人體全身的骨骼共有 206 塊，骨骼依各部位的需要有不同的形狀與構造，
一般骨骼依外型可分為長骨、短骨、扁平骨和不規則骨等。雖然外觀各有不同
但由顯微鏡結構來看，骨骼主要是由外層的緻密骨 (compact bone) 和內層的 海綿骨 (spongy bone) 所構成，緻密骨佔全身骨骼的 80％，其間含有骨細胞，
構造緻密；海綿骨佔全身骨骼的 20％，其內層則是枝狀骨，含許多骨小樑，
在骨小樑的表面有造骨細胞 (osteoblast) 和蝕骨細胞 (osteoclast) 。各骨骼所 含的緻密骨與海綿骨的比例不盡相同，如：脊椎體約含有 60％的海綿骨，而 股骨則含有 20％的海綿骨，而且分布在兩端。
骨的再塑 (remodeling) 由兩種細胞所執行，一是造骨細胞，負責骨的形 成；另一是蝕骨細胞，負責骨的破壞與再吸收。在不同生理時期，骨代謝之調 節情況亦有所不同，骨質疏鬆症 (osteoporosis) 是由於骨骼進行再塑的過程 中，因為骨骼細胞的表面積聚而分化的蝕骨細胞進行活化及吸收，並溶解骨骼 的礦物及有機物質後進入回轉階段，再由造骨細胞形成新的骨骼，但是當蝕骨 細胞活動速率大於造骨細胞時，造成再塑不平衡機轉，就會使骨質加速流失 (Gold, 1996) 。
骨質疏鬆症是一種無聲無息的疾病 (osteoporosis is a "silent" disease)，近 幾年來大家更注意到骨質疏鬆症所帶來的負面衝擊，一般正常人的骨質密度在 兒童及青少年階段都會逐漸增加，男、女性大約於 28 歲前將會達到骨峰值 (peak bone mass)。根據世界衛生組織 (World Health Organization, WHO) 在 1994 年，對停經後白種人女性骨質密度測量建立一套基準，其定義為：（一）
正常者骨質密度大於負一個標準差以上；（二）骨質密度不足者其骨質介於負 1 至負 2.5 個標準差之間；（三）骨質疏鬆者其骨質密度小於負 2.5 個標準差；
（四）嚴重骨質疏鬆者其骨質密度小於負 2.5 個標準差且發生一個以上的骨折 (WHO, 1994)。有關骨質密度與年齡及相關因素之關係，林瑞興（2004）整理 如下頁圖 2-1 所示，並指出提早預防骨質疏鬆症的方法，即是在成長過程中從 事負重性或是阻力式運動，增加骨量，儲存骨本。
圖 2-1 骨質密度與年齡及相關因素之關係
有研究指出，骨質密度和其連結肌肉組織的力量呈顯著正相關 (Bevier et al., 1988)。傳統阻力訓練可改善骨質密度及肌肉力量，因為具有高衝擊力 (high impact) 和負 重 (weight bearing) 的 運 動 型態 對 骨 骼質 量 的 增加 較 有 助益 (Maimoun et al., 2004) 。Frost (1986) 的理論指出，為了提升骨質密度，必須 達到物理性負荷的最低閾值 (threshold) ，即是所謂的壓力刺激最低閾值理論 (minimum effective strain stimulus, MESS) 。此外，Moisio, Hurwitz, and Sumner (2004) 研究證實骨骼對靜態 (static) 負荷刺激沒有反應，對動態 (dynamic) 負 荷刺激才有反應。提昇骨骼健康的其中一項關鍵預測值為骨骼上的機械負荷 (mechanical loading)，它能引發骨骼塑化 (modeling)、再塑化 (remodeling) 與 礦化 (mineralization) 作用 (Kemper et al., 2000a; Kemper, 2000b) 。
大部份的研究以女性為受試對象的居多，阻力訓練可使停經前年輕女性達 到更高的骨峰值，因為女性必須經歷生育及停經後骨質快速流失易造成骨質疏 鬆症的階段，所以女性在維持骨骼健康和預防骨質疏鬆症方面顯得特別重要。
以下針對阻力訓練和負重的運動訓練對年輕女性骨質密度的效果加以探討，研 究指出，從事阻力訓練會有較高的骨質密度 (Liang, Arnaud, Steele, Hatch, &
Moreno, 2005; Matsumoto, Nakagawa, Nishida, & Hirota, 1997; Taaffe, Robinson, Snow, & Marcus, 1997) 。縱貫性的研究在探討長期的阻力訓練對骨骼的影 響，有研究針對年輕女性進行十八個月的阻力訓練，結果指出透過阻力訓練能 使股骨轉子位置 (femur trochanteric sites) 骨質密度明顯增加，但對於全身、
