作者：甘肃省田径曲棍球运动管理中心     张新艳

骨质疏松症(OP)是指以骨量减少、骨密度(BMD)和骨微结构改变为主要特征的骨代谢性疾病，多见于老年人。预防或减缓OP的发生发展，已成为世界公共健康研究的热点。田径运动作为一项综合性体育项目，对运动员的身体素质有着极高的要求，包括心肺功能、肌肉力量、柔韧性和协调性等。同时，长期的田径训练会对骨骼产生较多的机械力学刺激，使骨骼更加强韧。本文从BMD的测量方法、田径运动对BMD的影响及其影响骨代谢的潜在机制等方面进行综述，旨在为田径运动员防治OP提供一定参考依据。

BMD的测量方法

BMD是诊断OP的一个重要指标。因此，BMD的测量方法在OP的诊断和临床指导中尤为重要。目前，临床测量BMD的常用方法有双能X线测量法、CT技术测量法和定量超声(QUS)法，这些方法各有不同的测量特点。相对而言，双能X线测量法在测量范围上具有优势。CT技术测量BMD具有高精准性、强诊断能力和应用范围广等优势，能精准测量体积BMD，独立评估皮质骨和松质骨，不受体重、退变等因素干扰，可早期发现骨质疏松并准确预测骨折风险。QUS法具有无辐射、便捷和经济等优势。但BMD的测量取决于许多因素，包括患者年龄、性别、骨折风险因素和临床症状等，临床应根据实际情况和需求，选择合适的测量方法。

双能X线测量法     双能X线吸收测定仪(DXA)是双能X线测量法使用的主要仪器。X线作为低能量射线可以穿过人体，能将软组织进行能量减影及增强骨骼的显影，再通过软件计算得到相对于同种族同性别正常青年人正常参考数据库的计算结果(T值)和相对于同种族同性别同龄人正常参考数据库的计算值(Z值)，而达到精确测量BMD的目的。DXA可以测量全身及各个部位的BMD值，并且给予参考标准，对于OP的诊断及临床指导具有较大价值。参照世界卫生组织有关OP的诊断标准，绝经后女性和50岁及以上男性，T值≤－2.5SD，即可诊断为OP；反之，在此年龄之前，Z值≤－2.0SD，则说明BMD在同年龄段中处于较低水平。双能X线测量法是测量BMD的金标准，其优点主要有：①能够精确测量BMD，准确反映骨质丢失情况，且重复性好，适用于长期监测BMD变化及药物疗效评估；②DXA的辐射剂量一般在5～10μSv，约为胸部X线的1/30，且不存在放射源衰变，非常安全；③早期诊断与风险预测强，且适用于不同年龄段的人群，可以早期发现OP，预测骨折风险，为临床干预提供依据。然而在实际操作DXA过程中同样存在一定不足：测量时需被试者平躺于床面并保持静止，机器从头到脚扫完通常需5min左右，这对于一些无法平躺或者无法长时间保持静止的被测量者(如儿童)，可能无法准确测量BMD。

CT技术测量法     CT技术测量BMD主要包括定量CT测量法(QCT)和能谱CT定钙(水)密度技术。①QCT是利用常规CT测量BMD的方法，与双能X线测量法不同的是，其能进行三维BMD测量，可提供更详细的信息，原理是测量各个椎体中央松质骨的CT值和相应层面参考体模中已知BMD区域的CT值，再通过软件转化得到BMD值。QCT通常用于评估脊柱和髋部BMD，参照中国QCT中的OP诊断指南，L1，2椎体松质骨的BMD平均值在QCT系统内的绝对值＜80mg/cm3，即可确诊。另外，由于QCT可以构建三位图像和得到对应的BMD值，故可以呈现同一骨骼不同部位的骨微结构和测量BMD。这种特性使得QCT对于骨骼的影像学诊断更加细致、精准，尤其适用于OP的早期诊断和监测。但因操作较为复杂、费用高和辐射量大等缺点，临床普及率不高。除了人体测量BMD外，动物实验中常用Micro-CT进行骨骼扫描，这是一种非破坏性的三维成像技术，能够在不破坏样本的情况下，对各种离体样品、活体小动物等进行高分辨率二维和三维分析及内部显微结构观察，分辨率可达到微米级别。②能谱CT定钙(水)密度技术可获得多种物质(钙、水和脂肪等)的能量图像，再通过物质的定量分析而测得BMD，此特性与双能X线测量法十分相似，但作为一种较为新颖的测量BMD方法，准确性和适用性尚在研究探索中。

