Effects of multi-component exercise intervention based on different rates of resistance training on physical function and depression status in elderly patients with frailty
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摘要:目的
探讨基于不同速率抗阻训练的多组分运动干预(MET)对老年衰弱患者躯体功能和抑郁状态的影响。
方法将80例老年病科住院的衰弱患者随机分为对照组(n=40)和研究组(n=40)。对照组进行常规老年衰弱患者的医疗干预，研究组在对照组基础上进行MET。根据随机分配原则将研究组分为高速阻组(n=20)和低速阻组(n=20), 高速阻组按照强度设定的单次重复最大质量(1RM)的75%进行3组抗阻训练，低速阻组按照强度设定的1RM的45%、60%和75%进行3组抗阻训练。比较3组患者干预前后肩关节、髋关节和膝关节的前屈、后伸活动的1RM变化; 比较3组患者干预前后的简易功能状态评估量表(SPPB)、汉密尔顿抑郁量表(HAMD)和简易生活质量量表(SF-12)评分。
结果干预后，高速阻组各关节活动1RM高于低速阻组和对照组，低速阻组各关节活动1RM高于对照组，差异均有统计学意义(P < 0.05)。干预后，高速阻组SPPB评分高于低速阻组和对照组，低速阻组SPPB评分高于对照组，高速阻组HAMD评分低于低速阻组和对照组，低速阻组HAMD评分低于对照组，差异均有统计学意义(P < 0.05)。干预后，高速阻组躯体健康总评分(PCS)和心理健康总评分(MCS)评分高于低速阻组和对照组，低速阻组PCS、MCS评分高于对照组，差异均有统计学意义(P < 0.05)。
结论MET可以改善老年衰弱患者的躯体功能和抑郁状态，适当提高抗阻训练速率有助于进一步提高MET的积极效果。
Abstract:ObjectiveTo explore the effects of multi-component exercise intervention (MET) based on different rates of resistance training on physical function and depression status in elderly patients with frailty.
MethodsEighty hospitalized elderly patients with frailty in the Geriatric Department were randomly divided into control group (n=40) and study group (n=40). The elderly patients with frailty in the control group received routine medical intervention, while those in the study group received MET on the basis of the control group. According to the principle of random allocation, the study group was further divided into high-resistance group (n=20) and low-resistance group (n=20). The high-resistance group performed three sets of resistance training at 75% of the one-repetition maximum (1RM) intensity, while the low-resistance group performed three sets of resistance training at 45%, 60% and 75% of the 1RM intensity. The changes in 1RM of shoulder, hip, and knee flexion and extension activities were compared among the three groups before and after the intervention; the scores of the Short-form Physical Performance Battery (SPPB), the Hamilton Depression Rating Scale (HAMD), and the Short-form Quality of Life with 12 items (SF-12) were also compared among the three groups before and after the intervention.
ResultsAfter the intervention, the 1RM of joint activities in the high-resistance group was significantly higher than that in the low-resistance group and the control group, and the 1RM of joint activities in the low-resistance group was also significantly higher than that in the control group (P < 0.05). After the intervention, the SPPB score in the high-resistance group was significantly higher than that in the low-resistance group and the control group, and the SPPB score in the low-resistance group was also significantly higher than that in the control group (P < 0.05); the HAMD score in the high-resistance group was significantly lower than that in the low-resistance group and the control group, and the HAMD score in the low-resistance group was also significantly lower than that in the control group (P < 0.05). After the intervention, the total Physical Component Summary (PCS) and Mental Component Summary (MCS) scores in the high-resistance group were significantly higher than those in the low-resistance group and the control group, and the PCS and MCS scores in the low-resistance group were also significantly higher than those in the control group (P < 0.05).
ConclusionMET can improve physical function and depression status in elderly patients with frailty, and appropriate increase of the resistance training rate can further enhance the positive effects of MET.
