儿童青少年的体育活动体质水平与其肥胖风险的流行病学研究
李春艳;刘丹松;封飞虎;李睿
【摘 要】现代社会肥胖已是全球性的公共健康问题.儿童青少年时期的肥胖与其成年后的肥胖及心血管疾病风险高度相关.大量的横向和纵向研究表明,儿童青少年时期的体育活动(特别是较高强度的体育活动)量、体质(特别是有氧能力和肌肉力量)强弱均与其未来肥胖负相关.因此,儿童青少年时期增加体育活动,特别是较高强度的体育活动,增强体质,是预防未来肥胖的有效方式.
【期刊名称】《武汉体育学院学报》
【年(卷),期】2015(049)001
【总页数】6页(P90-95)
【关键词】体质;儿童青少年;体育活动;肥胖
儿童活动
【作 者】李春艳;刘丹松;封飞虎;李睿
【作者单位】运动干预与健康促进湖北省协同创新中心,湖北武汉430079;武汉体育学院健康科学学院,湖北武汉430070;运动干预与健康促进湖北省协同创新中心,湖北武汉430079;武汉体育学院健康科学学院,湖北武汉430070;运动干预与健康促进湖北省协同创新中心,湖北武汉430079;武汉体育学院健康科学学院,湖北武汉430070;运动干预与健康促进湖北省协同创新中心,湖北武汉430079;武汉体育学院健康科学学院,湖北武汉430070
【正文语种】中 文
【中图分类】G804.3
在儿童青少年(简称儿少)这一重要时期,人体会发生多种复杂生理心理变化,如身材长高、体重增大、性成熟、体成分改变等。这些生理心理的双重变化必然会在一段时期内影响其行为和生活方式。而青少年时期形成的行为习惯和生活方式,如吸烟、饮酒,果蔬的摄入、运动等往往会持续下去,难以在短期内改变。因此,如果儿少时期形成的习惯和生活方式不健康,那么日后纠偏将会非常困难。
现代社会肥胖已是全球性的公共健康问题。儿少时期的超重/肥胖与其成年后的肥胖高度相关。
研究发现,与儿少时期体重正常的对照组比较,儿少时肥胖组成年后患肥胖的风险高5倍,儿少时超重/肥胖还会增加其成年后患心血管疾病的风险[1]。
体育活动量和体质状况均与肥胖等健康危险因素有关(图1,图2)。儿少时积极参与体育活动,不仅能增强体质,也能预防儿少甚至成年后的肥胖。这一结果已经得到大量流行病学研究的支持。本文通过大量横向和纵向研究数据来阐述儿少时期的体育活动、体质状况与其未来超重/肥胖的关系,可为儿少体育活动的科学推进及学生体质健康监测指标的筛选和评估提供参考。
体育活动,指由骨骼肌收缩引起,能使机体能量消耗超出基础能量支出的一切身体活动。通常要测量人的体育活动量比较困难,特别对儿童青少年。据文献,目前有30余种不同的方法来测量人的体育活动量与能量消耗。可以归纳为三类:一是参照法(直接观察法,双标水法等);二是客观测量法(心率监控,加速度计,计步器等);三是主观测量法(体力活动记录,体力活动日志,24小时回顾,体力活动问卷等)[2,4]。
双标水法采用非放射性同位素,对人体无害,无创伤,可以评价较长时间内的能量消耗情况,测试精度高,是目前公认的体育活动测量的金标准。但是双标水价格昂贵,测试过程需
要收集至少3天以上的尿液,且质谱分析尿液同位素过程繁琐,决定其在大人流行病学研究中并不可行。主观法因其成本低廉在大人流行病学研究中应用广泛,然而在评价体育活动时尤其是评价12岁以下儿童的体育活动时数据欠准确。客观法中,运动传感器,常称作加速度计,在测量儿童青少年运动的强度、频度、持续时间等方面能够提供非常有用的数据,在儿少流行病学研究中是一种有效可行的方法。
1.1 横向研究
大量横向研究提示,体育活动水平和总脂肪量负相关。对1 292名9-12岁欧洲儿童,及251名8-11岁加拿大儿童进行的研究均显示,进行中等或高强度剧烈运动的时间与机体总脂肪量负相关[5]。
