2.1 纳入文献基本情况 初检得到209篇，中文17篇，英文202篇。阅读标题和摘要进行初筛，排除与本文无关文献，并按照纳入标准和排除标准选取文献52篇，由于本文涉及Frost理论，选取1篇[53]，共53篇做进一步分析。文献[1-19]研究了运动对骨密度的影响，文献[20-26]研究了运动对肌力的影响，文献[27-31]研究了关于脊柱畸形者应用矫形器的作用，文献 [1，32-36]研究了运动对预防跌倒和骨折的作用， 文献[37-51]研究了运动干预的选择，文献[52-53]研究了运动对骨强度的作用机制。
2.2 结果描述
2.2.1 运动对骨密度的影响 一般认为失用(活动减少的时间增多)和骨骼肌不负载使骨量减少，而运动带来的机械负荷使骨量增加。肌力下降受激素的突然下降影响不明显，而骨量下降受激素影响大。一项绝经后骨质疏松症患者的循证医学表明[1]，运动对脊柱骨密度的影响：运动者比不运动者平均减少0.85%的骨丢失，参与各种类型的复合运动方式者比不运动者平均减少3.2%的骨丢失；而对髋部骨密度：运动者比不运动者平均减少1.03%的骨丢失，选择力量训练者平均减少1.03%的骨丢失。尽管只有相对较小的统计学意义，仍提示运动对骨密度的影响相较对照组可能非常重要。运动对逆转骨丢失将来可能是一个安全有效的方式。
有氧运动：有研究表明男性耐力跑步者较久坐不动的人，在脊柱、髋部和跟骨有更高的的骨密度[2]。在最新的研究中，将36例绝经后骨质疏松症患者随机分为有氧运动组，载荷组和对照组，有氧运动组进行30 min/d，一周3次，6个星期的亚极量跑步机步行运动训练，载荷组穿戴一个体质量4%-8%的载荷背心进行运动训练，发现两个运动组都能刺激骨合成(BALP, P ≤ 0.05)，降低骨吸收(NTX，P ≤ 0.05)，并且穿戴载荷背心运动对改善平衡功能更有效[3]。故负载运动较耐力运动更易生骨。
抗阻运动：在一项针对71名老年女性的研究中，随机分为抗阻运动组，有氧运动组和对照组，进行1周3次，持续8个月的运动训练，仅抗阻运动组股骨转子骨密度提高2.9%，全髋提高1.5%，有氧运动组和对照组均无明显骨密度增加，但两个运动组的平衡功能均有所提高[4]。在另一个研究中，两组绝经后妇女参加抗阻运动训练，有相同的载荷，相同的组数，重复数量等，速率较大的运动组可保持她们脊柱和髋部的骨密度，而另一组下降2%[5]。这再次强调了应变速率作为骨的适应过程的信号的重要性。此外，增加抗阻运动的载荷似乎也可增加对骨的效果。
冲击性运动：Iwamoto等[6]在发现高冲击强度运动可增加骨密度。然而，任何获益必须继续运动才能维持。最新研究表明，高冲击运动如体操，对增加骨量尤其有利。成长期女性运动员进行高冲击运动较其他低冲击或无冲击运动(如游泳)可明显增加骨密度并改善骨几何结构[7]。健康老年男性单侧高冲击运动干预可提高干预侧股骨颈骨密度[8]。而对160名绝经后骨量减少妇女进行随机双盲对照研究，经过30个月低冲击运动，运动组股骨颈和股骨粗隆骨密度无明显改变，但对照组下降(-1.1%，-1.6%)[9]。可见，增加运动的冲击性强度也可增加对骨的效果。
