健康中国视域下静坐少动高校女教师剂量化运动干预的时效性研究

马 良 董 宏 潘朝阳

近年来，随着国家经济的快速发展以及物质生活方式的改变，人们的衣食住行都发生了日新月异的变化。尤其是伴随着人民生活水平的不断提高，中国居民的饮食习惯发生了巨大的变化。营养过剩和不科学的饮食行为导致中国居民慢性病发病率迅速上升。[1]糖尿病、骨质疏松、心脑血管疾病等已成为严重威胁我国居民健康的重大公共卫生问题。根据世界卫生组织的研究，约80%的心脏病、中风和2 型糖尿病以及40%的肿瘤可以通过饮食和锻炼预防。为了获得良好的营养和健康，除了合理的膳食结构外，科学合理有效的健身也起着重要的作用。另外，应该认识到当前我国体育人口的比例还未达到体育强国的建设目标，静坐少动或者体力活动不足的人群仍占很大比例。欧美发达国家也在力图改变静态生活方式的扩张，避免导致更大的经济损失和亚健康问题。通过梳理以往研究发现，最佳运动剂量问题日益受到国内外学者的关注，对运动与身心健康之间量效关系的研究日益增多，研究结果产生了不同的论断，即不同运动水平（剂量）与某种健康效应指标（如危险因素、疾病、生活质量）之间有着不同的联系。[2]虽然从大部分研究中可以得出身体活动与健康的相关关系，但对于说明运动与健康之间的量效关系还比较有限。因为有些研究属于观察性研究，不论是病例对照还是队列研究，从某种程度上来说存在局限性。另外，由于受体力测试方法和体力活动类型以及各类人群的局限，这种量效关系有一定的适用范围。基于此，本研究在北京市普通高校范围内，通过国际体力活动问卷筛选出符合静坐少动的女性教师，设置对照组，对比两种运动方式对改善中年女性教师健康的时效性变化，同时对产生良性健康效益的高校女教师开展为期三个月的停训后追访，观察其健康的时效性变化情况，以期为高校女教师提供更详细的运动建议和体育锻炼方案。

一、研究对象与方法

（一）研究对象

在北京市普通高校范围内选取在等级、招生数、开设专业等方面可以匹配的三所高校，通过海报形式招募志愿者，共计有156 人报名参与。通过纳入和排除标准的筛选，得到30—59 岁符合静坐少动的女教师共60 名，开设两种运动方式的实验组和一组对照组。实验时间为2020年4—6月。

1.初次纳入标准

（1）年龄：30—59 岁。

（2）性别：女性。

（3）医学史：没有心血管疾病以及代谢疾病，可伴有轻微血压异常、血脂异常。无运动禁忌证，是否绝经均可。

（4）静坐少动生活方式的判断标准：未参加每周至少3 天、每天不少于30 分钟的中等强度身体活动，且持续3 个月以上。

2.二次纳入标准

符合初步纳入标准的志愿者，对其再次发放国际体力活动问卷（IPAQ），根据问卷统计结果最终确定符合本研究实验设计所需的高校女性人群。

3.排除标准

（1）不符合纳入标准。

（2）最近半年内做过大手术的女性，或服用抗压药、减肥药等药物。

（3）有运动禁忌证，或身体及机能上存在缺陷。

（二）研究方法

1.问卷调查法

问卷发放对象来自北京市三所普通高校的女教师。本研究所采用的体力活动问卷为《国际体力活动问卷（IPAQ）》。[3]该问卷是国际体力活动测量工作组于2001年设计制定的，在国外测量的信度、效度好，适用于测量各类人群的身体活动情况。本研究采用该问卷，目的在于从实际活动量方面进行筛查，筛出符合本研究年龄段的具有静坐少动特征的受试者。

2.实验法

（1）运动干预方案

依据《ACSM 运动测试与运动处方指南（第九版）》中推荐的强度，单次运动量采用大运动量（60min/次）与小运动量（30min/次）两种形式，单次运动量设计通过访谈北京体育大学全民健身领域的权威专家和“国家共识指南”的推荐量制定。由于单纯健步走较难实现大强度健身的实验效果，因此本研究采用健步走与慢跑相结合的锻炼方式的大强度运动干预[4]，具体见表1所示。