特别是剧烈体育活动水平对于儿童和青少年肥胖的预防作用显著。对北美16岁青少年研究发现,只有剧烈体育活动与低脂肪量相关;对瑞典8-11岁儿童及居住在美国的4-19岁西班牙儿童青少年的研究均显示,剧烈体育活动与身体脂肪量的负相关关系;对爱沙尼亚和瑞典9-10岁儿童的研究结果同样支持了前述结论[6]。随后还发现,每天完成40min以上剧烈运动的儿童,其体脂含量比每天只能完成10-18min剧烈运动儿童的脂肪量少。5 500名12岁儿童通过
DXA测量发现,体育活动与肥胖负相关,男孩比女孩更为显著;研究还显示,比起日常体力活动积累的总量,机体脂肪量多少与日常进行剧烈体育活动的量更为相关[7]。最近有研究以12.5-17.5岁西班牙青少年为对象,比较其体育活动量(加速计测量)和总脂肪量(DXA、BodPod、人体测量)的相关性,结果发现,剧烈体育活动比低强度体育活动对机体脂肪总量和中央脂肪量影响更大[8]。
由此可见,体育活动量与身体脂肪量的负相关性,特别是剧烈体育活动比中等强度运动对身体脂肪量的影响更显著。但是,也应该注意到,在活动持续时间一致时,剧烈运动比中等强度运动消耗的能量更高。目前还不清楚高强度运动比中等强度运动对脂肪量影响更大的原因是归于强度自身还是运动伴随的能量消耗带来的影响。理论上看,这个问题是完全可以解决的,如设计运动干预方式时,可设计两种不同的运动方式,即强度不同,持续时间也不同,但是运动中的能量消耗相同。遗憾的是,目前还没有相关的文献报道。
除脂肪总量外,脂肪的分布也与健康有关。青少年的腹部脂肪量(以腰围计)与其患心血管疾病的风险有关,无论是体重正常、超重或肥胖的个体。目前看来,虽然可以通过MRI,计算机断层扫描、DXA等方法来准确测量和评价内脏型肥胖。然而,在大样本流行病学研究中,腰围仍然是较经济实用的反映腹部脂肪的标记因子,得以广泛采用。
从腰围来看,对瑞典儿童(9岁)和青少年(15岁)研究发现,低强度的运动比高强度的剧烈运动有更高的腰围增大可能,预示其有更高的心血管疾病风险[9]。这一结果与以往研究得出的体育活动量特别是剧烈体育活动量与中央脂肪量负相关是一致的[10,11]。 相比之下,对西班牙13-18.5岁青少年进行的问卷调查中,并未发现体育活动量与腰围的相关性,而对12岁法国儿童进行的研究却发现两者的负相关性[12]。
体育活动量影响健康,但这种影响的大小是否与人体的体质状况有关呢?以1 075名瑞典儿童青少年为对象,研究其躯干脂肪量(以腰围计算)[13],结果发现,体育活动量与躯干脂肪量之间的关系受到受试者有氧能力的影响。体质较弱者,体育活动与躯体脂肪负相关,而体质强者这两者却是正相关。当然,这一有趣结果还需要更多的研究证实和解释。
1.2 纵向研究
对儿童青少年体育活动的纵向研究报道不多。有研究对儿童从2岁-15岁进行随访,发现2岁时体育活动水平与其15岁时的总脂肪量负相关[14]。有报道通过加速度计测量体育活动量,发现体育活动量与总脂肪量的相关性(表1)[15-18],认为体育活动量与未来身体总脂肪量负相关。对378名(男176名,女202名)4-6岁儿童进行了为期3年的随访(即从4-6岁到7-9岁),对不
同强度运动持续时间及其脂肪%进行研究[17],结果支持了以往横向研究结论,即剧烈体育活动量与3年后低体脂量相关,而中等强度的运动却无此相关性。
体质是人体的质量,它是在遗传性和获得性基础上表现出来的人体形态结构、生理功能和心理因素的综合的、相对稳定的特征。美国运动医学会将体质定义为“机体在不过度疲劳的状态下,能以最大活动愉快地从事休闲活动,以及应付不可预测紧急情况的能力和从事日常工作的能力”。
