成年人体力活动、久坐行为与体质健康关系研究

2021-04-25章慧珍林家仕陈建明

体育科学研究 2021年2期

章慧珍，林家仕，陈建明

(集美大学体育学院，福建厦门 361021)

近年来，我国慢性病发病率、死亡率持续上涨，已成为社会关注的焦点。体质健康是国民身体健康状况的代表性指标，包含国民体质监测11项指标，能够准确预测许多慢性疾病的发病和全因死亡率[1-3]，因此了解体质健康下降的决定因素具有重要的公共卫生学意义。

影响体质健康的因素有很多，如营养、环境、遗传等，其中体力活动不足已被证实是影响体质健康的四大危险因素之一[4]，具有可逆性。通过增加体力活动水平[5-7]可有效增强体质，减少慢性病的发病及死亡风险。然而近几年，国外有学者[8-10]发现久坐行为同样也影响着体质健康，甚至有学者认为二者可能存在交互作用。那么体力活动、久坐行为对体质健康的影响是独立的，还是存在相互作用？

目前国内对此类研究还较少，已有的研究大多数只关注体力活动或久坐行为对体质健康的影响，而忽略了二者共同存在对体质健康的影响，并且调查对象主要集中在青少年，对成年人的调查较少。因此本文以成年人为调查对象，通过客观收集体力活动、久坐行为与国民体质11项指标数据，探究体力活动、久坐行为二者与体质健康的关联，为今后科学指导全民健身方案的制定提供理论依据。

1 研究对象与研究方法

1.1 研究对象

本研究以成年人体力活动、久坐行为及体质健康的关系为研究对象，以379名成年人为调查对象，经过筛选，剔除79名数据不完整者，最终确定300名成年人为调查对象，其中男性149名，女性151名。男性平均年龄为40.0±18.2岁，女性平均年龄为42±19.6岁。

调查对象为年龄20—59岁的男性或女性，具有完全的认知和行为能力，自愿参与项目测试，并签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 加速度计传感器测量体力活动

PA采用ActiGraph GT3X+三轴加速度计(ActiGraph LLC， Pensacola， FL，USA)进行客观测量。受试者在调查员的指导下将已完成数据初始化的加速度计佩戴于身体右侧与肚脐平高的髋部[11]，受试者需连续佩戴7d(包含5个工作日、2个周末)，除游泳和睡眠外，其他清醒状态下均不可摘下，测试期间不改变习惯性活动模式。回收加速度计后，利用ActiLife6.0(v6.13.3)对加速度计进行数据处理[12]，有效数据的筛选方案如下：加速度计有效时间设定为至少包含三个工作日和一个周末，每天佩戴时间大于等于8h，采样间隔为10S,加速度计数(counts)连续60 min为0判定为无效时间。能量公式选择FreedsonVM3C0mbination(2011),体力活动分层采用FreedsonVM3cut-points[13]。本研究主要选取中高体力活动总时间(即中等强度与大强度相加≥3.0METs)。依据《2018美国体力活动指南》的体力活动推荐量分层，分为低体力活动组(<150min/week，Low physical activity，LPA)、中等体力活动组(150≤X≤300 min/week，Moderate physical activity，MPA)、高体力活动组(>300 min/week，Higher physical activity，HPA)三个等级。

1.2.2 问卷调查获取SB

通过国际体力活动长卷久坐行为部分(IPAQ)对受试者一般情况基本信息和过去7天SB情况进行调查。将6h/day作为切点(有研究表明每天静坐6h是健康相关风险升高的阈值[14-16])将SB分为低久坐行为组(≤6h，Low Sedentary behavior，LSB)、高久坐行为(>6h，Higher Sedentary behavior，HSB)两组。

