多模式干预对身体功能和照护者负担的改善：运动疗法、营养指导和氢气吸入疗法相结合的案例研究

这项探索性案例研究的目的是研究一种多方面的干预措施，即结合运动疗法、营养指导和氢气吸入，对一名疑似患有肌肉减少症的老年女性患者的身体功能和照护者负担的影响。所采用的方法包括为期三个月的团体运动和个性化运动课程，每周三次，同时进行营养指导和氢气吸入疗法。主要的结果衡量指标包括握力、步行速度、炎症/氧化应激标志物（C反应蛋白（CRP）、白细胞介素-6（IL-6）、8-羟基-2'-脱氧鸟苷（8-OHdG）），以及通过家庭照护者负担量表（FCS）评估的照护者负担。结果表明，在三个月的时间后，握力和步行速度有所提高。与此同时，CRP、IL-6和8-OHdG水平下降。FCS评分从 “严重” 范围转变为 “正常” 范围，表明照护者负担减轻。本案例研究的结果表明，将运动疗法、营养支持和氢气吸入相结合的多学科、多方面的干预措施，可能有效地增强疑似肌肉减少症老年人的身体功能，并减轻照护者的负担。然而，还需要进一步的研究来阐明氢气吸入的独立效果。

 The Improvement of Physical Function and Caregiver Burden by a Multimodal Intervention: A Case Study of Combined Exercise Therapy, Nutritional Guidance, and Hydrogen Gas Inhalation Therapy | Cureus

引言

肌肉减少症是一种与衰老相关的多因素疾病，主要特征是老年人骨骼肌质量和功能的丧失 [1,2]。1997年首次作为一个概念提出 [3]，即使在拥有世界最高预期寿命的日本，肌肉减少症也已被证明会影响各种疾病的预后 [4]。

肌肉减少症的潜在机制已被阐明，包括神经肌肉接头的退化、慢性炎症导致的蛋白质合成和降解失衡，以及卫星细胞的功能障碍 [5]。还确定了一些加速因素，如激素变化、炎症增加、氧化应激、线粒体功能障碍和自噬异常 [2]。这些过程被认为会导致肌纤维数量和横截面积减少，以及肌肉质量下降，最终导致肌肉力量和功能能力下降 [6]。

虽然建议通过充足的营养、习惯性运动和积极的身体活动来预防肌肉减少症 [7]，但关于其治疗的知识仍然有限。虽然阻力训练被认为可以增加老年人的肌肉质量和力量 [6]，但其长期效果仍不清楚。因此，迫切需要进一步积累关于治疗效果的证据，以促进有针对性的预防策略的制定，并确定旨在提高老年人生活质量的潜在治疗干预措施 [8]。与此同时，据报道，氢气可作为一种选择性抗氧化剂，通过减少大脑中的氧化应激和炎症发挥作用 [9]。

使用氢气的氢气吸入疗法已被用于治疗多种疾病。德拉加娜（Dragana）等人的一项研究探讨了让70岁以上老年患者饮用富氢水六个月的干预效果 [10]。研究结果表明，富氢水使平均端粒长度增加了约4%，表现出增强DNA甲基化的趋势，并显著改善了从椅子上站起的能力。这些发现表明，氢气可能被视为一种抗衰老剂，具有解决衰老的一些特征的潜力，包括功能丧失和端粒长度缩短。此外，氢气吸入疗法在治疗缺血再灌注损伤、心肌梗死和器官移植方面显示出潜力 [11]。氢气吸入疗法的潜在机制一直难以捉摸，但最近的研究已开始阐明其潜力。体外和体内研究表明，吸入氢气可能会减少促炎细胞因子和促凋亡因子。此外，还观察到对微小核糖核酸（miRNA）表达的调节以及与血管生成和细胞保护相关的各种信号通路的激活 [12]。这些发现重新引发了人们对将氢气吸入疗法作为一种康复方式用于严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）感染或缺血性中风患者康复的兴趣。现有文献表明，这种疗法可能会改善呼吸功能、身体机能和神经功能预后。特别是，研究报告称，接受氢气吸入疗法的SARS-CoV-2感染后急性后遗症患者的步行距离和肺活量显著增加 [13]，同时无症状性低氧血症和内皮功能障碍的发生率降低 [14]。在中风患者中，与传统治疗方法相比，氢气吸入疗法在提高神经功能评分和磁共振成像（MRI）信号强度方面显示出更好的疗效 [15]。这种疗法的治疗效果被认为归因于其抗氧化、抗炎和抗凋亡特性 [9]。此外，大量研究报告称，在肌肉减少症病例中炎症细胞因子水平升高 [16-18]，且这些升高与骨骼肌质量减少相关 [19-20]。鉴于这些观察结果，具有已证实抗炎特性的氢气吸入疗法在治疗肌肉减少症方面的潜力，仍然是未来研究的一个有前景的方向。然而，迄今为止，在日本或国际上都没有关于这个主题的临床试验或研究报告。目前，关于氢气吸入疗法的各种临床试验正在进行中，重点是控制老年人与衰老相关的因素以及治疗高血压和改善运动表现 [10,21-22]。在日本，一项研究表明，氢气吸入疗法对降低接受血液透析患者的氧化应激和C反应蛋白（CRP）水平有有益影响 [23]。然而，大规模研究和采用适当对照组的研究仍然不足，因此很难确凿地确定仅归因于氢气吸入疗法的效果。因此，需要在日本基于可靠的科学数据和扩大的病例数量进一步积累证据。

