1.山东省体育训练中心,山东济南, 250102; 2.山东体育学院,山东济南, 250102
摘要:本研究探讨太极拳训练和停止训练对老年人单腿站立姿势控制能力的影响。以42名老年女性为研究对象随机分为太极拳组、快走组和对照组,对三组受试者进行16周干预训练以及8周停练维持干预,期间测试单腿站立姿势控制能力。测试结果表明,太极拳锻炼能有效提高姿势控制能力,且停练后改善维持效果良好。
关键词:太极拳;老年人;姿势控制;停练
1.前言
随着年龄增长老年人摔倒风险不断升高,造成严重伤害,如骨折、头部受伤,甚至死亡。单腿站立时姿势控制能力下降是老年人摔倒的一个重要原因,如跨障碍物和爬楼梯。有关研究文献综合显示,太极拳练习可以提高姿势控制能力,长期太极拳锻炼者在闭眼单腿站立受到扰动时身体摆动较小,其内外侧和前后侧压力中心摇摆路径明显缩短。此外,太极拳练习还可以改善老年女性的关节运动觉、下肢肌力和神经肌肉反应。有学者认为,中等运动强度有氧运动中的快走也可以改善老年人静态和动态平衡能力并降低摔倒风险。虽然太极拳能够改善老年人姿势控制能力,而老年人由于各种原因如疾病、受伤和旅行等,训练期间可能存在停训现象,但停练后改善效果维持尚不清楚。本文探究16周运动对老年人姿势控制能力改善效果以及8周停练期改善效果维持。
2.研究方法
2.1受试者
招募42名60岁至70岁老年女性。排除标准为:规律运动习惯,严重心血管、神经系统、肌肉骨骼系统病史,近6个月有跌倒史。受试者被随机分为太极拳组、快走组和对照组,每组14人。
2.2运动干预
三组受试者分别参加为期16周、每周5次、每次60分钟干预。太极组进行24式太极拳练习,每次练习包括10分钟热身、40分钟太极拳练习和10分钟整理运动;快走组进行快走练习,包括10分钟热身、40分钟快步走和10分钟整理运动;对照组观看电视节目、阅报或参加健康教育讲座,锻炼日程安排与其他两组相同。三组受试者不允许进行其他形式规律锻炼。在8周停训期间三组受试者均停止干预。
2.3 研究测试
单腿站立时间测试:测试过程要求受试者分别在睁眼和闭眼状态下单腿站立,双臂自然下垂于身体两侧,对侧髋关节和膝关节屈曲90°。受试者睁眼单腿站立时注视2.5米外墙上标记点,记录单腿支撑站立时间。所有受试者睁眼和闭眼时分别进行三次单腿站立测试,选择站立时间最长一次进行分析。
单腿站立足底压力中心测试:要求每个受试者优势腿赤脚站立于测力板上,非优势腿维持髋关节和膝关节屈曲90°,双臂自然下垂于身体两侧,尽可能维持静止。随机对受试者两种站立进行测试:睁眼单腿站立22秒,直视2.5米外墙上一个圆点;闭眼单腿站立12秒。每种站立进行3次有效测试,每两次测试间休息1分钟。足底压力中心测试采样频率为17赫兹,对数据进行低通滤波,截止频率设为6赫兹。将每次测试第一秒和最后一秒数据剔除,计算所有指标,包括:压力中心在前后方向最大位移、压力中心在内外侧方向最大位移、压力中心轨迹总长度、压力中心运动95%椭圆面积、平均前后方向移动速度和平均内外侧移动速度。
2.4 统计分析
采用SPSS 19.0软件数据分析。所有指标均以均值±标准差表示。本研究存在时间自变量(训练前、第16周、第20周、第24周)和分组自变量(太极组、快走组、对照组)两类。采用二维重复性方差分析确定分组变量和时间变量主效应及其交互效应。如存在显著交互效应,采用Bonferroni进行事后检验。
3.研究结果
3.1 受试者基线特征(表1)
表1 受试者基本情况表
| 太极组 | 快走组 | 对照组 |
N | 14 | 14 | |
年龄(y) | 66.2±3.2 | 65.3±3.3 | |
体重(kg) | 63.8±5.3 | 64.0±6.4 | 63.4±5.2 |
身高(cm) | 158.5±3.4 | 160.5±3.4 | 163.4±2.4 |
BMI(kg/m2) | 25.8±2.1 | 24.9±3.9 | 26.9±2.8 |
3.2 16周训练期间姿势控制能力改善结果
表2、表3显示,训练期间,与训练前相比,太极组和快走组经过16周练习后,单腿支撑站立时间显著延长,其余指标显著减小,对照组各指标在干预前后无显著性差异。第16周的组间对比结果显示,相比于对照组,太极组与快走组站立时间显著较大,其余指标显著较小。
