中国健康成年人身体活动能量消耗参考值

邱俊强 杨俊超 路明月 陈雨扬 杨延平 曹维 孟锟 陈演 张君 许春艳 衣龙燕 郭娴 汪洋 严翊 李翰君 刘晓蕾 卓勤 赵文华 冯连世，6 Barbara E. Ainsworth

1 北京体育大学运动人体科学学院（北京 100084）

2 运动营养北京市高等学校工程研究中心

3 北京体育大学中国运动与健康研究院

4 北京体育大学中国武术学院

5 中国疾病预防控制中心营养与健康所

6 国家体育总局社会体育指导中心

7上海体育学院体育科学研究院

8 美国亚利桑那州立大学营养与健康促进学院（菲尼克斯，AZ 85003）

1 前言

2020年，世界卫生组织（World Health Organization，WHO）建议成年人（18～64 岁）每周身体活动（physical activity，PA）增加到300 分钟以上；或进行150 分钟以上的剧烈强度身体活动，这对心脏、身体和精神都有好处[1]。据统计，全球约27.5%的成年人不符合《2010年全球身体活动促进健康建议》中提出的PA推荐量[2]，而PA 不足导致能量摄入大于消耗的能量失衡则是慢性病和肥胖发生的主要根源之一[3]。

PA 指任何由骨骼肌收缩产生的机体能量消耗增加的身体动作[4，5]。PA是一个复杂的综合性概念，可基于功能定性（职业、运动、交通和家务）或基于强度定量（久坐、低强度、中强度和高强度）分类[6]。其中，PA 的强度通常以直接或间接测量一段时间的能量消耗进行评估。1993年，美国学者Barbara E. Ainsworth 等[7]发布了第1 版《身体活动汇编》（compendium of physical activities，CPA），其适用于16～65 岁健康成年人，并首次按类型和强度进行编码建立了PA 的代谢当量（metabolic equivalent，MET）数据库，此后于2000年更新至第2 版[8]。当前最新CPA[9]（第3 版）在2011年发布，且设立了官方网站（https://sites.google.com/site/compendiumofphysicalactivities/home），提供免费的相关资源和服务。最新版CPA 涵盖了超过1000 余种（21类）具体活动的MET 值，被经常进行体育锻炼人群、研究人员、教育工作者、健身专业人员以及卫生或商业部门广泛使用，是目前全世界PA研究最为流行的参考标准。然而最新版CPA 作为中国人群PA 能量消耗参考标准并不完全适合，主要存在以下问题：（1）CPA 是以西方人群的生活方式为基础进行编制的，并不包含中国人常见的传统运动，如健身气功、广场舞等；（2）260 种（32%）具体活动的MET 值为估算值；（3）中国人群某些具体PA的MET值可能过高或者过低[10]。

国内各部门和研究人员在测量PA 能耗方面开展了大量研究工作，但目前我国还没有系统地针对中国健康成年人PA 能量消耗建立参考标准。2021年中国卫生部疾病预防控制局发布的《中国成人身体活动指南（2021）》[6]和2013年国家体育总局出版的《运动健身的能量消耗》[11]较为全面地展现了多种PA 的MET 值，但大部分是以最新版CPA 为基础整理的数据；2016年中国营养学会更新的《中国居民膳食指南（2016）》[12]也列出一些常见的中高强度PA，但未具体指定MET 值。国家体育总局体育科学研究所先于2013年测量了1000名城乡居民的7种PA 能耗[13]，又于2013～2018年间测量并在国家人口健康科学数据中心（https://www.ncmi.cn/）发布了60 余种常见PA 的MET 值，但后者数据在上传10年后才可获取，数据具有滞后性。

本研究整合已发表和灰色文献中的中国18～64岁健康成年人PA能量消耗数据，对每种PA的功能、类别和强度统一编码，提供一个标准和全面的中国健康成年人PA能量消耗参考值，从而建立第一版中国健康成年人群身体活动汇编（Chinese compilation of physical activities，CCPA），为PA干预、健身方案或运动处方提供参考，能够灵活地满足临床和流行病学研究需求。