考虑到上述背景，本报告描述了一项初步调查，旨在为未来的对照试验提供信息。本案例研究的目的还在于研究氢气吸入疗法对肌肉减少症的潜在适应症。具体而言，一名疑似患有肌肉减少症的患者参加了一项日间康复计划，在该计划中，氢气吸入疗法与包括运动疗法和营养指导的标准计划相结合，进行了为期三个月的干预。需要注意的是，在此期间同时进行了多种干预措施，因此无法单独分离出氢气吸入疗法的效果。尽管如此，本研究的内容是确认氢气吸入疗法未来潜力的必要过程。

病例介绍

患者是一名80岁出头的女性，主要主诉为行走困难。在开始日间康复大约四个月前，她在家中摔倒，头部和左上臂擦伤。她平时的生活由丈夫照顾，主要活动范围仅限于室内环境，很少外出。在初级保健医生的转诊后，她申请了长期护理保险，并开始每周三次的日间康复治疗，以减轻丈夫的照护负担并改善她的身体功能。患者有高血压和心力衰竭病史，均在定期门诊随访中进行跟踪。然而，血液检查结果显示炎症标志物和氧化应激升高，对这些发现没有明确的解释。患者被归类为需要一级支持，她与作为主要照护者的丈夫一起居住。她在室内和室外的活动都需要使用T形拐杖并接受轻微帮助，做饭等家务由她的丈夫或住在附近的女儿完成。使用家庭照护者负担量表（FCS）评估主要照护者的负担，得分为31分（满分40分），表明负担严重。

干预前调查

1. 体格检查结果：参与者身高152.4厘米，体重41.1公斤，体重指数（BMI）为17.7公斤/平方米。未发现沟通问题；长谷川痴呆量表修订版（HDS-R）得分为25分（满分30分），在定向力、数字倒背和物体回忆方面存在障碍。静息血压为104/74毫米汞柱，心率为每分钟62次；在六分钟步行速度测试后，血压升至128/82毫米汞柱，心率升至每分钟84次。

2. 实验室检查结果：实验室检查结果显示，C反应蛋白（CRP）为1.2毫克/分升，血浆脑钠肽（BNP）为43.2皮克/毫升，白细胞介素-6（IL-6）为8.4皮克/毫升，血清白蛋白为3.6克/分升，8-羟基-2'-脱氧鸟苷（8-OHdG）为0.46纳克/毫升。这些结果表明存在炎症，但心力衰竭得到了很好的控制。

3. 物理治疗评估：下肢周长为31.2厘米，通过徒手肌力测试（MMT）测得膝关节伸肌力量为4级，握力左侧为16.5公斤，右侧为17.2公斤。患者使用T形拐杖以舒适的速度0.6米/秒行走六分钟；在基线时，由于恐惧，她无法进行从坐到站的测试。生物电阻抗分析（InBody770；韩国InBody公司）显示，根据2019年亚洲肌肉减少症工作组（AWGS2019）的标准 [24]，骨骼肌质量指数（SMI）为5.5公斤/平方米，表明肌肉力量、肌肉质量和身体机能下降。步态分析显示，初始触地时脚趾离地高度降低，导致步态拖沓。在额状面，躯干向支撑腿一侧摆动明显。在矢状面，躯干持续屈曲，支撑末期髋关节伸展不足；在舒适条件下使用T形拐杖进行的起立-行走计时测试（TUG）用时17.4秒。该测试包括测量从椅子上应召站起、绕过3米外的目标物并坐回椅子的时间。