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2021年中国的调查研究[1]显示, 60岁以上人群达2.64亿，约占总人数的20%。衰弱与个体老年化进程密切相关，是指生理储备减少，因各个相互关联的系统受损而增加对压力源的易感性，随着年龄增长而发生的生理性老年衰弱综合征[2]。衰弱会伴随各器官的机能下降，大量研究[3-4]显示老年衰弱患者多伴有一定程度的焦虑抑郁状态。多组分运动训练(MET)是将多种运动方式综合在一起的运动形式，将柔韧性、平衡性或协调性训练融合到传统的阻抗和有氧训练中，以达到改善全身肌肉功能、提升患者身体健康状况的目的[5]。MET干预形式多样，不会受到明显的条件限制，适用于包括冠心病、糖尿病及慢性阻塞性肺疾病等在内的多种慢性疾病的临床管理[6]。本研究探讨MET对老年衰弱患者躯体功能和抑郁状态的影响，现将结果报告如下。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
样本量计算: 研究[5]显示MET对衰弱人群的效应量约为0.87, 样本量计算采用G*Power 3.2软件进行，输入设定参数α=0.05, 检验效能为0.90, 共需要纳入至少58例样本。本研究选取2022年1月—2023年9月在本院老年病科住院的80例患者为研究对象。纳入标准: ①年龄≥65岁者; ② Tilburg衰弱量表(TFI)评分≥5分者; ③简易智能精神状态量表(MMSE)评分≥27分者，认知功能良好，可以准确完成量表评估; ④老年抑郁量表(GDS-15)评分≥6分者，存在抑郁状态; ⑤愿意配合完成研究及相关训练者。排除标准: ①处于各类疾病的急性期或病情不稳定者; ②合并明确的肢体运动功能受限的患者; ③合并恶性肿瘤的患者; ④合并严重感染及传染性疾病的患者; ⑤近3个月内行手术治疗的患者。按照随机分配的原则将80例患者分为对照组(n=40)和研究组(n=40), 对照组仅进行老年科常规性医疗干预，研究组在此基础上进行MET干预。2组患者在性别、年龄、体质量指数(BMI)及合并基础疾病等方面比较，差异无统计学意义(P>0.05), 具有可比性，见表 1。所有患者及家属均对本研究知情同意并签署相关知情同意书。本研究获得医院伦理委员会的同意(伦理批号: LW2022017)。
表 1 2组患者基线资料比较(x±s)[n(%)]基线资料 分类 对照组(n=40) 研究组(n=40) t/χ2 P 性别 男 18(45.00) 16(40.00) 0.205 0.651 女 22(55.00) 24(60.00) 年龄/岁 72.12±4.32 71.88±5.18 0.423 0.660 体质量指数/(kg/m2) 22.08±3.21 21.97±2.85 0.210 0.883 共病数/个 4.82±2.14 5.05±2.47 0.115 0.903 Tilburg衰弱量表评分/分 7.23±1.84 7.30±1.67 0.304 0.785 简易智能精神状态量表评分/分 28.94±1.42 29.03±1.38 0.447 0.615 老年抑郁量表评分/分 8.13±1.33 7.94±1.05 0.384 0.689 1.2 学术型评估量表
1.2.1 TFI
TFI是筛查老年人群衰弱状况的自评工具[7], 包括躯体焦虑、心理衰弱和社会衰弱3个维度，量表得分范围为0~15分, ≥5分表示患者处于衰弱状态，得分越高提示患者的衰弱程度越严重。Cronbach′α=0.690, 具有良好的信效度。
1.2.2 MMSE
MMSE是一种常用的评估老年人认知功能有无衰退的筛查工具[8], 包括定向力、记忆力、注意力及计算力、回忆能力及语言能力等5个方面，量表总分为30分，分数 < 27分被认定为认知功能障碍。Cronbach′α=0.907，具有良好的信效度。
1.2.3 GDS-15[9]
GDS-15包括15个问题，根据回答为“是”或“否”计0分和1分, ≥6分表示患者存在抑郁状态，得分越高提示患者的抑郁状态越严重。Cronbach′α=0.793, 具有良好的信效度。
1.2.4 简易功能状态评估量表(SPPB)[10]