2 研究方法

2.1 数据来源

计算机检索PubMed，Embase，Scopus，Ebsco，Web of science，WANFANG DATA 和CNKI 数据库，以主题词和自由词结合进行检索，检索时限均从建库至2022年1月31日。中文检索词包括：量热法、能量消耗、能量代谢、摄氧量、耗氧量、需氧量、基础代谢率和代谢当量等；英文检索词包括：metabolic cost，calorimetry，energy metabolism，energy cost，oxygen consumption等。同时检索国家科技报告服务系统、国家人口与健康科学数据共享平台和公共卫生科学数据中心等，且对符合纳入标准的文献进行参考文献溯源。

根据纳入标准筛选文献：（1）中国18～64 岁健康成年人；（2）间接测热法（indirect calorimetric，IC）测量的PA 能量消耗数据；（3）以英文或者中文发表的文章。提取符合纳入标准文献中的题目、作者、年份、性别、年龄、体重、样本量、能量消耗相关结果、测量方式、活动时长和具体活动描述等。由2 位评价员独立筛选、提取、分类和汇总资料。

2.2 编码系统

CCPA编码系统由八位字母数字代码（code）、代谢当量（METs）、PA 类别（category）和具体活动（activity types）4部分组成（示例见表1）。

表1 身体活动汇编示例

2.2.1 字母数字代码

CCPA编码系统是字母和数字的复合代码，一个具体的PA 对应一个唯一的八位代码（3 位字母和5 位数字代码）。前三个字母（CHN）是中国的缩写，可以避免与CPA中的5位代码混淆。左起前2位数字代表PA类别，例如“01”代表“不活动休息/低强度活动”，“12”代表“中国传统运动”。后三位数字代表具体活动，例如“不活动休息/低强度活动”中的“008”代表“坐姿：使用手机”（CHN01008），中国传统运动中的“008”代表“太极拳：24式简化，低架势”（CHN12008）。代码排序按照文字条目通用排序规则（GB/T 13418-1992）中的汉语拼音和非汉字字符串排序进行排序。

2.2.2 活动类别

确定适合的PA类别是进行编码的第一步，本研究参照最新版CPA结合PA目的进行分类编码。CCPA中将PA分为13类，涉及生活（不活动、休息/低强度活动，步行，家庭活动，职业，交通）和休闲（骑自行车、跳舞、体育运动、跑步、健身和娱乐、水上活动、冰雪运动和中国传统运动）的身体活动。见表2。

表2 身体活动分类参考标准说明和解释（基于Ainsworth et al.1993[7]修订）

（续表2）

2.2.3 具体活动

具体活动的详细描述则尽可能提供强度、速度、功率自行车转速、比赛形式或派别等信息，旨在为CCPA使用者快速准确地识别到合适的编码和/或MET值。

2.2.4 代谢当量

MET是metabolic equivalent（代谢当量）的缩写，音译为“梅脱”，是简单、实用，且易理解的用于量化PA能量消耗的方法。1 MET 定义为静息代谢率，即安静地坐在椅子上休息时消耗的氧气量，大小约为3.5 ml/kg/min。如果一种具体活动为2 METs，则意为其需要消耗的能量是静坐的两倍。 METs 能够转换为千卡（kilocalories，kcal）或 千 焦（kilojoule，kJ），即1 MET=1 kcal/kg/h=4.184 kJ/kg/h。

CCPA 中每一项具体活动都匹配一个相应的MET值表示活动强度（久坐，≤1.5 METs；轻，1.6～2.9 METs；中等，3～5.9 METs；高，≥6 METs），数据源于已发表或灰色文献中的能量消耗值。CCPA 中一项具体活动的MET 值保留一位小数，如果是两项及以上相同或相似类型活动，则按多项相加取平均值确定最终MET值。如代码CHN05003，则是6项测量结果的平均值（表3）。

表3 身体活动汇编具体活动示例

3 研究结果

中国18～64 岁健康成年人身体活动汇编包含13类PA，241种具体活动。CCPA 的编码系统包含241 个代码，每一个代码对应一种具体PA。每一类PA 的数量并不相同，例如“健身锻炼（CHN05）”包含具体活动多达63种，“跑步（CHN07）”包含多达46种，同时“中国传统运动（CHN12）”也多达27 种，而“冰雪运动（CHN03）”和“交通运输（CHN06）”仅为3 种。各项具体活动见表4。

