張景華,王柯,曹振波
(上海體育學院運動科學學院,上海 200438)
近年來,隨著對維生素D相關研究的不斷深入,在越來越多的身體組織中發現了維生素D受體的存在。研究[1-3]表明,維生素D的生物學作用已超出傳統范圍,在細胞增殖和分化、內分泌及免疫功能調節、抗腫瘤治療、能量代謝、氧化應激和體適能維持與提高等方面都起著重要作用。
人體90%以上的維生素D依靠皮膚在紫外線的照射下合成[4-5],一般認為陽光暴露即可滿足人體對維生素D的需求,但調查研究[6-7]發現,維生素D缺乏已成為一個普遍存在的全球公共衛生問題。即使是陽光充足的印度[8]、沙特阿拉伯[9]和巴西[10]等國家,由于飲食、文化等因素的影響,人們也存在維生素D缺乏現象。維生素D缺乏與多種慢性非傳染性疾病[11]和系統功能紊亂,如2型糖尿?。?]、胰島素抵抗[12]、代謝綜合征[13]、心血管疾病風險[3,14]等密切相關。因此,維持良好的維生素D營養狀態對人體健康具有重要意義。
近年調查研究發現,身體活動不足或運動缺乏不僅是導致慢性非傳染性疾病發病和死亡的重要危險因素[15],也是維生素D缺乏的一個重要危險因素[16]。多項觀察性研究發現,身體活動水平與維生素D水平呈正相關[17-18],且有學者指出,身體活動防治冠心病等慢性非傳染性疾病的部分原因正是由于其提高了維生素D水平[17]。但一些學者推測,身體活動影響維生素D水平的原因是進行身體活動的同時間接增加了陽光暴露。目前有多項研究探討了在排除陽光暴露等混雜因素后,身體活動水平與血液循環維生素D水平之間的關系,但各研究結果并不一致,有的認為校正陽光暴露因素后,身體活動水平與血液循環維生素D水平之間仍然存在正相關關系[19];但也有研究[20]發現,校正陽光暴露因素后身體活動水平與血液循環維生素D水平無關。相關的實驗性研究[21-24]也沒有得出一致性結論。
本文從觀察性研究和實驗性研究2個方面進行系統綜述和meta分析,探討身體活動對血液循環維生素D水平的影響,厘清在不同場所、強度、季節條件下身體活動與血液循環維生素D水平之間的關系,以期為運動調節微量營養素代謝提供科學依據,為改善維生素D缺乏的運動營養干預決策提供參考。
本文遵循系統評價和meta分析優先報告條目(Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses,PRISMA)標準[25],并在PROSPERO平臺注冊(注冊號:CRD42020187163)。在PubMed(Mesh詞和自由詞)、Embase(Mesh詞和自由詞)、Cochrane Library(主題詞)、中國知網(主題詞+同義詞擴展)、維普網(主題詞+同義詞擴展)和萬方數據知識服務平臺(主題詞+同義詞擴展)數據庫檢索探究身體活動與維生素D關系的觀察性研究和探究運動干預對維生素D影響的實驗性研究。檢索時間范圍為數據庫建立至2020年11月30日。25-羥維生素D[25-hydroxyvitamin D,25(OH)D]是維生素D在人體血液循環中含量最多且最穩定的一種形式,血清25(OH)D水平被用于評價人體的維生素D營養狀態,因此,本文將血液循環中25(OH)D3、25(OH)D2、25(OH)D水平作為實驗性研究的結局指標,將身體活動與其相關性指標作為觀察性研究的結局指標。檢索到的文獻依次通過查重及標題、摘要篩選,然后提取全文進行評估,最后追蹤篩查出的文獻的參考文獻以補充電子文獻庫檢索的遺漏。
先由2名研究者根據文獻納入和排除標準對文獻進行獨立篩選,并進行比對,如遇分歧,征詢第3名研究者的意見。納入標準:①實驗性研究,干預方式為運動,結局指標為血液循環25(OH)D水平;觀察性研究,以身體活動為自變量、25(OH)D為因變量探究身體活動與血液循環25(OH)D水平之間的關系。②研究對象為人體的研究。③英文或中文文獻。排除標準:①實驗性研究,運動干預措施不詳,缺乏對照組;觀察性研究,相同數據來源的重復分析研究、病例研究和病例對照研究。②數據不完整、質量不高的研究。