①指跑步组使用70%—80%的储备心率跑。

（2）运动过程控制

运动干预之前先进行为期两周的调整训练，主要目的是让高校女教师熟悉计步器和心率表的佩戴方法和操作记录步骤，减少人为的实验误差，提高体育锻炼的连贯性和有效性，降低因操作不熟练和不规范造成的后期实验数据采集的精准度。每位受试者在适应性训练后按照分组要求，进行为期3 个月的训练。期间有课题组的工作人员在规定的时间段和固定的场所监督和指导志愿者进行科学锻炼，并通过线上的形式在群里打卡和拍照，进行相互交流、激励和监督。对每周没有按实验方案进行运动的志愿者进行线下指导和线上鼓励，每两周集中汇报各自的进展，每一个月采集一次志愿者的各项指标和锻炼记录情况。对照组除进行日常的工作和生活外，不进行任何形式的体育锻炼或者身体活动，保证实验对照的科学性和有效性。实验组除此之外还需要详细记录志愿者饮食、身体活动、生活习惯的情况，要求志愿者保持原先的膳食、身体活动及日常生活习惯，以减少这些因素对体育锻炼的潜在制约。同时，积极向志愿者宣传体育锻炼、运动营养知识，鼓励志愿者在QQ 群分享自己的锻炼心得、锻炼日志等，以保证锻炼的时效和顺从性。

（3）运动强度设置

对照组不采取任何形式的运动。对不同运动干预组进行运动负荷监控，运动强度根据靶心率范围通过心率表控制，运动量根据每周总的时间与单次的活动时间进行弹性把控。减少因个体性差异造成的运动干预不科学因素，提高实验的可操作性和科学合理性。

（4）变量控制

为了使实验干预方案达到预期的效果，对运动强度和运动量两变量同时进行控制，具体控制要求如下：

在运动过程中有超过两周及以上的运动强度没有达到预计心率强度，则剔除；

在整个干预过程中因个人原因累计时间超过两周及以上的，将受试者排除在外；

实验采取随机分组形式，确保不同组别之间没有组间或者组内差异；

受试者按照日常的生活习惯进行饮食，无刻意减肥节食或者口服减肥药物等影响实验结果的行为，若有则剔除。

3.数理统计法

运用SPSS24.0 对数据结果进行统计分析，依据相关分析和单因素方法分析不同等级女教师身体活动消耗量与心肺耐力、心血管健康指标之间的差异性。

二、研究结果

（一）受试者基础信息

通过招募并按照纳入和排除标准，共有60 名志愿者符合受试者的实验条件，均愿意参与为期12 周的运动干预实验。将这60 名女性受试者随机分成3 个组别，即对照组、跑步组、健步走组。每组各20 人。对照组不进行除日常生活和交通体力活动外的体育锻炼，跑步组和健步走组依据实验方案设计的运动负荷进行体育锻炼。经统计学检验，三个组别之间的基线值并没有出现显著性差异（p＞0.05），见表2所示。

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（二）不同组别运动干预情况

经过3 个月持续的运动干预，最终有45 人完成体育锻炼与最终的测试，即每个组别均存在一定数量的受试者流失。其中，对照组完成率最高，跑步组完成率最低。从实际反馈的状况看，造成受试者流失的主要原因在于临时外出、培训开会、出国访学或者工作变动，以及生病和中途退出，还有一种情况是因身体活动的间断或者不可持续也被排除在外。经过剔除和确定，最终各组的有效样本量为对照组17 人、跑步组13 人、健步走组15 人（见表3）。

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通过表3可以看出，在干预过程中，各组流失率最低的是对照组，最高的为跑步组。这也与运动强度和运动量的大小有关联，强度越大，对机体的刺激越大，对心肺耐力的承受能力要求也越高。从初始目标强度看，各组基本达到实验运动干预制定的运动强度范围；在实际单次运动量方面，实验组高于初定的目标运动量，分别为31.48 分钟和35.31分钟；在实际运动频率方面，也都能够实现预定的目标方案锻炼，分别是3.72 次和3.47 次。说明各运动组别基本达到了初始的运动强度和运动量。而且，从志愿者锻炼日志上的记录来看，大部分的受试者能够实现从被动运动向主动锻炼的改变，并慢慢养成锻炼的习惯。由于聊天软件微信的出现，通过建立微信小组进行锻炼心得和运动情况分享，在一定程度上激励了志愿者交流的主动性和锻炼的依从性，能更好地督促她们根据运动干预方案的设计进行锻炼，也从侧面反映出受试者运动的积极性。

（三）不同运动方式训练和停训后形态学指标时效性变化

1.体重指标时效性变化情况

在经过三个月的运动干预之后，各组的志愿者体重指标表现出了不同程度的显著性差异（见表4）。具体表现在：对照组停训后三个月比干预前有显著性差异（p＜0.05）；健步走组干预三个月后女性体重均表现出降低的趋势，而且停训三个月后仍能保持在一定的水平；跑步组在运动三个月后出现了显著性差异（p＜0.05），而且停训后也出现了一定的时效性变化（见图1）。