表4 中国18～64岁健康成年人身体活动汇编

（续表4）

（续表4）

（续表4）

（续表4）

4 讨论

4.1 CPA的国内外发展与意义

1993年，由Barbara E. Ainsworth 领衔的4 位高级研究人员编创了第一版CPA[7]，其关于PA 强度等级系统的建立对PA测量乃至PA研究领域的发展起到了革命性作用。事实上，CPA项目始于1989年，最初致力于解决从因果关系和剂量-效应两方面证明PA对人体健康产生益处的流行病学研究问题[130]。随着PA 能量消耗研究数据的不断积累，CPA 保持着旺盛的生命力而不断更新迭代，陆续在2000年和2011年修订至第2 版[8]和第3 版[9]，如今CPA 已成为世界卫生组织[5]、美国[131]和中国[6]等发布的PA指南中量化PA 能耗必不可少的参考标准。

CPA作为PA能量消耗和强度研究领域的奠基者，很大程度提高了后续相关研究中PA 运动强度的一致性和可比性。其奠基和引领作用主要体现在两方面：首先是在比较性研究中，即后续研究可对照CPA 中没有或估算的PA能耗进行测量补充，也可对已经存在的MET 值进行差异性分析。例如，Aguilar-Farias 等[132]通过间接量热法测量了20种不同的PA，与CPA中列出的值进行比较，也从另一方面为CPA 的更新与修订提供了数据基础。其次是体现在应用性研究中，众多的学术研究，如国民体质和PA 调查、健康管理的膳食平衡和疾病预防、运动训练的实时监控和个性化指导，以及教育教学的教师资源和学生实践等[130，133]都以CPA作为前期研究基础。

CPA 在我国逐渐被国家有关部门和学者所重视，极大地提高了其普及和应用程度。例如，上海体育学院研究团队不仅以“目的论”为理论基础，将“Compendium of Physical Activities”的中文翻译统一为“身体活动汇编”[130]，弥补了“体力活动能量消耗编码表”[134]或“ACSM 参考值”[10]等翻译的局限性。而且对CPA 进行了全面汉化，其中文版《身体活动METs表（汉英对照版）》被刊登在了CPA官网上。但是目前CPA在中国知网、万方和维普数据库中的相关研究屈指可数[130]，反映出相比于西方国家率先研制出的CPA，基于我国人群的能量消耗标准的编制相对落后。尽管如此，我国学者也一直活跃在PA能量消耗的研究领域中，从上世纪对多个工种能量消耗的调查研究，到本世纪国家科技支撑计划（2009年）[13]和国家重点研发计划（2018年）[15]等多个对PA能耗基础数据测量的重点任务的开展，特别是我国学者对中国传统运动（太极拳、八段锦、广播体操等）能量消耗的测量，一定程度丰富了能量消耗测试的活动种类[130]。但我国仍然缺乏以中国人群PA 测试数据为基础而编创的能量消耗参考标准。基于以上的原因，我国卫生部疾病预防控制局在最新发布的《中国成人身体活动指南（2021）》中引用的仍然是最新版CPA（第3版）[9]中具体活动的MET值。因此，本研究以中国人群的PA 能量消耗数据为基础建立适合中国人群的CPA，具有重大意义。

4.2 中国CPA的原创性

CCPA 最大的特点是全部以18～64 岁中国健康成年人为基础，最大程度地准确反映中国人群PA能量消耗。与最新版CPA[7-9]相似，CCPA 的241 种具体活动中，205 种（85%）从已发表的文献中获得，36 种（15%）数据来源于2018～2022年国家重点研发计划中的IC测量结果，包含了走、跑、自行车、24 式太极拳、健身气功·八段锦、健身气功·五禽戏、跳绳、力量（深蹲等）、跳绳、乒乓球、羽毛球、网球、任天堂游戏运动等项目的能量消耗[15]。能量消耗值从坐着使用手机时的1.2 METs到快速爬山时的17.2 METs 不等。在所有的具体活动中，10种（4%）被归类为久坐，27种（11%）为轻强度，82种（34%）为中等强度，122 种（51%）是高强度PA。将MET 值与强度分类联系起来，为卫生专业人员提供了一种资源，以确定适合不同年龄和身体能力的成年人的活动类型。CCPA 还可用于中国人群的公共卫生监测和研究，在PA问卷中确定MET值。另外，CCPA还可以用来计算一段时长PA 的能量消耗，计算公式为：能量消耗（kcal）=MET 值（kcal/kg/h）×体重（kg）×活动时长（h）。例如，体重为55 kg的个体进行一项24式简化太极拳需要的耗氧量为10.5 ml/kg/min（3 METs），每天进行2次，每次进行30 min（0.5 h），则每天进行太极运动总能量消耗计算如下：3 METs×55 kg×0.5 h×2次/天=165 kcal。需要注意的是，具体活动的能量消耗在计算时与体重、年龄和性别等因素有关。