SPPB是一种常用的测试老年人身体功能和运动能力的量表，包括平衡试验、步速试验和起坐试验，根据患者的测评功能结果计0~12分, 7~9分为运动能力正常，可以独立完成日常活动, 4~6分为运动能力轻度受限，需要借助辅助工具, 0~3分为运动能力严重受限，日常活动困难。Cronbach′α=0.760，具有良好的信效度。
1.2.5 汉密尔顿抑郁量表(HAMD)[11]
HAMD是当前临床评定患者抑郁状态最为普遍的量表，本研究采用24项版本，根据24项内容得分计算总分，得分越高提示患者的病情越重, < 8分为正常, 8~20分为可能有抑郁症, >20~35分为肯定有抑郁症，>35分为严重抑郁症。Cronbach′α=0.850, 具有良好的信效度
1.2.6 简易生活质量量表(SF-12)[12]
SF-12是对患者的总体生活质量予以评估，包括8个维度，共计12个条目，包括躯体健康总评分(PCS)和心理健康总评分(MCS), 二者总分均为100分，得分越高提示患者近期的生活质量越好，二者的Cronbach′α分别为0.800和0.850，均具有良好的信效度。
1.3 研究方法
研究组干预方法: (1) 干预方案的构建。以老年科医护为基础，构建MET干预指导小组，包括老年科主任医师1名，副主任医师1名，主治医师1名，主任护师1名，主管护师1名，护士2名，另包含康复治疗师1名，康复科专科护士2名。其中，主任医师、副主任医师和主任护师负责统筹安排、监督进展，主治医师负责进行文献筛选、证据提取，并在其他成员的协助下完成整体干预方案的构建，康复治疗师和康复科护士进行干预方案的实施，主管护师和本科护士进行资料收集。(2) 干预前准备。①在了解患者的基本情况及临床资料后，向患者及家属讲述衰弱的相关知识，使患者了解衰弱的表现及对预后的影响，引导患者了解久坐对身心健康带来的潜在威胁; ②介绍运动对于衰弱及整体机能的好处，使患者建立正确的运动信念，告知患者本研究的目的及干预方案，如何进行MET及训练方式的选择，告知可能遇到的问题及安全应急预案; ③在开始运动干预前，建立患者的个人运动档案，对所涉及的运动训练方式予以讲解和示范。(3) 干预实施。按照渐进式及个体化的康复原则设计内容，包括热身运动、有氧运动、抗阻运动、平衡训练和冷静期柔韧性训练在内的5个模块组成，共计12周。在干预前后记录患者的血压、心率等基本生命体征，根据相应的结果制定运动强度，目标强度为患者自感劳累分级(RPE)12~14分或心率达到患者最大预测心率的65%~75%, 其中最大预测心率=220-年龄，一旦患者在训练过程中出现胸痛、头晕、心悸及气短等不适时，立即停止训练，根据相应的症状及患者的个人情况予以相应处理。不同模块的运动方式各不相同: ①热身运动，包括颈部运动、肩部外展、扩胸运动及原地踏步。②有氧运动，包括慢跑或散步。③抗阻训练，采用弹力带进行训练，患者分别采取站立位和坐位，弹力带一端固定，另一端系于腕关节、踝关节，患者进行肩关节、髋关节和膝关节的前屈、后伸训练，单次关节活动范围超过60°为有效屈伸，单次运动包括上述所有动作的向心运动和离心运动2个阶段。患者训练从低负荷开始，逐渐增加训练器的辅助和弹力带的负荷级别，评估出患者的单次重复最大质量(1RM)(kg), 将研究组患者(n=40)进一步按照随机分配的原则分为高速阻组(n=20)和低速阻组(n=20), 高速阻组按照强度设定为1RM的75%, 上述动作的离心和向心阶段均在3 s内完成, 6~8次运动为1组，每组运动强度相同，完成1组后休息1 min, 共计完成3组; 低速阻组同样完成3组运动，但强度设定为1RM的45%、60%和75%, 同时要求尽可能快的完成向心运动阶段, 3 s内完成离心运动阶段，为保证低速阻组的要求，设置每个动作的完成速度不得大于完成1RM的40%最大运动速度，否则为无效运动，每组重复6~8次，每次间隔休息1 min。抗阻训练的完成均在帕维尔康复运动器材上进行(酒井医疗器械有限公司，日本)，训练在专业的康复师指导下完成。④平衡训练，包括站立位及坐立位的平衡练习。⑤柔韧性练习，如拉伸运动。见表 2。