3.3 8周的停训期间姿势控制能力维持结果
表2显示,停训期间,与训练前相比太极组后三次测试各指标组内差异具有显著性。与对照组相比两组各指标组间差异有显著性。快走组后三次测试睁眼时站立时间、面积、平均前后移动速度和平均内外侧移动速度存在显著组内和组间差异。而与第16周相比,快走组停训期间前后最大位移、内外侧最大位移和平均内外移动速度增长在第24周显著下降。
表3显示,在闭眼时除内外侧最大位移外,太极组后三次测试各指标均与训练前存在显著性组内差异,与对照组相比存在显著组间差异。与第16周相比太极组在第24周时内外侧最大位移存在显著组内差异。与对照组相比在第16周和第20周时,太极组内外侧最大位移存在显著组间差异。停训期间,与训练前相比,快走组闭眼时各指标组内差异显著。与对照组相比快走组在第16周、第20周、第24周时COP轨迹总长度、前后最大位移、平均前后移动速度、平均内外侧移动速度存在显著性组间差异。与第16周相比快走组停训期间在站立时间、包络面积和内外侧最大位移在第24周显著下降。
表2 三组受试者在睁眼条件下单腿站立指标对比结果
| | 太极组 | 快走组 | 对照组 |
站立时间 | | | | |
(second) | 第0周 | 33.7±16.6 | 40.0±15.3 | 37.7±13.3 |
| 第16周 | 54.6±10.0ac | 52.3±12.0ac | 38.4±8.5 |
| 第20周 | 56.0±10.5ac | 55.9±8.8ac | 42.8±11.7 |
| 第24周 | 56.0±19.8ac | 55.0±28.5ac | 38.8±8.6 |
压力中心轨迹长度 | | | | |
(mm) | 第0周 | 431.7±105.6 | 373.3±104.7 | 437.3±152.3 |
| 第16周 | 207.9±45.2ac | 235.2±80.8ac | 365.9±69.8 |
| 第20周 | 266.7±84.4ac | 250.3±83.3ac | 367.9±78.2 |
| 第24周 | 329.4±82.8ac | 266.3±90.5a | 367.2±84.2 |
包络面积 | | | | |
(cm2) | 第0周 | 1.5±0.5 | 1.3±0.6 | 1.3±0.7 |
| 第16周 | 0.4±0.1ac | 0.3±0.5ac | 1.2±0.2 |
| 第20周 | 0.4±0.1ac | 0.3±0.4ac | 1.3±0.1 |
| 第24周 | 0.4±0.1ac | 0.6±0.8ac | 1.2±0.4 |
前后方向最大位移 | | | | |
(mm) | 第0周 | 30.0±4.8 | 28.4±7.9 | 25.5±6.7 |
| 第16周 | 15.5±3.6ac | 15.6±5.6ac | 25.1±6.1 |
| 第20周 | 15.4±3.4ac | 15.4±4.4ac | 27.9±6.8 |
| 第24周 | 16.8±3.4ac | 21.4±6.5b | 25.6±7.2 |
内外方向最大位移 | | | | |
(mm) | 第0周 | 33.2±119 | 31.7±9.8 | 33.9±7.2 |
| 第16周 | 18.1±6.49ac | 16.6±6.8ac | 29.6±3.6 |
| 第20周 | 19.8±8.2ac | 16.1±5.0ac | 28.4±8.0 |
| 第24周 | 24.0±9.7b | 28.8±5.7 | |
前后方向移动速度 | | | | |
(mm/s) | 第0周 | 7.1±2.1 | 7.6±2.4 | 7.3±1.6 |
| 第16周 | 4.2±1.7ac | 3.4±1.8ac | 6.4±0.9 |
| 第20周 | 4.3±1.6ac | 3.9±1.3ac | 6.5±1.8 |
| 第24周 | 5.9±1.7ac | 4.2±2.8ac | 6.0±1.7 |
内外方向移动速度 | | | | |
(mm/s) | 第0周 | 6.9±1.8 | 6.1±1.3 | 5.6±1.6 |
