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物理治療

臥床為何會骨質疏鬆:解析失用性骨質疏鬆 機制 骨吸收上升、流失速率與恢復時間差

健康男性若連續 90 日採取頭低位臥床,其血清 sclerostin 會在第 60 日上升 42%(Spatz 2012);而臥床 17 週後,跟骨的骨密度流失更達 10.4%(LeBlanc 1990)。這兩組數據揭示了一個違反直覺的事實:骨骼並非「不使用便慢慢退化」,而是身體一旦探測到承重訊號消失,便會主動且迅速地將骨質拆走。

臥床引發的骨質疏鬆,源於身體失去承重刺激,導致骨吸收上升、骨形成下降。海綿骨每月的流失率可達 2 至 3%,而日後的恢復卻遠慢於流失,故臨床重點在於盡早恢復承重與抗阻負荷。主篇 臥床併發症預防與擺位 已將失用性骨質疏鬆列為五大併發症之一並作概述;本頁則集中剖析「卸載為何會拆骨、拆骨速度有多快、流失後能否補回」的具體機制與臨床數據。

臥床缺乏承重對骨質吸收與造骨的影響

骨骼並非死物,而是依賴力學訊號來維持的活組織。Minaire(1989)曾以「力學恆定器」(mechanostat)的概念解釋失用性骨質疏鬆:當日常負重與相應的應變刺激減少,骨骼便會抑制骨形成,並同時活化重塑位點,引致局部骨量下跌。換言之,缺乏活動所引起的並非「營養不良」,而是一場力學失衡下的適應性拆卸。

若從細胞層面剖析,Rolvien 與 Amling(2022)指出,缺乏活動或臥床會令海綿骨與皮質骨即時同步流失,期間伴隨骨吸收相對上升、骨形成下降。這種低骨形成狀態,與骨基質內的骨細胞(osteocyte)增加分泌 sclerostin 有關——sclerostin 會抑制 Wnt/β-catenin 訊號,繼而壓抑成骨細胞的活性。簡言之,卸載並非單純「減少造骨」,而是同時「加速拆骨、叫停造骨」的雙重失衡。

訊號源頭:承重應變下降當日常的負重消失,骨細胞接收到的力學刺激就會減少,繼而抑制了造骨過程,並令骨骼重塑位點的活化增加(Minaire 1989)。
骨吸收:相對上升分解骨質的破骨活動相對佔了上風,令海綿骨和皮質骨同時被拆解,而不單純是磨薄了骨骼表面(Rolvien & Amling 2022)。
骨形成:被壓抑骨細胞分泌的 sclerostin 會上升,抑制了 Wnt/β-catenin 訊號並壓抑負責造骨的成骨細胞,令造骨過程直接停頓下來(Rolvien & Amling 2022;Spatz 2012)。

這條 sclerostin 傳導通路並非純粹推論。Spatz(2012)安排健康男性接受 90 日頭低位臥床,量度出其血清 sclerostin 在第 28 日上升 29%,至第 60 日更上升 42%;與此同時,PTH 下跌,而尿骨吸收標記與尿鈣則在各個時間點均見顯著上升。這項結果直接證實了卸載會觸發 sclerostin 上調,從而驅動骨質流失。

臥床時的骨質流失速度與受影響部位

失用性骨質疏鬆的一大關鍵特徵,在於海綿骨(trabecular bone)比皮質骨(cortical bone)更早流失,且速度遠為迅速。海綿骨的表面積大、代謝率高,主要集中在負責承重的脊椎與髖部;一旦失去負荷,這部分骨骼便首當其衝被拆解。

海綿骨 2.2–2.7%/月
髖部海綿骨流失速率
皮質骨每個月只流失 0.4–0.5%,脊椎每月流失約 0.9%,而海綿骨則最先受到影響,流失速度亦最快(Lang 2004)。
跟骨 −10.4%
17 週臥床後各承重部位流失幅度
腰椎 −3.9%、股骨頸 −3.6%、轉子 −4.6%、脛骨 −2.2%、全身 −1.4%(LeBlanc 1990)