干预过程

干预在一个常规提供运动疗法的日间康复机构进行，同时有老年护理、营养科学和氢气疗法方面的合作研究人员提供额外的支持。

在我们的干预开始时，即日间康复开始大约三个月后，根据AWGS2019标准进行的评估显示，患者肌肉质量低，以及如上述的肌肉力量和身体表现不佳。尽管建议转诊进行医疗治疗，但由于她的家人更倾向于在日间康复机构继续接受护理，她没有得到明确的肌肉减少症诊断。在她的家庭环境中，她的丈夫在她行走时提供帮助，并负责做饭等任务，住在附近的女儿每周来一次帮忙做家务。主要目标是提高她在室内的活动能力和身体功能，以减轻她丈夫的照护责任。尽管对她炎症和氧化应激标志物升高的潜在原因进行了全面调查，包括她的高血压、心力衰竭病史和生活习惯，但没有找到明确的解释。因此，除了现有的治疗方案外，还引入了氢气吸入疗法作为一种额外的治疗方式。值得注意的是，这一决定并非基于氢气吸入疗法是最佳治疗方法的确切证据；而是基于它可能有助于减少炎症和氧化应激的可能性。此外，由于她的白蛋白水平低和BMI低，咨询了一位营养师，对患者及其家人实施营养咨询并建议采用高蛋白饮食。

患者在密切监督下行走，其步态特点是脚离地高度低且步态拖沓。此外，在额状面观察到明显的躯干摆动，TUG测试结果表明她有潜在的高跌倒风险 [25-28]。鉴于患者有心力衰竭病史且六分钟步行前后血压波动明显，推测她的运动耐量较低。因此，她主要参加团体运动课程和个性化的低强度全身运动项目。具体来说，她使用卧式健身自行车（Pre Line；日本九州小野城的酒井医疗公司），并进行器械训练（Compass Z系列；酒井医疗公司），包括腿部伸展、腿部推举和胸部推举。鉴于她能够报告主观的疲劳症状，运动强度受到监测，以使Borg自觉劳累分级量表得分不超过11分（“轻度”），并且根据卡沃宁公式计算的心率保持在最大心率的60%或以下。

氢气吸入疗法使用一台氢气发生器（Lita Air；日本大阪的WCJ公司）产生浓度为3-4%的氢气，这一浓度已在临床试验中被证实是安全的，并且会影响血液动力学参数 [29]。患者在开始个性化运动项目前吸入氢气约60分钟。由于没有对照组，无法就干预的效果得出明确结论。

干预计划每周进行三次，与患者安排的日间康复课程一致，为期三个月。每次干预包括大约两小时的运动，包括团体运动和个性化项目。其中，大约30分钟指定用于与治疗师进行一对一的干预。实施团体运动是为了培养社交联系并提高积极性，使用弹力带（Theraband，美国俄亥俄州阿克伦）进行的坐姿运动持续30分钟。

个性化项目的强度根据对生命体征和主观疲劳感的定期评估进行调整。最初，患者经常抱怨疲劳和呼吸困难，这促使逐步增加团体运动和使用卧式健身自行车的时间。运动强度设定在Borg自觉劳累分级量表11分（“轻度”）左右，根据卡沃宁公式约为最大心率的40%，并给予足够的休息间隔。干预开始大约30天后，患者能够在卧式健身自行车上骑行超过10分钟。因此，有条不紊地增加了运动负荷，目标是达到Borg自觉劳累分级量表11分和最大心率的60%。到第48天，患者已经能够在卧式健身自行车上持续运动超过15分钟，从而能够将器械训练（腿部伸展、腿部推举和胸部推举）纳入治疗方案。最初没有设定具体的负荷；通过延长运动时间来调整强度。与此同时，她开始不使用T形拐杖来到机构，并且根据治疗师的评估，认为她能够在机构内独立行走。引入了平行杠练习，如前后脚交替行走和台阶练习，以进一步提高平衡能力。逐渐减少手部支撑，以增加对平衡的要求。

在干预开始时对患者、她的丈夫（主要照护者）和她的女儿开展了患者教育。患者教育计划的基本内容包括以下几个方面：（i）营养师进行的营养咨询；（ii）鼓励在家尽可能多进行日常运动（例如，家庭运动方案）；（iii）身体不适时避免过度劳累。营养指导的重点是解释增重的必要性，提供高蛋白餐的信息，并建议补充营养产品。

图1展示了本合作研究中所使用的多方面干预方案的示意图。

干预后结果

经过三个月的干预，患者有了显著的改善。在室内，患者无需辅助就能独立行走。在户外不平整的地面上行走时，患者继续使用T形拐杖，但仅需有人监护即可。家庭照护者负担量表（FCS）的得分从31分（满分40分）提高到了17分（满分40分），处于正常范围内。改善的方面包括照护者的情感负担、用于照护的时间占比、照护者的健康状况以及对照护未来的担忧程度。