| 第16周 | 3.6±0.8ac | 3.1±1.2ac | 5.8±1.1 |
| 第20周 | 3.4±0.9ac | 3.6±0.7ac | 6.2±1.2 |
| 第24周 | 3.2±0.1ac | 4.8±1.3b | 5.5±1.7 |
表3 三组受试者在闭眼条件下单腿站立指标对比结果
| 太极组 | 快走组 | 对照组 | |
站立时间 | | | | |
(second) | 第0周 | 16.8±70 | 15.3±8.3 | 19.6±7.6 |
| 第16周 | 38.5±11.67ac | 32.8±12.4ac | 20.1±8.1 |
| 第20周 | 35.7±13.7ac | 32.5±11.4ac | 20.9±6.9 |
| 第24周 | 34.5±12.9ac | 27.6±11.6ab | 20.1±7.5 |
压力中心轨迹长度 | | | | |
(mm) | 第0周 | 529.5±105.5 | 572.0±85.9 | 555.9±98.1 |
| 第16周 | 184.7±83.7ac | 237.2±113.6ac | 548.5±90.9 |
| 第20周 | 221.1±85.7ac | 251.5±97.3ac | 563.0±88.7 |
| 第24周 | 288.1±95.0ac | 268.3±105.9ac | 528.8±114.9 |
包络面积 | | | | |
(cm2) | 第0周 | 2.0±1.1 | 2.8±0.6 | 2.6±0.9 |
| 第16周 | 1.4±0.9ac | 1.5±0.4ac | 2.7±0.7 |
| 第20周 | 1.0±0.1ac | 1.9±0.1ac | 2.5±1.0 |
| 第24周 | 1.8±0.7ac | 1.9±0.3b | 2.0±1.1 |
前后方向最大位移 | | | | |
(mm) | 第0周 | 40.5±6.1 | 41.7±7.5 | 39.6±9.5 |
| 第16周 | 26.8±8.9ac | 20.4±7.8ac | 38.8±7.0 |
| 第20周 | 28.7±8.4c | 23.9±8.5ac | 37.0±7.1 |
| 第24周 | 28.3±10.1c | 24.7±9.6ac | 39.3±9.6 |
内外方向最大位移 | | | | |
(mm) | 第0周 | 38.3±8.5 | 40.5±6.4 | 39.6±9.5 |
| 第16周 | 26.0±9.3ac | 31.2±14.8ac | 38.6±8.7 |
| 第20周 | 27.6±10.7ac | 34.6±17.5ac | 34.6±5.9 |
| 第24周 | 35.7±10.2b | 35.6±17.8b | 35.0±10.1 |
前后方向移动速度 | | | | |
(mm/s) | 第0周 | 13.2±2.6 | 12.9±2.1 | 12.2±3.5 |
| 第16周 | 7.3±2.7ac | 7.0±2.8ac | 10.1±3.7 |
| 第20周 | 9.3±2.3ac | 8.1±3.1ac | 10.3±3.2 |
| 第24周 | 9.9±2.1ac | 9.9±2.2ac | 10.4±3.1 |
内外方向移动速度 | | | | |
(mm/s) | 第0周 | 7.8±1.1 | 7.8±1.6 | 7.8±1.7 |
| 第16周 | 4.1±1.6ac | 3.1±0.9ac | 6.1±1.2 |
| 第20周 | 5.0±1.5ac | 4.8±1.3ac | 6.8±1.2 |
| 第24周 | 5.8±1.8ac | 4.7±1.4ac | 7.7±1.7 |
4.讨论
经过16周干预,太极组和快走组两种视觉下单腿站立时姿势控制能力有所改善。规律运动特别是中等强度运动有助于提高姿势控制能力。多项研究证实太极拳是改善姿势控制的有效方法[1]。本研究结果表明,太极组站立时间、压力中心轨迹长度和移动速度上都有积极改善。姿势控制能力是中枢神经、周围神经和肌肉骨骼系统共同协调配合作用结果。老年人身体功能随年龄增长而下降,太极拳可以重塑大脑结构、增加下肢力量、提高踝关节和膝关节本体感觉和神经肌肉反应能力[2],有助于提高老年人干预后的姿势控制能力。此外,快步走也可以增强身体功能,研究结果表明快走锻炼后的姿势控制能力显著改善。
