太极拳干预与骨关节炎引发的本体感觉缺陷的研究进展

肖维龙

骨关节炎（OsteOArthritis，OA）是导致老年人丧失独立生活能力的疾病之一。研究已经证实它的发生与身体组织生物化学变化、关节生物力学特征的改变以及神经肌肉控制能力下降密切相关。其中，膝关节关节负荷的异常分布在下肢骨关节炎的发生和发展中发挥了极其重要的作用。随着其患病率的增加，所导致的后果对社会的影响越来越。根据世界卫生组织2007年的报道，80%60岁以上骨关节炎患者的运动能力受到限制，25%不能完成主要日常生活活动。骨关节炎与年龄的增长密切相关，据加拿大健康统计局报道，截至2010年近50%的关节炎患者是65岁及以上的老人。据发表在国际SCI期刊上关于中国某些地区骨关节炎发病率的研究，基于X光影像学诊断的的下肢骨关节炎在60岁以上男性的发病率为21.5%，在妇女中的发病率则高达42.8%。下肢骨关节炎会引发一系列的问题，如：丧失独立生活能力严重影响了患者及家属的生活质量；关节置换术的增加为医疗系统和社会经济带来压力。中国老年人口在迅速上升，据中国老龄办提供的数据显示，截至2008年，中国老年人口总数已达一点五九亿，占总人口的百分之十二。因此研究下肢骨关节炎的预防、发病机制、病情的转归、治疗康复及提高患者生活质量已经成为一个刻不容缓的课题。基于人体生物力学因素和神经肌肉控制在下肢骨关节炎的发生和发展中发挥的作用，国内外的基础研究和临床研究已经在此做了很多工作。研究证明，运动干预是控制骨关节炎的进展、缓解症状和改善患者生活质量的的干预手段。美国风湿病骨关节炎分会（American College of Rheumatology Subcommittee on OsteOArthritis Guidelines）已经明确将运动干预作为推荐的治疗OA方法之一。推荐的运动方式包括：力量训练、有氧运动步行和水疗，这些运动方式能够改善肌肉力量、缓解疼痛，同时也可以改善其生理功能、提高其独立生活能力和增强关节的本体感觉，并已大量运用到骨关节炎的康复中。

然而，由于年龄和关节疾病的问题，体育活动和锻炼对于老年骨关节炎患者来说并非易事，而运动也并非总是有益于关节炎患者。研究发现体力活动的剧烈程度与持续时间与膝关节炎的发生机率有关。运动或身体活动时关节要承受运动所产生的力和负荷。对于某些骨关节患者，即使行走也会引起关节疼痛或不适，尤其是对于关节负荷较大的肥胖人群。因此，在确定老年骨关节炎患者的运动干预方案时，运动方式的选择至关重要。

迄今为止，传统的骨关节炎运动干预方案主要着眼于改善关节疼痛和下肢关节的活动范围。这些方案基本上没有考虑利用运动干预改善关节的本体感觉、神经肌肉控制和姿势的稳定性。而这些功能已经被证实与关节炎的发生和发展有关。因此，为了改善老年骨关节炎患者的运动能力，提高他们的生活品质，康复干预不仅要缓解症状，改善关节活动度，而且要最大程度上的延缓肌肉力量的下降，改善本体感觉和神经肌肉控制。显然，传统的运动康复方法已经不能满足这样的需求，研究新的具有科学实验证据支持的创新性康复干预方法刻不容缓。

本体感觉在关节稳定性和神经肌肉控制中扮演者重要的角色。本体感觉是传入信号，是由位于皮肤、肌肉、肌腱、韧带、以及关节囊和关节软骨的本体感受器产生。这些感受器是机械刺激感受器，它们能感受肌肉被牵拉以及肌肉收缩和关节伸展的程度，能产生关节位置觉、运动方向觉、振动觉等。本体感觉随着年龄增大而削弱。评价本体感觉的方法通常是测量1）运动感觉，即所能察觉到的关节角度变化的最小值，即阈值；2）位置感觉，即在无视觉帮助下，一侧关节模仿对侧关节角度的精确度或肢体在三位空间重复原先位置的精确度。运动感觉阈值是关节稳定性的一个重要指标。研究发现，运动感觉测量比位置感觉测量有更好的重复性和精确性。运动感觉通常用专用的仪器来测量。踝关节和膝关节的本体感觉因其在身体姿势和运动中的重要作用成为了研究的热点。

研究证明骨关节炎患者的本体感觉下降，因此影响到关节的稳定性。改善关节的本体感觉已经成为下肢骨关节炎的治疗中的一个目标。研究发现，本体感觉性运动，如太极拳练习可以改善本体感觉功能。对女性膝关节炎患者进行全身震动训练的研究也发现可以改善患者关节的本体感觉。