1.2.3 采集体质健康指标数据

体质健康主要选取国民体质监测11项，项目由身体形态(BMI(身高体重))、身体机能(肺活量、台阶测试)、身体素质(握力、选择反应时、坐位体前屈、俯卧撑(男)、仰卧起坐(女)、纵跳、闭眼单脚站立)三部分构成。由专业的国民体质监测测试团队工作人员，采用国民体质监测中心国民体质监测专用设备(恒康佳业HK-6800)提供11项指标测试服务，使用奥美之路(型号GZZ-V9)国民体质监测系统进行采集和统计学处理，并导出各指标的原始成绩及评分情况，将体质健康综合评价按照《国民体质测定标准》(成人部分)转换为合格、不合格两类。

1.2.4 统计方法

采用百分比形式来描述数据，运用线性回归分析不同等级PA、SB在控制混杂因素前后与体质健康的相关性。将PA、SB按不同等级组合分为HSB+HPA、HSB+MPA、HSB+LPA、LSB+MPA、LSB+HPA、LSB+LPA六个组，运用二元Logistic回归分析探讨在六组情况下与体质健康合格率的关系。数据分析采用SPSS22.0软件进行，显著性水平设置为0.05。

2 研究结果与分析

2.1 PA与体质健康的相关性分析

对PA各等级间体质健康的相关分析发现，无论男女各指标均随体力活动等级的提升而出现不同程度的改善，显示出明显的剂量效益。在男性中(如表1所示)，调整SB等因素之前(模式1)，肺活量(β=0.15，P=0.05)、台阶指数(β=0.23，P=0.04)、握力(β=0.16，P=0.05)、纵跳(β=0.21，P=0.04)、综合评价(β=0.19，P=0.03)与PA呈正向线性相关(P<0.05)，其余指标的改善程度不具有显著性，HPA组肺活量、台阶指数、握力、纵跳、综合评价相对LPA组分别提高了95.4 ml、6.7、2.5 kg、11.4 cm、1.3分左右。在调整SB等因素后(模式2)，肺活量(β=0.15，P=0.05)、台阶指数(β=0.21，P=0.04)、握力(β=0.12，P=0.04)、综合评价(β=0.15，P=0.04)与PA的正向线性相关仍不变(P<0.05)，但相关系数稍有减弱，而纵跳与PA的相关性不再显著，此外其余指标未因调整SB等因素而出现显著相关。

表1 PA与体质健康指标的线性回归分析结果(男)

在女性中(如表2所示)，调整SB等因素前(模式1)，肺活量(β=0.14，P=0.05)、台阶指数(β=0.17，P=0.03)、握力(β=0.13，P=0.03)、仰卧起坐(β=0.27，P=0.04)、综合评价(β=0.22，P=0.03)与PA呈正向线性相关(P<0.05)；BMI、反应时与PA呈负向相关但不具有显著性。在调整SB等因素后(模式2)，肺活量(β=0.13，P=0.05)、台阶指数(β=0.14，P=0.04)、握力(β=0.12，P=0.05)、仰卧起坐(β=0.31，P=0.03)、综合评价(β=0.22，P=0.04)与PA的正向线性相关保持不变(P<0.05)，除了仰卧起坐的相关系数稍有提高，其他指标的相关系数都略有下降。此外，其余指标与PA仍不具有显著相关。由此可见，PA在肺活量、台阶指数、握力、仰卧起坐(女)、综合评价方面显示出明显正向线性相关，且无明显的男女差异。

表2 PA与体质健康指标的线性回归分析结果(女)