表 2 研究组患者进行MET的具体实施方案时间和训练方式 热身运动 有氧运动 抗阻运动 平衡训练 柔韧性训练 干预1~2周 每次5~10 min, RPE 10~12分 每次5~10 min, RPE 10~12分 无 无 每次5~10 min, RPE 10~12分 干预3~4周 同上 同上 见上述抗阻训练，RPE 10~12分 无 同上 干预5~8周 同上 每次10~20 min, RPE 12~14分 同上, RPE 12~14分 每个动作完成3组，每次10~20 s, RPE 12~14分 每次5~10 min, RPE 12~14分 干预9~12周 同上 每次>20 min, RPE 12~14分 同上, RPE 12~14分 每个动作完成3组，每次20~30 s, RPE 12~14分 同上 RPE: 自感劳累分级。 对照组干预方法: 讲解衰弱的相关知识及运动所带来的受益及重要性，鼓励患者在可接受范围内进行适度运动锻炼，告知饮食、睡眠及用药上的注意事项。
应急预案: 考虑到老年患者的运动耐量下降等问题，对于对照组和研究组，在进行训练过程中患者若出现胸闷气短、头晕目眩等不适症状，应立即暂停训练，原地休息后对症处理，密切监测生命体征。
1.4 观察指标
① 肩关节、髋关节和膝关节的活动1RM, 记录患者在干预前后进行的膝关节前屈、后伸重复运动的1RM, 肩关节和髋关节内收、外展重复运动的1RM。②训练前后SPPB评分、HAMD评分、SF-12评分。
1.5 统计学分析
本研究采用SPSS 22.0软件进行统计学分析，采用G*Power 3.2进行样本量评估。计量资料首先行正态性检验，符合正态分布的数据采用均数±标准差表示，组间对比采用t检验，多组间对比采用方差分析; 计数资料采用[n(%)]表示，比较行卡方检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 研究人群MET干预前后主要关节活动的1RM情况
研究开始前, 3组患者各关节活动1RM比较，差异无统计学意义(P>0.05); 干预后，高速阻组和低速阻组的各关节活动1RM均提升，且高速阻组各关节活动1RM高于低速阻组和对照组，低速阻组各关节活动1RM高于对照组，差异均有统计学意义(P < 0.05)。见表 3。
表 3 3组干预前后各关节1RM变化情况比较(x±s)kg 组别 时点 肩关节 髋关节 膝关节 前屈 后伸 前屈 后伸 前屈 后伸 对照组(n=40) 干预前 8.28±2.23 8.32±2.53 12.21±3.25 12.62±3.05 10.27±2.65 10.28±2.75 干预后 8.30±2.37 8.35±2.62 12.57±3.37 12.78±3.48 10.35±2.74 10.36±2.68 低速阻组(n=20) 干预前 8.28±2.22 8.30±2.19 12.37±3.15 12.42±2.98 10.27±2.41 10.36±2.53 干预后 9.23±2.74*# 9.44±2.94*# 13.49±3.15*# 14.06±3.28*# 13.64±3.52*# 13.26±3.15*# 高速阻组(n=20) 干预前 8.47±2.86 8.55±2.74 12.87±2.97 12.50±3.21 10.68±2.38 10.57±2.54 干预后 11.27±3.25*#△ 10.84±3.27*#△ 14.95±3.05*#△ 14.89±3.47*#△ 14.88±3.27*#△ 14.20±3.62*#△ 1RM: 单次重复最大质量。与干预前比较, *P < 0.05; 与对照组比较, #P < 0.05; 与低速阻组比较, △P < 0.05。 2.2 研究人群MET干预前后整体运动功能及抑郁状态比较
干预前, 3组患者SPPB评分、HAMD评分比较，差异无统计学意义(P>0.05); 干预后，低速阻组、高速阻组SPPB评分升高, HAMD评分降低，且高速阻组SPPB评分高于低速阻组和对照组，低速阻组SPPB评分高于对照组，高速阻组HAMD评分低于低速阻组和对照组，低速阻组HAMD评分低于对照组，差异均有统计学意义(P < 0.05)。见表 4。
表 4 3组干预前后整体运动功能及抑郁状态比较(x±s)分 组别 简易功能状态评估量表 汉密尔顿抑郁量表 干预前 干预后 干预前 干预后 对照组(n=40) 5.58±1.32 5.83±1.27 21.19±5.42 20.39±4.92 低速阻组(n=20) 5.39±1.23 7.82±1.84*# 22.10±4.38 17.32±4.04*# 高速阻组(n=20) 5.43±1.17 8.05±1.98*#△ 21.48±3.67 15.47±3.87*#△ 与干预前比较, *P < 0.05; 与对照组比较, #P < 0.05; 与低速阻组比较, △P < 0.05。 2.3 研究人群MET干预前后生活质量比较