CCPA 目前只针对18～64 岁人群，以对应《中国人群身体活动指南（2021）》[6]、《WHO 身体活动和久坐行为指南》（2020）[1]和《美国身体活动指南第二版》（2018）[131]等权威PA指南中的年龄段划分，最新版CPA则适用于18～65岁健康成年人（包含65岁）[9，130]。受限于中国学龄前儿童、青少年和老年人群的PA 能耗数据的缺乏，目前难以系统地制定相应年龄段人群的PA 汇编，相关研究可参考Brandes[135]和Puyau等[136]的学龄前儿童部分PA 汇编，Barbara Ainsworth 教授参与制定的《青少年身体活动汇编》[137]。另外，CCPA 并不适用于残疾人群，相关研究可参考Conger 等[138]针对使用手动轮椅人群制定的CPA。

CCPA 将中国人群PA 按照活动目的分成13类，包含241 种具体活动，同时专为“中国文化特色活动”设立一个类别。最新版CPA[9]一共为21类1000余种PA，其中包含以西方人群为主的世界各国人群的能耗数据，因此类别和具体活动的数量上都远高于CCPA。另外，CCPA只对已有能耗数据的PA进行分类，这与美国第一版CPA[7]分类方法相似，都是由于PA（如音乐活动、志愿者活动和冰雪运动等）能量消耗数据较少。但最新版CPA[9]则是尽可能搜集所有常见的PA，对于没有能耗测量数据的PA，则根据具有类似运动模式的PA能耗数据进行估算，这种分类方法虽然扩大了PA 种类，但也一定程度降低了某些PA能耗的精确性。

4.3 局限性与未来发展方向

CCPA 与最新版CPA 都不能完全精确地评估一种PA 的能量消耗，其最重要的作用是提供PA 的分类系统、MET 值和PA 强度可比性[9]。CPA 能量消耗的精确性受以下几个重要方面的影响：（1）一种具体活动的MET 值通常是平均值或者众数，忽略了研究间的不一致性和间接性；（2）部分PA 的参数并未明确，如“CHN09016，7.4，羽毛球：一般”，该代码无法被判断是代表单打或混合双打，还是代表竞技比赛或休闲等的能量消耗；（3）进行PA的个体差异，包含体重、年龄、性别、活动效率、对特殊环境的适用性以及自我报告PA强度等差异。除精确性外，利用CPA 中的MET 值计算个体一段时间内的总能量消耗时，通常忽略了运动后过量氧耗（excess postexercise oxygen consumption，EPOC），进而导致总能量消耗的低估[139]，特别是针对短时间的运动。

展望未来，CCPA 工作小组会继续定期修订和更新，以建立中国各年龄段人群的身体活动汇编，重点研究中国传统运动（如龙舟、龙狮、毽球、门球、武术和风筝运动），目标是使得PA 的能量消耗全部来源于发表的实际测量数据。其次是建立专有网站，进行推广传播和普及应用，鼓励研究机构和学者向网站提交研究报告。另外，寻求更多期刊和数据平台合作以吸引未发表的包含PA能量消耗数据的相关研究，这方面国外的经验可以借鉴，例如，美国《青少年身体活动概要》工作组2015年通过在《身体活动与健康杂志》（Journal of Physical Activity and Health）发表特别增刊，最终搜集到17 份手稿，包括近250 项3～18 岁儿童和青少年的PA能耗数据[133]。同时还需要结合中国人群的PA特点，尽可能建立统一的PA 分类系统。最后，在数据源较多情况下采用基于循证和Meta 分析合成相同PA的MET值，以进一步增加其准确性。

5 总结

CCPA提供了中国18～64岁健康成年人13类共计241 种PA 的详细描述和对应的MET 值。中国人群的PA能量消耗数据全部来源于实际测量结果，可以为经常进行体育锻炼人群、研究人员、教育工作者、健身专业人员以及卫生或商业部门，在制定PA或居民膳食指南、PA干预或健身方案以及运动处方时快速获取各种PA强度和能耗提供参考依据。