增加骨密度不是靠拚命運動!最新研究打破迷思:要給骨頭「對的刺激」
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增加骨密度不是靠拚命運動!最新研究打破迷思:要給骨頭「對的刺激」

在診間裡,我很常遇到這樣的情況。有人坐在我面前,語氣帶點困惑地說:「張醫師,我很認真運動,有流汗、有痠,但骨質密度怎麼跟沒運動前差不多?」最新研究發現,運動對骨密度有沒有幫助,並不在於流了多少汗,而在於骨頭裡那個關鍵的「分子開關」,有沒有被正確啟動。

我們常把骨頭想得很安靜,好像只是撐住身體的架子。但從分子醫學的角度來看,骨頭其實非常忙碌。每天都有破骨細胞在「拆」,也有成骨細胞在「蓋」,差別只在於:今天是「拆得多一點」,還是「蓋得多一點」。

當身體長期處在發炎、修復不足、或運動刺激不對的狀態時,骨頭就容易慢慢走向耗損模式。這時候,像硬骨素(sclerostin)這類會抑制骨生成的分子濃度上升,骨頭自然愈來愈「不想蓋」。

相反地,只要訊號對了,骨頭會切換到生成模式,開始修補、強化、重新整理結構。而運動,就是其中一個最重要的轉換訊號。

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骨頭聽得懂的語言,是「壓力」與「張力」

很多人以為,只要有動就好。但骨頭其實很有個性,它不太在意你跑了多久,也不太在意流了多少汗;它在意的是,運動過程中有沒有出現「實際的機械刺激」。

骨細胞裡的感壓離子通道(Piezo1)像感應器一樣被啟動,告訴細胞「現在需要變強」。接下來,跟血流與氧氣供應相關的路徑也會一起被叫醒,像缺氧誘導因子(Hypoxia-Inducible Factor 1 alpha)與血管內皮生長因子(Vascular Endothelial Growth Factor),讓骨頭周邊微血管與營養運送效率同步提升。

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所以有些運動看起來溫和,對骨頭卻很有幫助,原因就在這裡。

我常跟病人分享一個臨床觀察。真正開始對運動「有感」的人,第1個改變,通常不是骨密度數字,而是生活裡的小變化慢慢出現,例如走路比較穩、運動後恢復比較快、身體沒那麼容易累,晚上也比較好睡。很多人會用一句很台灣的說法形容:「整個人好像比較順。」

這常常不是錯覺。因為當骨頭進入生成模式,骨鈣素等分子會牽動全身能量調節,肌肉與代謝系統會變得比較協調,整體生理節奏也更容易回到正軌。

規律慢跑帶來實際的機械刺激,當骨骼開始回應,身體的穩定與節奏,也會慢慢變得「比較順」。圖片來源 / Shutterstock

為什麼別人有效,你卻覺得沒差?

講到這裡,一定會有人問:「那為什麼我也有運動,效果卻不明顯?」這其實牽涉到每個人不同的「分子體質」。

每個人的代謝背景、發炎狀態、恢復能力都不一樣。有些人運動後,身體很快回到穩定狀態,骨生成訊號容易被放大;有些人則需要先把運動強度調整到剛剛好,讓身體有時間修復,骨頭才願意往生成方向走。

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這也是為什麼,同樣的運動計畫,放在不同人身上,效果會差這麼多。在門診裡,大家最常問我的一句話是:「張醫師,那我到底要做哪一種運動,對骨頭比較好?」

我通常會先讓大家了解骨頭生成的原理。因為不同運動對骨頭發出的訊號本來就不一樣,我們要做的是把它們用在對的位置

有氧運動不只顧心肺,也在幫骨頭鋪路

如果您現在能走、能動,有氧運動很適合當起點。快走、慢跑、騎腳踏車、游泳,第一個感覺到的通常是心肺功能變好。

一篇發表於《Endocrine》的研究指出有氧運動會刺激骨生成相關的訊號通路,例如Wnt3a/β-連環蛋白(Wnt3a/β-catenin),帶動成骨關鍵因子如Runt-related transcription factor2與骨鈣素的表達,同時也會調節破骨相關的平衡,例如核因子活化受體配體與骨保護素(Receptor Activator of Nuclear Factor kappa B Ligand / Osteoprotegerin)的比例。

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另外,白細胞介素6(Interleukin-6)、長壽蛋白1(Sirtuin1)、叉頭盒蛋白K1(Forkhead box K1)等也會參與氧化壓力調節與骨生成。動物研究常看到,中強度運動對股骨骨小梁結構與骨強度的提升最明顯

