儿童青少年身体活动的健康效益研究述评

周天舒，樊 冲，刘祥茂，王军利

(中国矿业大学 体育学院，江苏 徐州 221116)

儿童青少年的身体活动和体质健康问题已成为近年来国内外研究的热点。随着生产生活方式的现代化发展，人们的日常身体活动时间不断被挤压，久坐少动时间不断增多，健康问题日益突出[1]，身体活动与健康风险因素之间的联系十分密切。世界卫生组织(world health organization，WHO) 发布的身体活动健康促进的全球建议指出，青少年身体活动不足与体适能水平下降会增加慢性非传染性疾病的发生风险[2]。《国务院关于实施健康中国行动的意见》指出，要普及健康知识，引导群众建立正确健康观，加强早期干预，形成有利于健康的生活方式。积极的身体活动对儿童青少年的生活质量有许多益处，养成良好的体育锻炼习惯十分必要。关于身体活动健康促进的研究也日益增多，涉及认知、心肺功能、身体成分以及常见的慢性疾病等诸多方面，但目前的研究相对零散，部分结论观点也存在一定的争议。因此，本文对涉及儿童青少年身体活动健康效益的高质量文献进行了梳理，归纳总结已被实验证实的身体活动健康效益，探讨研究中存在的问题，以期为今后的研究工作提供参考。

1 资料和方法

1.1 文献来源

以“身体活动”“体力活动”“健康促进”“健康效益”“physical activity”“physical fitness ”“health benefits”为中英文关键词，根据需要将多个关键词联立组合，检索中文电子期刊CNKI数据库、生物医学文献数据库CBM以及Web of Science数据库。

1.2 文献选取

排除下列文献：未涉及儿童青少年身体活动健康促进、健康效益的文献，缺乏对照实验研究的文献和综述类文献，重复性文献和无关文献，筛选出具有权威性的高质量文献共32篇。

2 结果与讨论

2.1 身体活动对儿童青少年脑健康的效益水平

儿童青少年时期处于大脑的快速发育期以及学习的重要阶段，除了健康均衡的饮食习惯外，运动也是必不可少的。越来越多的研究证实，一定强度和量的身体活动(physical activity，PA)对人的脑健康能够产生积极影响[3]。有神经科学领域的研究表明，人体大脑中的海马区与人的记忆能力、工作能力相关[4]。中高强度身体活动(moderate to vigorous physical activity，MVPA)作为外源性刺激，可以增加海马内脑源性神经营养因子(BDNF)、血管内皮生长因子(VGEF)、血清胰岛素生长因子(IGF-1)等因子的利用率[5]，促进大脑结构和功能的适应性变化，提高血液运输能力(营养输送和废物清除)，进而对记忆、大脑执行力、注意力等能力的改善起到促进作用[6]。也有观点表示，MVPA首先提升了儿童青少年的有氧能力，进而影响认知功能。Chaddock L等人[7]运用BOLD-fMRI技术(血氧水平依赖功能磁共振成像)对8～9岁儿童进行为期9个月的MVPA干预实验分析，发现有氧能力与大脑海马区体积有关，使脑中白质微结构、灰质区域等产生适应性变化，且有氧能力改善了海马区的血液流动。认知能力主要包括注意、记忆、执行能力、信息处理等方面，这些能力也影响着儿童青少年的学业成绩。美国一项持续三年的针对小学生的课间PA干预实验发现，每周不少于75 min的MVPA，实验组在拼写、写作、数学及综合能力上的表现均优于对照组，这或许与实验组学生认知能力的提升有关[8]。SinghAS等人[5]通过PA对儿童学业成绩影响的最新证据的系统审查和评估，发现认定PA对整体学业成绩有积极影响的证据较少，但是基于与数学有关的学术成果，获取了强有力的证据证明PA的增益作用。

身体活动对青少年精神障碍改善与心理健康的促进效果日益受到关注。加拿大多伦多儿童医院精神医学系的 Korczak等人[9]通过文献梳理与荟萃分析，发现PA水平与抑郁症状有关联，PA水平越高，症状越轻，但与重症抑郁诊断率的关联无统计学意义；PA的频率与强度越高，抑郁症状的降低程度越显著。在运动项目方面的研究显示，娱乐性的、有氧的、非竞争性的体育活动项目对抑郁症的治疗效果更加理想[10]。一项借助液相-质谱(LC-MS)法以及MetPA数据库对抑郁大学生的研究表明[11]，身体活动能够改善抑郁症的代谢机制，减轻抑郁症症状，但是需要一定的强度和较长的干预时间。目前关于身体活动对青少年抑郁症的预防机制实验验证较少，研究不足。近期一项针对高校学生体育锻炼(中高强度身体活动)的干预研究认为，体育锻炼可对大学生身心健康、精神愉悦、自我磨炼以及社会交往等产生积极的影响，有效提高其心理健康和心理韧性[12]。对于儿童少年，中、小强度的有氧锻炼能够取得较好的健心效果和获得更多的运动愉悦感，大强度身体活动不宜过多[13]。