QUS法     QUS是利用物体对超声波吸收(或衰减)及超声波的反射而间接测量BMD的方法，能从骨组织的质与量方面反映骨的结构和弹性，可用于测量跟骨、髌骨、桡骨和胫骨等的BMD，其中，由于跟骨骨面较为平整且主要由松质骨构成，周围软组织较少，故跟骨是QUS测量BMD的首选部位。与双能X线测量法和QCT比较，QUS法无辐射、便捷和经济，被测者更易于接受。尽管QUS法有着较多优点，但其并不是直接测量骨矿物含量，而是采用各种参数间接反映骨量变化，往往只能给出一个参考区间，因此其测量BMD的准确性相对较低。

田径运动对BMD的影响

性别和年龄对BMD的影响      田径运动中性别和年龄是BMD的重要影响因素。研究发现，女性精英运动员的BMD通常高于久坐不动的非运动员女性。年轻运动员的BMD较高，因为骨骼在此年龄阶段对外部机械刺激更为敏感，而规律的运动训练能够显著促进骨量积累和BMD的提升。老年人特别是女性患OP的风险大大增加，因为女性绝经后激素分泌水平会发生改变，导致OP风险更大。因此，青春期早期进行高强度的负重运动可使骨矿物含量积累增加，这对于OP的预防至关重要。

田径运动员BMD的特点    田径运动对BMD有着积极影响。研究表明，田径运动中跳跃、奔跑等高冲击运动模式可使运动员身体的某些部位BMD明显高于普通人。朱侨宇等研究发现，中、长跑运动员的大腿及骨盆BMD明显高于普通人。钱芊研究发现，田径运动员跟骨和股骨的BMD明显高于同龄普通人，而桡骨BMD没有显著差异。田径运动员下肢BMD要高于普通人，且肢体部位越靠下，与普通人BMD的差距越明显。然而，另有研究发现，不同类型的田径运动对BMD的影响不同，短跑和跳高运动员通常具有更高的髋部BMD，而中、长跑运动员的脊柱BMD表现更好。考虑原因：一是与其运动训练技术特性有关，长时间、大强度的训练会反复刺激下肢骨骼的生长，促进骨生成；二是与田径运动的不同项目有关，这使得身体不同部位的肌肉力量、耐力等素质亦有所不同，肌肉力量的刺激时间和强度也会导致局部BMD的变化。总之，外部的机械应力刺激会对BMD造成影响，且刺激强度和刺激时间等是较为关键的因素。一般而言，周期性中等强度的机械应力刺激有助于提高或维持BMD。

田径运动影响骨代谢的潜在机制

成骨细胞(OB)和破骨细胞(OC)是骨组织中较为重要的2种细胞，OB的骨形成和OC的骨吸收作用共同调控骨代谢的动态平衡。田径运动训练是对骨骼的一种重要外部刺激，可通过多种机制影响骨代谢，发挥提高BMD的作用。

机械力对骨代谢的影响     田径运动时，肌肉收缩力量和自身重力等作为外部的机械力可刺激骨骼产生机械应变，通过影响OB和OC的活性来调控骨代谢。OB和OC对机械力都具有敏感性，它们通过细胞分子间的相互调控而促进骨形成或骨吸收。机械力的形式主要有压应力和牵拉力。研究发现，连续48h、0～10g/cm2机械压应力作用下，OB会产生骨保护素(OPG)，OPG可与核因子-κB配体受体激活剂结合抑制肿瘤坏死因子受体相关蛋白和核因子-κB信号通路，最终抑制OC生成。研究发现，创伤性压应力可以通过下调长链非编码ＲNADANCＲ抑制碱性磷酸酶和Ｒunt相关转录因子2等骨形成因子而激活核因子-κB信号通路，抑制OB的分化。同样的，连续3d给予每天1h的机械牵拉力(频率为0.5Hz，应变为10%)，可以促进OPG的分泌，有利于骨形成，在牵拉48h后，牵拉力通过上调血管内皮生长因子(VEGF)来促进骨吸收。综上，运动作为一种机械力刺激可对骨代谢产生一定影响，适宜的机械力刺激可促进OB分化和一些骨保护、骨形成因子的分泌。反之，过度或者长时间的刺激，会破坏骨代谢平衡。因此，从力学刺激的角度而言，日常的田径运动训练强度不宜过大或持续时间过长。

