身体活动不足对成年人体质和健康影响的研究进展
2016-06-07衣雪洁张一民王丽岩
冯 宁,衣雪洁,张一民,王丽岩
(1.沈阳体育学院运动人体科学学院,辽宁沈阳110102;2.北京体育大学,北京100084;3.沈阳体育学院体育社会科学研究中心,辽宁沈阳110102)
身体活动不足对成年人体质和健康影响的研究进展
冯 宁1,衣雪洁1,张一民2,王丽岩3
(1.沈阳体育学院运动人体科学学院,辽宁沈阳110102;2.北京体育大学,北京100084;3.沈阳体育学院体育社会科学研究中心,辽宁沈阳110102)
身体活动不足已经成为现代人生活方式的最主要表现,并且已经成为世界范围内的公共卫生问题。对身体活动的内涵和分类进行梳理,确定了身体活动是由骨骼肌收缩产生的任何可以使机体能量消耗高于安静代谢水平的身体动作(包括静力性动作和动力性动作)。探讨了身体活动不足的判定标准,以及与静坐少动行为的关系。从身体活动量的变化对人类身体的体质和健康影响的角度进行分析:1)身体活动不足对成年人体质和健康的累积影响;2)由正常的身体活动量减少到身体活动不足时对体质和健康的影响;3)由身体活动不足提高身体活动量对体质和健康的效益。
身体活动不足;静坐少动行为;体质;健康
自从工业革命之后,随着经济社会的发展和科学技术的进步,已经降低了人们在日常工作和生活中完成许多任务时所需要的身体活动量。人们在工作、交通以及日常生活中身体活动逐渐减少,而且休闲时屏幕时间(电脑、手机、电视和电子娱乐等设备前的时间)所占的比重越来越大,导致参加体育锻炼时间较少。身体活动不足和静坐少动的生活方式已经成为世界范围的公共卫生问题,根据对全球122个国家成年人身体活动水平的分析,认为全世界成年人中有31.1%的人为身体活动不足。随着我国经济和社会的全面发展,城乡居民的生活方式正发生着深刻而急剧的变革。有研究表明中国人死亡风险因素和可预防性的人口特异危险性因素中身体活动不足占6.8%,仅次于高血压(11.7%)和抽烟(7.9%);身体活动不足已经成为引起中国人死亡和多种慢性非传染性疾病发生和发展的重要危险因素之一[1]。因此,加强身体活动不足对体质和健康影响的研究,有利于人们认识身体活动不足的本质,以及对大众体质和健康方面的影响;有利于促进康体结合,发挥提高身体活动量在疾病防治以及健康促进等方面的积极作用。
1 身体活动相关概念的辨析
1.1 内涵
Carl J.Caspersen等学者认为“身体活动(Physi-cal Activity,国内也称体力活动)”是指骨骼肌收缩产生的任何能量消耗的身体动作(any bodily movement produced by skeletal muscles that results in energy expenditure)[2-3]。身体活动包含四大要素:通过骨骼肌的收缩产生身体动作,引起能量消耗,能量消耗具有从低到高的连续不断的变化,与体质水平呈正相关。体育锻炼(Exercise,国内也称体育活动)是身体活动的一部分,是其下位概念,指为达到一定目标而有计划、有特定活动内容、重复进行的一类身体活动,目的在于增进或维持一种或者几种身体素质[2]。以前体育锻炼和身体活动通常作为同义词使用,但是近年来,体育锻炼已经成为身体活动的一个类别:“为了改善或者维持体质的某些素质,有计划、体系、可重复性和有目的的身体活动”,体育锻炼也可以表示为以提高体质为唯一目的的身体活动[4]。美国运动医学学会和《2008美国身体活动指南》[5]都基本沿用了该身体活动和体育锻炼的定义。
此后,我国国家卫计委疾病预防控制局颁布了《中国成人身体活动指南(试行)》,把身体活动定义为由于骨骼肌收缩产生的机体能量消耗增加的活动。进行身体活动是人体产生健康效益的生理基础[6]。身体活动概念范围可以说是一个复杂和多维的行为方式。身体活动可以确定为身体动作的一种行为,这种行为具有可以增加一些能量消耗并能改善体质的生理学属性。
由此可知,可以将身体活动理解为是由骨骼肌收缩产生的任何可以使机体能量消耗高于安静代谢水平的身体动作(这里的身体动作包括静力性动作和动力性动作)。
1.2 分类
