精确地促进身体活动与运动

郑祥敏，张仁祥，常健康，余 洲

1 前言

身体活动 (Physical activity，PA) 涉及到所有的人体运动，包括有目的的锻炼(即有氧/力量运动)、职业活动、家务活、骑自行车上下班和休闲活动[1]。久坐和缺乏身体活动与心肺功能低下 (Cardiorespiratory fitness，CRF) 、高血压、糖尿病、高血脂症等有直接的关系。然而阳性的变化程度存在个体间差异，并非所有的锻炼方案都普遍有效，因此不应采用“一刀切”的运动处方。如何促进大众参与运动一直备受关注[2]，当前应充分认知身体活动/运动训练的量、强度、练习的次数和持续时间对个体产生的影响[3]，从而提高精确设计运动方案的能力[4]，精确地促进身体活动/运动。

2 提高心肺适应能力所需的身体活动量

CRF被广泛认为是非传染性疾病未来健康的预后指标，运动能提高心肺代谢能力[5,6]。增加PA和锻炼的量，从低到当前的运动推荐量，有助于在群体水平数值平均改善的背景下增加CRF。无论是通过更长的运动持续时间和/或强度来完成，与推荐水平(即每周中等强度150分钟或75分钟剧烈强度运动)相比，更高的活动量通常导致CRF的更大改善。通过匹配干预组之间的热量消耗来阐明强度对CRF反应的独立影响也相当大[3]。早期的研究表明，健康的久坐中年男性随机进行为期12周的剧烈强度(即63-81%最大有氧能力，每次350千卡)每周运动5天，与随机分配到对照组的男性相比，CRF增加15%；中等强度运动(最大有氧能力的42-60%，每次350千卡)CRF增加8%[7]。近年来，短跑间歇训练，包括短时(30-60秒)的超最大强度(>100%的最大有氧能力)运动，与中度持续有氧运动相比，CRF也增加了[3]。然而，CRF对训练方法(即中等强度与高强度)的反应的个体间差异模糊了个体层面的预期结果，因此可能会有所削弱。提供精确的PA和运动训练建议，以获得所需的能力，以期达成CRF的最佳增加。

3 身体成分对身体活动/运动量和强度的反应

目前，研究业已发现训练学上的变量对体成分产生的影响。受试人员被随机分配到活动对照组：HAHI组-相当于每周约20英里的慢跑，65-80%的峰值耗氧量(peak oxygen consumption ，VO2)； LAHI组—相当于每周跑步约12英里，峰值VO2达到65-80%)；或中度强度组(LAMI)：约12英里的慢跑，40-55%峰值VO2。与对照组和LAHI组相比，HAHI训练方案的参与者最大总体重(-2.9±2.8 kg)和脂肪量(-4.8±3.0 kg)下降最大。与对照组相比，LAHI和LAMI体重和脂肪量均显着下降，但结果相似。与对照相组比，腹部(脐部水平)，腰部(脐上方和剑突下方的最小水平周长)和臀部(水平，臀大肌最大突出)周长在活动组中显着减少。然而，在不同强度组中，与HALI和LAMI组相比，只有那些表现HAHI的患者臀围明显减少，这表明任何活动水平都有助于减少腹部，腰部和臀部周围(肥胖的替代指标)，但是，在较高的运动强度下持续时间较长可能需要经历更大的臀围减少[8]。Hammond 等人研究发现[9]，对于相当于运动训练工作量的24周干预，腰围和体重减轻的类似减少。与对照组相比，任何数量和强度的运动训练都会导致腰围减少，但在运动组之间没有差异，体重减轻。在HAHI组中，被认为具有临床有意义的体重变化(>2 kg)的参与者的百分比最高(68.4%)，其次是HALI(66.1%)和LALI(49.9%)，而HALI (69.8%)腰围有临床意义变化(> 2cm)的患者比例最高，其次是HAHI(60.5%)和LALI(50%)。然而，检查腰围和身体的个体反应对各个活动量的权重表明群体内相当大的个体差异，没有个体反应的一致预测因子。目前，已经确定影响体重调节的各种行为和生理因素。已经提出了应答增加的活动的补偿机制，通过增加活动量，基础代谢率，食物的热效应，以及影响能量平衡其他的能量消耗。