振动运动：关于振动运动有两种不同的观点。一是认为低强度但高频率的振动可引出骨的直接生骨反应机制。小的应变参与，这些效应不会带来骨的机械损伤风险。二是认为肌肉在骨的增长和维持中有重要作用。高强度振动通过诱发有力的肌肉收缩来强化骨骼[10]。这种振动用于脑瘫儿童可使胫骨近段骨密度增加，而未经治疗的有骨丢失[11]。最新研究显示，绝经后骨量减少妇女经过9个月每周2次抗阻运动联合全身振动训练或平衡训练可增加胫骨远端骨密度[12]。在另一个针对绝经后妇女为期6个月的研究显示，振动运动组较对照组(传统的没有振动的抗阻运动)骨密度增加1%，同时肌力也有所增加[13]。到目前为止，应用全身振动训练治疗骨质疏松症的研究较少，对其作用和不良反应难以下定论，仍需进一步的研究[14]。
下肢运动：负重运动，如行走，对维持髋部和下肢的骨密度很重要。通过力量训练增加髋周肌肉量可降低骨折风险。因此，建议做髋周肌肉的力量训练。在绝经后骨量减少妇女中，进行步行锻炼及主要肌群的力量训练联合有氧运动，观察到髋部骨密度增 加[15]。太极拳可在协调，平衡，减少跌倒，柔韧性方面有很好的效果，对骨量的作用相当于中速到慢速行走锻炼[16]。太极拳锻炼较对照组可增加骨密度，表明太极拳可以防治骨质疏松症[17-18] ，同时太极拳锻炼在停训后一段时间内有维持骨量的效应[18]。一项针对美国可行走的60岁及以上的人群大样本研究 (N=4 100)，表明增加25羟基维生素D的浓度与改善下肢功能正相关[19]。因此，运动训练的同时应补充维生 素D。
2.2.2 运动对肌力的影响 通常体力活动或运动的构成是增加整个身体尤其是骨骼肌的机械载荷。我们可以明确看到运动/体力活动水平增加，可阻止或逆转老化的骨骼肌表型的变化[20-21]。肌肉无力使老年人一般活动水平减少，进而降低了作用在骨的整体机械负荷而导致骨质疏松风险增加。肌力下降主要是一个逐渐、缓慢的过程。年龄相关少肌症是肌纤维横截面积随年龄增加而减少，它的特点是老化肌纤维的收缩蛋白的丢失[22]。少肌症导致功能衰退如肌力变弱，步态中断以及老年跌倒风险增加。此外，在年轻个体的骨骼肌中也可看到类似老化的变化，这是肌肉骨骼系统对机械免载荷的应答[23] 。
在人一生中，骨骼肌是对运动干预有反应力的一个组织。骨骼肌对运动的反应能力，尤其抗阻运动，显示骨骼肌保持一个固有的可塑性。在一个采用抗阻运动的研究中，如下肢的负荷训练，表明少肌症在老年个体(<65岁)中可以被逆转[24]。抗阻运动可增加收缩蛋白的合成，从而使老化肌肉的肌纤维横截面积增加和肌力增加，同时可逆转修饰MHC表达水平[25]。年轻个体机械免载荷(如卧床，单腿悬架)可使肌纤维横截面积减少，减少的方式与年龄相关少肌症个体中观察到的相类 似[23]。在老年，这样的免载荷引起的肌纤维萎缩也可通过抗阻运动逆转[25]。机械载荷的增生性刺激可促进肌纤维蛋白合成/蛋白质降解平衡倾向合成的方向[26]。
骨骼肌对免载荷的反应表明，老化肌肉表型的多种成分是由于机械载荷的减少，而非老化过程本身。因此，骨骼肌免载荷范例提供了一个有用的模型，便于研究老化骨骼肌对运动的反应。
2.2.3 脊柱畸形和矫形器 脊柱曲率由椎体形态和背部肌肉力量决定。由于骨的脆性，骨质疏松患者常发生椎体骨折，如楔形骨折，双凹骨折。新近研究表明：腰椎前凸与背伸肌力量相关，提示可能通过强化背伸肌力量训练来改善或保持腰椎前凸[27]。腰驼背和脊柱前倾也是与姿势不稳相关的因素。重度驼背可导致背痛，体力活动下降，椎体进一步骨折风险增加和姿势不稳[28]。目前认为背部肌肉力量的加强可预防骨质疏松性圆背的发生[29]。