Lang(2004)在長期卸載模型中量度出,髖部海綿骨的流失速率高達每月 2.2 至 2.7%,遠超皮質骨的每月 0.4 至 0.5%,而脊椎則約為每月 0.9%。海綿骨之所以首當其衝,是因為其結構較為疏鬆,表面積相對於體積較大,破骨與成骨的重塑活動原本就比緻密的皮質骨活躍。一旦承重訊號中斷,這些活躍的表面便成為最快被拆解的重災區。

LeBlanc(1990)為期 17 週的臥床研究,按不同部位列出了骨質流失幅度,清晰地量化了「海綿骨率先流失」的現象:負責承重且以海綿骨為主的跟骨流失最為嚴重(10.4%),緊隨其後的是轉子(4.6%)、腰椎(3.9%)、股骨頸(3.6%)及脛骨(2.2%)。相比之下,全身骨密度僅下跌 1.4%,原因是當中包含大量非承重、以皮質骨為主的部位,其流失量明顯較少。在相同的臥床期內,不同部位的流失幅度可相差數倍,這正正體現了失用性骨質疏鬆的特徵——它並非令全身骨骼均勻變薄,而是集中打擊負責承重的海綿骨。這亦解釋了為何臥床長者最常出現的高危骨折部位,往往集中在髖部與脊椎。

骨質流失速度與恢復速度的比較

失用性骨質疏鬆最令人警惕之處,在於骨質流失與恢復之間存在明顯的時間不對稱——拆骨快、補骨慢,甚至未必能完全補回。LeBlanc(1990)在受試者結束 17 週臥床後,繼續追蹤其後 6 個月的重投活動期,結果發現只有跟骨接近完全復原,其餘承重部位的恢復均見緩慢,部分部位直到追蹤期結束仍未重回基線。

骨質流失期的速度

  • 身體一失去負重,流失機制就會馬上啟動,尿液中的骨吸收標記在臥床初期已經上升(Spatz 2012)。
  • 髖部海綿骨每個月流失 2.2–2.7%(Lang 2004)。
  • 臥床 17 週,腳跟骨(跟骨)的骨質流失已經累積達到 10.4%(LeBlanc 1990)。

骨質恢復期的所需時間

  • 臥床 17 週之後再恢復活動 6 個月,只有腳跟骨(跟骨)差不多完全復原(LeBlanc 1990)。
  • 造骨減慢的狀態一旦開始,就很難馬上逆轉(Rolvien & Amling 2022)。
  • 其他承重部位的骨質恢復得很慢,甚至可能停留在流失後的水平。

這種時間落差對長者而言尤為殘酷:肌肉流失以日計算、恢復需時數週至數月;骨質流失同樣在首天便啟動,但恢復期卻動輒以月甚至更長時間計算。關於臥床後骨骼與肌肉「流失快、恢復慢」的不對稱現象如何互相拖累,可另行參閱 臥床後肌肉多久才恢復一文的詳細對比。正因為「事後補回」這條路既漫長又無保證,臨床處理的方針只有一個:盡力避免骨質流失。

早期負重與抗阻訓練對預防骨質流失的作用

既然骨質流失源於承重訊號消失,最直接的應對方法便是將承重訊號歸還給骨骼。這並非單純的理論推斷——嚴格對照的臥床研究已經證實,抗阻與承重負荷能夠有效抵擋失用性骨質流失。

Rittweger(2010)在一項為期 56 日的嚴格臥床實驗中,安排介入組每週進行 11 次側向交替抗阻震動運動(RVE),而對照組則單純臥床。結果顯示,對照組在脛骨遠端等承重部位的骨量顯著下跌,而運動組則近乎沒有流失,證明介入措施能顯著防止骨質流失(p 值介乎 0.001 至 0.01)。值得留意的是,當中的關鍵並非「震動」這類特定器材,而是運動過程中所施加的肌肉主動抗阻與衝擊式力學負荷,藉此將承重與應變刺激重新帶回骨骼。這一點與 Rolvien 及 Amling(2022)從機制層面得出的結論一致:重新施加力學負荷,能夠抗衡卸載所觸發的拆骨訊號。因此,在缺乏實驗室器材的家居環境中,要達到同樣效果,核心目標就是協助臥床者盡快恢復實質負重,或在床上進行下肢抗阻訓練。

