中国体育科技
CHINA SPORT SCIENCE AND TECHNOLOGY
1999年 第35卷 第4期 Vol.35 No.4 1999



运动员骨密度变化特点
张　林　杨锡让
摘要：对运动员骨密度(BMD)的研究是运动医学领域的新课题，在运动训练中的重要性正日益被体育界所认识。本文就不同运动项目、不同训练水平的运动员(BMD)变化特点，以及运动训练对身体不同部位的影响等方面的研究进展做一概述，为科学训练提供新的评定指标。
关键词：运动员∥运动训练∥骨密度
The Variation Characteristics of Athletes' BMD
Zhang Lin　Yang Xirang
Abstract: The study of athletes' BMD is a new subject in the field of sports medicine,and its importance in sports traning is more and more acknowledged by the P.E.circles.This paper attempts a survey of the studies concerning the BMD variation characteristics of the athletes engaged in different events with different training levels,of the studies concerning sports training and its influence on different parts of the body.This paper aims at offering new methodology for scientific training.
Key words: athlete∥sports training∥BMD
　　近年来，运动训练对BMD的影响已引起体育界的关注，运动训练中的BMD变化在评定运动员疲劳、防治运动性伤病、保持运动峰值状态及运动寿命方面的作用正日益为人们所重视，是运动训练中的新课题。本文根据国内外研究文献，总结运动训练与运动员BMD的变化特点，为科学训练提供有关骨代谢方面的依据。
1　不同项目运动员BMD比较
　　由于不同的运动项目对骨的刺激作用不同，BMD亦呈现不同的变化特点。
1.1　力量性运动项目的BMD最高，耐力性运动项目的BMD最低，男女运动员呈现同类变化
　　井本岳秋(1995)对青少年运动员腰椎L2-4BMD(g／cm2)的研究指出，男子不同运动项目BMD由高到低的顺序为：柔道(1.299)、棒球(1.277)、排球(1.178)、手球(1.120)、船艇(1.090)、剑道(1.086)、乒乓球(1.063)、船艇舵手(1.037)、长跑(1.004)。女子的顺序为：柔道(1.239)、手球(1.231)、排球(1.152)、船艇(1.093)、剑道(1.087)、船艇舵手(1.029)、乒乓球(1.028)、长跑(0.979)。冲汐美由纪(1992)等对403名男子运动员和174名女子运动员的研究指出，不同项目运动员的腰椎BMD以柔道最高，其次为棒球、排球等；与正常对照者(管理人员)比较，柔道、棒球为p＜0.001，排球、剑道为p＜0.005，手球为=＜0.001。Ari等对女子定向越野、自行车、滑雪和举重运动员的研究指出，举重运动员的BMD高于其它项目运动员和正常对照者，但经体重校正后的BMD只有举重运动员高于对照组。Nilsson的早期研究也指出，举重运动员的BMD高于其它项目运动员。在不同运动项目中，运动负荷是通过不同的途径对骨骼产生影响的，训练密度和骨骼的受力方向起着重要的作用，如跑时下肢承受的重力是体重的2～5倍，腰椎为1.75倍。但在举重比赛中，腰椎的压力负荷为18.4～36.2kN，是体重的18～36倍。桐山健(1996)等对优秀女子运动员的研究指出，篮球运动员的腰椎和全身BMD明显高于非运动群，长距离运动员有腰椎BMD低于非运动群。冈野五郎(1993)等对女子球类、投掷和长距离运动员的研究指出，投掷运动员全身各部位BMD、球类运动员的腰椎和大转子部位的BMD明显高于正常对照者，投掷运动员全身各部位的BMD明显高于球类和长距离运动员。碓井外幸(1994)对女子少儿运动员的研究指出，球类项目运动员(手球、排球、硬式网球)的BMD高于非球类运动员(登山、射箭、马术)。邓道善等对我国运动员右前臂骨矿含量进行了测试，不同运动项目间比较，少年男子和成年男子运动员中以投掷、摔交运动员的BMC／BW最高，拳击次之，其它各专项相对较低；少年女子和成年女子运动员中以摔交项目的BMC／BW最高，其次为投掷、游泳，其它各专项(速滑、跳跃、径赛、排球、艺术体操)较低。
1.2　耐力性项目运动员的骨密度低于正常人，最大耗氧量与BMD呈负相关关系
　　桐山健等(1996)的研究指出，优秀女子篮球运动员的腰椎和全身BMD明显高于非运动群，长距离运动员的腰椎BMD低于非运动群。在长距离运动员之间比较，井本岳秋(1992)的研究指出，18～25岁长距离男性径赛运动员腰椎L2-4的平均BMD为1.028±0.103 g／cm2，同龄正常对照者为1.029±0.068 g／cm2，其中，径赛运动员在18～24岁间为1.051±0.097 g／cm2，在25～35岁间为0.987±0.072 g／cm2，两者比较p＜0.001；女子径赛运动员为0.979±0.101 g／cm2，同龄正常对照者为1.029±0.054 g／cm2，两者比较p＜0.001。径赛运动员随年龄和训练年限的增长，BMD与之呈负相关(r=-0.25,p＜0.05)，而正常对照者呈正相关(r=0.54，p＜0.001)。