代表身体成分的圆周测量是快速和具有成本效益的标记，可以在任何环境中获得，同时提供临床上有意义的未来死亡率预测。增加成像技术，以量化特定隔间中脂肪组织的体积，加深了对运动的影响及其与减少脂肪的关系的理解。与久坐对照组相比，LALI、HALI和HAHI训练量有助于脂肪组织总数量减少更多、更显著。然而，运动量和/或强度似乎没有显著影响总脂肪、内脏和腹部皮下脂肪组织丢失的程度(在饮食模式保持不变时)。考虑到与脂肪组织升高相关的重大健康风险，低高海拔以下高浓度似乎有助于总脂肪组织的丧失。此外，在Cowan等人的研究中[10]，在先前讨论的各种量和强度下进行运动训练，保持骨骼肌肉总质量，与对照组相比没有变化。然而，与对照组相比，HALI和HAHI都导致上半身骨骼肌肉质量显著减少。在高量有氧运动训练计划中加入阻力运动方案，可以预防肌肉流失，同时优化脂肪组织的损失。

3.1 运动和身体活动对血压产生的影响(BP)

身体活动成就的众多健康益处中，显著的益处是降血压。在具有较高静息血压的个体中，静息收缩压和舒张压(SBP和DBP)下降的程度显著。然而，静息血压的变化甚至很小，(即SBP为3-5 mm Hg)在DBP中则为2-4毫米汞柱，均可以为中度和缺血性CVD事件减少7%至10%。在研究不同量和运动强度的作用的研究中，PA和运动训练的BP降低效果仍有很大差异，有些人表示BP的数量在增加时没有任何改善[3]。Church等人随机选择BP升高的女性进行中等强度运动(最大有氧能力的50%)，达到当前PA建议运动量的50%，100%或150%，对降低SBP或DBP没有影响[11]。在6个月的时间内与对照组的参与者比对。相比之下，最近的一项荟萃分析研究了高强度间歇训练与中等强度连续训练对高血压患者预先或确定的高血压持续训练的影响，结果显示SBP和DBP降低了两种训练方法的效果[3]。

3.2 身体活动对葡萄糖产生的影响

近年来糖尿病发病率和患病率的增加趋势导致过早的CVD和死亡率。血糖失调虽然复杂，但很大程度上归因于慢性缺乏身体活动和不良的饮食习惯。很明显，在前期糖尿病个体中开始结构化运动方案可以将胰岛素敏感性提高到相同程度，如单独开始药物治疗。事实上，运动训练可能优于药物治疗。此外，在整个生命过程中保持常规PA可以预防糖尿病的发展。最近的证据也可能表明HAHI和HALI运动训练可能导致葡萄糖和胰岛素对2小时口服葡萄糖耐量试验的反应更有利[12]。与对照组相比，18名参与者随机进行了24周的HAHI经历显著降低了两种葡萄糖，而HALI和HAHI组的曲线下胰岛素面积显著降低。与身体成分变化中描述的趋势类似，每组内部都有不同的改进；运动时间和强度都与他们的观察结果无关。当然，这些发现表明在HAHI进行运动会引起临床上有利的反应。最近，对这些数据的重新检查包括葡萄糖和胰岛素水平发生的日常变化[13]。葡萄糖和胰岛素水平的日常变化来自对照组从基线和24周测量值所经历的变化。曲线“无应答”阈值下的2小时葡萄糖和胰岛素面积分别测定为±2.2mmol / L和±940.2pmol / L，空腹胰岛素为±38.9pmol / L。应用这些阈值显示，无论运动组(LALI，HALI或HAHI)，都存在大量2小时葡萄糖无反应者(分别为98.0%，86.8%，94.2%)，并且与无反应者数量无差异。对照组(86.7%)。在检查曲线下胰岛素面积的变化以及空腹胰岛素时，这些趋势相似。