把「還原承重訊號」轉成臨床可執行的次序:

  • 盡早離床、恢復站立負重—只要長者可以在人扶持下坐起身和借力企立,就可以開始讓骨骼承受重量,不用等到完全康復才開始。越早重新負重,就越能夠減慢每個月 2 至 3% 的海綿骨流失(Lang 2004)。
  • 未能站立就床上抗阻—暫時還未可以落床的人,可以在床上做蹬腿抗阻和下肢抗阻動作,靠肌肉拉動骨骼來保持刺激。臥床實驗已經證實,抗阻負荷可以明顯防止承重部位的骨質流失(Rittweger 2010)。
  • 營養那一半交由專業評估—負重訓練屬於物理治療能夠提供的力學刺激。至於飲食和營養攝取方面的安排,就應該由主診醫生或註冊營養師評估和決定。

承重刺激本身就是最直接的造骨訊號。如果身體缺乏力學負荷,造骨機制就會一直被 sclerostin 叫停,而提供力學負荷正正是物理治療負責的一環。因此,要預防因為缺乏活動而引起的骨質疏鬆,第一步是要盡早而且安全地讓身體重新承受重量。

香港家居實況:臥床長者如何進行承重訓練

在香港,預防失用性骨質疏鬆的防線之所以失守,多數並非因為家屬「不懂」,而是「不敢」。當長者因手術後或中風而臥床,家人往往因擔心跌倒而不敢攙扶起身;結果長者一躺數週,承重部位的骨質在不知不覺間大量流失,出院後一旦跌倒便極易釀成嚴重骨折。上門物理治療師會在安全的前提下,盡早為長者安排離床站立與重心轉移訓練,並將「敢扶、懂得正確攙扶」的技巧傳授予約護者。

此外,香港的家居環境本身亦是一大障礙:單位空間狹窄、床邊缺乏穩固扶手,令照顧者不知如何在床邊協助長者進行承重或抗阻動作。治療師會親身示範床上蹬腿抗阻、床邊扶站以及逐步負重站立的方法,將「承重刺激」重新帶給臥床長者。至於因一起身便頭暈、眼前一黑而不敢站立的個案,多數屬於姿勢性低血壓所致,具體處理方法可參考 臥床後起身頭暈的安全下床做法。唯有先確保下床安全,才能進一步落實承重訓練。

臥床長者在家中進行承重訓練的做法
  • 在安全攙扶之下,盡早幫長者坐起身和借力企立,讓骨骼重新承受重量。
  • 還未可以企立的長者,可以在床上做蹬腿抗阻和下肢抗阻動作。
  • 在床邊加裝穩固的扶手,並且確保有人在旁邊看顧才練習站立負重。
  • 有關飲食和營養攝取的安排,應該向主診醫生或註冊營養師查詢。
  • 千萬不要長期不安排任何負重或抗阻活動,只靠乾等讓骨質自己恢復。

官方骨質疏鬆資訊

  • 衞生署長者健康服務《骨質疏鬆症》:建議每星期做最少 3 次、每次 30 至 60 分鐘的負重運動(例如步行、太極),並均衡攝取鈣質和維生素 D(elderly.gov.hk)。

健康查詢熱線

  • 衞生署長者健康服務健康教育熱線 2121 8080(供查詢骨質疏鬆及長者健康資訊)

何時需要尋求物理治療師協助

若出現以下情況,宜盡早安排專業評估:長者已臥床數週,但期間全無任何承重或站立安排;家人因擔心跌倒或力有不逮,長期不敢扶長者起身;又或長者在臥床後首次站立便感到頭暈、步履不穩。Nova Health 註冊物理治療師所提供的家居物理治療,在評估時的首要目標正是協助長者盡早且安全地恢復承重——由床邊扶站、逐步負重站立開始做起;針對暫時未能離床的個案,則會安排床上抗阻與蹬腿動作以維持下肢負荷,並配合關節活動與肌力訓練,作為「未能站立期間」的過渡性承重方案。愈早將承重訊號歸還給骨骼,便愈有機會減慢每月 2 至 3% 的海綿骨流失。

