锻炼能预防膝骨关节炎吗？
过去的主流观点认为，膝骨性关节炎（osteoarthritis，OA）主要是一种老龄化和超重相关的疾病，这两种因素在人群水平上是很难预防的，而一项针对美国博物馆收藏的人类骨骼的研究，提供了一个独特的观点（PNAS 2017;114:9332-9336）。
不同时期人类骨骼的比较分析显示，出生在后工业时代的人比之前出生的人更有可能患有膝关节OA，这证实了一种普遍的想法，即这种疾病正变得越来越普遍。
然而，更令人惊讶的是，在研究人员控制了包括年龄和体重指数（body mass index, BMI）在内的风险因素后，患病率仍然保持增长。这些研究结果表明，现在普遍接受的OA相关风险因素可能是不完整的。
该研究的作者之一、哈佛大学进化生物学系主任Daniel Lieberman表示，“在一个特定年龄，不管体重如何，如果你是在二战后出生的，患有膝关节OA的概率可能是之前出生的人的两倍以上。”
尽管这项发表在《美国国家科学院院刊》杂志上的研究并不是被设计用来找出导致膝关节OA的因素，但专家推测，体力活动的变化可能是其中一种解释。
缺失的联系
Lieberman决定研究膝关节OA，同时写一本关于他所说的“错配疾病”（mismatch diseases）的书。他解释说，“因为我们的身体不太适应现代的环境条件”，这些疾病，比如心脏病和糖尿病，在现今这个时代都更常见或更严重。
Lieberman正在为其书中的主要错配疾病编辑表格，他意识到：尽管大量的流行病学研究表明，膝关节OA在现今非常流行，而且年龄和肥胖是较强的风险因素，但是该病的流行程度是否可由不断老龄化的人口及越来越多的肥胖人口来解释，这一点从未被验证过。
这项新研究的第一作者、Lieberman实验室的博士后研究员Ian J.Wallace表示，“因为人们现在的平均寿命比大约一个世纪以前有所延长，而且肥胖在过去几十年中变成公共卫生危机，所以许多临床医生才认为，现今膝关节OA之所以非常流行是由于人们活得更长了，而且肥胖更为普遍。”“因为目前有这样一种假设，即这些是最能解释目前该病流行的风险因素，而且衰老是不可避免的，肥胖的流行是难以处理的，所以很少人会关注该病的预防。”
为了研究关于这些风险因素的假设，Wallace等研究人员记录了超过2000具骨骼残骸中的膝关节OA病例，这些人死于1905年至1940年间的早期工业时代，或死于1976年至2015年间的现代后工业时代。他们还研究了176具史前狩猎采集者和早期农民的骨骼，这些人生活在距今6000年至300年。为了诊断来自全美各地尸体的膝关节OA，他们检查了膝关节骨质象牙化，后者在退行性关节疾病晚期软骨磨损时发生。
所有研究对象在死亡时都至少有50岁（根据死亡记录或髋骨表面的年龄相关变化判断），BMI可从大部分早期工业（84%）和后工业（64%）时代样本的死亡记录中获得。
人类化石中的膝关节OA既往有过报道，而上述新研究证实，这是一种古老的疾病：该研究中8%的史前个体患有这种疾病。
在研究中，平均而言，后工业时代个体比前工业时代个体寿命更长、体重更重，而既往研究证实，年龄和BMI与膝关节OA呈正相关。但是，即使在控制年龄、BMI、性别和种族因素后，1976年至2015年去世的人的患病率仍比那些在1905年至1940年间去世的人高2.1倍。
美国辛辛那提大学的Brian M. Grawe表示，“我认为我们都有一种想法，导致关节炎增加的因素不仅仅是年龄和肥胖。”“他们的研究基本上证明，存在一个缺失的联系。”
锻炼因素
目前，研究人员只能推测那些缺失的联系可能是什么。专家们一致认为，膝关节OA几乎可以肯定是多因素的，而Lieberman等人提出，现代促成因素可能包括促使炎症发生的饮食、坚硬的人行道和鞋子的出现。
他们怀疑名单的第一名是久坐生活方式的流行。研究表明，运动可以帮助预防膝关节OA。这项新研究的作者之一David Felson表示，一定范围内的体力活动可能促进膝关节软骨、韧带和骨骼的生长和维持，并增强肌肉以适当地将负荷分布在关节上。
Felson是波士顿大学医学院的医学和流行病学教授，他的研究方向之一就是骨关节炎的病因。他说：“缺乏锻炼，久坐不动的生活方式，对我们的关节来说可能不是那么健康。”
哥伦比亚大学医学中心的髋关节和膝关节重建部主任Jeffrey Geller指出，成年人的膝关节软骨没有血液供应，只有通过体力活动促进血供。
他说：“锻炼和负重受力迫使关节液中的营养物质扩散至膝关节软骨，这是软骨的主要营养来源。”
而另一方面，运动相关的膝关节损伤（如前交叉韧带和半月板撕裂）又是膝关节OA的前驱因素，这也可能导致OA流行的加剧。
Lieberman说:“我相信这解释了为什么我们看到的一些化石中存在OA。”但是，他补充说，“人们今天可能更容易受伤，因为他们更虚弱，或者他们做了更多不寻常的事情，比如滑雪。我们并不是为了滑雪而进化的，我作为一个进化生物学家，可以这么告诉你。”
虽然Felson同意运动因素影响膝关节OA，但他表示，“在老年人中，可能只有约10%的膝关节OA确认与早期生活的运动损伤有关。这一因素的影响并非你想的那么大。”
但是，过去十几年极端的健身趋势可能导致了更多的膝关节OA病例，以及膝关节置换。Grawe说，“像CrossFit这样的健身训练……我看到许多人一直在使自己受伤，他们没必要做这些活动。这导致了大量膝关节损伤，而这最终会导致关节炎。”
Geller说，在美国，每年大约有70万台膝关节置换手术，骨科医生估计，到2025年，每年可能需要进行超过200万台膝关节置换手术，这可能会超过膝关节外科医生的供应。Geller还表示，增长的大部分将来自日益老龄化的人口，但部分也可能与其他因素有关，如肥胖或体力活动水平。
Geller建议进行关节友好型的锻炼。“像健身脚踏车或椭圆机这样的……可能是最好的锻炼方式，因为其对关节的影响是非常小的。”
Lieberman的团队正在研究世界不同地区人群中膝关节OA的流行情况，这些人群有不同的生活方式和不同水平的体力活动。由于体力活动和超重相互影响，研究人员将试图在这些研究中独立地控制这两个变量，以解析这两个因素各自对膝关节OA的影响。研究人员还在实验室中利用动物模型，研究体力活动对关节的总体影响，特别是对软骨的影响。
最后，恰到好处地进行锻炼，可能是一个避免膝关节OA的合理方法，同时保持健康的饮食和体重，以减轻会导致关节损伤的炎症和异常负荷。
Lieberman说：“对我来说，这篇论文的重要之处在于，它表明，OA比我们通常认为的更容易预防。”
Journal of the American Medical Association 2017; 318:2169-2171