在8周停训期间,太极组睁眼与闭眼两种视觉时指标均无显著下降,太极组维持效果良好。其原因可能:一是规律太极拳锻炼对中枢神经、肌肉骨骼和外周神经系统有积极影响,可以改善姿势控制能力[3]。停练后姿势控制能力改善功效消退可能需要足够长时间。本研究太极组停练后姿势控制能力指标出现下降趋势,但没有显著差异;二是部分研究证实,停止8周干预后太极组踝关节本体感觉改善效果没有显著下降;三是太极拳练习改善姿势控制,降低跌倒发生率,老年人减少跌倒恐惧,增加困难的体力活动,可能有助于进一步减缓姿势控制提升效果消退。
值得注意的是,停训期间快走组第24周与第16周相比,两种视觉下内外侧最大位移和无视觉下内外侧移动速度明显增加。这一结果显示快走锻炼在内外侧平衡控制维持效果不佳。内外侧姿势控制能力缺失可能导致摔倒是评估摔倒风险重要指标[4]。单腿站立时闭眼姿势控制能力维持效果差可能与快走特征及视觉条件有关。快走动作主要是踝关节、膝关节在矢状面重复进行屈伸运动。这种特殊单轴运动特性可能有助于改善屈伸方向肌肉骨骼系统功能,而不是内外侧方向。此外视觉信息输入系统对姿势控制具有重要作用。在没有视觉反馈情况下老年人姿势控制能力将下降20-70%,更多依赖关节本体感觉和前庭反馈控制[5]。而研究证实16周快走练习干预后,踝关节本体感觉在内外侧并没有显著改善。上述因素可能导致快走组姿势控制能力维持不太理想。
5.结论
16周太极拳和快走练习均可以显著改善老年女性单腿站立时姿势控制能力。8周停练期间太极组姿势控制能力改善效果得到较好维持,而快走组仅在屈伸方向的姿势控制能力得到维持。
参考文献
1. Zhou J, Chang S, Yan C, et al. Effects of 24 weeks of Tai Chi Exercise on Postural Control
among Elderly Women. Research in Sports Medicine An International Journal. 2015;23:302-314.
2.Sun W, Zhang C, Song Q, et al. Effect of 1-year regular Tai Chi on neuromuscular reaction
inelderly women: a randomized controlled study. Research in Sports Medicine An International
Journal. 2016;24:1-12.
3. Miles FA, Eighmy BB. Long-term adaptive changes in primate vestibuloocular reflex.
Behavioral observations. Journal of Neurophysiology. 1980;43:1406-1425.
4..Paillard T, Lafont C, Costes-Salon MC, Rivière D, Dupui P. Effects of brisk walking on static
and dynamic balance, locomotion, body composition, and aerobic capacity in ageing healthy
active men. International Journal of Sports Medicine. 2004;25:539-546.
5.Lord SR, Dayhew J. Visual risk factors for falls in older people. Journal of the American
Geriatrics Society. 2001;49:508-515.
作者简介:马勇(1966-),男,安徽宿州人,副研究员,理学学士,研究方向:体育学研究。