及时和适当的应用脊柱矫形器，可纠正脊柱畸形，有助于步态的稳定，进而提高绝经后骨质疏松患者日常生活活动能力[30]。由于骨在传递载荷中的作用，佩戴矫形器行走可改善骨密度。除非必须通过矫形器来缓解疼痛，脊柱矫形器应在有限的时间段使用。在压缩性骨折引起的疼痛急性期过后，若矫形器可以增加患者运动的依从性，那么也是推荐使用 的[31]。因此，正确使用矫形器，骨质疏松症的运动治疗可启动的更早，更安全。
2.2.4 跌倒与骨折 预防跌倒和增加骨量同等重要，以降低骨折发生风险。然而，预防跌倒较提高骨量更加困难。跌倒是多因素的，预防或减少跌倒需要通过药物和非药物的联合干预。运动应包括平衡和下肢肌力训练，适当予钙剂和维生素D可强化运动的效果。研究表明经过4周的亚极量有氧运动训练，绝经后骨质疏松妇女的动态和静态平衡均有明显改善[32]。最近研究发现，通过SPEED(Spinal Proprioceptive Extension Exercise Dynamic)训练可以有效缓解背痛、驼背，提高背伸肌肌力，改善体力活动水平，减少跌倒恐惧和风险[33]。如想维持SPEED训练带来的效果，患者必须继续坚持稍低强度的训练[34]。但也有病例报道，不伴疼痛的骨量减少患者，在开始瑜伽屈曲训练以改善肌肉骨骼状况时，出现了新的疼痛和骨折[35]。体力活动的增加是否会导致明显的新发骨折风险增高尚无定论[36]。绝经后骨质疏松的循证医学表 明[1]，运动者7/100发生骨折；不运动者11/100发生骨折，即每100人中运动训练可减少4名骨折。
应力性骨折的运动治疗：在骨质疏松患者中，仅有结构障碍和应力骨折，可致严重疼痛，却不伴有受累骨性结构移位的，可通过骨扫描或MRI观察到，如股骨颈应力性骨折。应力性骨折的治疗首先是疼痛的处理，可以使用冰敷、非类固醇消炎药，及减少受累肢体负重的方法。然而，为了维持个体的肌肉力量和健康水平，推荐水中运动如游泳和或水中行走。受累关节的肌力训练需像受伤之前一样继续抗重力运动。经过4周的无痛运动训练，患者应开始下一个阶段的治疗。在这一阶段开始逐渐抗重力进行负重活动，建议非水中的运动训练，同时进行疼痛的处理。
髋部骨折的运动治疗：髋部骨折多数发生在跌倒之后。因此，可采取有益于防跌倒的措施，如强化支持背部的核心肌肉以及髋周的肌群。为了减少平衡障碍，无论是支持性的或者本体感受性的措施都需要采用。髋部骨折行适当的骨科干预之后，在最初负重时，如果可能，推荐使用适当的辅助步行的工具步行。要求开始进行肌肉再训练和等长静力收缩，后期行适当的肌力训练。目的是防止由于害怕跌倒而不活动以及衰弱，最终骨骼和肌肉量进一步丢失使脆性增加。
2.2.5 运动干预的选择 运动干预通常指对骨产生应力或者机械负荷(当骨支持体重或抗阻运动)，包括有氧运动、力量训练、步行、太极等。不同形式运动及其对骨密度的影响，见表1。
Czarkowska等[37]认为，躯体运动训练预防骨质疏松症是否有效取决于应变强度、速率、周期数、频率和休息间隔，并且仅在骨骼的载荷部位有骨密度的增加。一般来说，无论是否以治疗为目的，一个运动计划需关注柔韧性，力量，核心稳定性，心血管健康和平衡。运动开始时应有一个热身期，做关节全范围活动，再依次做牵伸，力量训练，心血管健康训练,最后是冷却期和牵伸运动。