身体活动可以有多种分类方法,根据肌肉收缩的形式,分为静力性运动和动力性运动;根据运动供能的代谢方式,可分为有氧运动和无氧运动;一般情况下都是按照日常活动进行分类。大部分学者和身体活动指南普遍根据日常活动把身体活动类别分为4类:职业性身体活动、交通往来身体活动、家务型身体活动和休闲身体活动(包含体育锻炼)[6-8],这样的分类更为合理。《中国成人身体活动指南(试行)》为了提倡通过体育锻炼弥补人们身体活动量的不足,特别把休闲身体活动替换为体育锻炼身体活动。同时,身体活动分类的研究已经发展成为运动科学和流行病学领域研究的一个重要的方向。为了科学准确地评估身体活动类别,学者们使用各种方法,尝试从不同的角度来探索身体活动类别、量、强度与身体健康之间的关系(图1)。
2 身体活动不足的判定
2.1 概念与判定
身体活动不足(Physical Inactivity),也有的国内学者称为体力活动不足或者缺乏身体活动(Absence of Physical Activity)。世界卫生组织在《关于身体活动有益健康的全球建议(中文版)》中明确指出身体活动不足为“缺乏身体活动或锻炼”[3]。在国际上广泛用于确定身体活动不足的方法为问卷调查法和运动传感器(加速度计和计步器)测定法。通常使用频率、强度、持续时间和活动形式来描述身体活动。
根据美国人身体活动指南中的规定,可以把身体活动分为身体活动不足,中等身体活动量和高身体活动量(表1)[5]。根据美国运动医学学会等研究机构近年来所证实的运动推荐量:每天进行30min(或者每周至少150min)的中高强度的身体活动,那么大概平均每天的步数为7 000~8 000步。Catrine Tudor-Locke的研究表明,平均每天低于7 500步即为身体活动不足,详细情况见表2[9]。
表1 根据一周的身体活动的总量把身体活动分为4类[5]
表2 根据步数判定成年人的身体活动不足情况
根据世界卫生组织关于身体活动有益健康的全球建议[3],国际身体活动问卷工作小组[10]、美国卫生部美国人身体活动指南[5]、中国国家体育总局体育科学研究所等部门[11],同时结合研究者的分析,断定当身体活动总量未满足以下4条标准的任何一项即可判断为身体活动不足:1)每周至少有3 d的高强度身体活动,并且每天不少于20 min;2)每周至少有5 d的中等强度身体活动,并且每次不少于30 min;3)每周步行、中、高强度身体活动合并累计不少于5 d,并且合计能量消耗量不少于600 MET· min;4)每天的总步数不少于7 500步。
图1 身体活动分类、特性与身体活动水平的关系(据文献总结)[7]
2.2 身体活动不足与静坐少动行为的关系
静坐少动行为(Sedentary Behabiours)指一系列几乎没有身体运动和较低能量消耗(≤1.5MET)的属性(例如坐着、看电视、开车)[12]。静坐少动的行为可以分为自由任意的行为和必须的行为。必须的静坐少动行为包括在工作场所或者学校学习和工作中坐着的行为,驾驶或者乘坐机动车的行为;自由任意的静坐少动行为包括休闲时间内阅读、看电视、玩电子游戏等屏幕时间。
Tremblay等学者明确将名词“身体活动不足”中的“身体活动”规定为“活动至少是中等强度”;“身体活动不足”即没有达到一些预先规定运动强度的身体活动量,尤其反对使用“静坐少动”来表示“缺乏中高强度的身体活动”。静坐少动的行为与身体活动不足的区别有重要的3条主要因素:静坐静坐少动行为可以理解为身体活动强度的一种(表3),身体活动不足是一种身体活动量。身体活动不足与静坐少动行为,两者的关系可以说既有联系又有区别。人们在日常生活中静坐少动行为的“量”积累到一定程度,就会导致身体活动不足“质”的变化。少动行为为唯一属性;静坐少动行为有一定的生理学应答;静坐少动行为的测量属性(表3)[12]。
表3 加速度计和国际身体活动问卷(IPAQ)测量身体活动强度比较
3 身体活动量的变化对体质和健康的影响
从古至今,很多健康专家普遍认为久坐不活动的人比身体活动活跃的人更容易患上疾病。最早记录这一观点的是英国生理学家Thomas Cogan于1584年的著作《The Haven of Health》[4]。近十几年来,从“身体活动”与“体质”之间的“过程”与“结果”关系,到“身体活动”与“健康”之间“剂量效应”关系(“剂量”是指身体活动量,“效应”是指健康结果)[13-14]。这个关系与医药处方相似,当药物治疗剂量发生变化时,预期效应也会有所不同;剂量效应关系可以是线性、指数或双曲线分布,并可能随所关心和测量的主要效应而异[14]。