　　BMD与最大耗氧量(O2max)的关系，井本岳秋的研究指出，男子呈负相关，r=-0.746(p＜0.001)。由回归方程计算得知，O2max每增加10 ml／kg.min，L2-4BMD减少0.201 g／cm2。BMD与体重校正后的O2max呈负相关，男子r=-0.395，女子r=-0.456。
　　出现这种现象的原因，对于女运动员可能是过量的耐力运动，通过下丘脑―垂体―性腺轴间接地撸制卵巢产生和释放雌激素，从而降低血液中雌激素浓度，使骨代谢过程的骨吸收大于骨形成，导致骨密度下降。同样，过量的耐力运动也能使男性下丘脑―垂体―性腺轴功能受到干扰，导致血睾浓度和精子数量下降，雄激素水平低下或缺乏可引起成骨细胞和破骨细胞活性平衡失调，使骨吸收大于骨形成，从而导致BMD下降。
1.3　肌力与BMD密切相关
　　Ari等在试验中对等长收缩力量的比较发现，不同运动项目中以举重运动员为最高，其腿伸肌为28.9 N／kg，前臂屈肌为3.7 N／kg，与Snow-Harter提出的运动员BMD与肌力和肌肉重量相关的观点一致。其它运动项目，如定向越野和越野滑雪也是负重运动，这些运动员具有较大的肌肉力量(定向越野为24.7 N／kg，越野滑雪24.1 N／kg，对照组为21.3 N／kg)，因此，与对照组比较存在着较高的BMD。
　　井本岳秋对L2-4BMD相关研究发现，与握力的关系，男子每10 kg握力相当于L2-4 BMD 0.284 g／cm2，女子相当于2L2-4 BMD 0.636 g／cm。冲汐美由纪(1992)的研究指出，BMD与握力的相关关系，男子r=0.487，女子r=0.454。
2　运动员不同部位的BMD比较
　　进行不同运动项目训练对骨骼的不同部位产生影响。
2.1　训练部位的特异性
　　Ari等对105名不同专项女子运动员7个部位的BMD进行了检测，结果表明(表1)，举重运动员在任何部位的BMD绝对值都高于其它运动员组和对照组；运动组间比较，举重运动员腰椎、股骨远端、髌骨和桡骨远端的BMD具有显著性差异。自行车运动员腰椎和下肢BMD 较低，可能与骑车涉及脊柱负重活动较少有关，桡骨BMD高于除举重以外的其它运动员组，亦说明骑车姿势中上半身重量对前臂的局部刺激作用。Huddleston对网球运动员的研究支持这个观点，指出，运动可能对受刺激部位的骨骼产生非常局部的效果，网球运动员持拍手的BMD高于非持拍手说明了这个问题。Wolman的研究亦证实，划船运动员的脊椎BMD高于舞蹈和径赛运动员，这与他们要求背部剧烈活动有关。Bppe对女子少年和青年足球运动员腰椎、股骨近端和全身BMD的研究指出，足球运动员的BMD在任何部位都明显高于对照者，并且具有部位特异性，股骨近端的BMD(10.5～11.1%)远比腰椎(4.8%)或全身(3.5%)要高，而且青年运动员的BMD差异比少年运动员大。
表 1　运动员不同部位BMD值比较一览表　(g／cm2)

　对　照
n=25定向越野
n=30越野滑雪
n=28自行车
n=29举　重
n=18
腰椎(L2-4)1.071±0.1031.068±0.0961.072±0.0981.067±0.0171.230±0.132
股骨颈0.983±0.1141.000±0.1061.035±0.1170.963±0.1051.082±0.156
股骨远端1.261±0.1181.320±0.0961.321±0.1251.288±0.1241.505±0.160
膑　骨1.057±0.1091.091±0.0921.080±0.1091.068±0.0901.284±0.142
胫骨近端1.104±0.1051.151±0.0721.139±0.1071.094±0.1141.234±0.139
跟　骨0.971±0.0830.699±0.0500.694±0.0770.654±0.0690.700±0.095
桡骨远端0.350±0.0460.352±0.0330.348±0.1010.368±0.0410.453±0.054

2.2　训练强度的适宜性
　　从运动部位与运动强度的研究文献来看，运动强度刺激有一个阈值，在该阈值下运动，运动强度增大，BMD提高；超过该阈值，刺激强度增大，BMD不再随之增长。在适宜负荷内，负荷强度与BMC／BW呈正比关系，健将级和一级运动员的训练负荷强度较大，因此，BMC／BW高于其它级别运动员。
　　在与运动强度的研究中，Albanese研究结果发现，BMD与运动强度无相关关系，与动物实验得到的结果一致，认为运动强度超过最大刺激后骨质可能不再增加，BMD的变化是一种骨对机械负荷的适应，当达到稳定状态后，增大机械刺激并不引起骨质的增加。
2.3　影响运动员不同部位BMD的相关因素
　　碓井外幸(1994)对女子少儿运动员不同部位BMD相关影响因素进行了探讨，运动员平均BMD(g／cm2)为腰椎L2-41.103(对照组1.001，p＜0.01)，左股骨1.001(对照组0.815，p＜0.001)，右股骨1.019(对照组0.817,p＜0.001)；与生活活动指数(重：1.00以上；轻：0.62以下)相关的BMD，腰椎L2-4为1.183(重)、0.985(轻)，左股骨1.079(重)、0.889(轻)，右股骨1.111(重)、0.884(轻)；BMD与体重的相关关系，L2-4为r=0.449(p＜0.05)，左股骨r=0.428(p＜0.05)，右股骨r=0.509(p＜0.01)；BMD与体脂肪率的相关关系，L2-4为r=0.229(NS)，左股骨r=0.054(NS)，右股骨r=0.043(NS)。