表4 体重指标时效性变化情况

图1 体重指标时效性变化差值

2.体脂百分比指标时效性变化情况

在经过三个月的运动干预之后，各组志愿者的体脂百分比表现出了不同程度的显著性差异（见表5）。具体表现在：对照组停训三个月后比干预前有显著性差异（p＜0.05），说明不运动是体脂率变化的一个重要影响因子；健步走组干预三个月后女性体脂百分比表现出降低的趋势，而且停训三个月后仍存在一定时效性；跑步组在运动三个月后出现了显著性差异（p＜0.05），但停训后未出现一定的时效性变化。女性在停训后的差异组间对比没有显著性变化（见图2）。

表5 体脂百分比指标时效性变化情况

图2 体脂百分比指标时效性变化差值

3.不同运动方式训练和停训后的心肺功能指标时效性变化

（1）血压指标时效性变化情况在经过三个月的运动干预之后，各组志愿者收缩压表现出了不同程度的显著性差异（见表6）。具体表现在：对照组女性出现了显著性变化；健步走组的女性变化的差异明显；跑步组的女性在运动后和停训后均表现出了显著性差异（p＜0.05）（见图3）。

表6 收缩压指标时效性变化情况

图3 收缩压指标时效性变化差值

在经过三个月的运动干预和停训后，各组志愿者的舒张压表现出了不同程度的显著性差异（见表7）。具体表现在：女性对照组停训后三个月比干预前有显著性差异（p＜0.05）；健步走组和跑步组在差值对比方面，运动后和停训后都呈现出了一定的时效性变化（见图4）。

图4 舒张压指标时效性变化差值

表7 舒张压指标时效性变化情况

（2）最大摄氧量指标时效性变化情况

各组志愿者的最大摄氧量经过三个月的运动干预后表现出了显著性的差异（见表8）。对照组虽然没有经过运动干预，但也出现了停训后的差异，分析原因可能是静坐少动或体力活动不足引起。健步走组整体效果不如跑步组的时效性变化趋势明显（见图5）。

表8 最大摄氧量指标时效性变化情况

图5 最大摄氧量指标时效性变化差值

三、讨论

（一）运动对体重时效性的影响

身高和体重是衡量人体是否健康匀称的重要参考指标。具体而言，在身高不变的情况下，人的体重基本可以说明人体的横向尺寸。[5][6]通过体重的变化可以从一定程度上了解水含量和脂肪含量变化情况，可以涵盖肥胖情况、消瘦情况以及标准情况三个维度。[7]本研究发现，健步走组干预三个月后女性体重均表现出降低的趋势，而且停训三个月后仍能保持在一定的水平；跑步组在运动三个月后出现了显著性差异（p＜0.05），而且停训后也出现了一定的时效性变化。分析原因是随着经济的快速发展和城市化的高度发展，人们的生活节奏不断加快，麦当劳、方便面、膨化食品等快餐食品逐渐受到人们的欢迎，造成热量摄入过多；加之随着生产力的提高，大型机械和电脑代替了传统的手工作业，汽车代替了步行和自行车，“久坐”便成为人们工作和生活的常态。运动对体重的影响效果较为明显，而且能够出现一定的时效性作用。另外，规律运动和身体活动不足，会对女性教师能量代谢带来不同的变化，身体活动不足人群能量代谢率普遍偏低，同时营养膳食的摄入热量问题也是致因。

（二）运动对体脂百分比时效性的影响

有规律的锻炼确实能改善人的身体结构，但它也包括很多因素，比如训练年限、持续时间、运动量、运动强度和能量摄入。其中，运动强度起着重要作用。前人研究中针对不同的运动强度和运动量对身体组成的影响，得出了不同的结论。人到中年，由于生理机能的变化和体力活动的缺乏，身体组成发生了不同程度的变化，其中，体脂含量的分布和变化一直是国内外学者关注的问题。有研究表明，我国城市居民进入成年后体重持续增加，但大部分为脂肪，而肌肉含量和骨矿物质含量保持稳定并略有下降。[8]随着年龄的增长，女性体脂主要堆积在躯干和大腿。本研究发现，健步走组干预三个月后女性体脂百分比表现出降低的趋势，而且停训后三个月后仍存在一定时效性。跑步组在运动三个月后出现了显著性差异（p＜0.05），通过中等强度长时间体育运动，脂肪供能占比提高，可达到降低体重和减少脂肪的作用，运动时间越长改变机体的效果越好。有学者针对绝经妇女进行为期一年的身体活动干预后发现[9]，随着体重的减轻，内脏脂肪也会相应减少。对肥胖者进行运动干预时，运动量与体脂之间存在量效关系。跑步可以减轻体重、改善体形，这是一个不争的事实，但将高强度和中、低强度跑步进行比较，可以发现，中、低强度跑步可以显著提高年轻女性的体重、身体质量指数和腰臀比，效果比高强度跑步更好。有研究的结果与此类似，其指出对于减肥减体重的人群来说，运动强度在最大心率的60%—80%范围内，运动时间保持在30—60 分钟，效果最为显著。[10]该强度与中、低强度跑步相似，说明在该强度范围内跑步，对改善身体质量指数和腰臀比有积极作用。通过实验结果结合以往的研究可以发现，在体重和体型改善方面，中、低强度跑步对降低腰臀比有显著的效果。相比之下，中、低强度跑步比高强度跑步更能有效地减轻体重，改善身体质量指数和腰臀比。有研究表明，老年人群的体育活动水平与体质指数呈负相关，但在70 岁以上老年人中差异不显著，两者之间的相关性会随着年龄的增加而逐渐降低。[11]另有研究表明，日常体育活动不足以增加肌肉质量，需要结合一定强度和频率的运动干预，才能有效地增加肌肉质量或防止肌肉流失。饮食结构和营养摄入也是影响老年人身体组成的必然因素。定期进行16 周的体育活动干预，对被试的体重指数、腰围、体脂率、脂肪含量均有良好效果，能降低肥胖风险。[12][13]体育活动对超重的作用机制主要体现在脂质代谢、胰岛素激素代谢的调节以及肥胖相关基因的表达。相关学者在人体和动物实验中发现，体育活动可以改善人体的基础代谢，增加能量消耗，同时增加相关激素的分泌，增强胰岛素敏感性，改善脂质代谢。[14]