由1名研究者按照擬定方案對納入的研究進行數據提取,并進行質量評分,然后由另1名研究者進行復核。對于觀察性研究,提取的基本信息包括第一作者、發表年份、地區、數據來源、人群特點、身體活動測量方式、統計學方法、混雜因素和關聯系數/效應大小。對于實驗性研究,提取的基本資料包括第一作者、發表年份、研究設計、研究對象(性別、年齡等)、樣本量、干預措施、干預周期和結局指標。根據Kmet等[26]制定的研究質量評價清單,采用評分的方式[“是”=2,“部分”=1,“否”=0(不適用);總分=“是”數量×2+“部分”數量/(28-“不適用”數量×2)×100]對所納入的文獻進行質量評價。
如果2篇文獻來源于同一項干預研究或橫斷面研究,納入質量最高的1篇文獻。若文獻數量達不到meta分析要求(如提取不到相關數據,相關研究數量較少),則僅進行系統綜述。對觀察性研究,從探討身體活動與血液循環維生素D水平之間關系的角度進行系統綜述和meta分析;對實驗性研究,從急性運動干預研究和長期運動干預研究2個方面分別進行系統綜述和meta分析。在觀察性研究中,采用四格表將身體活動不足與維生素D缺乏和身體活動充足與維生素D充足的比值比(Odds Ratio,OR)轉換為身體活動充足與維生素D缺乏的OR,應用Woolf法計算OR的95%置信區間(95% Confidence Interval,95%CI)[27]。Woolf法計算方式為:

其中:OR表示比值比;95%CI表示95%置信區間,e表示自然對數的底數;a表示暴露病例數,b表示非暴露病例數,c表示暴露對照例數,d表示非暴露對照例數。
采用STATA 14軟件進行meta分析。各研究具有同質性時使用固定效應模型;具有異質性(I2>50%,P<0.10)時通過meta回歸、亞組分析、敏感性分析及發表偏倚判斷異質性來源,找不到異質性的明確原因時采用隨機效應模型。基于Egger檢驗評價研究的發表偏倚風險,若截距線段橫跨0點線則發表偏倚風險較低,若不與0點線相交則具有明顯的發表偏倚風險[28]。通過影響分析檢測meta分析的敏感性,即通過逐個剔除納入的研究對剩余的研究重新進行meta分析,并把新的合并效應量與總的合并效應量進行比較,查看剔除前后結果有無變化。
為防止漏檢,英文文獻檢索使用主題詞+自由詞的方式,中文文獻檢索使用主題詞+同義詞擴展的方式,共檢索到3 825篇文獻,此外,追蹤篩查出的文獻的參考文獻,獲得相關文獻40篇。利用EndNote X9文獻管理軟件進行查重,剔除重復文獻706篇;通過閱讀標題和摘要的方式剔除3 005篇;閱讀全文剔除43篇。最終納入74篇文獻。文獻篩選流程見圖1。

圖1 文獻篩選流程Figure 1 Flow chart of literature search
觀察性研究共51篇,其中包括45篇橫斷面研究、6篇隊列研究;急性運動干預研究共5篇,受試者均為身體運動活躍的健康人群;長期運動干預研究共18篇,其中13篇為隨機對照試驗。
本文從身體活動的場所(室內、室外)、強度(低、中、高強度)和季節(冬春和夏秋)等角度探討身體活動與血液循環維生素D水平/缺乏之間的關系。
2.3.1 不同場所身體活動與血液循環維生素D水平的關系
在針對身體活動與維生素D關系的調查研究中,明確區分活動場所的研究共10篇[18,29-37],其中6篇[18,29,32,34,36-37]不符合meta分析納入標準,僅對其進行系統綜述,符合meta分析納入標準的研究共4篇[30-31,33,35],均包括室外身體活動研究,其中2篇[30-31]同時包括室內身體活動研究。異質性檢驗結果顯示,各研究間不存在異質性(I2=47.0%,P=0.020),因此采用固定效應模型分析。meta分析結果(圖2)顯示,較高的身體活動水平與較低的維生素D缺乏風險顯著相關(合并效應量OR=0.78,95%CI 0.72~0.84,P<0.001)。亞組分析結果顯示,較高的室外身體活動與較低的維生素D缺乏風險顯著相關(合并效應量OR=0.74,95%CI 0.68~0.81,P<0.001);但室內身體活動與維生素D缺乏風險無關(合并效應量OR=0.93,95%CI 0.79~1.09,P=0.361)。