手臂與腿部之骨質密度未明顯改變 (Lohman et al., 1995)。Winters and Snow (2000) 的研究針對 30-45 歲女性為對象，進行十二個月的阻力訓練，結果指 出，在大轉子 (greater trochanter) 骨質密度方面，阻力組明顯增加 2.7%，在股 骨頸方面 (femoral neck) ，阻力組明顯增加 1.2%。此外，Snow-Harter, Bouxsein, Lewis, Carter, and Marcus (1992) 研究針對大學女性進行八個月阻力訓練和耐 力訓練，結果指出，八個月訓練後兩組均明顯地增加腰椎骨質密度 1.2%及 1.3%，但兩組間沒有顯著差異，可能是因為受試者為年輕女性尚未達到骨峰 值，所以在骨質密度兩組均有所增加情形下，未達差異。但是另有研究指出，
長期的阻力訓練對骨質密度沒有效果，Heinonen, Sievänen, Kannus, Oja, and Vuori (1996) 的研究針對大學女性為對象，進行十二個月的阻力訓練，結果指 出，訓練後骨質量及骨質密度未明顯改變。
為了要知道阻力訓練對骨骼的影響，必須關注於未負荷骨骼的特殊效果 (Vouri et al., 1994; Winter & Snow, 2000; Winters-Stone, & Snow, 2006) 。針對 身 體 不 同 部 位 訓 練 的 特 殊 性 (site-specific) ， Vicente-Rodriguez, Dorado, Perez-Gomez, Gonzalez-Henriquez, and Calbet (2005) 的研究指出，長期接受手 球訓練的女性運動員的骨質密度及骨質量均高於同年齡的非運動員，特別是慣 用手及股骨頸的骨骼重量及骨質密度，如跳躍射門動作常使慣用手及股骨頸承 受相當大的衝擊力，產生訓練的特殊性，顯示不同部位骨骼的成長會受運動的
刺激而活化。Nevill, Burrow, Holder, Birds, and Simpson (2003) 的研究針對平 均年齡 30 歲的女性為對象，結果指出，跑步運動對於女性下半身 (lower-body) 的骨質密度有正向的提升，但對於手臂、腰椎的骨質密度呈現負相關，甚至造 成上半身 (upper-body) 骨質密度較低的現象。因此，負重的身體活動，如阻 力運動對於骨質密度的增加是很重要的機械性刺激，不同身體負載訓練對於身 體特定部位骨質會造成不同結果 (Vouri et al., 1994; Winter & Snow, 2000;
Winters-Stone, & Snow, 2006) 。另外，研究指出，因阻力訓練所增加的骨質密 度即使在停止訓練後仍舊保持著持續 性的效果存在 (Karlsson, Johnell, &
Obrant, 1993)，但在 Winters and Snow (2000) 的研究卻無此效果，後者研究進 行十二個月的阻力訓練後，受試者繼續追蹤六個月，結果指出，阻力組骨質密 度明顯降低，並建議骨質密度的提昇必須維持持續性地訓練。
骨鈣素 (osteocalcin, OCN) 與碳末端胜鏈 (C-terminal telopeptide, CTx) 作為骨質合成與吸收有關的代謝產物。其中骨鈣素是一種非膠原蛋白，由造骨 細胞合成，且會併入骨骼的細胞外基質，其中一部份被釋放進入血液循環內，
若在血清和血漿中骨鈣素增高表示骨質需要更新的速率加快。在青春期骨鈣素 濃度與骨骼生長有良好的相關性，因此骨鈣素被認為是骨形成作用的有效指標 (Robey, 1989) 。CTx是骨骼中第一型膠原蛋白之α多胜鏈氮末端及碳末端之結 構，當第一型膠原蛋白被分解後成為最終產物，故以CTx作為骨質吸收指標。
此外，相較於骨質密度而言，阻力訓練或停訓下的骨骼形成與再吸收被視
為骨骼代謝改變的最佳指標 (Eastell & Hannon, 2008) 。有研究指出，對坐式 生活型態的人而言，長期運動訓練，可造成骨鈣素 (OCN) 的增加，但對職業 運動員來說，必須增加運動強度才有此成效 (Banfi, Lombardi, Colombini, &
Lippi, 2010) 。更有研究針對 530 位停經前健康女性為對象作研究，結果指出，
當身體活動量增加時，可提昇骨質合成有關的代謝產物，血液中骨鈣素明顯地
增加 25% (Adami et al., 2008)。