运动的依从性和安全性：选择适宜的运动需了解个体肌肉骨骼的能力，以避免进一步的损伤。为提高依从性，在骨质疏松运动处方选定之前需解决几个问题：①脊柱和髋部的骨量，以骨密度来评价。②既往体力活动兴趣爱好。③心血管系统健康状况。④年龄。⑤骨骼外因素。⑥背伸肌和四肢主要肌群的临床评价。⑦脊柱姿势评价来决定是否需支撑。⑧神经肌肉的粗略评价(如步态稳定性，平衡，协调)。对以上因素进行评价可改善患者对所推荐的治疗性运动的依从性[38]。
运动的最佳处方的确定：确定提高骨强度载荷的最佳强度和特征相当重要，如最佳载荷类型和方案)，如此可以指定出最佳运动处方。骨对载荷的应答受很多不同载荷特征影响，包括大小、速度、分布(模式)，载荷周期的数量等。针对儿童的研究表明，最有效的运动方案或载荷特征是联合了不断变化的中到高冲击强度且速率较高的负重活动[39]。具体来说，最成功的运动方案似乎包括多种幅度的负重活动，如跳绳，跳舞，跳跃，载荷为体质量的3-9倍，每周3-5次，10-45 min/次[40]。
对年长者的运动干预：在中年和老年人中，可强化骨几何结构和强度的最佳运动类型和运动需要量，很少明确限定。一般认为低到中强度冲击负重运动联合渐进性抗阻运动和/或灵敏性训练是最有效的，对男女均可提高髋和脊柱骨密度(或减少骨丢失)，并改善功能障碍[41, 42]。然而，针对不同程度的身体功能和骨折风险的老年人，仍需进一步的工作来确定安全运动训练的特殊类型及相关载荷。
在较虚弱的老年人中进行高频率，低到中应变强度的运动对骨强度有肯定作用[43]。治疗师监督下的团队训练，包括呼吸、热身、牵伸、力量、平衡、稳定性、放松运动，每次1 h，每周3次，共21周。最终：绝经后女性骨量减少(平均年龄55.4岁)和骨质疏松症(平均年龄55.2岁)均有疼痛减轻，骨密度增加，及生活质量改善[44]。有研究表明，年长者先前参与一个较频繁的运动项目而现在采取较低频次的运动方式，可使骨密度保持中等长期(5-7年)的时间[45]。59名绝经后骨质疏松症或骨量减少妇女进行闭链负重运动的对照试验，经过12个月的观察，运动组腰椎骨密度增加1.17%，对照组减少2.26%。尽管运动组骨密度增加无统计学意义，但闭链负重运动至少可有维持骨量的作用[46]。对老年骨质疏松患者应用全身振动技术，在缺乏该干预长期效果的证据的情况下，尚不宜推荐采用全身振动技术。
背伸运动应遵循个体化原则:骨质疏松脊柱需通过运动来提高躯干稳定性，但不能造成椎体楔形骨折。因此，能够减少躯干畸形又不会引起椎体骨折的运动项目是最佳的。Frost的最小有效应力刺激理论表明脊柱需要负荷来促进骨形成[53]。因此，若负重运动不导致压缩性骨折，是推荐采用的。骨质疏松的脊柱不能耐受超过其生物力学承受范围的压力。与药物治疗相同，达到对脊柱的负载需要遵循个体化原则。以往经验表明，当一个人已经出现驼背倾向和椎体不均匀受力时，小梁结构不需要垂直刺激。这一目标可通过无负重背伸运动来实现。可以假想这些运动最初不会明显增加骨量，但通过增强背伸肌力和强化载荷脊柱的水平骨小梁，可预防远期椎体骨折[47]。
背部运动训练方式是依据个体肌肉骨骼健康状态来制定的。针对脆弱的脊柱背伸运动初始采用坐位，后期过渡到俯卧位背伸。对于骨量减少，骨质疏松症和严重骨质疏松症患者推荐特殊的运动训练。无论是否有椎体骨折，都推荐开始背伸运动训练。背伸运动可采用坐位或俯卧位，背部可加载荷也可不加。负重运动每周三四次就足够。坐位的背伸对于新发的椎体压缩性骨折是安全的；然而，其实现需要某些创新的干预。
