

2.5 球类运动对骨密度的影响球类运动对骨密度影响的研究共19项(见表4)^[44-51]，主要设计到篮球、排球、足球、乒乓球、羽毛球和网球，也有少数研究涉及到垒球、曲棍球、冰球、毽球和太极柔力球等。19项研究结果均显示，球类运动具有显著提高骨密度的作用。

其他运动项目对骨密度影响的研究共10项(见表5)^[51-54]，这些项目包括体操、武术、划船、滑雪、健美操、交谊舞和太极拳等。研究结果均显示，这些运动项目均具有显著提高骨密度的作用。

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引言

材料方法

讨论

3 分析与讨论 Analysis and discussion

3.1 不同运动项目对骨密度的影响体育运动项目多种多样，但不同的运动项目对骨组织的影响却大不相同，正常

人以及骨质疏松患者要选择合适的运动项目，才能最大效度地发挥其提高或者保持骨密度的作用。从本研究的数据统计结果显示，大多数运动项目均具有提高骨密度、增进骨健康的作用，如各种球类运动^[44-45]、短跑^[39-40]、体操等^[21,27]。但也有少数运动项目并没有促进骨密度提高的效应，甚至会因过度从事这些项目而导致骨密度降低的现象，如游泳^[5-6]、自行车运动^[28-29]、马拉松等项目^[26-27]。

游泳作为一种非冲击性的体力活动，通常被建议在康复过程中以及特殊人群中(如老年人)采用。所以，许多实验已经研究了游泳作为一种辅助性康复手段在预防和治疗骨质疏松症方面的作用，但是，这些试验结果表明，游泳对骨量和骨密度并没有积极的影响^[5-6]。在Kemper等^[22]对绝经后妇女进行的研究中，受试者进行每周3次共计6个月的游泳训练，运动强度为60%-90%最大心率范围，他们的研究结果表明，经过6个月的游泳训练，受试者股骨颈和腰椎骨密度无变化。Mudd等^[27]对比了不同项目的女性运动员的骨密度，结果显示，游泳运动员下肢骨密度的平均值显著低于其他运动项目的运动员，如体操、曲棍球、足球和短距离跑运动员。Magkos等^[26]的研究显示，与非运动员对照组相比，游泳运动员下肢骨密度下降9.8%。而且，与短距离游泳运动员相比，长距离游泳运动员骨密度则下降更为明显。与非运动员对照组相比，长距离游泳运动员下肢骨密度下降14.8%。Silva等^[19]研究了不同运动项目的男性青少年运动员的骨密度，结果显示，游泳运动员和非运动员对照组的骨密度显著低于网球运动员和足球运动员。作者指出，具有冲击性的运动项目(如足球、网球等)，承重的骨组织在运动时可受到冲击应力，而这种冲击应力能够刺激应力部位的骨形成作用。其他纵向研究结果也表明，长期的(1年以上)游泳运动也不具有增加骨密度的效应^[11^，¹³^，^15]，这些结果均显示，游泳运动员骨密度与非运动员对照组无显著差异或低于非运动对照组。基于以上研究，游泳运动并不具有增加骨密度的效应，所以游泳运动不应作为骨质疏松的运动防治手段。

自行车运动是一种最为普遍的日常体力活动，在全世界各个国家均具有及其广泛的开展。但是由于自行车运动属于一种非负重运动^[30]，而且其运动形式对骨组织具有较低的冲击性，所以这种运动项目对于骨健康的影响效果也一直存在争议。从本研究对国内外近十年的研究数据结果总结来看，多数研究显示自行车运动并没有促进骨密度增加的效果。在Barry等^[37]的研究中，把参加区域自行车比赛的业余运动员分为两组，在9个月的训练和比赛过程中每天分别给予1 500 mg和250 mg的钙补充。在比赛结束3个月后，对两组运动员进行髋部骨密度测试，结果显示，经过9个月的自行车训练和比赛，两组运动员髋部骨密度均显著降低。在Olmedillas等^[34]的研究中，将职业自行车运动员分17岁以上组和17岁以下组，两组运动员的职业自行车训练年限平均分别为2.7年和4.4年，测试结果显示，两组自行车运动员的骨密度均显著小于非运动员对照组。Sherk等^[30]对于女性职业自行车运动员进行了为期1年的骨密度的跟踪测试，结果发现，经过1年的自行车训练和比赛，运动员的髋部骨密度平均下降1%-2%。Rector等^[38]的研究显示，自行车运动可使骨量减少的发生率增加7倍。Nichols等^[33]对高水平男性自行车运动员进行了为期7年的跟踪研究，结果表明，自行车运动与骨密度降低高度相关，并伴随着潜在的因跌倒而造成骨折发生的风险，作者指出，自行车运动的教练员和队医有必要为运动员设置一系列替代性练习如肌肉增强训练、抗阻训练和一些高冲击性的训练，以这些训练作为自行车训练的有效补充，以减少单一的自行车训练而造成的骨密度降低。以上所有研究资料均显示，自行车运动，尤其是职业自行车训练，可造成运动员骨密度的降低，而且这种效应不会因钙剂的补充而消失^[36-37]。自行车运动造成骨密度降低可能原因可能与这种运动的非负重性、低冲击性以及过大的运动量密切相关^[32]。在大运动量的训练过程中，会通过皮肤导致大量的钙流失，同时也会刺激皮质醇和促炎性细胞因子(如白细胞介素6)等促进骨吸收的物质产生^[37]，而且大量训练还可使雌激素和睾酮等促进骨形成的激素分泌降低^[33]。所以，自行车运动并没有增加或保持骨密度的效果，建议旨在增加或保持骨密度的人们不宜采用这种健身方式。同时，对于自行车职业运动员来说，则在自行车日常训练和比赛的同时，有必要采取一系列有益于增加骨密度的练习方式(如抗阻练习以及一些高冲击性的练习等)，以对抗长期的自行车训练和比赛对骨密度所造成的不良影响。

