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ManBetX网址运动疗法在膝骨性关节炎临床应用的研

  )是世界上发病率最高的疾病之一,会导致中老年人运动功能下降和生活质量降低,在超过40岁的人群中,发病率高达60%,在65岁左右的人群中,85%以上有符合OA表现的影像学改变。骨性关节炎的确切病因尚不清楚,可能与代谢或内分泌、遗传、肥胖、关节的超负荷及关节内反复的微小损伤有关。其特征性的病理表现是关节软骨变性和丢失及关节边缘和软骨下骨质增生。临床上以膝关节发病最常见,也最具代表性。

  对于KOA的发病原因和机制,目前研究比较确切的是生物力学改变对KOA的影响。一般认为,OA的发病是力学和生物学因素共同作用下导致软骨细胞、细胞外基质及软骨下骨三者降解和合成正常偶联失衡的结果。正常关节软骨所受压力来自体重及肌肉收缩,关节软骨在其生长发育过程中,力的刺激是必不可少的。正常力学环境对维护关节的完整性起到重要作用,当关节的负荷传导紊乱,超生理限度的异常应力作用软骨时,可导致关节软骨的胶原纤维疲劳性断裂。

  在活体组织中,功能负荷或肌肉牵张等均为调节软骨细胞的新陈代谢,维持正常软骨基质必不可少的条件,膝关节周围肌力下降、关节失稳和疼痛三者之间形成恶性循环,引起胫股关节、髌股关节面应力分布异常,从而导致了KOA的发生和发展。医患双方对运动疗法在KOA治疗中的作用认识并不充分。

  有确凿的证据显示,规范的运动可短时间内减轻KOA患者的疼痛和改善关节功能,长期运动训练可以获得更好地疗效,运动的方式对治疗效果影响不大。医师应建议患者运动锻炼,有规律地轻度到中度身体活动对KOA的防治疗均有作用。在临床管理中,应为患者提供个体化的运动疗法处方。超重是KOA发生和发展的原因,运动疗法还可以通过减轻体重来延缓病程。Messier等人研究表明,体重减轻10%以上能缓解KOA患者的膝部疼痛(Messier等,2011)。

  运动疗法治疗KOA的机制研究主要集中在两个方面:抗炎作用及对膝关节软骨细胞凋亡的影响。(1)抗炎作用通常认为骨关节炎(OA)是一种常见的滑膜关节炎性病变。已证实,多种炎症介质如肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白介素1β(IL-1β)在OA的病理过程中对关节软骨和关节滑膜有一定的破坏作用;另外,软骨中基质金属蛋白酶(MMPs)及其特异性的抑制物(TIMPs)也是重要的炎症介质。

  运动疗法的抗炎作用已经达成共识,但其抗炎途径尚未完全明确,大量的试验研究更支持局部抗炎作用。Zhang等人认为,运动疗法能显著降低关节滑液中的高敏C反应蛋白、MMP-3、TNF-α水平,并能改善膝关节功能,但是并没有进行全身炎症因子水平的研究(Zhang等,2011);Durmus等的研究表明,血清瘦素水平的下降可影响关节软骨的代谢,运动疗法能显著提高血清中瘦素的水平,同样该研究没有涉及局部代谢(Durmus等,2013);Helmark等研究发现,KOA患者运动30分钟后,关节滑液中的软骨寡聚蛋白浓度明显下降,但CTX-II和白介素-6的水平没有明显变化,同时血液及尿液中的软骨寡聚蛋白浓度、CTX-II和白介素-6的水平在治疗前后均没有变化,他们认为运动疗法只对关节软骨本身有作用(Helmark等,2012)。

  关节软骨的组成与形态结构具有良好的力学适应性,关节力学失平衡引起软骨应力变化,导致负荷传递紊乱,软骨基质正常拱形结构遭到破坏,胶原变形、裂解,蛋白多糖渗出,促使软骨细胞代偿性增生。随着损伤持续,细胞内组织蛋白降解酶释放,基质破坏进一步加重,软骨细胞因失去保护作用而出现代谢紊乱,软骨退变、纤维化。