目前学术界将体质分为:健康相关体质(包括心肺功能、肌肉力量和肌肉耐力、体成分等)、技能相关体质(包括灵敏、平衡、协调、速度、柔韧性、反应能力等)和生理功能相关体质(包括形态结构的完整性、机体代谢功能、骨骼健康状况等)三个方面。可见体质是一个与体力活动水平和/或运动能力密切相关的因子,能综合反映和评价人在体力活动/运动实践中的所有结构和功能,包括有氧能力,肌肉力量和耐力,关节灵活性,运动速度,灵敏性,协调性、平衡能力。因此,体质涵盖骨骼肌、体成分、心肺功能、血液循环、内分泌、代谢、神经系统、动机、心理、营养等等方面。体质强意味着所有这些功能良好,协调适应;体质弱则反映机体某一项或多项功能下降或异常。
在现代流行病学研究中主要集中在健康相关体质方面,其中,有氧能力(反映心肺功能)和肌肉力量(参与运动、日常活动及疾病预防)应用最为广泛。有氧能力测试,也称最大摄氧量测试,常用的是20m折返跑、跑台测试和功率自行车测试;传统肌肉力量测试有握力(测上肢力量)和立定跳远(测下肢力量)。
2.1 横向研究
研究发现,9-10岁的健康儿童,有氧能力越强,身体总脂肪量(以皮褶厚度测量)越低[3,19];瑞典儿少的有氧能力与腰围负相关;西班牙青少年的有氧能力与其腰围相关[13]。这些结果与通过其他精密测量研究得出的结果基本一致。基于此,有研究对西班牙青少年进行了如有氧能力和肌肉力量等体质指标和总的/及中央脂肪量(用DXA测量)相关关系的研究,结果支持了上述结论。对西班牙儿童(<9岁)的研究也得出一致的结论[20]。而且,有氧能力越强的儿童其下肢脂肪量越低;下肢肌肉力量也与身体脂肪总量负相关[21]。提示,有氧能力和下肢肌肉力量两项体质指标均与全身总的脂肪量负相关。
2.2 纵向研究
已证实儿少时期的有氧能力能预测数年后全身脂肪总量和中央脂肪量(表2)[22-32]。阿姆斯特丹成长健康研究是最具有开创性的研究之一,该研究能提供儿童/青少年时期的体质数据及其成年后健康信息。对13-16岁青少年的有氧能力与其在32岁时的身体脂肪关系的研究,发现青少年时期有氧能力越高,32岁时身体总脂肪量和躯干脂肪量越低。
研究中还发现,最大耗氧量超过42ml/kg/min的男孩及最大耗氧量超过35-37 ml/kg/min的女孩,因其有氧能力强,其超重、肥胖或患代谢综合征的风险更低[12,32]。对瑞典和爱沙尼亚体重正常的儿童进行6年(从9岁到15岁)的随访研究,证实有氧能力越强,6年后肥胖的风险越低[33,34]。
7年随访发现,7-10岁的儿童有氧能力越低, 其青少年时期(到14-17岁时)肥胖和患代谢综合征的风险高5.6-6倍[24]。4年的随访同样发现,体质越强(有氧能力强)的11岁儿童,其15岁时全身总脂肪量越低[26]。
对于肌肉力量与总脂肪量和中央脂肪量的关系,通过对15-18岁青少年的肌肉力量和其18年后的BMI、腰臀比研究,发现15岁时的肌肉力量可以预测34岁时的BMI(无论男性或是女性),青少年时期肌肉力量越好,34岁时BMI越低[30]。但是,对中央脂肪量的研究结果未发
现如此清晰的相关性。有研究纵向分析了几年内肌肉力量变化及身体脂肪量变化的相关性,均发现儿童到青少年(从10岁到15岁),或者从青少年到成年(从15-19岁到23-27岁)肌肉力量的变化与总脂肪量及腰围负相关[29,31]。测量肌肉的力量、柔韧、速度、协调等体质指标,发现这些体质指标均与总脂肪量负相关[28]。提示,儿童时期积极参与体育活动增强体质是预防未来超重/肥胖的重要途径[34]。
2.3 肥胖但体质强者
Blair教授团队首先关注到这一体。发现,比较那些肥胖体质弱的儿童,肥胖体质强的儿童拥有更好的健康状态。事实上,肥胖体质强者与那些同龄同性别的体重正常但体质弱者,具有同样的心血管疾病风险。