激素对骨代谢的影响    激素对于预防OP具有重要作用，常见的激素包括促红细胞生成素(EPO)、性激素和糖皮质激素(GCS)等。

EPO  EPO是促进红细胞生成的重要激素之一，可以加速网织红细胞分化，提高红细胞膜抗氧化酶活性及抗细胞凋亡、抗炎症等的特性。骨的营养供给依赖于多种因素，其中红细胞的功能至关重要。红细胞通过运输氧气和营养物质，为骨骼提供必要的支持。红细胞不足会导致骨骼营养供给不良、骨折愈合缓慢。EPO可以上调VEGF而促进骨折愈合。研究显示，高住低练(海拔2720m生活、海拔1250m训练)的耐力跑可以改善最大摄氧量，使EPO水平提高2倍。Wis'niewskaetal指出，高海拔训练可有效提高VEGF-A和EPO水平。然而，训练方法在适应模式中起着关键作用。当机体缺氧达到一定剂量时，EPO水平才会增加，而当缺氧暴露与运动相结合时，尤其是在高强度时，VEGF-A水平会升高。说明田径运动员如果想要提升运动表现和竞赛成绩，高原训练是一种十分必要的训练模式。

性激素  性激素主要包括雌激素和雄激素。雌激素水平下降是造成OP高发的重要原因之一。女性围经期或绝经后，体内雌激素水平下降，黄体生成素水平显著增高，抑制了钙盐沉积，骨矿物含量降低，导致了OP的发生。雌二醇(E2)是女性体内主要的天然雌激素，对骨代谢平衡的调控发挥重要作用，E2水平降低与OP发生率呈正相关。雄激素主要来源于睾丸和肾上腺皮质，它在骨代谢中的作用主要通过其在OB和OC上的受体来实现。雄激素也可以通过芳香酶催化转变为雌激素。研究发现，雄激素缺乏会引起OC骨吸收功能的异常活跃，进而导致骨质疏松。血清睾酮水平的增加可通过改善肌肉功能间接维持骨矿含量和骨质积累，从而稳定骨骼结构。研究显示，运动员的睾酮、E2和性激素结合球蛋白都要高于普通人，并且力量训练更利于提高这些激素的水平。Bezuglovetal研究发现，职业田径运动员的睾酮水平与运动成绩呈正相关关系。但需要注意的是，长期高强度训练也会造成激素分泌紊乱，损害身体健康。Grandysetal研究发现，女性田径运动员进行长期的高负荷训练会引起过度疲劳，血清睾酮、游离睾酮浓度显著降低，皮质醇浓度升高，进而损伤心血管内皮功能。

GCS  GCS属于类固醇激素，其在体内分泌主要来源于肾上腺皮质束状带，包括游离态皮质醇和可的松。小剂量GCS可降低炎症反应，对骨骼产生有益作用；大剂量GCS会造成骨细胞蛋白质分解代谢，不利于骨形成，且会降低肠道对钙的吸收，对抗维生素D的作用，促进钙排出，导致骨质脱钙。

目前，较多的研究认为，长期规律的运动可以使较高的皮质醇水平恢复到正常或低水平。徐盛嘉等研究发现，长期规律参加有氧训练的跑步者完成1次超级马拉松后(36h内完成171km)，尿液中的皮质醇水平会升高，但在休息后又会下降；尿液中的可的松水平在运动过程中持续升高。GCS与应激反应密切相关，大强度训练可使机体出现应激反应，此时体内皮质醇和可的松等水平均增加，这个过程可能损伤骨骼，不利于身体健康。

总结

①测量BMD时，应根据需求不同选择不同的测量方法，一般而言，全身性测量可选择双能X线测量法，精准测量可选择CT技术测量法，简便测量可选择QUS法。②早期骨矿物含量累积、BMD提高有助于OP的预防，在这一过程中，运动可以很好地帮助机体累积骨量和提高BMD。特别是对于女性，运动的作用更加明显。田径运动因其训练技术特性，对下肢BMD的提高更为显著，且因田径项目的不同，对不同部位BMD的提高也存在一定差异。③田径运动作为一种机械力刺激可促进OB分化和一些骨保护、骨形成因子的分泌，同时还可通过调控不同激素的分泌来促进骨形成，但大强度的田径运动训练会造成身体疲劳而损伤骨组织，不利于骨形成。

来源：临床骨科杂志2025年10月第28卷第5期

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