干预前, 3组患者PCS、MCS评分比较，差异无统计学意义(P>0.05); 干预后，低速阻组、高速阻组PCS、MCS评分均提高，且高速阻组PCS、MCS评分高于低速阻组和对照组，低速阻组PCS、MCS评分高于对照组，差异均有统计学意义(P < 0.05)。见表 5。
表 5 3组干预前后躯体及精神生活质量比较(x±s)组别 躯体健康总评分/分 心理健康总评分/分 干预前 干预后 干预前 干预后 对照组(n=40) 35.42±5.23 36.29±6.42 45.28±7.42 46.32±8.82 低速阻组(n=20) 36.21±6.34 45.23±8.45*# 46.18±6.85 55.29±9.40*# 高速阻组(n=20) 36.11±5.84 47.67±9.30*#△ 45.39±7.44 58.23±9.78*#△ 与干预前比较, *P < 0.05; 与对照组比较, #P < 0.05; 与低速阻组比较, △P < 0.05。 3. 讨论
躯体的功能性衰退是老年性衰弱的重要组成部分，表现为肌肉质量和力量的减弱，导致个体对外界的依赖性增加，机体功能的脆弱程度加剧，死亡风险显著升高[13-16]。衰弱本身受到多种因素的影响，具有明显的多维特征，而目前公认的对抗衰弱的方法主要为运动锻炼[17-19]。运动干预可以增强个体躯体功能，缓解患者的负面情绪[20]。考虑到衰弱本身的多面性，推荐多组分的运动训练形式用于促进老年人衰弱的预防和管理[21]。MET强调通过传统力量训练和有氧运动的方式锻炼全身肌肉的柔韧性、协调性和平衡性，达到整体提升患者健康状况的作用[22]。MET较单一的运动模式而言，更有利于缓解老年人群的衰弱状态。一项为期1年的家庭MET干预可以有效增加衰弱老年人群的SPPB得分，对改善身体机能、降低跌倒风险有较高的临床应用价值[23]; MET对老年衰弱患者普遍存在的抑郁状态也有显著的改善作用[24]。国际衰弱和肌肉减少症研究会议(ICFSR)强烈推荐衰弱老年人群进行MET。尽管MET可以在一定程度上改善患者的衰弱状态，但老年人进行积极运动的能力及欲望均显著降低[25], 因此也需要制定更为合适的MET方案。
本研究基于MET的实施原则，在进行有氧训练、抗阻训练及柔韧性训练的基础上，从方式上对抗阻训练予以探索和优化。通过对比在不同速率下进行抗阻训练患者的整体肌肉强化功能发现，MET可以改善患者的肌肉力量，也有助于提升患者的整体运动功能和生活质量。相对于低速率进行抗阻训练的患者而言，适度的高速率抗阻训练可以在原有基础上进一步提升患者整体的肌肉功能，表现为肩、髋、膝在内的大关节的承重能力进一步提升，大型运动关节的强度提升必然带来生活自理能力的提升，对外界的依赖性降低，患者可以最大程度地按照自己的意愿行动，因此也改善了患者的抑郁状态，干预后的HMAD评分呈显著下降趋势，高速率组患者的下降趋势更为明显，生活质量得到进一步提升。赖小星等[26]观察了不同强度抗阻训练对衰弱老人肌力及身体机能的效果发现，小强度及小运动量的运动方式可以对改善衰弱产生积极影响，渐进性的强度提升可以使患者逐步适应中等及以上强度的训练，进一步提高运动训练所带来的收益。
综上所述，本研究通过对老年衰弱患者实施不同训练速率的抗阻训练形式发现, MET可以不同程度地改善老年衰弱患者的躯体功能和抑郁状态，适当提高抗阻训练速率有助于进一步提高MET的积极效果。
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表 1 2组患者基线资料比较(x±s)[n(%)]
基线资料 分类 对照组(n=40) 研究组(n=40) t/χ2 P 性别 男 18(45.00) 16(40.00) 0.205 0.651 女 22(55.00) 24(60.00) 年龄/岁 72.12±4.32 71.88±5.18 0.423 0.660 体质量指数/(kg/m2) 22.08±3.21 21.97±2.85 0.210 0.883 共病数/个 4.82±2.14 5.05±2.47 0.115 0.903 Tilburg衰弱量表评分/分 7.23±1.84 7.30±1.67 0.304 0.785 简易智能精神状态量表评分/分 28.94±1.42 29.03±1.38 0.447 0.615 老年抑郁量表评分/分 8.13±1.33 7.94±1.05 0.384 0.689 