1. 体格检查结果：身高保持在152.4厘米，体重增加到42.8公斤，体重指数（BMI）增加到18.4公斤/平方米，身体成分有了轻微改善；长谷川痴呆量表修订版（HDS-R）得分为26分（满分30分），在定向力、倒背和物体回忆方面仍有减分情况。静息血压为114/72毫米汞柱，静息心率为每分钟68次；在六分钟步行测试后，血压为120/74毫米汞柱，心率为每分钟72次，且没有出现气促或疲劳的主诉。

2. 实验室检查结果：干预后的实验室检查结果显示，C反应蛋白（CRP）为0.6毫克/分升，脑钠肽（BNP）为40.7皮克/毫升，白细胞介素-6（IL-6）为6.2皮克/毫升，白蛋白为5.3克/分升，8-羟基-2'-脱氧鸟苷（8-OHdG）为0.38纳克/毫升。

3. 物理治疗评估：下肢周长增加到32.6厘米。通过徒手肌力测试（MMT）测得膝关节伸肌力量为4级，握力左手为18.5公斤，右手为20.0公斤，不使用T形拐杖时六分钟步行速度为1.2米/秒，从坐到站测试用时13.6秒，而在干预前无法进行该项测试。骨骼肌指数为5.8公斤/平方米。根据2019年亚洲肌肉减少症工作组（AWGS2019）的标准，除了从坐到站测试外，患者的所有参数均超过了临界值。在不使用T形拐杖的情况下，以舒适的速度进行的起立-行走计时测试（TUG）用时14.6秒（表1）。

讨论

本报告描述了一名80岁出头的女性患者的案例，她在家中摔倒后开始接受日间康复治疗。初步评估显示她疑似患有肌肉减少症，炎症和氧化应激标志物升高，营养状况不佳。她的丈夫作为主要照护者，报告称照护负担很重，因此需要进行干预以减轻身体和心理上的压力。接下来的部分将探讨针对该患者的多方面干预措施的有效性和机制。

1. 疑似肌肉减少症及其诊断的重要性：肌肉减少症的特征是与衰老相关的骨骼肌质量和力量下降，与身体功能下降、跌倒风险增加和生活质量降低密切相关 [30]。根据2019年亚洲人群的AWGS标准，诊断需要评估肌肉质量、肌肉力量和身体表现。该患者表现出握力低、骨骼肌质量指数（SMI）低和步行速度降低的情况，这些发现与疑似肌肉减少症相符。肌肉减少症对老年人的独立性和日常生活活动（ADL）有重大影响。肌肉无力会增加跌倒风险，并可能导致骨折或长期卧床 [31]。此外，骨骼肌对全身代谢和免疫功能有重要作用，肌肉减少症与慢性疾病的不良预后和住院风险增加相关 [32]。最初，曾考虑让该患者住院治疗；然而，她和她的家人选择通过日间康复服务接受照护。因此，实施了一种涉及多个专业学科和家庭成员的多方面方法。经过三个月的干预，观察到患者在身体功能、炎症标志物和营养状况方面有了改善。

2. 炎症、氧化应激与肌肉减少症之间的关系：该患者的C反应蛋白（CRP）和白细胞介素-6（IL-6）水平升高。IL-6是一种特定类型的细胞因子，细胞因子是一种在人体免疫系统中起关键作用的蛋白质。IL-6水平升高与肌肉减少症相关 [33]。这种情况被认为是身体炎症反应的结果。研究表明，炎症细胞因子（如IL-6）水平升高会加速肌肉蛋白质的分解并抑制肌肉蛋白质的合成，从而导致肌肉无力 [34]。另一方面，8-羟基-2'-脱氧鸟苷（8-OHdG）是一种生物标志物，表明DNA受到氧化损伤，是氧化应激的一个标志 [35]。氧化应激会损害线粒体的功能，而线粒体对于肌肉细胞的能量产生至关重要，进而导致肌肉萎缩。这些发现强调了对该患者进行早期干预的重要性。

3. 抗阻训练：抗阻训练可以刺激肌肉蛋白质的合成，被认为是增加肌肉质量和力量的有效方法 [36]。对于该患者来说，逐步引入基于器械的训练（腿部伸展、腿部推举、胸部推举）并逐渐增加阻力似乎是合适的。

4. 有氧运动：采用卧式健身自行车作为有氧运动方式已被证明可以增强心肺功能和运动耐量 [37]。此外，即使对于有心力衰竭病史的老年人，以合适的强度进行有氧运动也是安全的，并且随着时间的推移有可能改善心脏功能 [38]。对于有心力衰竭病史且容易疲劳的该患者来说，这种方法被认为是合适的。