結果表明,總體身體活動和室外身體活動可以顯著提高25(OH)D水平,降低維生素D缺乏風險,但室內身體活動并無該效應。在未納入meta分析的不同場所身體活動對維生素D影響的研究中,錢素鳳等[29]和Scragg等[18]發現,室外身體活動者血液循環25(OH)D水平顯著高于室內身體活動者。Van Dam等[36]在校正季節等混雜因素后發現,室外身體活動每增加1 h/d,血液循環25(OH)D水平將增加1.8 nmol/L。Black等[37]對澳大利亞青少年進行前瞻性研究發現,與室外身體活動<1次/周相比,室外身體活動為1~3次/周和≥4次/周與血液循環25(OH)D水平呈顯著正相關,回歸系數(regression coefficient,β)分別為5和10.3。Van Den Heuvel等[32]的研究結果顯示,室外身體活動中騎行、庭院身體活動與血液循環25(OH)D水平呈顯著正相關,而室外步行與25(OH)D水平無顯著相關關系。

圖2 不同場所身體活動與維生素D缺乏風險關系的森林圖Figure 2 Forest plot displaying the effect of physical activity in different venues on vitamin D
2.3.2 不同強度身體活動與血液循環維生素D水平的關系
在針對身體活動與維生素D關系的調查研究中,明確區分不同身體活動強度的研究共20篇[10,17-18,30,38-53],其 中8篇[17-18,38,46-47,51-53]不 符 合meta分析納入標準,對其進行系統綜述。符合meta分析納入標準的研究共12篇[10,30,39-45,48-50],其中,中高強度身體活動5篇[10,30,41,43-44]、中等強度身體活動4篇[39-40,42,45]、高強度身體活動5篇[42,45,48-50]、低強度身 體 活動1篇[43]、低中強度身體活動1篇[48]。異質性檢驗結果顯示,各研究間存在異質性(I2=62.5%,P<0.001),選用隨機效應模型分析。meta分析結果(圖3)顯示,較高的身體活動水平與較低的維生素D缺乏風險顯著相關(合并效應量OR=0.70,95%CI 0.64~0.76,P<0.001)。亞組分析結果顯示,較高的中高強度身體活動、中等強度身體活動、高強度身體活動和低中強度身體活動均與較低的維生素D缺乏風險相關(合并效應 量OR=0.66,95%CI 0.58~0.76,P<0.001;OR=0.65,95%CI 0.55~0.78,P<0.001;OR=0.66,95%CI 0.58~0.75,P<0.001;OR=0.88,95%CI 0.78~0.99,P=0.034)。但較高的低強度身體活動與較低的維生素D缺乏風險無關(合并效應量OR=0.92,95%CI 0.74~1.14,P=0.450)。提示中高強度身體活動可能有助于提高維生素D水平,降低維生素D缺乏風險,但低強度身體活動并無該效應。

圖3 不同強度身體活動與維生素D缺乏風險關系的森林圖Figure 3 Forest plot displaying the effect of physical activity with different intensity on vitamin D
在未納入meta分析的不同強度身體活動對維生素D影響的研究中,Scragg等[17]在校正年齡和季節后發現,進行高強度身體活動的成年男性血液循環25(OH)D濃 度 比 不 進 行 者 平 均 高4.8 nmol/L。Scragg等[18]還發現,與無休閑身體活動者相比,高強度休閑身體活動工人的血液循環25(OH)D水平顯著更高。Choi[47]研究發現,成年男女中等和高強度身體活動均與血液循環25(OH)D水平呈正相關。在兒童人群中,Jones等[51]發現澳大利亞男童高強度身體活動與血液循環25(OH)D水平具有顯著正相關關系,低強度身體活動與血液循環25(OH)D水平無關。