本文主要从身体活动量的变化对人类身体的体质和健康影响的角度进行探讨,具体分为:身体活动不足对成年人体质和健康的累积影响;由正常的身体活动量减少到身体活动不足时对体质和健康的影响;由身体活动不足提高身体活动量对体质和健康的效益。
3.1 身体活动不足对成年人体质和健康的累积影响
人类社会从20世纪开始大规模出现身体活动不足的现象,几乎没有哪个职业可以提供足够的身体活动来维持健康或体质,通常缺少足够的身体活动来维持强健的肌肉、刺激心肺或者产生锻炼效果,这就导致了肥胖、冠心病、癌症、骨质疏松症和糖尿病[15-16,17-19,14]。
身体活动不足是心血管疾病(高血压、高血脂、冠心病、心肌病等)、代谢性疾病(如肥胖症、糖尿病、代谢综合症等)、骨骼肌肉异常(如骨质疏松和骨性关节炎)、某些肿瘤(如结肠癌、乳腺癌等)等慢性非传染性疾病发生发展的共同危险因素。有研究表明根据中国不同的地理和经济发展情况均匀分布的17个省份,对169 871名40岁以上的男性和女性代表性的群体(可以广泛代表中国各种人口构成)进行跟踪研究,找出死亡的主要原因和风险因素。研究发现主导中国成年人死亡的5大原因:每10万人中男性有374.1人死于恶性肿瘤,319.1人死于心脏疾病,310.5人死于脑血管疾病,54人死于意外事故,50.5人死于传染病;女性有268.5人死于心脏疾病,242.3人死于脑血管疾病,214.1人死于恶性肿瘤,45.9人死于肺炎和流感,35.3人死于传染病。其中有6.8%的死亡与身体活动不足有关。身体活动不足已经成为中国人群死亡和多种慢性非传染性疾病发生和发展的重要危险因素之一[1]。Jennersjo,P等对54~66岁224名男性和103名女性2型糖尿病患者根据身体活动情况分为<5 000步/d,5 000步/d~7 499步/d,7 500~9 999步/d,≥10 000步/d组。4组之间年龄、糖耐量、血压、血脂或者血糖没有显著性差异。<5 000步/天的受试者相对于身体活动较多的人有较高的BMI(28.8 vs.31.5 kg/m2,P<0.001),腰围(101.7 vs.108.0 cm,P<0.001),C反应蛋白(1.6 vs.2.6 mg/l,P=0.007),白细胞介素-6(1.9 vs.3.8 pg m l,P<0.001)和脉搏波传导速度(10.2 vs.11.0 m/s,P=0.009),由此可知身体活动不足可以导致2型糖尿病患者腹部肥胖、系统炎症和动脉硬化[20]。Hornbuckle L.M.等研究身体活动水平与身体成分变量之间的关系时对69名非洲裔美国中年女性(51.4±5.4岁)受试者划分为3组:<5 000步,5 000~7 499步,≥7 500步,发现身体活动量最小组的BMI(P=0.005),体脂率(P<0.001),腰围(P=0.004),臀围(P=0.043),显著高于最大组,其中腰臀比没有显著性差异。在控制年龄和饮食热量摄入之后进行偏相关分析,发现除腰臀比之外每天步数与这些身体成分指标具有显著性反相关关系(P<0.05),BMI(P<0.001),体脂率(P<0.001),腰围(P=0.002),臀围(P=0.017)。中年身体活动不足非洲裔美国女性有较高水平的体脂率、BMI、腰围和臀围。身体活动不足可以直接导致肥胖,同时可以引起由肥胖所带来的慢性非传染性疾病(高血压、糖尿病、中风和冠心病)[21]。Arlene L.Hankinson等对18~30岁3 554名受试者从1985—1986到2005—2006年20年的前瞻性纵向研究年轻成年人冠状动脉疾病风险发展过程中发现身体活动不足的受试者比高水平身体活动的受试者BMI和腰围增加的幅度要大,男性体重多增加2.6 kg,女性多增加6.1 kg;身体活动不足受试者中男性腰围多增加3.1 cm,女性多增加3.8 cm。长时间处于身体活动不足的年轻成年人,在向中年过度时体重和腰围将会出现较高幅度的增加,特别是对于女性来说情况更加严重[22]。Tom Ivar Lund Nilsen等学者对在1984—1986年时没有身体疼痛的3万名受试者进行研究,到1995—1997年进行随访时发生慢性肌肉骨骼疼痛的几率;研究发现每周身体锻炼时间与腰痛(男性,P=0.02;女性,P<0.001)和颈肩痛(男性,P=0.002;女性,P<0.001)的风险呈线性反相关关系。肥胖受试者会增加20%的腰痛和颈肩痛的发病率,身体活动不足和高BMI会增加患慢性腰痛和颈肩痛的风险[23]。此外,与高身体活动量的女性相比,身体活动不足的中年妇女全因死亡率将会增加52%,同时比癌症死亡率高了29%[24]。