可知，积极的身体活动能够有效促进儿童青少年的脑健康，对记忆力、大脑执行力、注意力等认知能力的改善均有帮助，能够改善情绪，获得健心效果与运动愉悦感。现有认知方面的研究中，对儿童青少年的学业成绩关注度较高，但是可能影响学业成绩的不定因素较多，还需要进一步探索。身体活动对于患有抑郁症的青少年，能够改善病症的代谢机制，减轻抑郁症症状，且减轻程度与身体活动强度、时间有关联，需要一定的强度和长时间干预才能有明显效果。不过，身体活动对抑郁症等精神疾病的预防功效的研究较少，今后可以增加这方面的研究。以上干预实验中，MVPA为主要干预手段，常规身体活动(低强度)涉及较少，故只能确定中高强度身体活动对儿童青少年的脑健康效益显著。

2.2 身体活动对儿童青少年身体成分的效益水平

身体成分的研究可以反映很多健康问题，国内外学者借助人体成分分析仪、生物电阻抗、人体测量估算法等方法和手段，对身体活动与儿童青少年身体成分的关系进行了一系列研究。在一项天津市部分大学生身体活动与身体成分相关性的研究中显示[14]，男、女大学生每日中高强度身体活动时间、日均能耗量、每周运动次数、每周运动时间与体脂肪、体脂百分比呈负相关，与瘦体重、肌肉量、骨骼肌等呈正相关；而每日静坐时间和体脂肪、体脂百分比呈正相关，与瘦体重、肌肉量、骨骼肌呈负相关。久坐少动、身体活动不足会导致脂肪易堆积于臀、腹等部位，进而体脂百分比升高。肌肉量不足，体脂肪、体脂百分比过高，不利于青少年体型的保持，超重肥胖风险会升高。一项针对初中生的干预研究发现，女生中高强度身体活动对脂肪含量的降低有明显作用，低强度身体活动作用不明显；不过男生的运动干预组和对照组身体成分变化近乎相同，无法判断干预效果，可能与青春期的生长发育变化有关。在分析身体活动对身体成分影响的过程中，要考虑到饮食的控制问题，身体活动的增加会带来更多热量的摄入，可能会影响实验效果[15]。

超重肥胖问题在儿童青少年群体中愈发流行，身体活动不足是导致该现象发生的重要原因之一[16]。Ferrari 等人[17]研究显示，增加MVPA 能够降低体脂百分比，在一定范围内处于较高身体活动水平对减轻肥胖问题有显著的作用。关尚一等人[18]运用Actigraph 加速度计监测和Fractional polynomial 回归模型等方法，结合美国青少年受试者的身高、体重以及膳食摄入情况，分析中高强度身体活动量与肥胖风险的关系，并拟合出它们之间的“剂量-效应”关系曲线(见图1)。结果发现青少年肥胖风险随着中高强度身体活动量的增加呈现出曲线下降的趋势，二者之间存在“剂量-效应”关系。

图1 MVPA与青少年肥胖风险的剂量效应[18]

健康的身体活动方式、足够的身体活动强度和时间，对降低青少年肥胖风险很有帮助，还能够改善血压和胆固醇水平[19-20]。另外，这种身体活动带来的健康影响还存在一种延续效应[21]，许多超重肥胖儿童进入成年期后仍能保持这种状态，因此积极的身体活动既能在青少年时期很好地控制体重，还能够降低成年后由肥胖引起的许多慢性疾病的发生风险。

近年来，脊柱形态不良等骨骼健康问题呈现出低龄化趋势。儿童青少年时期是骨骼生长发育的关键时期，由于骨骼中无机盐含量比较少，骨质尚不稳定，长期的久坐少动、低头伏案、坐姿不正等易导致脊柱的畸形发育。在青少年时期尽可能地提高骨量积累，尤其是峰值骨量(peak bone mass,PBM)，被认为是预防骨质疏松和促进骨骼健康的有效方法之一[22]。骨的外表面(骨膜)覆盖很大比例的活跃的成骨细胞，一定强度和量的身体活动产生的冲击力和肌力增长等机械刺激能影响成骨细胞，进而促进骨量积累与骨膜结构的改变，使骨骼更加强健[23]。一项关于加拿大青少年的纵向跟踪研究发现[24]，身体活动较多且达到PBM的青少年在后一年测量其总骨量(bone mineral content，BMC)，要高于身体活动较少的人群，男性、女性分别高出对照组16%和9%。骨量的增加使得骨密度提高，对预防成年后骨质疏松很有帮助，在青春期和青春期前保持体育锻炼，其预防效果会比后期药物干预和治疗更好[25]。Week等人[26]在学校内以跳跃运动为手段，进行了为期8个月的干预研究，在每堂课的热身活动中，增加了10分钟以上的跳跃练习。结果显示，男生全身的BMC比对照组高出4.2%，女生股骨颈和腰段脊柱的BMC分别高于对照组4.9%和1.5%，跳跃运动可以给予骨骼一种特殊的刺激，更有利于骨骼的发育，但需要达到一定的跳跃强度和练习时间。