（三）运动对血压时效性的影响

随着年龄的变化，中央大弹性动脉的血管壁内部结构发生改变，大弹性动脉出现扩张，动脉直径开始扩大。[15][16][17]年龄增长还会引起心率变慢和血压升高，其机制在于血管重构现象。此外，月经状况与性激素和血脂的变化有一定的相关性，即随着女性进入围绝经期和绝经后期，血清雌二醇水平逐渐降低，而TC 浓度则会逐渐升高。研究表明，北京女性自然绝经的平均年龄在48 岁左右，但近20年来女性自然绝经年龄却提前了2 岁。[18]本研究发现，跑步组的志愿者收缩压表现出了不同程度的显著性差异，具体表现在对照组女性出现了显著性变化，健步走组女性的变化差异明显，跑步组女性在运动后和停训后均表现出了显著性差异。健步走组和跑步组舒张压在差值对比方面，运动后和停训后都呈现出了一定的时效性变化。研究证实，心血管健康风险因素与年龄之间存在着复杂的关系，如连续性、分期和分级，而且年龄可能是比性别更重要的危险因素。首先，跑步锻炼作用于大脑皮层和皮层下血管运动中枢[19]，可以改变过度反应的状态，从而产生降血压的效果。大量运动使受试者的血管扩张，毛细血管的数量和密度发生变化，改善了血液循环和代谢作用。中等强度的运动可以改善身体的迷走神经张力，降低交感神经活力，平衡血管收缩。具体来说，可以提高大动脉的弹性，降低血压。

（四）运动对最大吸氧量时效性的影响

心肺耐力是人体在不间断的体育活动中继续锻炼的能力，主要反映机体在特定运动强度下的心肺适能效果。[20]心肺适能一直被作为衡量人类健康体质的核心评价指标。循证医学已经证实，人体的心肺适能水平越低，心血管危险因素的风险就会提高。随着科学技术的迅速发展，高强度体力活动的工作形式慢慢变少，静态生活方式逐渐成为导致心肺耐力下降的最重要原因。本研究结果显示，对照组虽然没有经过运动干预，但也出现了停训后的差异，分析原因可能是静坐少动或身体活动不足引起。健步走组整体效果不如跑步组的时效性变化趋势明显，这反映出运动强度是引起最大吸氧量变化的最重要因素，中等强度比高强度或大运动量更有利于提高体育活动不足的女教师心肺健康水平。总的来说，最大吸氧量和身体活动水平之间存在剂量—反应关系。最大吸氧量的变化主要取决于氧运输系统的功能，而血液的运输能力、线粒体的数量、肌肉的利用和摄取、氧容量是限制最大吸氧量增长的关键机制。因为最大摄氧量可以有效反映人体功能、心肺耐力、利用氧气以及骨骼肌运输效率，同时它也被认为可以有效评估心血管疾病的发病风险水平。[21][22]

四、结论

经过三个月规律运动可获得显著的健康效益，并且存在一定的时效性。规律运动使高校女教师的健康受益显著优于静坐少动女性的体型、心肺耐力等，而且指标的变化支持长期有氧规律锻炼对健康促进的影响。具体表现在：中等强度的健步走或者跑步均可以提高静坐少动高校教师的心肺耐力，而且持续运动三个月后能够保持一定的健康效益；中等强度运动对于血压的改善也有一定的作用。