3.2 由正常身体活动量减少到身体活动不足时对体质和健康的影响
日常生活中会经常出现身体活动水平较高或者经常参加体育锻炼的人,因为某些原因(出差、生病住院或者其他紧急事务)会有一段时间出现身体活动不足的情况。为了探究其中可能的关系,对9名健康男性(24±3岁;21.6±2.5 kg/m2)每天身体活动量的步数由10 000降低到1 500步并且饮食摄入热量增加50%,干预持续14 d。研究发现体重在第7和14 d就显著性升高(P<0.05),内脏脂肪在第14 d显著性升高(P<0.05)。口服葡萄糖耐量试验胰岛素反应在第4和14 d显著性降低(P<0.05),胰岛素敏感性在第3 d和7 d就显著性降低(P<0.01),在第14 d,最大摄氧量瘦体重相对值由58.3 ±2.4 ml/kg(FFM)·min显著降低到56.3±2.0 m l/kg(FFM)·min。高胰岛素—正常血糖钳夹试验葡萄糖灌注率已经下降44%(P<0.05),血浆瘦素和脂肪细胞因子水平显著增加(P<0.05),然而炎症标志物却没有变化[25]。对没有锻炼习惯的10名健康男性健康受试者(23.8±1.5岁;22.1±0.7kg/m2)从正常水平的身体活动(每天步数在10 501± 808)降低到几乎无身体活动量(每天步数在1 344 ±33)并持续2周的研究,发现最大摄氧量相对值、最大输出功率、全身骨骼肌含量和下肢骨骼肌含量降低幅度达6.6%~7.2%(P<0.01);日常生活中身体活动步数的降低会导致代谢功能的进一步降低,胰岛素敏感性降低17%,身体活动水平的急剧减少也会导致胰岛素抵抗[26]。20名健康受试者(14名男性和6名女性)经过5天的卧床休息,导致糖耐量胰岛素抵抗增加67%(P<0.001),也产生总胆固醇和甘油三酯增加。卧床休息也会使前臂和小腿微循环功能损害,降低肱动脉执行和增加收缩压。身体活动不足的健康受试者会加重胰岛素抵抗、血脂障碍、血压升高和微循环功能损害[27]。也有研究表明经过10 d的卧床休息干预,最大摄氧量降低15%,3周下降27%,卧床休息每天大概降低0.8%,也会导致骨骼肌含量和力量下降,甚至骨密度也出现降低[28]。老年2型糖尿病患者进行4年的研究发现,增加身体活动的病人比那些减少身体活动的病人腰围可以降低2.84,心血管代谢风险降低0.17;与减少静坐少动时间的病人相比,增加静坐少动时间的病人腰围增加3.2 cm[29]。
由此可知,在对身体活动不足受试者血管疾病的发病机理研究时,发现短期(5~14 d)身体活动不足可能会对身体代谢、身体成分和血管产生不利后果,即使是非常短时间(即使只有5 d)的卧床休息也会产生不利后果。胰岛素敏感性、大腿瘦体重、骨骼肌力量和最大摄氧量的降低都是影响死亡率升高的独立因子,然而较低水平的心肺功能是死亡率最佳的预报因子[30-31],胰岛素抵抗是许多慢性疾病首要的引发剂,这些都是增加死亡率的因素[32]。这些因素放在一起考虑,推测身体活动不足可能是首要的和易于患病的其他周围基因互相影响的结果。尤其是对于超重、老年人和其他具有家族遗传史的人来说,这些因素导致引发过早死亡率和(或者)慢性疾病。
3.3 由身体活动不足提高身体活动量对体质和健康的效益
在对身体活动不足成年人通过干预提高身体活动之后,已经证实对健康的影响具有很好的有益效果。提高身体活动对已经确定患有心血管疾病的人具有较大的益处,一些系统性的研究已经较为明确地表明经常参加锻炼对于患有心血管疾病的病人可以减弱或者逆转病程的发展具有重要作用[17]。例如,对48个临床实验进行元分析表明:与普通护理的病人相比,经常参加锻炼的心脏康复病人可以明显降低由任何原因和心血管疾病导致过早死亡的几率;每周1 600kcal的能量消耗,可以有效降低冠心病的发展,每周有2 200 kcal的能量消耗可以明显降低心脏病病人血小板数量[33-34]。低强度的锻炼(低于45%最大有氧工作能力,对心脏病人推荐最低强度的运动通常为45%的心率储备)对于心血管疾病的病人可以明显改善健康状态[35]。由此可知经常性的身体活动对于心血管疾病的二级预防具有很明显的效果,对降低过早死亡的风险也有效。