臨床上,若搭配有助於抗發炎的營養,如Omega-3脂肪酸(Omega-3 fatty acids),腰椎與股骨頸骨密度有機會出現更穩定的改善

騎腳踏車屬於低衝擊有氧運動,不只提升心肺功能,也有助於維持整體骨骼與代謝健康。圖片來源 / Shutterstock

想讓骨頭真的變強,阻力訓練是關鍵

深蹲、推舉、拉力訓練,讓重量透過肌肉傳到骨頭上,是骨頭最「聽得懂」的訊號之一。臨床上最常看到的回饋是:下肢力量變好、站姿更穩、走路比較敢大步,整個人「比較有底氣」。

如果目標很明確,就是希望骨頭真的變強,我一定會把阻力訓練(Resistance Training)放進來。因為骨頭最聽得懂的訊號之一,就是重量

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當我們做深蹲、推舉、拉力訓練,肌肉把力量傳到骨頭上,機械壓力會透過Piezo1、瞬時受體電位香草素4(Transient receptor potential vanilloid4)等離子通道啟動訊號,再連動Wnt/β-連環蛋白、磷脂酰肌醇3激酶與蛋白激酶B(Phosphoinositide 3-kinase / Protein kinase B)、雷帕黴素機械靶蛋白(Mechanistic target of rapamycin)等路徑,推動骨重建。

研究也提到,阻力訓練能影響轉化生長因子β1(Transforming growth factor beta1)在肌肉生長與骨負重刺激之間的關係,並調控微小核糖核酸(microRNA)、長鏈非編碼核糖核酸H19(Long non-coding RNA H19)、白血病抑制因子(Leukemia inhibitory factor)等,進一步影響骨細胞分化。臨床研究常看到,高強度阻力訓練比低強度更能提升股骨與腰椎骨密度。

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我在診間聽到的回饋是,當下肢力量變好、站姿更穩、走路更敢大步,整個人也比較有底氣。這不是只有肌肉的功勞,而是肌肉跟骨頭在同一個系統裡一起被訓練

彈力帶屬於阻力訓練的一種,透過肌肉張力把力量傳遞到骨骼,提供骨頭最「聽得懂」的機械刺激。圖片來源 / Shutterstock

體力有限怎麼辦?站著也能給骨頭刺激

也有朋友會跟我說:「張醫師,我真的沒辦法做太激烈的運動。」這時候,我會建議可做全身振動訓練(Whole-body Vibration Training)

站在震動平台上,看起來好像沒做什麼,但骨頭接收到的是特殊的機械刺激,同樣能推動成骨基因如 Runt-related transcription factor2、骨形態發生蛋白2、骨鈣素的表達,並抑制硬骨素、核因子活化受體配體等破骨相關因子。

它也可能活化Piezo1與缺氧誘導因子-血管內皮生長因子軸,並牽動微小核糖核酸與信使核糖核酸(microRNA / messenger RNA)調控軸,以及p 38絲裂原活化蛋白激酶(p 38Mitogen-Activated Protein Kinase)通路。

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臨床研究顯示,更年期婦女、以及甲狀腺切除後的病患接受全身振動訓練後,骨密度可見改善,平衡感進步、走路比較安心、對運動的信心也慢慢回來。對不少人來說,它就是一個很好的橋接,讓身體先動起來,再慢慢往更完整的訓練走。

全身振動訓練,骨頭接收到的是特殊的機械刺激,骨密度可見改善。圖片來源 / Shutterstock

運動4關鍵,努力不白費

運動不需要追求多,方向對,比拚命更重要。近年的研究給我們以下幾個訊息:

  • 有氧+阻力訓練的組合,是目前對骨密度最有利的搭配。

  • 體力不足時,可以用全身振動訓練先暖身、找回感覺。

  • 運動後記得補充蛋白質與礦物質,骨頭修補需要材料。

  • 睡眠與作息是訓練的一部分,修復發生在你睡著的時候。

最後,我會鼓勵大家定期用代謝體追蹤方向,而不是只等骨密度。代謝體先變,分子路徑先轉向,結構才會慢慢跟上。這樣做,會更有掌握感,也更不容易半途失去信心。

骨質疏鬆不是突然出現的,它是每天慢慢累積的結果。同樣地,骨頭變強也靠每天一點一滴。當運動真正打開分子開關,骨頭從耗損模式轉為生成模式,全身代謝會跟著順起來。那是一種身體慢慢回到正軌的感覺。

< 本專欄反映專家意見,不代表本社立場 >

張家銘專欄

台灣精準預防醫學學會理事長、元萃診所院長

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