本体感觉系统通过三个级别进行管理，分别是：1）一级管理，是条件反射运动管理，是最低级的管理。2）二级管理，是由小脑和前庭共同参与完成。3）三级管理，是由视觉和中枢神经系统参与完成的高级管理。而运动感觉正是由位于肌梭中的神经元感受器所感知。刺激信号的传输速度也同时影响中枢系统的综合信息收集与处理，这种神经肌肉的反应时不仅是评估肌肉控制功能的重要指标之一，同时也反映了本体感觉的敏感性。人在站立和基本身体活动时经常会受到外界环境的突发干扰，如行走地面的变化、凹凸不平和未能意识到的小台阶都是对神经肌肉系统的突发刺激。神经肌肉的反应时间是指从外界刺激发生到肌肉活动电信号（肌电图信号）强度上升的时间，已经被广泛用来评价受试者对抗外界刺激时神经肌肉控制功能水平。研究证明神经肌肉控制功能随着衰老而下降，并且与老年膝关节的损伤和病变有关。表现为神经肌肉反应时间延长。应用超声波和肌电图研究老年人的神经肌肉控制揭示了肌肉活动模式的改变。横向比较研究显示老年骨关节炎患者不仅股四头肌的主动收缩力下降，而且与对照组的受试者比较只有50%的患者能完成股四头肌的全部肌肉收缩动员；对照组有75%的受试者可以完成肌肉的全部动员。另一项研究表明，老年骨关节炎患者在动员肌肉完成指定运动时，肌肉动员的时间比健康对照受试者长67%，而运动的误差比健康对照组高82%[13]。然而，虽然神经肌肉控制的改变已经被公认为是骨关节炎发生和发展的因素之一，但近期的研究发现，骨关节炎患者的运动单位的活动变化与关节炎的病程相关，提示神经肌肉控制在骨关节炎的发展中也发挥着重要作用。太极拳作为一种康复手段在改善老年骨关节炎患者的临床症状及体征上有很大的潜力。国内外的学者已经开展了将太极拳应用于骨关节炎康复的探讨。

研究表明太极拳能有效控制膝关节炎患者的疼痛和改善关节活动范围，是一种有效的治疗OA的运动干预方法。在已有的关于太极拳干预对老年人平衡能力和姿势控制影响的研究中，结果显示了太极拳不仅具有和慢跑一样的锻炼效果，包括改善肌肉力量和神经肌肉控制，而且还具有改善本体感觉、姿势控制及低冲击力的特点。然而，迄今发表的为数不多的太极拳干预与骨关节炎康复的研究存在如下问题和空白：1）由于实验设计、干预方案、持续时间不同而使得研究的结果无法比较；2）选择的太极拳的运动种类各不相同，而且也缺乏对这些太极拳动作的运动学、动力学和肌肉活动特征及太极拳演练过程中关节力学特征分析；3）发表的研究中最长的太极拳运动干预的时间为6个月。4）对太极拳干预效果的评估只限于临床效果，如缓解疼痛、下肢关节活动范围、肌肉的僵硬度，而缺乏对关节生物力学，如力学特征、关节承受负荷、肌肉的工作状况、肌肉的神经肌肉反应及本体感觉等。

已有的研究建议在老年骨关节炎患者治疗中，太极拳干预可以作为一种运动疗法用于改善患者的临床症状与体征。这些研究表明，太极拳在老年下肢骨关节炎患者的康复治疗中，是一个安全、有效的方法，并且太极拳的干预可以缓解和改善老年骨关节炎患者关节疼痛、僵硬，增加关节活动度、肌肉力量、平衡和生活质量。在太极拳干预的文章中，干预计划中选择的太极拳，从孙氏12式到由杨氏太极拳简化的10式，再到24式简化太极拳等。太极拳能改善老年人肌肉力量、关节活动度、姿势稳定性、本体感觉和神经肌肉反射能力。打太极拳时，身体自然伸展和放松，精神安宁而活跃，身体动作缓慢、流畅，动作协调。与使用运动器材或者身体平衡训练测量设备不同的是，太极拳可以是单人或者群组练习的项目；这项运动运用的并非外反馈而是内反馈，并不要求科技器械介入，同时强调灵活性、力量和心血管功能的改善。

此外，太极拳也是一种低成本的运动，它不需要很大的空间，在家中就可以练习。不仅如此，太极拳最独特的特点就是对关节产生的负荷很小。在太极拳的基本动作中，它的步法对膝关节最高的反作用力是体重的1.2倍，而在步行与慢跑时最大的反作用力可达体重的3倍以上。所以，对于老年骨关节炎患者来说，太极拳将会是一种合适的运动干预方案。