Hall等[52]的事后分析結果顯示,美國婦女在產后第1個月,校正種族、體質量指數、純母乳喂養、能量消耗后,中等強度身體活動總時長與血清25(OH)D水平呈顯著正相關,并且每周延長中等強度身體活動2.5 h,血清25(OH)D濃度將增加7.23 nmol/L;在產后第4個月,校正維生素D補充和陽光暴露后,每周延長中等強度身體活動1.5 h,血清25(OH)D濃度將增加11.73 nmol/L;只有在產后第7個月,中等強度身體活動與血清25(OH)D水平之間無顯著關系。Skender等[53]對大腸癌患者的縱向研究發現,中高強度和高強度身體活動均與25(OH)D3水平呈顯著正相關。但Nadeem Saqib等[38]的研究表明,維生素D充足和不足的巴基斯坦人身體活動強度無顯著性差異。Valtue?a等[46]的研究也表明,維生素D充足和不足的西班牙青少年高強度身體活動時長無顯著性差異。Choi[47]的研究還發現,成年女性低強度身體活動與血液循環25(OH)D水平呈顯著正相關,但男性無此相關性。
2.3.3 不同季節身體活動與血液循環維生素D水平的關系
在針對身體活動與維生素D關系的調查研究中,明確區分不同季節的研究共12篇[9,20,44,50,54-61],其中7篇[9,20,54,56-58,61]不符合meta分析納入標準,對其進行系統綜述。因為夏秋季屬于高日照季節,冬春季屬于低日照季節[16],因此季節以夏秋季和冬春季劃分。符合meta分析的研究共5篇[44,50,55,59-60],均包括冬春季,其中2篇[44,59]同時包括夏秋季。異質性檢驗結果顯示,各研究間存在異質性(I2=61.8%,P=0.005),選用隨機效應模型分析。meta分析結果(圖4)顯示,較高的身體活動水平與較低的維生素D缺乏風險顯著相關(合并效應量OR=0.71,95%CI 0.60~0.84,P<0.001)。亞組分析結果顯示,無論冬春季還是夏秋季,較高的身體活動水平均與較低的維生素缺乏風險顯著相關(合并效應量OR=0.71,95%CI 0.57~0.89,P=0.003;OR=0.69,95%CI 0.51~0.94,P=0.019)。提示冬春季和夏秋季進行身體活動均可能有助于提高維生素D水平,降低維生素D缺乏風險。

圖4 不同季節身體活動與維生素D缺乏風險關系的森林圖Figure 4 Forest plot displaying the effect of physical activity in different seasons on vitamin D
在未納入meta分析的不同季節身體活動對維生素D影響的研究中,Orces[54]研究發現,冬春季、夏秋季和全年中高強度身體活動充足的美國成年人血液循環25(OH)D水平和25(OH)D3水平均顯著高于活動不足者。Mortensen等[56]對丹麥兒童在9—10月(秋季)進行調查發現,相比不活躍的兒童,每周進行6~7 h中高強度身體活動的兒童血液循環25(OH)D濃度顯著增加5.6 nmo/L。Al?Othman等[9]在夏季對沙特阿拉伯兒童青少年進行調查發現,身體活動中等活躍者和活躍者血液循環25(OH)D水平顯著高于不活躍者。Foo等[61]在4月(春季)對北京青春期女性進行調查發現,在未校正模型和校正發育階段、身體活動參數、飲食鈣磷攝入的模型中,總體身體活動水平、參加體育運動與血液循環25(OH)D水平均具有顯著正相關關系。Kluczynski等[20]研究發現,絕經婦女全年休閑身體活動和庭院工作與血液循環25(OH)D水平呈顯著正相關,但校正年齡、維生素D攝入、陽光暴露、腰圍和季節等混雜因素后該顯著相關性均消失;在校正年齡模型和校正年齡、維生素D攝入、陽光暴露、季節模型中,夏秋季休閑性身體活動和庭院工作均與血液循環25(OH)D水平呈顯著性相關,但冬春季均無顯著性。Klenk等[57]研究發現,德國老年人冬、春和秋季的步行時長與血液循環25(OH)D水平存在顯著的劑量效應關系,血液循環25(OH)D水平雖在夏季最高,但與步行時長無關。Voipio等[58]研究發現,總體(男性和女性)、男性和女性成年人的秋冬季身體活動量(MET-h/周)與血清25(OH)D水平、維生素D缺乏均無顯著相關性。