3.3 身体活动对脂蛋白水平产生的影响

定期PA和运动训练有利地改变高密度脂蛋白(HDL)和甘油三酯(TG)的循环血浆水平。中度至剧烈强度的有氧运动训练与HDL增加约4%相关，低密度脂蛋白(LDL)的变化极小，总胆固醇减少约2%，TG减少11%[14]。深入研究各种粒径、密度、组成和功能的影响有助于加强对有发展CVD风险的个体的检测。量化有氧运动训练对粒径影响的研究的荟萃分析显示，大HDL，LDL和平均LDL大小的浓度增加，同时降低大LDL(VLDL)，小LDL，中HDL的浓度，并且意味着VLDL大小，与年龄、性别、种族和体重指数(BMI)无关[15]。 然而，由于研究中运动强度的差异很大，因此无法确定运动强度对粒径变化的影响。此外，Slentz等人[8]研究数据还证明了HAHI运动训练在增加HDL，大HDL颗粒和HDL颗粒大小方面的有利作用。在去训练5天和15天后保留这些变化。LAMI组的参与者在去训练的第5天和第15天也经历了维持增加的HDL大小。此外，HDL胆固醇最公认的特征是其促进胆固醇从泡沫细胞逆向转运回肝脏的作用。HDL以这种方式转运胆固醇的能力与CVD的发展成反比。在6种不同的运动干预措施中，胆固醇外流能力的变化仅在运动强度高、强度大时出现。

4 促进大众积极参与身体活动/进行运动

任何量和/或强度的PA和运动，所带来的CVD和死亡率的整体风险降低，是促进参与任何形式运动的最基本的理由。此外，减少久坐似乎具有独立的健康益处。最近，Arena等人[16]提出了一种新的范例，供从业人员在评估运动模式和咨询患者进行更多运动时进行考虑，在该模型中，减少坐位时间以及增加步数/日和运动训练都是重要的独立组成部分此外，在评估和获得当前数据时，应始终将个体的CRF作为预后健康评估的一部分。当运动的所有三个组成部分都融入个人的日常生活中，达到最佳水平时，健康益处就会复杂化，以及CRF的潜在改善。从业人员采用拟议的范例允许采用更个性化的方法来规定运动计划。由于与先前不活跃的个体变得活跃相关的各种障碍，从业者开始锻炼的最初焦点应该是鼓励减少坐位并采用合理数量的一般PA和运动训练个人，同时促进逐步发展以满足PA指南。而精准医学的发展，精确的评定可能提供新的思路[17,18]。

虽然仍有许多研究领域需要确定不同数量和强度的运动对个体运动反应的影响，但很明显，与PA有关的精准医学可用于改善CRF。与HALI和LALI运动处方相比，在以前久坐的个体中在HAHI进行定期运动增加了CRF临床意义上更好适应性的可能性。旨在减轻体重和成分的运动处方可能不会受到运动量或强度的极大影响。然而，在较高强度下进行的有效的运动计划与较长的适度锻炼的类似热量消耗相匹配可导致体成分的类似减少。同样，只要每周运动符合PA指南，运动量和强度似乎都不会显着影响SBP、DBP和胰岛素敏感性发生变化的程度。最后，虽然大多数PA量至少达到推荐的PA水平有利于改善血脂分布，但是更高的运动量和强度似乎是改善HDL胆固醇携带能力的高预后指标所必需的。

5 小结

PA和运动训练是强有力的行为，改变个人的健康轨迹，以促进长期的身体独立，生活质量和降低发展成非传染性疾病的风险和过早的发病率/死亡率。未来的研究仍然需要充分了解不同数量和强度的PA和运动训练的长期影响，运动方式间的关系[19]，以及是否有一个人可以获得的益处的上限[20]，此外，对有助于识别无响应者和响应者的特征的理解有限。同时需明确标记在运动训练中的个体间反应差异。确定这些预测因素将极大地提高从业人员，以更加个性化和有效的方式设计出PA和运动训练方案的能力。