太极拳作为某些特殊疾病（如帕金森氏症、纤维性肌肉痛等）的干预方案已越来越引起国际社会的关注。美国老年医学学会（American Geriatric Society，2011）和英国老年医学学会（British Geriatrics Society，2011）都先后将太极拳作为防止跌倒的一种有效方法进行推广并出版了相关指南。近两年在全球著名的New England Journal of Medicine杂志先后刊登了两项新的研究发现：练习太极拳不仅能够有效的缓解纤维性肌肉痛[20]，而且对于帕金森氏症具有显著地预防与康复作用[21][22]。而太极拳作为中国传统武术的一部分、中国国粹，其价值与作用更需我们中国学者努力，利用现代科学的理论与方法深入挖掘，积极开展国际合作研究，向国际社会传播与推广。

为了提升骨关节炎运动康复的水准，使太极拳在运动康复中的应用具有科学实证研究基础，并且能够在国际上广为推广，填补国内外在此领域里的研究空白并满足临床实践的需要，为运动康复带来新的康复手段，改善患者的生活质量降低医疗成本及患者的经济负担等目标，我们有必要进行运动生物力学和运动医学的研究方法共同开展面朝康复方向的太极拳对老年骨关节炎患者身体活动能力影响的研究。

参考文献

[1] Maly M. R. Linking Biomechanics to Mobility and Disability in People With Knee Osteoarthritis [J]， Exerc. Sport Sci. Rev. 2009，37（1）：36-42.

[2] Brooks PM. Impact of osteoarthritis on individuals and society： how much disability？ Social consequences and health economic implications [J]. Curr Opin Rheumatol. 2002，14： 573-77.

[3] World Health Organization. Chronic rheumatic conditions （available at： http：//www.who.int.proxy.bib.uottawa.ca/chp/topics/rheumatic/en/print.html）.

[4]Health Canada Homepage， http：//www.hc-sc.gc.ca/hl-vs/iyh-vsv/diseases-maladies/seniors-aines-ost-art-eng.php

[5] Zhang Y， Xu L， Nevitt MC， Aliabadi P， Yu W， Qin M， Lui LY， & Felson DT. Comparison of the prevalence of knee osteoarthritis between the elderly Chinese population in Beijing and whites in the United States [J]， Arthritis & Rheumatism.2001，44 （9）：2065-2071.

[6]中国新闻网. http：//www.chinanews.com/jk/news/2010/01-29/2100168.shtml 2011-03-01

[7 Roddy E， Zhang W， Doherty M， et al. Evidence-based recommendations for the role of exercise in the management of osteoarthritis of the hip or knee--the MOVE consensus [J]. Rheumatology （Oxford）， 2005，44（1）： 67-73.

[8] McAlindon TE. Wilson PW. Aliabadi P. Weissman B. Felson DT. Level of physical activity and the risk of radiographic and symptomatic knee osteoarthritis in the elderly： the Framingham study [J]. American Journal of Medicine. 1999，106（2）：151-7

[9] Beynnon BD， Renstrom PA， Konradsen L： Validation of techniques to measure knee proprioception. In： Lephart SM， Fu FH （eds）. Proprioception and Neuromuscular Control in Joint Stability [J]. Human Kinetics， Champaign， 2000； 127-38

[10] Madhavan S. Burkart S. Baggett G. Nelson K. Teckenburg T. Zwanziger M. Shields RK. Influence of age on neuromuscular control during a dynamic weight-bearing task [J]. Journal of Aging & Physical Activity. 2009，17（3）：327-43.

[11] Pai， Y. C.， Rymer， W. Z.， Chang， R. W.， et al. Effect of age and osteoarthritis on knee proprioception [J]. Arthritis Rheum.1997，40：2260-2265.

[12] Petrella， R. J.， Lattanzio， P. J.， & Nelson， M. G.. Effect of age and activity on knee joint proprioception [J]. Am J Physi Med Rehab.1997，76：235-241.

[13] Skinner， H. B.， Barrack， R. L.， & Cook， S. D. Age-related decline in proprioception [J]. Clin Orthop Rel Res.1984，184：208-211.

[14] Lentell， G.， Baas， B.， Lopez， D.， et al. The contributions of proprioceptive deficits， muscle function， and anatomic laxity to functional instability of the ankle [J]. JOSPT.1995，21：206-215.

[15] Xu DQ， Li JX， Hong YL， Chan KM： Effect of Tai Chi exercise proprioception of ankle and knee joint in old people [J]. Br J Sports Med， 2004；38： 50-54.

[16]王予彬，王惠芳. 康复——膝关节骨性关节炎全程治疗的答案[J].中国康复医学杂志，2012，27（1）： 4-7.