根据I-Min Lee等人研究表明,如果全世界身体活动不足的人提高到活跃的身体活动类别,那么在世界范围内冠心病的发生率将会减少6%,2型糖尿病、乳腺癌和结肠癌的发生率分别降低7%(3.9%~9.6%)、10%(5.6%~14.1%)和10%(5.7%~13.8%);人均期望寿命将会提高0.68岁。如果这些人群死亡归因分值(人群归因危险度百分比是广大流行病学工作者熟悉的公共卫生学指标,其计算主要根据某个危险因素对某病的相对危险度和人群中该危险因素的暴露比例)以中位数取值的话,全球将分别有39.9、4.7和6.9万人不会因为冠心病、乳腺癌和结直肠癌而死亡[36]。
Andrea L.Dunn等学者对身体活动不足的116名男性和119名女性进行6个月提高身体活动的生活方式干预或者有组织的体育锻炼的干预,并且在接下来18个月继续保持相应的干预方式。这两种干预方式在24个月中都能明显提高身体活动水平(生活方式提高0.84,95%的置信区间为0.42~1.25 kcal/kg每天,P<0.001;锻炼提高0.69,95%的置信区间为0.25~1.12 kcal/kg每天,P=0.02)和心肺功能(生活方式提高0.77,95%的置信区间为0.18~1.36 ml/kg每min,P=0.01;锻炼提高1.34,95%的置信区间为0.72~1.96 ml/kg每min,P<0.001);收缩期血压显著降低(生活方式降低3.63,95%的置信区间为1.72~5.54 mm Hg,P<0.01;锻炼降低3.26,95%的置信区间为1.25~5.26 mm Hg,P=0.02),舒张期血压显著降低(生活方式降低5.38,95%的置信区间为3.86~6.90 mm Hg,P<0.01;锻炼降低5.14,95%的置信区间为3.54~6.73 mm Hg,P<0.01);这两种干预方式都没有显著降低体重,但是每组的体脂率在显著降低(生活方式降低2.39,95%的置信区间为1.85~2.92%,P<0.01;锻炼降低1.85,95%的置信区间为1.28~2.41%,P<0.01)。比较24个月的日常生活方式的身体活动干预计划与有计划的锻炼对于提高身体活动、心肺功能和心血管疾病风险因素都有有效的影响[37]。
纵向研究表明,对于身体活动不足和身体活动活跃的2组受试者通过12周的提高身体活动量,组内腰围和空腹血糖水平有显著改善;组间安静状态心率、BMI和收缩压有显著差异[38]。128名身体活动不足受试者分别进行6个月的健身训练(每周4 d,每天43 min的70%最大摄氧量强度的运动)和健身走锻炼(每天超过10 000步),体重、腰围、腰臀比和安静状态心率显著下降,空腹血糖、糖耐量和血总胆固醇得到显著改善;仅有健身训练组峰值摄氧量得到显著提高(增加了9%)[39]。对197名年轻男性15个月的研究发现,在总运动量相等的情况下,中等强度的身体活动对保持健康的身体成分更有效(具有显著统计学差异);而高强度的身体活动对于提高心肺功能更有效,但是对于超重或者肥胖参与者这两种强度的身体活动对于提高峰值摄氧量没有显著性差异。即使中等强度和高强度的身体活动对总体健康水平具有积极影响,但是所影响的健康方面不尽相同[40]。
109名18~65岁急性下腰痛患者分成2组7天的身体活动干预,一组进行积极的增加身体活动(52人,平均每天介于7 500~10 000步),另一组尽量避免身体活动(57人,平均每天介于4 000~7 500步),积极运动的患者腰部疼痛感明显降低,特别是那些每天超过10 000步的患者甚至没有感觉到任何腰部疼痛)[41]。
4 结语
通过增加身体活动量来提高成年人的体质和健康水平,预防或者治疗慢性非传染性疾病具有很重要的作用。提高身体活动不只是在一级预防中带来健康获益,在疾病的二级预防中也能带来相似的益处;如果在最初诊断慢性疾病后就开始使用身体活动和运动进行干预,许多疾病带来的危害都可以减轻,而且对特定的疾病(如2型糖尿病)甚至可以阻止或延缓疾病的进展。当将身体活动作为二级预防的一部分时,慢性疾病患者的生活质量和寿命都会得到提高,也会对于慢性病高危人群的体质和健康状态得到提高,避免发展成为疾病的状态。