常見問題

臥床多久才會開始骨質流失?
骨骼一旦失去負荷,流失幾乎即時開始。臥床研究顯示,數週內已可量度到承重部位的骨密度下跌,其中髖部海綿骨的流失速率可達每月 2 至 3%(Lang 2004);血清骨吸收標記亦於臥床初期便告上升(Spatz 2012)。因此,預防工作必須自臥床首天起展開,絕不能留待出院後才處理。
哪些部位的骨質最先流失?
主要負責承重、且以海綿骨為主的部位流失得最早亦最快,當中以跟骨、髖部及腰椎最為明顯。研究指出,臥床 17 週後跟骨流失達 10.4%(LeBlanc 1990),髖部海綿骨每月亦流失 2.2 至 2.7%(Lang 2004),速度遠高於皮質骨。
重新起身、恢復步行後,骨質會否自行補回?
會恢復,但速度遠慢於流失,且未必能完全復原。在臥床 17 週後再恢復活動 6 個月,結果只有跟骨接近完全復原,其餘部位均進展緩慢(LeBlanc 1990)。此外,卸載所觸發的低骨形成狀態一旦啟動,便難以即時逆轉(Rolvien & Amling 2022)。正因如此,「避免流失」比「事後補救」重要得多。
臥床期間如何預防骨鬆?
核心對策在於盡早恢復承重及抗阻負荷。臥床研究已證實,抗阻(震動)運動能顯著防止脛骨等部位的骨質流失(Rittweger 2010)。在臨床應用上,這意味著要盡快協助患者離床站立、重新負重;若暫時未能站立,則應在床上進行抗阻及蹬腿動作。物理治療師所負責的,正是負重與抗阻訓練這一環。

免責聲明:本文內容僅供健康資訊參考,不構成專業醫療建議。如有任何健康疑慮,請諮詢合資格的醫護專業人員。

參考文獻

  1. Rolvien, T., & Amling, M. (2022). Disuse Osteoporosis: Clinical and Mechanistic Insights. Calcified Tissue International, 110(5), 592–604. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33738515/
  2. LeBlanc, A. D., Schneider, V. S., Evans, H. J., Engelbretson, D. A., & Krebs, J. M. (1990). Bone mineral loss and recovery after 17 weeks of bed rest. Journal of Bone and Mineral Research, 5(8), 843–850. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2239368/
  3. Lang, T., LeBlanc, A., Evans, H., Lu, Y., Genant, H., & Yu, A. (2004). Cortical and trabecular bone mineral loss from the spine and hip in long-duration spaceflight. Journal of Bone and Mineral Research, 19(6), 1006–1012. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15125798/
  4. Spatz, J. M., Fields, E. E., Yu, E. W., Divieti Pajevic, P., Bouxsein, M. L., Sibonga, J. D., Zwart, S. R., & Smith, S. M. (2012). Serum sclerostin increases in healthy adult men during bed rest. Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 97(9), E1736–E1740. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22767636/
  5. Rittweger, J., Beller, G., Armbrecht, G., Mulder, E., Buehring, B., Gast, U., Dimeo, F., Schubert, H., de Haan, A., Stegeman, D. F., Schiessl, H., & Felsenberg, D. (2010). Prevention of bone loss during 56 days of strict bed rest by side-alternating resistive vibration exercise. Bone, 46(1), 137–147. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19732856/
  6. Minaire, P. (1989). Immobilization osteoporosis: a review. Clinical Rheumatology, 8(Suppl 2), 95–103. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2667875/
  7. 衞生署長者健康服務(2026)。骨質疏鬆症。香港特別行政區政府衞生署。 https://www.elderly.gov.hk/tc_chi/health_information/bones_and_joints/osteoporosis.html