[17] Trans T， Aboe J. Effect of whole body vibration exercise on muscle strength and proprioception in females with knee osteoarthritis [J]. Knee.2009.16（4）：256-261.

[18] Beard， D. J.， Dodd， C. A.， & Simpson， H. A. Sensorimotor changes after anterior cruciate ligament reconstruction [J]. Clinical Orthopaedics and Related Research. 2000，372：205-216.

[19] Hoffren M. Ishikawa M. Komi PV. Age-related neuromuscular function during drop jumps [J]. Journal of Applied Physiology. 2007，103（4）：1276-83.

[20] Lewek， M. D.， Rudolph， K. S.， & Snyder-Mackler， L. Quadriceps Femoris Muscle Weakness and Activation Failure in Patients with Symptomatic Knee Osteoarthritis [J]. Journal of Orthopaedic Research.2004，22（1）：110-115.

[21] Hortobagyi， T.， Garry， J.， Holbert， D.， & Devita， P. Aberrations in the Control of Quadriceps Muscle Force in Patients with Knee Osteoarthritis [J]. Arthritis and Rheumatism.2004，51（4）：562-569

[22] Ling， S.， Conwit， R.， Talbot， L.， Shermack， M.， Wood， J.， & Dredge， E. Electromyographic Patterns Suggest Changes in Motor Unit Physiology Associated with Early Osteoarthritis of the Knee [J]. OsteoArthritis and Cartilage.2007，15：1134-1140.

[23] Li， J. X.， Xu， D. Q.， & Hong Y. Changes in muscle strength， endurance and reaction of the lower extremities with Tai Chi intervention [J]. Journal of Biomechanics.2009，42： 967-971.

[24]Li JX， Xu DQ， Hong Y： Effects of 16-week tai chi intervention on postural stability and proprioception of knee and ankle in older people [J]. Age Ageing 2008，37：575-578.

[25] Brismée JM， Paige RL， Chyu MC， Boatright JD， Hagar JM， McCaleb JA， Quintela MM， Feng D， Xu KT， Shen CL.Group and home-based tai chi in elderly subjects with knee osteoarthritis： a randomized controlled trial [J]. Clin Rehabil. 2007 Feb；21（2）：99-111.

[26] Fransen M1， Nairn L， Winstanley J， Lam P， Edmonds J. Physical activity for osteoarthritis management： a randomized controlled clinical trial evaluating hydrotherapy or Tai Chi classes [J]. Arthritis Care & Research Volume 57， Issue 3， 407-414， 15 April 2007

[27] Chyu MC， James CR， Sawyer SF， Brismée JM， Xu KT， Poklikuha G， Dunn DM， Shen CL.Clin Rehabil [J]. 2010 Dec；24（12）：1080-90.

[28] Gatts & Woollacott，How Tai Chi improves balance： biomechanics of recovery to a walking slip in impaired seniors [J].Gait Posture. 2007 Feb；25（2）：205-14.

[29] Xu， D. X.， Hong， Y.， Li， J. X.， & Chan， K. M. Effect of tai chi exercise on proprioception of ankle and knee joints in old people [J]. British Journal of Sports Medicine.2004，38（1）：50-54.

[30] Xu， D. Q.， Li， J. X.， & Hong Y. Effect of regular Tai Chi and jogging exercise on neuromuscular reaction in older people [J]. Age and Ageing.2005，（34）：439-444.

[31] Xu， D .Q.， Li， J.X.， & Hong Y. Effects of long term Tai Chi practice and jogging exercise on muscle strength and endurance in older people [J]. British Journal of Sports Medicine.2006，40（1）：50-54

[32] Wolf SL， Barnhart HX， Kutner NG， McNeely E， Coogler C， Xu T. Reducing frailty and falls in older persons： an investigation of Tai Chi and computerized balance training. Atlanta FICSIT Group. Frailty and Injuries： Cooperative Studies of Intervention Techniques [J].J Am Geriatr Soc. 1996 May；44（5）：489-97.

[33] Wang C， Schmid CH， Rones R， Kalish R， Yinh J， Goldenberg DL， Lee Y， McAlindon T.N， A randomized trial of tai chi for fibromyalgia [J]. Engl J Med. 2010 Aug 19；363（8）：743-54.

[34] Li F， Harmer P， Fitzgerald K， Eckstrom E， Stock R， Galver J， Maddalozzo G， Batya SS.Tai chi and postural stability in patients with Parkinsons disease [J]. N Engl J Med. 2012 Feb 9；366（6）：511-9.

[35] Hackney ME， Earhart GM. Health-related quality of life and alternative forms of exercise in Parkinson disease [J]. Parkinsonism Relat Disord. 2009 Nov；15（9）：644-8.