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表 2 研究组患者进行MET的具体实施方案
时间和训练方式 热身运动 有氧运动 抗阻运动 平衡训练 柔韧性训练 干预1~2周 每次5~10 min, RPE 10~12分 每次5~10 min, RPE 10~12分 无 无 每次5~10 min, RPE 10~12分 干预3~4周 同上 同上 见上述抗阻训练，RPE 10~12分 无 同上 干预5~8周 同上 每次10~20 min, RPE 12~14分 同上, RPE 12~14分 每个动作完成3组，每次10~20 s, RPE 12~14分 每次5~10 min, RPE 12~14分 干预9~12周 同上 每次>20 min, RPE 12~14分 同上, RPE 12~14分 每个动作完成3组，每次20~30 s, RPE 12~14分 同上 RPE: 自感劳累分级。
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表 3 3组干预前后各关节1RM变化情况比较(x±s)
kg 组别 时点 肩关节 髋关节 膝关节 前屈 后伸 前屈 后伸 前屈 后伸 对照组(n=40) 干预前 8.28±2.23 8.32±2.53 12.21±3.25 12.62±3.05 10.27±2.65 10.28±2.75 干预后 8.30±2.37 8.35±2.62 12.57±3.37 12.78±3.48 10.35±2.74 10.36±2.68 低速阻组(n=20) 干预前 8.28±2.22 8.30±2.19 12.37±3.15 12.42±2.98 10.27±2.41 10.36±2.53 干预后 9.23±2.74*# 9.44±2.94*# 13.49±3.15*# 14.06±3.28*# 13.64±3.52*# 13.26±3.15*# 高速阻组(n=20) 干预前 8.47±2.86 8.55±2.74 12.87±2.97 12.50±3.21 10.68±2.38 10.57±2.54 干预后 11.27±3.25*#△ 10.84±3.27*#△ 14.95±3.05*#△ 14.89±3.47*#△ 14.88±3.27*#△ 14.20±3.62*#△ 1RM: 单次重复最大质量。与干预前比较, *P < 0.05; 与对照组比较, #P < 0.05; 与低速阻组比较, △P < 0.05。
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表 4 3组干预前后整体运动功能及抑郁状态比较(x±s)
分 组别 简易功能状态评估量表 汉密尔顿抑郁量表 干预前 干预后 干预前 干预后 对照组(n=40) 5.58±1.32 5.83±1.27 21.19±5.42 20.39±4.92 低速阻组(n=20) 5.39±1.23 7.82±1.84*# 22.10±4.38 17.32±4.04*# 高速阻组(n=20) 5.43±1.17 8.05±1.98*#△ 21.48±3.67 15.47±3.87*#△ 与干预前比较, *P < 0.05; 与对照组比较, #P < 0.05; 与低速阻组比较, △P < 0.05。
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表 5 3组干预前后躯体及精神生活质量比较(x±s)
组别 躯体健康总评分/分 心理健康总评分/分 干预前 干预后 干预前 干预后 对照组(n=40) 35.42±5.23 36.29±6.42 45.28±7.42 46.32±8.82 低速阻组(n=20) 36.21±6.34 45.23±8.45*# 46.18±6.85 55.29±9.40*# 高速阻组(n=20) 36.11±5.84 47.67±9.30*#△ 45.39±7.44 58.23±9.78*#△ 与干预前比较, *P < 0.05; 与对照组比较, #P < 0.05; 与低速阻组比较, △P < 0.05。
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