5. 平衡训练：包括在平行杠内进行前后脚交替行走和台阶练习的平衡训练，已被证明可以增强动态平衡能力并降低跌倒风险 [39]。这很可能是患者步态参数得到改善以及起立-行走计时测试（TUG）时间缩短的原因。然而，患者在不平整的地面上行走时仍偶尔会被脚趾绊到，这表明未来需要在户外环境中进行更多的步态训练以及更高级的以提高表现为导向的训练。

6. 氢气吸入疗法的效果：氢气已被证明可以选择性地清除活性氧，包括羟基自由基和过氧亚硝酸盐 [40]，从而减轻氧化应激并抑制炎症。尽管患者在干预后C反应蛋白（CRP）、白细胞介素-6（IL-6）和8-羟基-2'-脱氧鸟苷（8-OHdG）水平有所下降，但由于患者同时还接受了运动疗法和营养干预，因此很难确定氢气吸入疗法的具体作用。未来的研究需要采用对照组或其他研究设计（例如，应用行为分析（ABA）设计），以便更明确地确定该疗法的独立效果，尽管目前尚未有身体不良反应的报告。氢气非常细微且容易扩散。因此，需要注意的是，必须由技术人员对氢气进行测量和控制。

7. 营养干预的效果：老年人通常对合成代谢刺激的敏感性降低，因此需要摄入足够的蛋白质来维持或增加肌肉质量 [41]。该患者接受了以高蛋白饮食为目标的饮食指导，这可能有助于白蛋白水平、体重和体重指数（BMI）的改善。此外，患者及其家人被告知了维生素D等微量营养素的重要性，维生素D与降低跌倒风险相关 [42]，以及亮氨酸等必需氨基酸的重要性，亮氨酸已被证明可以刺激肌肉蛋白质的合成 [43]。这些信息，结合患者的家庭运动计划，很可能会促进营养状况的进一步改善。

8. 患者教育和家庭参与：据报道，家庭运动计划有助于维持康复效果并提高日常活动水平 [44]。患者被指导在家进行自重训练，并使用日历记录她对运动计划的坚持情况。她报告说在日间康复治疗的间隔时间里几乎每天都进行训练，这可能有助于她的功能改善。照护者教育和支持系统对于减轻照护者负担也至关重要 [45]。患者的丈夫和女儿都接受了关于营养和运动的指导，这促进了他们在照护方面的更多理解与合作。经过干预后，患者的活动能力有了显著改善，能够在室内独立行走。因此，她丈夫的家庭照护者负担量表（FCS）得分从31分降至17分，表明已进入正常范围 [46]。值得注意的是，身体功能的增强与照护者所经历的心理压力的减轻相关 [47]。此外，炎症和氧化应激的减轻可能通过减少蛋白质分解，有助于维持肌肉质量和增加肌肉力量 [48]。

9. 观察结果和未来方向：总之，本研究同时实施了多种干预措施（运动疗法、营养疗法和氢气吸入疗法）。观察到的改善可归因于全面的、跨学科干预措施的协同效应，这种方法被认为是老年护理所必需的 [49]。持续的多学科合作对于进一步增强身体功能和减轻照护负担至关重要。就未来方向而言，氢气吸入疗法的临床应用是一个相对较新的领域，需要进一步研究以确定其疗效和安全性。虽然本研究取得了令人鼓舞的结果，但进行大规模的随机对照试验以及直接比较联合干预与单一干预效果的研究对于进一步加强证据基础至关重要。此外，虽然本研究的干预持续时间为三个月，但要维持并进一步提高与肌肉减少症相关的治疗效果，需要持续的努力 [50]。纵向随访可能会揭示维持治疗效果和防止复发的策略。还需要注意的是，本研究仅进行了描述性的呈现，并未评估其他促进康复效果的变量，例如照护者因素以及病例的心理方面。因此，未来有必要在这方面进行详细的研究。

结论

在经过为期三个月的包括运动疗法、营养指导和氢气吸入的多模式干预后，患者在握力、步行速度以及炎症和氧化应激标志物（C反应蛋白（CRP）、白细胞介素-6（IL-6）、8-羟基-2'-脱氧鸟苷（8-OHdG））方面有了显著改善。与此同时，根据家庭照护者负担量表（FCS）衡量的照护者负担从 “严重” 范围降至 “正常” 范围。本案例研究的结果提供了初步证据，可在未来的研究中进一步探讨，有可能作为大规模调查和因果推断的初步报告。