渐进性抗阻背伸训练使用一个背包负载，然而背包所施加的肌肉阻力对于脆弱的骨质疏松妇女而言，可能过于剧烈或者超过了其生物力学的承受范围。在骨量减少病例中，推荐参取俯卧位，以可耐受的背包质量作为阻力进行背伸运动。规定骨质疏松妇女不使用背包进行低强度的背肌力量训练，已经证实可以有效增加背伸肌力并改善生活质量[48]。此外这种运动的效果似乎可以通过口服维生素D3来加强[49] 。
在选择最有效的运动计划时，需考虑脊柱和双髋骨密度。一般来说，考虑到肌肉骨骼因素，骨量减少患者较骨质疏松症患者可以选择稍强度大些的运动项目。骨质疏松伴有椎体骨折提示为严重骨质疏松症患者，对运动选择的要求更多(如对脊柱而言，先采取坐位下的背伸运动，并逐渐加量)。机械负荷和肌肉收缩促进骨生成。非负重运动，如游泳，可提高肌力，改善心血管健康和协调，但不属于骨的载荷运动。维生素D可增强运动训练的效果。脊柱矫形器使用得当可改善驼背，背部力量和以后的生活质量。采用SPEED方案可改善平衡障碍，驼背，背部力量，体力活动水平，降低跌倒风险，但必须继续基础量的训练才能维持其效果。骨质疏松症的康复是一个综合治疗项目，包括强化背伸肌和四肢肌力，但不能使受累关节的囊性结构和韧带过度紧张[50]。
2.2.6 运动对骨强度的作用机制 仍需进一步详细的研究物质和结构变化特征，来支持运动对骨强度带来获益的观点，包括骨皮质分布的特殊区域适应性和骨小梁微结构的变化。从临床角度看，这些适应过程非常重要，因为即使是骨几何机构的微小改变都可显著提高骨强度。目前现有数据表明骨强度和对载荷的几何适应性因年龄，骨的部位，性别而有所不同。在青春期前和青春期早期，载荷对皮质骨几何结构适应性，在生长部位主要依赖于骨膜沉积[51]。相比之下，骨的远端部位主要包含小梁骨，运动可增加组织密度，可能是由于骨小梁数量的增加或变密或内层骨皮质沉积[51]。而关于成人的数据表明任何骨强度的增加，主要是因为增加了组织密度，和减少内层骨皮质丢失，而不是增加骨的体积(骨膜沉积)[52]。
考虑到骨皮质厚度和骨的体积对骨折风险的重要性，这些研究结果表明成长时期可能为最佳强化骨强度并减少骨折风险的时期。然而，是否运动对骨结构和骨强度造成的改变，就可转化为远期骨折风险的减少？只有等待长期的研究结果才能最终确定。
2.2.7 Frost的观点 WHO对于骨质疏松症的诊断是用DXA(双能X线骨密度测量仪)来诊断。有学者认为目前这是存在问题的，因为它只能测定骨的矿物质含量(BMC)和特定部位的骨密度(aBMD)，而没有考虑骨的结构、几何形态及骨的机械特点，而以上几点是公认的可影响骨强度并随年龄变化，但却难以测量量化并缺乏统一的标准。因此临床医生和很多研究者仍依赖DXA的测量，认为骨量减少和骨质疏松的区别是渐进性的，两者的差别是量变，而非质变。
Harold Frost认为骨量减少是骨对废用的生理反应，是骨由于缺乏机械使用的一种脆弱的状态。因此骨折多是由创伤所致，但骨仍可承受习惯性的载荷。反之，真正的骨质疏松意味着，当超出骨的习惯性机械使用时，骨对强加于它的载荷的适应能力的丧失。因而很小的创伤或无创伤都可发生骨折。因此，无暴力或低暴力性骨折只发生在骨质疏松的骨，而非骨量减少的骨。现在已有充足的证据表明机械刺激可以增加骨强度。因此，运动可改善Frost定义的骨量减少。然而，由于微损伤的累积，所以更担心运动是促进而不是改善Frost所谓的真正的骨质疏松。