2.2 SB与体质健康的相关性分析

通过对久坐行为与体质健康情况分析发现，无论男女各指标均随久坐行为等级的提升而出现不同程度的下降，显示出明显的剂量-效应关系。在男性中(如表3所示)，未调节PA等因素前(模式1)，BMI(β=0.22，P=0.00)与SB呈正向线性相关，相关性特别显著(P<0.00)，随着SB等级提高，BMI增加了1.6个单位。台阶指数(β=-0.27，P=0.00)、握力(β=-0.14，P=0.04)、闭眼单脚站立(β=-0.28，P=0.00)、综合评价(β=-0.31，P=0.00)与SB呈负向线性相关，随着SB等级提高，台阶指数、握力、闭眼单脚站立、综合评分分别降低了6.7、0.5 kg、22.9 s、3.9分。除此之外，其余指标的下降幅度无显著性。在调节PA等因素后(模式2)，BMI(β=0.13，P=0.04)与SB的正向线性相关以及台阶指数(β=-0.26，P=0.00)、握力(β=-0.13，P=0.04)、闭眼单脚站立(β=-0.20，P=0.00)、综合评价(β=-0.30，P=0.01)与SB的负向线性相关仍保持不变(P<0.05～0.01)，但相关系数稍有下降，其余指标未因调整因素而出现显著相关性。

表3 SB与体质健康指标的线性回归分析结果(男)

在女性的数据中(如表4所示)，在未调整PA等因素之前(模式1)，BMI(β=0.22，P=0.00)与SB呈正向线性相关(P<0.01)，随着SB等级提高BMI增加了1.8个单位；肺活量(β=-0.17，P=0.03)、台阶指数(β=-0.17，P=0.03)、握力(β=-0.22，P=0.00)、闭眼单脚站立(β=-0.26，P=0.00)、综合评价(β=-0.24，P=0.00)与SB呈负向线性相关，随着SB等级提高，肺活量、台阶指数、握力、闭眼单脚站立、综合评价分别下降了15 mL、4.8、3.6 kg、27.9 s、3.0分，相关性显著(P<0.05-0.01)。除此之外，其余指标的下降程度未发现显著线性关联。在调整PA等因素后(模式2)，BMI(β=0.13，P=0.05)与SB的正向线性相关以及肺活量(β=-0.17，P=0.03)、台阶指数(β=-0.31，P=0.00)、握力(β=-0.21，P=0.01)、闭眼单脚站立(β=-0.15，P=0.05)、综合评价(β=-0.13，P=0.04)与SB的负向线性相关仍不变(P<0.05-0.01)，台阶指数的相关系数稍有提高，其余指标相关系数均略有下降。除此之外，坐位体前屈、反应时、纵跳、仰卧起坐未因调整PA等因素出现显著相关性。 SB在BMI方面显示出正向线性相关，在肺活量、台阶指数、握力、闭眼单脚站立、仰卧起坐(女)、综合评价方面显示出明显负向线性相关，且无明显男女差异。

表4 SB与体质健康指标的线性回归分析结果(女)

2.3 PA、SB不同等级组合情况下与体质健康合格率的相关性分析

以体力活动与久坐行为不同等级组合为自变量，以体质健康合格率为因变量，HSB+LPA组合作为参照，logistic分析结果如表5所示，除了HSB+MPA组以外，其余组合体质健康获得合格的优势比均高于参照组，差异具有显著性(P<0.05)。处于同等级SB情况下，体质健康获得合格的优势比均随PA等级的提高而升高(在HSB情况下：LPAHSB，OR =1.41，95%CI1.27～2.43>1；在MPA情况下：LSB>HSB，OR=1.69，95%CI1.51～3.34>1.01，95%CI1.01～2.31)；在HPA情况下：LSB>HSB，OR=1.74，95%CI1.53～3.44>1.43，95%CI1.28～2.81)。可见同等级SB或PA中，体质健康的合格率会随着对方等级变化而发生改变，久坐行为等级越低，体力活动等级越高，其体质健康的合格率越高。

