鍛煉會不會損害膝蓋？

我住在山下，每天都要花一個半小時去爬一趟山當作鍛煉身體，美國人之所謂hiking。按iphone6自帶軟體的測算，每走一趟，共15000步，10公里，相當於爬70層樓高。有一些人擔心，每天都這麼走，膝蓋受得了嗎？更有人言之鑿鑿，某某年輕時喜歡爬山，年老膝蓋就得了關節炎。關節炎極為常見，根據美國疾控中心的報道，18歲以上的美國人有22.7%患有關節炎，年齡越大，患病比例越高，65歲以上的美國人有一半患有關節炎。[文獻1]身體最容易出現關節炎的部位是膝蓋。幾乎一半的美國人早晚都會得膝骨關節炎，肥胖者會得膝骨關節炎的比例則高達三分之二。[文獻2]所以喜歡爬山的人，難免有很多後來膝蓋會得關節炎，然後就很容易把病因歸咎於爬山。

關節炎有很多種，最常見的是骨關節炎。骨關節炎是關節發生了退行性病變所致，由於損傷或反覆的撞擊讓關節軟骨磨損越來越厲害，變得越來越薄，最終關節兩頭的骨骼失去了軟骨的緩衝，直接撞到一起。人們想當然地以為，下肢的運動會壓迫膝關節，磨損關節軟骨，長期下去，必然會出現骨關節炎。

這種想法低估了關節的適應性。在正常情況下，施加在膝關節上的力大部分被肌肉吸收，剩下的部分則分散到骨上，並不被軟骨吸收。如果發生了損傷、錯位、肌肉功能障礙或半月板被摘除，力才分散軟骨上，導致軟骨磨損。[文獻3]那麼運動是否會導致關節軟骨磨損？

運動能否損傷膝關節，與膝關節承受的壓力大小有關係。研究表明，人的關節軟骨能夠承受25兆帕的壓強而沒有出現明顯的損傷，壓強超過25兆帕後，會導致骨細胞死亡和軟骨出現裂縫。這樣的力量已足以導致股骨骨折。也有研究發現外力只達到導致骨折所需的力的一半時，也能使關節軟骨的某些地方承受的壓強超過25兆帕。[文獻4]不過，在一般的運動中，如果關節沒有受到意外的創傷（例如摔傷、撞傷），是達不到這麼大的力的。

在關節沒有受創的情況下，長期的運動反覆地給關節施壓，是否會導致關節軟骨的磨損呢？動物實驗結果表明，適度的運動不僅不會損害關節，反而能保護關節。例如，讓狗每天跑4千米，每周跑5天，持續40周後，發現關節軟骨不僅沒有受磨損，軟骨厚度、蛋白聚糖含量反而增加了。但是如果增加運動量，讓狗每天跑20千米，每周跑5天，持續15周，則軟骨厚度、蛋白聚糖含量都下降了。不過，讓狗每天跑40米，持續一年後，這些狗並沒有出現退行性關節病。這表明雖然長期的高強度重複運動會讓關節軟骨的成分和性質發生變化，但可能是一種適應性，未必是骨關節發生退化的徵兆。[文獻4]

當然，動物實驗的結果未必能應用於人類。但我們沒法拿人類來做這種實驗，常用的研究方法是對退役運動員進行跟蹤調查，看看他們是否比一般人更容易患骨關節炎。這與退役運動員原來從事的體育類別有關係。對117名男性退役高水平足球、舉重、賽跑、射擊運動員（45-68歲）做X光照相檢查的結果表明，原足球和舉重運動員更容易患膝骨關節炎，這可能與足球運動員膝蓋容易受傷、舉重運動員體重比較重有關。足球運動員患膝骨關節炎的風險是一般人的5倍。[文獻5]有的研究發現，在退役頂級足球運動員中，膝骨關節炎的發病率高達60%～80%。[文獻6]其他接觸性體育項目運動員也有類似的高風險，例如膝部受過傷的美國橄欖球運動員在退役10～30年後超過80%患有膝骨關節炎。[文獻7]

長跑不是接觸性體育項目，但卻是膝關節活動最頻繁的。許多人相信，膝關節頻繁的活動會導致磨損，容易患膝關節炎，以致有「跑步膝」的說法。由於長跑運動員或業餘愛好者的膝蓋很少會嚴重受傷，而且他們往往能很好地記得參加跑步的時間長短和頻率，長跑就成了研究鍛煉對骨關節炎的影響最佳案例。有多項前瞻性隊列研究的結果都表明，長跑並不增加膝骨關節炎的風險。[文獻3]

有的研究甚至發現，長跑不僅不增加膝骨關節炎的風險，反而能降低其風險。1984年起，斯坦福大學醫學院研究人員開始對比研究51名長跑俱樂部成員和62名對照對象的膝骨關節炎的發病率，這些人的年齡都已超過50歲。到2002年這項長達18年的研究告一段落時，有些研究對象退出或死亡，還剩下45名長跑愛好者和53名對照。在設計該研究時，研究人員設想長跑組膝骨關節炎發病率和嚴重程度都會高於對照組。結果卻出乎意料。1984年研究剛開始時，長跑組有6.7%患有輕微膝骨關節炎，對照組沒人患關節炎。18年後，長跑組有20%膝部有關節炎，其中2.2%為嚴重關節炎，而對照組卻有32%膝部有關節炎，其中近9.4%為嚴重關節炎。[文獻8]1997年，奧地利多瑙河醫院研究人員對參加維也納馬拉松比賽的7名運動員和1名因傷退役的前運動員的膝部做磁共振造影。10年以後，他們對這些人的膝部再次做磁共振造影。與10年前相比，7名現役馬拉松運動中有6名的膝關節並未出現新損傷，有一名發生了關節炎病變，但屬於自然退化。而那名前運動員的膝關節則嚴重惡化。[文獻9]

我未能找到有關休閑式登山對膝骨關節炎的影響的研究。但可以將休閑式登山與長跑對膝關節的影響強度做一個比較。根據各種體育和鍛煉活動對骨關節的撞擊和扭力負荷的程度，可以將它們的強度分成三類：[文獻4]

低強度：休閑式游泳、靜止划船或滑雪、健身操、高爾夫球、散步、交際舞、水中有氧運動。

中強度：保齡球、擊劍、騎自行車、划船、滑冰、攀岩、網球雙打、爵士舞和芭蕾舞、有氧運動、舉重、帆船運動、快步走、越野滑雪、乒乓球、皮划艇運動、野外遠足、騎馬、縱列式滑冰、高山滑雪。

高強度：棒球、壘球、籃球、排球、足球、橄欖球、手球、壁球、網球單打、跑步、長曲棍球、滑水、空手道。

既然休閑式登山（包含在野外遠足中）對膝關節的影響強度低於跑步，而跑步並不增加甚至降低膝骨關節炎的風險，那麼經常登山應該也會降低膝骨關節炎的風險，如果關節沒有受傷的話。但是，下山和負載過重也會增加下肢關節疼痛和受傷的風險，下山時使用登山杖可以有效地減輕下肢關節的負荷。[文獻10]在陡峭的山坡，放慢步伐能有效地減輕下肢關節負荷，從而避免疼痛和受傷，特別是在下山時效果更為明顯。[文獻11]許多人認為使用護膝能夠在登山時保護膝關節不會磨損，這並沒有研究依據。所以，在爬山時負載不要太重，步伐不要太快，必要時使用登山杖，避免膝蓋受傷，應該是不用擔心會增加患膝骨關節炎的風險的。鍛煉，只要適度，總體上是有益於膝蓋健康的。

（作者：方舟子）
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