2.3.4 總體身體活動水平與血液循環維生素D水平的關系
在觀察性研究中,除不同場所、強度和季節的研究外,還有探究總體身體活動水平(身體活動總量、頻率等)與維生素D水平或缺乏關系的研究共13篇[16,19,34,62-72],均不符合meta分析納入標準。Scott等[19]對澳大利亞50~79歲人群的前瞻性隊列研究發現,在校正年齡、基線血液循環25(OH)D水平、采樣季節、維生素D補充、陽光暴露后,身體活動量(每天1 000步)與Δ25(OH)D呈顯著正相關關系。Palaniswamy等[16]研究發現,相比進行Q4(>22.0 MET-h/周)身體活動者,進行Q1(0~3.79 MET-h/周)、Q2(3.80~11.29 MET-h/周)、Q3(11.30~21.99 MET-h/周)身體活動的31歲成年人維生素D缺乏的風險顯著增加。陳亞軍等[66]研究發現,較少運動(每周運動<3 d、每周總運動時長<120 min)的糖尿病患者血液循環25(OH)D水平顯著低于經常運動者(每周運動≥3 d,每周總運動時長≥120 min)。馬雯娟等[62]研究發現,健康成年人每周運動≥3次可以顯著降低維生素D缺乏風險。Scragg等[34]研究發現,中高強度身體活動頻率與Δ25(OH)D水平呈顯著相關關系,但校正年齡、性別、種族、體質量指數、采樣月份、奶制品攝入、谷物攝入、維生素D補充等混雜因素后,中高強度身體活動頻率與Δ25(OH)D的關系不再具有顯著性。Soininen等[63]研究發現,6~8歲兒童進行1.5~2.1 h/d和>2.2 h/d的身體活動將顯著降低血清25(OH)D濃度低于50 nmol/L的風險。De Touvier等[68]研究發現,≥1 h/d步行當量的活動可以顯著降低維生素D缺乏[25(OH)D水平≤10 ng/mL]和不足[10 ng/mL<25(OH)D水平≤20 ng/mL]的風險,但<1 h/d步行當量的活動則對維生素D水平無顯著性影響。Al?Eisa等[64]調查研究發現,身體活動得分與血液循環25(OH)D水平呈顯著正相關。Mckibben等[72]的縱向研究發現,白人和黑人的身體活動指數與維生素D缺 乏 呈 顯 著 相 關 性。Berger等[71]、Hintzpeter等[70]、Mckibben等[72]、Raczkiewicz等[65]和Jungert等[67]均發現,身體活動水平與維生素D水平呈顯著正相關。Bener等[69]研究發現,維生素D缺乏和充足的卡塔爾兒童青少年中,進行身體活動者和無身體活動者的比例具有顯著性差異。
共有5篇研究探究急性運動干預對維生素D的影響[73-77],受試者均為身體活躍者,但均不符合meta分析納入標準。Mieszkowski等[73]對超級馬拉松業余運動員進行一次超級馬拉松運動干預后發現,與運動前24 h相比,維生素D3補充組和安慰劑組運動后即刻和24 h的25(OH)D3水平均顯著增高,而25(OH)D2水平在2組間無顯著性差異;與安慰劑組相比,維生素D3補充組25(OH)D3水平顯著增高,25(OH)D2水平無顯著性差異。Sun等[74]對20名日本成年人進行急性耐力運動(強度為最大攝氧量的70%)干預研究發現,與基線相比,運動后即刻、1 h、3 h、24 h血液循環25(OH)D水平均顯著升高;且血液循環25(OH)D水平的變化存在性別和時間交互效應,男性血液循環25(OH)D水平在運動后即刻、1 h、3 h均顯著升高,男性血液循環25(OH)D水平的曲線下面積顯著高于女性。Barker等[75]對14名成年人進行一側下肢急性抗阻訓練、另一側休息的研究發現,與運動前相比,運動后即刻血液循環25(OH)D水平顯著增加,隨后逐漸降低,至運動后1 h恢復至運動前水平。Ma?moun等[76]對身體活躍的老年人、身體中等活躍的老年人和身體活躍的青年人進行急性最大遞增跑臺運動后發現,僅身體活躍的老年人血液循環25(OH)D水平顯著降低。Ma?moun等[77]的另一項研究對7名男性公路自行車運動員進行強度高于通氣閾15%和低于通氣閾15%的運動干預后發現,血液循環25(OH)D濃度和1,25(OH)2D濃度均無顯著性變化。