身体活动不足对成年人体质和健康的累计危害,这两种情况已经得到国内外学者的广泛共识。由正常的身体活动量减少到身体活动不足时,仅仅短期(5~14 d)身体活动不足可能会对身体代谢、身体成分和血管产生不利后果,即使是非常短时间(哪怕只有5 d)的卧床休息也会产生不利后果,这方面的研究需要进一步的关注。
身体活动与健康之间的剂量效用关系已经逐渐明确,但是某一身体活动总量、强度、时间、频率和形式针对某一具体的健康获益,还有待于进一步的研究;与此同时针对不同性别、民族和特殊群体(孕妇、绝境后女性、残疾和疾病)的身体活动研究与干预关注不够。
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责任编辑:郭长寿
Research Advance on Effect of Physical Inactivity on Physical Fitness and Health
FENG Ning1,YI Xuejie1,ZHANG Yimin2,WANG Liyan3
(1.School of Kinesiology,Shenyang Sport University,Shenyang 110102,Liaoning,China;2.Beijing Sport University,Beijing 100084,China;3.Research Center of Sports Social Science,Shenyang Sport University,Shenyang 110102,Liaoning,China)
Physical inactivity has become the most important manifestation of modern lifestyle and also a worldwide public health problem.In this study,the physical activity of connotation and classification are summarized.The connotation of physical activity is any bodily movement produced by skeletal muscles that results in energy expenditure(including static movements and dynamic movements)”.It discusses the criteria of physical inactivity,as well as relations with the sedentary behaviors.From the view of the physical inactivity effects on physical fitness and health,we analyze the cumulative impact of the physical inactivity,reducing from normal amount of physical activity to inactivity and increasing the level of physical activity.
physical inactivity;sedentary behavior;physical fitness;health
G804.23
A
1004-0560(2016)05-0081-07
2016-08-12;
2016-09-07
辽宁省社会科学规划基金项目(L15CTY002);沈阳体育学院第一批重点资助体育学学科研究方向建设项目;国家科技支撑计划课题(2012BAK21B01);2015年度辽宁经济社会发展立项课题(2015lslktzityx-07)。
冯 宁(1981—),男,副教授,博士,主要研究方向为运动促进体质健康的理论与实践。