表5 体力活动、久坐行为二者组合与体质健康合格率的logistic回归分析结果

进行一步组间交叉比较发现，处于HSB的同时处于LPA情况下，其体质健康获得合格的优势比最低(1reference)，而处于LSB的同时处于HPA(OR=1.74，95%CI1.53～3.44，P<0.05)，其体质健康综合评价获得合格的优势比最高。可见当处于低PA与高SB、高PA与低SB这两种极端情况组合对体质健康合格率分别存在反向、正向的协同作用。当受试者处于HSB与HPA组合状态(OR=1.43，95%CI1.28～2.81，P<0.05)，体质健康综合评价获得合格的优势比高于处于LSB与LPA状态下的受试者(OR=1.41，95%CI1.27～2.43)。这表明当体力活动达到较高水平时，即使久坐水平较高，其体质健康获得合格的优势比可以超过低久坐行为组。可见高PA可以减少高SB对体质健康的危害，PA和SB之间存在相互抵消作用。

图1 体力活动、久坐行为二者组合与体质健康合格率逻辑分析森林图

3 讨论

3.1 PA是体质健康的独立促进因素

国外大量综述和跟踪性研究表明，PA与体质健康之间存在独立线性相关。在身体形态方面，R Golubic[17]对231名成年人进行了为期7年的跟踪队列研究，在控制年龄、随访时间、吸烟状况、经济状况和SB时间后，发现肥胖指数的降低与PA降低独立相关[β=-0.27(-0.36，-0.18)]。而本研究结果显示，PA与BMI之间无显著性相关。与本研究结果相同，王正伦[18]等人的研究提出BMI与PA无密切关系，同时指出肥胖组中、高强度体力活动反而多于正常组。导致这种结果可能是由于BMI指数不能准确区分身体质量成分，使得肌肉含量高者也可能被判定为体质指数超标。在心肺机能方面，J Henson[19]通过对752名男性进行横断面的调查发现，在调整SB等因素中，PA与心肺机能(β=0.21，P=0.00)之间存在正向的线性关联。心肺机能是体质健康指标中最为重要的，心肺机能常在与健康相关的体力活动研究中被提及[20]，心肺机能的变化通常被认为是体力活动的重要体现，许多学者认为心肺机能改善与体力活动形式的改变有着紧密的量效关系[21-24]，通过增加体力活动的强度、活动量都可以提高心肺机能。在力量素质方面，学者们存在不一致的看法，尽管有大量干预性研究一致认为增加体力活动对力量素质有着短期益处[25-27]，但观察性研究并不总是能发现体力活动和肌肉力量之间存在关联[28-31]。此后，有学者发现[32]PA与力量素质的关联会受到BMI等影响，与非肥胖者相比，肥胖者在基线时拥有更大的握力。在柔韧素质、平衡能力、反应时方面，本研究未发现与PA的显著关联，与本结果不同，大量研究[33-34]支持PA与柔韧素质、平衡能力呈正向相关，与反应时呈负向相关。导致结果之间存在差异的原因可能是体力活动的测量方法、统计的样本量、调整的混杂变量以及人群特征等因素所制约。虽然各学者在体质健康各指标与PA的关系上存在不一致的看法，但从总体来看，体力活动是体质健康的独立促进因素，通过增加体力活动更有利于维持身体形态、提高心肺机能、发展身体素质。