  细胞凋亡在KOA进展过程中扮演了重要的角色,由于软骨细胞凋亡,关节软骨中软骨细胞数减少、空陷窝增加及异常基质钙化,引起细胞结构的减少和软骨下基质降解增多。有证据表明,应力能够引起基质或细胞的形变,进一步引起分子的构象变化和运动,导致离子通道发生改变或受体配体的结合,并产生相应的信号转导。

  适当的力学刺激可促进软骨的增殖,可能与外源性压应力激活软骨细胞表面的压力敏感性离子通道,刺激细胞释放Ca2+、cAMP等第二信使,ManBetX网址促使蛋白磷酸化生长因子分泌增加,从而促进细胞增殖和细胞外基质的分泌有关。不同运动方式对软骨的作用仍有争议。

  研究证实,对关节软骨施加静态压缩载荷将递减细胞的活动,施加动态张力于软骨细胞时能促进细胞增殖。膝关节内部关节面应力分布异常、局部软骨压力负荷增加最终通过细胞凋亡的途径影响KOA的出现与进展,肌力训练可能通过改变膝关节软骨的负荷影响膝关节软骨细胞凋亡,进而影响KOA的进展,亚极量的离心收缩比向心收缩更加速细胞凋亡,故运动方案中运动方式及运动强度、时间的选择尤为重要。

  超过80%的患者可以从运动疗法中获益,其效果体现在膝关节功能改善和膝关节疼痛减轻两个方面。影响疗效的因素包括:身高超过171 cm、前交叉韧带松弛、髌股关节疼痛。一项关于KOA核磁共振表现与运动疗法效果的相关性研究亦支持该结论,95例KOA患者经12周运动训练治疗前后分别行膝关节核磁共振扫描,同时采用Boston-Leeds骨关节病膝关节评分量表(BLOKS)对KOA特性、严重程度等多方面的核磁共振数据进行系统评估(包括软骨完整性、骨髓病变、骨赘形成、积液或滑膜炎和半月板异常),并采用回归分析法对核磁共振上的KOA严重程度(包括胫股关节和髌股关节间隙)和运动疗法(关节活动范围、疼痛、大腿肌肉强度)效果进行评估。

  研究者认为,除髌股间隔的软骨完整性和骨赘形成异常与运动疗法的治疗效果相关外,运动疗法的效果与KOA在核磁共振表现上的严重程度可能无关,髌股间隙变窄的KOA晚期患者从运动疗法上的获益较小,其余不同严重程度的KOA患者均可从个性化的运动疗法中获益(Knoop等,2013)。

  长时间持续中等量强度的运动可以促进内源性内啡肽分泌,产生和吗啡一样的镇痛效果。研究证实,有氧运动除了可以促进关节软骨的营养和减轻体重外,还能促进脑内啡肽的分泌。

  (1)等长肌力训练对KOA的病因、发病机理的深入了解,可以促进对康复治疗方法的理解。肌肉力量,特别是股四头肌的力量,是一个决定膝关节运动功能的主要因素。Alnahdi等进行的一项meta研究发现,除外年龄因素,股四头肌、小腿三头肌和臀部肌肉明显受损与KOA相关,认为关键肌损伤是KOA患者功能受限的根本原因(Alnahdi等,2012)。

  尽管有随机对照试验指出,KOA患者未能从强化肌力训练中获益(Roos等,2011),但运动疗法,包括全身性和有针对性的阻力训练,能有效地减少疼痛和改善KOA患者的运动功能是毋庸置疑的。迄今为止,股四头肌肌力强弱和KOA启动与进展之间的关系仍需深入研究,但其可以用来确定最优的运动处方以取得最佳治疗效果。肌力训练仍然是运动疗法的主要方式,通常认为等长收缩能增强关节稳定性,等速运动则更锻炼关节的灵活性。