　　Ari等在研究中亦发现，体重与任何部位的BMD都相关，经体重校正后的BMD在腰椎、股骨远端、髌骨、胫骨近端和桡骨远端显著高于对照组，股骨颈虽高于对照组，但差异不明显。
3　不同训练水平运动员的BMD比较
　　运动员训练水平和训练年限的不同，会导致运动员BMD出现不同的变化。
3.1　训练水平与运动员的BMD高低密切相关
　　邓道善等对不同运动等级运动员骨矿含量的研究指出，男子健将级运动员BMC／BW高于二、三级运动员，女子健将级运动员BMC／BW高于一、二、三级运动员(p＜0.05)；不同运动专项间的BMC／BW显示了与负荷强度的关系，投掷、摔交等力量型运动项目的运动负荷高于其它项目运动员，因此，BMC／BW亦处在较高水平。
　　以前对举重的期望研究表明，短期训练后(1年或更短)，BMD有中度(1～2%)或无增加。Ari研究了系统训练4年以上的举重运动员，并且训练密度、强度和负荷都比较高，因此，举重运动员的高BMD，应是训练的效应。在不同训练方式上，Lanyon在对骨负荷的研究中认为，短时间大强度训练的骨矿合成效应，要比长时间低强度重复运动有效。Rrbin等在动物模型研究中证实，增加负荷的重复次数并不带来BMD的额外增加。Lanyon指出，如果负荷模式对骨的张力、幅度影响较大，产生的骨不适应的负荷频率多，那么，成骨效应就最大。
3.2　BMD是评定运动员训练状况和身体机能状况的一个有研究价值的指标
　　一些研究表明，运动员BMD值的高低，往往与运动员的身体机能状态和运动训练状况有关。Albanese对青年(19～31岁)男子排球运动员训练中的强度、频率和持续时间与BMD的关系进行了探讨。与运动频率的关系，所有检测部位的BMD都与运动频率(13.7±2.8 h／w)呈正相关，其中L2-4为r=0.79(p＜0.001)，股骨颈为r=0.65(p＜0.01)，Ward's为r=0.69(p＜0.01)；与训练年限(6.2±0.6年)和运动持续时间的关系，只有L2-4呈正相关(r=0.68，p＜0.01)，运动持续时间少于2.2±0.6 h／d，与BMD无相关关系。
　　在对不同训练水平运动员的研究中发现，个别健将级运动员在处于出成绩的颠峰时期时，其BMC／BW反而很低。在随后半年的追踪观察中，发现其机能状态明显下降，认为这是一种过度训练现象，且出现在机能状态下降之前。因此，BMC／BW可能对运动员身体机能状态的评定是一个有研究价值的评定指标。
作者简介Ｌ第1作者：张林，男，运动生理学博士，现在山东曲阜师范大学体育系工作。
作者简介：（北京体育大学，北京　100084）
参考文献
　1　Ari H,et al.Bone mineral density of female athletes in different sports,Bone and Mineral,1993,23(1)：1～14
　2　Nilsson B E，et al.Bone density in athletes.Clin Orthop,1971(77):179～182
　3　邓道善，等.不同项目运动员骨矿含量探测.北京体育学院学报，1992，15(1)：88
　4　Snow-Harter C,et al.Marcus strength as a predictor of bone mineral density in young women.J Bone Miner Res,1990(5):589～595
　5　Huddleston A L,et al.Bone mass in life time tennis athletes.J Am Med Assoc.1980(244):1107～1109
　6　Wolman R L,et al.Menstrual state and exercise as determinants of spinal trabecular bone density in female athletes.Br Med J,1990(30):516～518
　7　Düppe H,et al，Bone mineral density in female junior,senior and former football players,Osteoporosis Int,1996(6):437～441
　8　Albanese C V,et al. Effect of physical activity on bone mineral density,study in young male volleyball athletes,Proceedings of the First International Symposium on Osteoporosis and Metadolic Bone Diseases,1992:513～516
　9　Lanyon L E.Bone loading-the functional determinant of bone architecture and a physiological contributor to the prevention of osteoporosis,In:Smith R,ed.Osteoporosis 1990.London:Royal College of Physicians,1990:63～78
　10　Rubin C T.et al.Osteoregulatory nature of mechanical stimuli:function as a determinant for adaptive remodelling in bone.J Orthop Res,1987(5):300～310
(收稿日期：1998-10-29)