共有18篇研究探究長期運動干預對維生素D的影響,其中6篇[24,78-82]不符合meta分析納入標準,對其進行系統綜述。符合meta分析納入標準的研究共12篇[21-23,83-91],受試者共1 720名,其中抗阻訓練2篇,耐力訓練8篇,抗阻聯合耐力訓練2篇。異質性檢驗結果顯示,各研究間存在異質性(I2=91.9%,P<0.001),采用隨機效應模型進行meta分析。meta分析結果(圖5)顯示,運動可以顯著提高血清25(OH)D濃度[合并效應量標準化均數差(Standardized Mean Difference,SMD)=1.22,95%CI 0.76~1.68,P<0.001]。以干預方式進行亞組分析,結果表明,抗阻訓練、耐力訓練、抗阻聯合耐力訓練的合并效應量SMD分別為-0.38(95%CI-2.45~1.69,P=0.722)、1.56(95%CI 0.94~2.18,P<0.001)、1.31(95%CI 0.49~2.13,P=0.002)。可見耐力訓練、抗阻聯合耐力訓練可有效提高血清25(OH)D水平。

圖5 長期運動干預與維生素D水平關系的森林圖Figure 5 Forest plot displaying the effect of long-term exercise intervention on vitamin D level
在未納入meta分析的探究長期運動干預對維生素D影響的研究中,Klausen等[81]研究發現,與常規訓練相比,馬拉松運動員在停訓3周后恢復訓練的第4周1,25(OH)2D水平顯著降低,但血液循環25(OH)D水平無顯著性變化。Pilch等[78]在深秋季節、室外對絕經后肥胖女性于早晨進行6周的北歐式健步走(運動強度為最大攝氧量的38%~50%)干預發現,干預后血清25(OH)D水平顯著降低(P<0.05),但1 a后隨訪時血液循環25(OH)D水平與干預前無顯著性差異。Evans等[80]對成年人進行為期4個月的軍事訓練發現,男性的血液循環25(OH)D水平顯著降低(P=0.007),女性無顯著性變化。Lithgow等[24]對超重/肥胖成年人進行為期6周的高強度間歇訓練發現,血液循環25(OH)D水平無顯著性改變。3項研究[24,78,81]均與meta分析中耐力訓練可以提高血清25(OH)D水平的結果不一致。Agergaard等[79]研究發現:健康久坐青年人進行抗阻訓練0、2、6、12周后血液循環25(OH)D水平均顯著低于基線(運動干預前4周,維生素D補充干預開始時間點)水平,并且在進行抗阻訓練6、12周時血液循環25(OH)D水平顯著低于抗阻訓練聯合維生素D干預組;而健康久坐老年人進行抗阻訓練干預0、6、12周后血液循環25(OH)D水平均顯著低于基線水平,在0、2、6、12周均低于抗阻訓練聯合維生素D干預組。該研究結果表明,抗阻訓練并不能提高血液循環維生素D水平,與meta分析結果一致。Moradi等[82]研究發現,自閉癥兒童進行為期12周的知覺訓練(雙腳跳、單腳跳、動靜平衡訓練、踢球、投球、投接球)后,血清25(OH)D水平無顯著性變化。
不同場所(95%CI-1.82~0.29,t=-1.55,P=0.143)、不同季節(95%CI-0.09~0.05,t=-0.69,P=0.510)的身體活動與維生素D缺乏風險關系和長期運動干預與維生素D水平關系(95%CI-0.22~0.04,t=-1.60,P=0.140)的95%CI均包含0,說明存在發表偏倚的可能性較小,meta分析結果比較穩健,發表偏倚不是其異質性來源;不同強度(95%CI-2.00~-0.11,t=-2.27,P=0.030)的身體活動與維生素D缺乏風險關系的95%CI不包含0,說明存在發表偏倚,且差異有統計學意義,發表偏倚可能是其異質性來源。見圖6。

圖6 發表偏倚分析Figure 6 Publication bias analysis