  Rosa等人进行了一项针对45到75周岁KOA患者的试验性研究,来比较等长训练与等速训练对KOA患者的治疗效果。66名患者随机分为等长训练组和等速训练组,每隔两天进行一次训练,持续8周后对患者的肌力、关节活动范围及疼痛程度进行评定。结果表明,两组患者的关节活动范围无明显的差异,但等速训练疼痛减轻和肌力提高更明显(Rosa等,2012)。

  有一项临床对照研究,120名患者被随机分配至试验组和对照组,试验组(男21名,女39名,平均年龄62.79±8.99岁,病程2月~30年)给予股四头肌等长收缩训练加关节腔内玻璃酸钠注射,对照组(男18名,女42名,平均年龄62.72±8.34岁,病程1月~30年)仅给予关节腔内玻璃酸钠注射,结果表明,等长练习股四头肌收缩能明显减轻KOA症状、改善关节功能、加强关节的稳定性和减缓关节退行性变的进展,远期临床疗效较好。

  目前,有许多针对KOA的等长收缩肌力训练的标准方案可供选择,比如Naryana等人利用直径20 cm的塑料球及长1.5m、宽0.14m的肌力训练带对下肢肌群进行等长收缩练习,每次持续收缩6s,间歇3s,每组肌群重复30次,每周2次,持续12周,并利用6min步行试验评估KOA患者试验前后的运动能力。结果表明,相对功能性电刺激组及超声波治疗组,肌力训练组患者的运动能力明显提高。

  (2)有氧训练有氧运动是全身性运动,是一种通过步行、健身跑、游泳等方式增强机体的有氧代谢能力,从而提高全身耐力的训练方法,其对于KOA的疗效与肌力训练相当。一项回顾性研究表明,高强度和低强度有氧运动似乎同样能有效改善KOA患者的功能状态、步态和疼痛(Brosseau等,2013)。

  魏瑞华分析了182例KOA患者功能障碍的临床特点,结果显示,静止时发生关节疼痛最少见,低于11.4%,平地行走次之,而有冲击性运动特点的上下楼梯时膝关节疼痛的发生率高达38.2%。因此,平地步行常作为有氧运动的方式,且相对于游泳,平地步行更易于实施。Hiyama等针对KOA患者进行了一项长达4周的步行训练,试验组每天增加行走步数,至试验结束增加3000步以上,结果表明,试验组无论是步速还是关节功能都显著提高。

  传统的观点认为,加速KOA产生及进展的理论是“磨损”现象。根据这一理论,增加体力活动,将加速退化的过程,故作为常见的有氧运动方式之一的平地步行,常被摒弃。事实上,膝关节软骨有惊人的抗拉强度。在年龄48岁的人群中,平地步行时膝关节软骨平均可以承受约15.4MPa的压力(Bellucci等,2001);而在跑步、跳跃和投掷的过程中,因为冲击性过负荷,膝关节软骨仅能承受4~9MPa的压力(Fukubayashi等,1980),这说明,对于已经有损伤的膝关节软骨,因为在跑步、跳跃和投掷等运动过程中需要承受过多的负荷,从而导致其对有氧训练的适应性下降。因此,选择合适的运动方式对膝关节炎的发生发展尤其重要。

  (3)其他运动方式患侧膝关节长时间制动和废用会使已受损的关节生物力学平衡进一步失衡,导致有氧能力、肌肉力量、肌肉容积的降低和依赖性的增加,最终导致软骨损坏加重及功能障碍[20]。美国运动医学学会在《运动检测与处方指南》中将KOA患者的训练分成几个形式,包括拉伸关节活动范围的运动、有氧耐力训练、抗阻肌力力量训练、平衡及本体感觉训练以及综合训练等(Whaley等,2006年)。KOA患者存在关节僵硬、活动度减少、疼痛等临床症状,引起关节本体感受能力的减退。本体感觉训练可以增加机体的平衡性、关节的稳定性、动作的协调性以及神经肌肉控制能力。本体感觉的训练方法有PNF、平衡训练、运动觉训练、全身振动训练(wholebodyvibration,WBV)等。