3.2 SB是影响体质健康的独立危险因素

SB与体力活动不足不同，指的是人在保持坐位或躺姿等身体状态时，其消耗小于1.5METs-h/week的身体活动，大量流行病学研究认为SB是独立于体力活动影响体质健康的危险因素。在身体形态方面，许多学者[17,35-36]认为久坐行为时间越长，体质指数越高，肥胖风险越高。在控制PA等因素后[37]，久坐行为与BMI仍呈正向线性相关并仍然显著(P<0.01)，另外有证据表明增加间断久坐行为的次数可以改善肥胖情况[38]。在心肺机能方面，J Henson[19]通过对752名男性进行横断面的调查发现，在调整PA等因素中，SB与心肺机能(β=-0.22，P<0.00)之间存在负向的线性关联。与此结果相同，许多学者认为[10]久坐是心肺机能降低的重要决定因素，随着久坐时间增加，人体的血液循环减缓,心脏的功能随之减退,同时还会使胸腔的血液不足,导致人的心肺功能进一步减弱。此外,心肺机能会随着BMI的增加而出现下降趋势[39]，表明SB导致的BMI下降可能是心肺机能下降的一大诱因。在身体素质方面，本研究结果显示SB与握力(男：β=-0.13，P=0.04；女：β=-0.21，P=0.01)、闭眼单脚站立(男：β=-0.20，P=0.01)呈负向线性相关，其余指标中未发现显著关联。而有学者发现SB与纵跳之间也具有负向关联[40],但未查阅到支持俯卧撑、仰卧起坐、反应时与SB具有显著相关性的支持性资料。究其原因表现可能与个体基线水平、先天遗传等因素影响有关，如选择反应时是反映人体神经与肌肉系统的协调性和快速反应能力的重要生理指标，其神经末梢敏感、神经通路长短对反应时起决定性的作用。综合上诉研究，基本与本研究结果相同，支持SB是体质健康的独立危险因素，长时间久坐会使身体素质下降，肥胖及心血管等疾病的风险增高。

3.3 PA、SB不同等级组合对体质健康存在交互作用

PA、SB不仅对体质健康存在独立的影响，二者对体质健康还存在着交互作用。美国一项针对10 984名21岁以上成年人的横断面研究[41]，在控制了混杂因素后，发现在SB<60 min，MVPA<60 min情况下，相比在SB<60 min，MVPA≥60 min(P<0.001)情况下，平均BMI较低(P<0.01)；而在SB<60 min ，MVPA≥60 min情况下，相比在SB≥189 min，MVPA≥60 min情况下，平均BMI无显著差异。一项前瞻性研究显示提高体力活动水平的同时减少久坐行为会改善肥胖的代谢标志物，而单独增加体力活动或减少久坐行为则无显著改善。研究结果表明SB、PA与体质健康之间的关联会随对方时间的变化而发生改变，PA与SB之间存在交互影响，但交互的内容与剂量还不能明确。一项健康风险的追踪调查发现[42]，久坐时间越短，体力活动水平越高，其健康风险越低；在同一体力活动水平下，久坐时间越长，健康风险越大。Matthews等[43]人将PA和SB各分为两个水平因素：高PA 和低PA，高SB和低SB。结果表明：在低SB(<6.5 h/d)和高PA(≥26.4 METs-h/week)时，全因死亡率风险最低;但在高SB(≥10.5 h/d)和低PA(<12.6 METs-h/week)时，风险高达47%。由此我们不难发现体力活动与久坐行为两个极端的交叉组合对健康具有正向或反向的协同效应。随后有学者[44]将此类研究进一步完善，将PA、SB分别作了4分位的分层(PA：<2.5、16、30、> 35.5 METs-h/week；SB：<4、4～6、6～8、> 8h/d)，结果发现，中高体力活动即使久坐时间较长，其死亡风险发生率也不会显著增加，甚至比中低体力活动要低得多，后者即使久坐时间较短，其死亡风险发生率也较大。比如体力活动≥35METs-h/week,久坐时间≥5 h/day情况下死亡风险指数(HR1.16，95%CI1.05～1.28)相比体力活动<2.5METs-h/week，久坐时间<1h/day组(HR1.32，95%CI1.20～1.46)显著下降(P=0.01)。该研究结果不仅验证上述研究结论，同时还发现PA、SB对健康效益的影响具有相互抵消作用。虽然以上研究都以健康效益作为因变量，但在体质健康中出现了同样的研究结论。本研究结果显示，在相同SB(或PA)等级情况下，体质健康获得合格的优势比随着对方等级的提升而增加。在LSB、HPA情况下，体质健康获得合格的优势比最高，在HSB、LPA情况下，体质健康获得合格的优势比最低。与在HPA、HSB情况下相比，在LAP、LSB情况下，体质健康获得合格的优势比反而更低。可见，无论是对体质健康还是健康效益影响，体力活动与久坐行为都存在协同或抵消的交互效应。