Lohman 等(1995) 研究針對 56 位 28-39 歲健康女性為對象，進行十八個月 阻力訓練強度為 70-80%最大肌力，每週三次，每次三回合共十二個動作，分 成阻力組與控制組，結果指出在骨骼代謝指標骨鈣素濃度中，阻力組於 5、12 及 18 個月時均大於控制組。另一篇研究與此篇相類似，Rockwell 等 (1990) 研 究針對 17 位平均年齡 38 歲健康女性為對象，進行九個月阻力訓練強度為 70-80%最大肌力，每週二次，每次二回合共八個動作，分成阻力組與控制組，
結果指出在骨骼代謝指標骨鈣素濃度中，阻力組與控制組於 4.5 及 9 個月時均 明顯升高，控制組骨鈣素濃度提升之原因為每天均有補充 500mg 鈣片及 200IU 維生素 D 關係導致。
但有研究持不同看法，Mullins and Sinning (2005) 的研究針對未受訓練 24 位 18-29 歲年輕女性為對象，進行十二週的阻力訓練，強度為最大肌力之 75-85%，每週三次，每次三回合共十三個動作，分成阻力組與控制組，結果 指出，經過 12 週的阻力訓練後，在骨骼代謝指標中，骨鈣素未明顯改變，亦 即無法增加年輕女性骨質的形成或抑制骨質的再吸收。然而，阻力訓練對女性 骨骼代謝看法不一，有些文獻支持阻力訓練增加骨骼代謝指標 (Nelson, et al., 1994; Vincent & Braith, 2002) ，但有文獻卻指出無影響 (Bemben, Palmer, Bemben, & Knehans, 2010) 。Lester 等 (2009) 的研究針對未受訓練 56 位平均 年齡 20.3 歲年輕女性為對象，進行八週有氧、阻力及有氧結合阻力訓練，共 分成四組，結果指出，在骨骼代謝指標骨鈣素方面，阻力組明顯優於控制組；
但在 CTx 方面，四組沒有明顯差異，且經由八週訓練後，四組之前後測亦未 達明顯差異，此說明經由阻力訓練後可增加骨鈣素形成；然而卻未造成 CTx 的改變。本研究擬針對大專體重過輕女性進行阻力訓練作更進一步探討。
振動訓練可提供年輕女性達到骨峰值的有效策略，同時延遲未來骨質疏鬆
症的發生。振動和阻力訓練最大的不同在於它並非完全仰賴負重活動，而是較 賴以振動時的頻率和振幅，達到提昇骨骼效果。Rubin 等 (2004) 研究指出，
將頻率及振幅為 30 Hz 與 0.2g 且每次實施時間不超過 20 分鐘的振動式訓練 應用於停經後婦女中，可有效的抑制脊椎與股骨頸骨質流失，經過一年訓練後 發現，振動組比控制組顯著增加脊椎的骨質密度 1.5%，股骨頸骨質密度增加 了 2.17%。Verschueren 等 (2004) 針對 70 位停經後婦女探討二十四週的振動 訓練對肌肉力量及骨質密度的影響，隨機將受試者分成振動組、阻力組與控制 組，研究發現，振動組以等長及等張的大腿伸踢配合振動頻率為 35-40Hz 與振 幅為 2.28-5.09g，藉以激發肌肉的反射性收縮，每次 4 分鐘，每週 3-5 次，阻 力組則以 ACSM 建議的 8-20RM 的阻力負荷進行機械壓腿和大腿伸踢，控制 組不參加任何訓練，結果指出，在大腿骨質密度方面，振動訓練明顯地增加了 0.93% (p<0.05)，阻力組及控制組卻分別下降了 0.60%與 0.62%，可見振動訓練 對大腿骨質密度提升是有所助益的。Gusi, Raimundo, and Leal (2006) 研究振動
將頻率及振幅為 30 Hz 與 0.2g 且每次實施時間不超過 20 分鐘的振動式訓練 應用於停經後婦女中，可有效的抑制脊椎與股骨頸骨質流失，經過一年訓練後 發現，振動組比控制組顯著增加脊椎的骨質密度 1.5%，股骨頸骨質密度增加 了 2.17%。Verschueren 等 (2004) 針對 70 位停經後婦女探討二十四週的振動 訓練對肌肉力量及骨質密度的影響，隨機將受試者分成振動組、阻力組與控制 組，研究發現，振動組以等長及等張的大腿伸踢配合振動頻率為 35-40Hz 與振 幅為 2.28-5.09g，藉以激發肌肉的反射性收縮，每次 4 分鐘，每週 3-5 次，阻 力組則以 ACSM 建議的 8-20RM 的阻力負荷進行機械壓腿和大腿伸踢，控制 組不參加任何訓練，結果指出，在大腿骨質密度方面，振動訓練明顯地增加了 0.93% (p<0.05)，阻力組及控制組卻分別下降了 0.60%與 0.62%，可見振動訓練 對大腿骨質密度提升是有所助益的。Gusi, Raimundo, and Leal (2006) 研究振動