  针对本体感觉的训练允许膝关节承担更合理的负荷,从而延缓病程、减轻疼痛。Fitzgerald等对183例患者进行在肌力训练的基础上增加灵活性训练和抗干扰性训练后认为,针对KOA患者的一般运动疗法只能获得轻到中度的收益,应该增加灵活性和防跌倒的抗干扰性训练(Fitzgerald等,2011)。不管是在室内还是室外,骑自行车对多数KOA患者是一项很好的运动,能最大限度的利用下肢肌肉,可以增强膝、踝关节和髋关节的稳定性与协调性。Manqione等研究发现,低强度和高强度的自行车训练都能改善患者的功能、步态,减轻患者的疼痛和增加有氧代谢的能力(Manqione等,1999)。

  太极拳动作缓慢,组成多样,练习太极拳能增强患者下肢肌力和关节稳定性。Yan等研究表明,12周的太极拳运动有利于改善患者的关节疼痛、僵硬和躯体功能(Yan等,2013)。Brismee等将人患者分为太极拳组和对照组,太极组接受6周小组太极拳治疗,每次40分钟,每周3次,接着在家自行练习太极拳6周,然后休息6周(总共18周)。

  对照组接受6周的健康宣教,然后休息12周,结果发现太极拳组能改善膝关节疼痛、僵硬和躯体功能,对照组较治疗前无明显变化(Brismee等,2007)。Song等通过一项随机对照研究发现,12个月的太极拳训练能增加老年女性患者伸膝肌群的耐力和骨密度(Song等,2010)。水中运动目前已成为很多国家流行的康复治疗方法。水中运动疗法兼有运动疗法及温热治疗的作用,能使体重减轻,关节负荷减少,增加关节活动范围,改善肌力、耐力,增强心肺功能,减轻疼痛,加强关节及软组织的柔韧性。邹智等进行Meta分析发现,水疗在短期疗效上,能改善KOA患者的症状、躯体功能和体能,能提高健康相关生存质量且不良反应很小(邹智等,2011),但是长期疗效如何还很少有报道。

  膝关节周围肌力下降、关节失稳和疼痛三者之间形成恶性循环,会导致胫股关节、髌股关节面应力分布异常,从而导致了KOA的发生和发展。运动疗法有助于阻断肌力下降、关节失稳和疼痛这三者之间的恶性循环,减缓关节损害的发展,ManBetX网址。减少KOA患者运动障碍,提高参与社会、家庭、职业、娱乐活动的能力。有研究报道,运动训练对KOA患者的疼痛和功能有短期有益的影响,训练的类型似乎并不影响治疗效果,而且坚持长期运动训练可以使治疗效果最大化。运动疗法的形式多样,肌力训练仍然是运动疗法的主要方式,但如何确定肌力训练的方案,包括需训练的肌群、运动方式及运动强度仍有待进一步深入研究。但运动疗法应当以患者为中心,制定个体化训练方案,综合考虑患者的年龄、活动性、合并症和爱好,具体选择哪种运动形式,取决于运动的舒适度和难易程度。

  目前,KOA的运动干预方案主要集中在膝关节及下肢局部肌肉的训练,但忽视了人体整体生物力学性能异常对膝关节的影响。在单一肌群肌力训练的基础上,肌肉链理论作为一种新型的肌力训练理论正逐步受到关注。KOA患者由于膝关节活动少或活动方式不当、创伤、炎症反应等原因,引起下肢肌群间的平衡和协调功能紊乱,从而造成肌肉的过度牵拉和肌张力的异常,随着病程迁延,膝关节周围肌肉力量以及主动肌群与拮抗肌群力量失衡,一方面加重膝关节疼痛、功能受限,同时也会引起髋、踝关节以及骨盆躯干肌群功能紊乱,导致全身肌肉运动模式的改变。运动疗法运用肌肉链理论,综合全身整体运动,针对肌群的协同训练,不仅仅单一肌肉的训练,强调肌肉链中的肌肉之间及不同肌肉链之间的相互平衡和协调对膝关节稳定性及运动功能有着重要的作用。但在作用机制、方案规范化及安全性等方面有还待于进一步研究。

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