长跑运动是大众健身经常采用的运动方式，由于这种运动方式对场地和器材的要求较低，并且在有无同伴的情况下均可以进行，所以几乎人人都可以从事这种运动。虽然长跑运动易于开展，而且对人的心肺功能的提高以及血液成分的改善均具有较好的效果^[17]，但统计结果显示，这种运动对骨密度提高的效应并不明显，甚至会由于运动量多大而导致骨密度的下降^[38]。作者检索到的关于长跑对于骨密度影响的文献共9篇，其中4篇文献研究结果显示长跑运动具有提高骨密度的效应，而另外4篇文献研究结果显示长跑运动可导致骨密度的下降，还有1篇文献研究结果显示长跑运动对于骨密度无明显影响。在Gast等^[39]的研究中，分别对年龄在短距离跑运动员50名、中距离跑运动员19名和长距离跑运动员109名进行骨密度的测试，结果显示，运动员骨密度从高到底的顺序为短距离跑>中距离跑>长距离跑，且长跑运动员具有比非运动员对照组更低的骨密度。Rector等^[38]对于马拉松运动员和自行车运动员的研究结果显示，高达63%的自行车运动员腰椎骨密度下降，而马拉松运动员腰椎骨密度下降的比例为19%。Magkos等^[26]对不同项目运动员的骨密度测试结果显示，马拉松运动员股骨和全身的骨密度和非运动员对照组无显著性差异。此外，也有一些研究显示马拉松运动可以促进骨密度的增加，如Andreoli等^[14]对于女性马拉松运动员和游泳运动员的横断面研究结果则显示，马拉松运动员腰椎骨密度显著大于非运动员对照组，并且马拉松运动员股骨骨密度显著大于游泳运动员。Hind等^[17]对于马拉松运动员、游泳运动员和体操运动员的研究结果也显示，马拉松运动员骨密度显著大于非运动员对照组。总体说来，长跑运动对于骨密度的影响效应目前仍存在一定的争议，研究结果显示出相互矛盾的现象，这可能与长跑的距离以及运动负荷有关，过度的运动负荷可能是导致这种运动降低骨密度效应的关键因素^[26]。

3.2 不同运动项目对骨密度影响的机制分析除了造血、免疫以及各种代谢功能外，骨组织另一重要的功能是承重。骨组织不断地调节自身的骨重建过程以适应自身的应力环境，这种作用从人体承重骨的骨密度远远大于非承重骨的骨密度这一现象可见一斑^[55]。此外，宇航员由于长时间处于太空微重力环境中，使骨组织得不到足够的应力刺激，从而导致骨质疏松症的发生。由于各种疾病长期卧床的患者，其下肢骨组织由于缺少正常的承重刺激，也可导致骨密度的迅速下降^[27]。

体育运动对于骨组织的良好效应，一方面可调节骨代谢调节激素的分泌，如促进雌激素、降钙素等激素的分泌，增加骨形成，调节甲状旁腺激素的分泌，调节骨吸收^[31]。另一方面，体育运动过程中对于骨组织的应力刺激，则是调节骨重建的重要因素之一^[56]。不同运动项目对于骨组织的应力刺激强度及部位均不一样，这是造成各种运动对骨密度影响效果差异的重要原因。有研究结果显示，网球运动员优势手骨密度远远大于非优势手骨密度^[19]，这一现象说明了运动对于骨组织的良好作用存在着应力部位差异。王纯等^[57]研究说明快步行走是中老年女性适宜的健身运动形式, 有利于骨骼健康和保持正常骨骼代谢水平。

跑步、跳跃、球类运动等运动项目均属于承重运动，在运动过程中，体质量始终保持着对于骨组织的应力刺激^[11]。此外跑步、跳跃、球类运动等运动项目又属于高冲击力项目，在运动过程中，骨组织不断受到来自地面的反作用力和来自运动器械的反作用力等冲击应力的刺激，所以这类运动可以较好的刺激骨形成过程，具有增加和保持骨密度的效应。而游泳和自行车运动属于非承重类运动项目，在运动过程中对于骨组织的应力较小，所以这类运动不具有增加或保持骨密度的效果^[25]。另外，专业游泳或自行车运动员往往由于运动负荷过大，造成机体钙质丢失过多或骨代谢调节激素分泌的不正常，反而会使骨密度下降。值得一提的是马拉松等长跑运动项目，虽然这类项目属于承重类运动项目，而且在运动过程中，骨组织也持续收到来自地面的反作用力的应力刺激，但本研究的统计结果显示，这类项目也不具有增加骨密度的效应，甚至会导致骨密度的下降。而形成鲜明对比的是，同样是跑步运动，而短跑运动员的骨密度则明显提高。究其原因，多数研究的研究对象为马拉松职业运动员，由于他们的运动负荷过大，导致机体钙质丢失过多、骨代谢调节激素分泌的不正常或能量摄入不足等，并最终导致骨密度下降^[27]。

结论：多数运动项目均具有提高骨密度的效应，但游泳运动不具有提高骨密度的效应，自行车运动具有明显的降低骨密度的效应，长跑或马拉松运动对于骨密度影响的效应存在较大争议。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程