综上所述，积极的身体活动对降低儿童青少年体脂肪、体脂百分比，提高瘦体重、肌肉量、骨量和骨密度均有一定的促进作用，能够优化其身体成分。较高的日常身体活动水平对于降低儿童青少年超重肥胖风险，改善脊柱不良问题，减少成年后骨量丢失、防治骨质疏松及骨折具有长远益处。在改善超重肥胖问题、增强骨健康等方面，相应的身体活动需要达到一定的强度和量才行，需要长期坚持，且肥胖风险和中高强度身体活动量存在“剂量-效应”关系；跳跃类运动对于提高骨密度和骨强度效果更为显著。近年来，超重肥胖问题在青少年体质健康领域仍是被关注的热点之一，关于骨骼与肌肉健康的文献较为陈旧和匮乏，今后应该拓宽身体成分方面的研究范围，多关注新出现的儿童青少年健康问题。不同身体成分指标与身体活动量的“剂量-效应”关系研究需要更加深入和全面，应该多考虑饮食管理和人体生长发育特点等问题，减少其他因素的干扰。目前的干预性研究中，干预手段的目的性较强且强度基本达到中或高强度，较难运用到儿童青少年的日常身体活动中来。

2.3 儿童青少年身体活动的其他健康效益水平

心肺功能是青少年体质健康评价的重要内容，大量的医学研究证明，人的运动能力与心肺的功能水平和健康状况之间有着密切联系。心肺耐力(cardiorespiratory fitness，CRF)是反映人体心肺功能的要素之一。美国心脏协会(AHA)曾指出，CRF是与血压、呼吸、脉搏、体温并列的第5大生命体征[27]。李新等人[28]运用功率自行车结合气体代谢分析仪等仪器对青少年的心肺耐力进行MVPA干预实验，研究发现PA增加确实对CRF的提高起到一定效果，但是相同身体活动强度下，干预时长不同带来的效果差异不明显，可能身体活动强度对CRF的改善更为重要，身体活动量与CRF增长之间并不是简单的线性关系，可能还受到遗传、生长发育等因素的影响。最大摄氧量是反映心肺功能的重要指标，能够用于评定人的有氧工作能力，王福杰等人[29]利用Actigraph GT3X 传感器对部分初中生进行身体活动监测，并且借助20米往返节奏跑推算最大摄氧量，体质健康测试仪测量肺活量，评定其心肺功能；结论认为身体活动水平对最大摄氧量和肺活量有显著影响，提高身体活动水平有利于青少年心肺功能的改善。临床医学上发现儿少期心肺功能健康与成年期心血管疾病密切相关，因此提升儿童青少年的心肺功能，对预防心血管疾病也很有帮助[30]。还有研究表明，耐力性运动、抗阻运动对青年人群心肌健康有一定的增益效果，可以有效降低心肌损伤或缺血[31]。

由于学生的学习压力增大、户外活动减少、视屏时间过长等因素影响，近视问题在我国尤为突出，视力问题会严重影响儿童青少年日常的学习和生活。研究表明，经常参加户外身体活动，能够减少长期注视静态物体造成的眼疲劳，增加接受光照时间，改善他们睫状肌的调节功能[32]，对近视的预防很有帮助。Suhr等人[33]研究发现，体育活动与近视之间存在反向关系，经常参加身体活动的儿童青少年近视率较低。对于有轻度或中度近视的儿童青少年而言，Yurova等人[34]认为体育活动有助于维持其现有视力并降低近视的发展速度。

3 结论与展望

儿童青少年的身体活动水平与其身心健康发展有着密切的联系。积极的身体活动对儿童青少年的脑健康发育效益显著，能够促进认知功能的开发，有利于学业成绩的提升；能够调节其情绪，健全心境，对于预防抑郁症或减轻抑郁症等精神疾病症状均有很好的效果。一定量和强度的身体活动能够促进儿童青少年的体脂百分比降低，提高肌肉量，降低其超重肥胖风险；能够提高骨量积累和骨密度，改善脊柱不良问题，降低成年后骨质疏松及骨折的发生风险。一定量和强度的身体活动还能够改善儿童青少年的心肺健康状况，提高心肺耐力和运动功能，预防心血管疾病。在视力问题上，保持良好的锻炼习惯能够缓解眼疲劳，有利于儿童青少年近视的预防和视力的维持。

身体活动量与各健康指标间的“剂量-效应”关系研究在近几年得以重视，但健康效益水平的界定标准仍比较模糊，而且研究者主要关注其有益的一面，往往忽视了不同运动剂量下可能带来的健康风险等不利因素。儿童青少年的超重肥胖问题仍是当前研究的热点，对于肌肉及骨骼健康等方面的研究较为不足，文献相对陈旧。目前的干预性研究中，以运动训练或者有目的性的干预手段居多，强度多为中或高强度，较难运用到儿童青少年的日常身体活动中来。建议在今后的研究中，设计采用更科学严谨的实验方案，重视干扰因素的控制，使研究结果更加全面与合理。加强对儿童青少年群体中新出现的体质健康问题的关注，丰富身体活动健康促进领域的研究内容。增加一些贴近儿童青少年常规身体活动的干预研究，可能更有利于今后在校园、家庭等环境中的干预策略实施。