為避免出現假陽性結果,進行單因素meta回歸分析[92]。對可能影響不同強度身體活動與維生素D缺乏風險關系的因素進行meta回歸分析,結果如表1所示,發表年份、人群、國家/地區、數據來源、維生素D切點、陽光暴露均不是其異質性來源(P均>0.05)。將可能影響不同季節身體活動與維生素D缺乏風險關系的因素進行meta回歸分析,結果如表2所示,發表年份可能是其異質性來源(P=0.003)。將可能影響長期運動干預與維生素D水平關系的因素進行單因素meta回歸分析,結果如表3所示,基線維生素D水平、性別、干預方式和維生素D補充是其異質性來源(P=0.001、0.008、0.032、0.049)。

表1 不同強度身體活動與維生素D缺乏關系的meta回歸分析Table 1 Meta-regression analysis of the effect of physical activity with different intensity on vitamin D

表2 不同季節身體活動與維生素D缺乏關系的meta回歸分析Table 2 Meta-regression analysis of the effect of physical activity in different seasons on vitamin D

表3 長期運動干預與維生素D水平關系的meta回歸分析Table 3 Meta-regression analysis of the effect of long-term exercise intervention on vitamin D
敏感性分析結果(圖7)顯示,所有研究均在2條可信區間線范圍內,各研究之間的異質性不大,剔除某一篇研究對結局指標的影響不大,因此異質性并非來源于單項研究。

圖7 敏感性分析Figure 7 Sensitivity analysis results
由本綜述結果可知,身體活動與血液循環25(OH)D水平呈顯著正相關關系,較高的身體活動與較低的維生素D缺乏風險相關。急性和長期運動干預均可顯著提高血液循環維生素D水平,急性運動干預對維生素D的影響可能存在時間效應,而長期運動干預可能受不同干預方式的影響。
meta分析結果顯示,觀察性研究中不同強度和不同季節身體活動與維生素D缺乏風險關系的meta分析結果異質性較高。Egger檢驗結果表明,探討不同季節身體活動與維生素D缺乏風險關系的研究不存在發表偏倚(P>0.05),meta分析結果較為穩健。發表年份在不同季節身體活動與維生素D缺乏風險關系的meta分析中差異具有顯著性(P=0.003),說明發表年份是其異質性來源。Egger檢驗結果顯示,不同強度身體活動存在明顯發表偏倚(P=0.030),meta回歸結果顯示各因素均無顯著性(P均>0.05),說明發表偏倚可能是其異質性來源。本文中長期運動干預對維生素D影響的meta分析的異質性較高,可能是由基線維生素D水平、性別、干預方式和維生素D補充共同導致的。研究[79,84,87,93]表明,運動干預聯合維生素D補充更能顯著提高維生素D水平。研究[80,88]表明,不同性別運動干預引起的維生素D水平的改變也有所不同,可見運動干預對維生素D的影響可能存在性別差異。
研究[16]發現,身體活動不足是導致維生素D缺乏的一個重要危險因素。本文也發現身體活動可以提高維生素D水平,降低維生素D缺乏風險。
不同場所身體活動與維生素D缺乏風險關系的meta分析結果顯示,總體身體活動和室外身體活動均可顯著提高25(OH)D水平,降低維生素D缺乏風險,但室內身體活動并無該效應。本文所納入的不符合meta分析標準的大多數文獻[18,29,32,36-37]也得出與meta分析類似的結果。但Van Den Heuvel等[32]的研究結果發現,室外步行與血液循環25(OH)D水平無顯著關系,該作者認為這一差異可能是由騎行和庭院活動更傾向于在晴天進行所致。有研究者[34,42]認為,身體活動提高維生素D水平是由間接增加陽光暴露所致。但Wanner等[44]研究發現,與室內身體活動相比,室外身體活動與維生素D的關系并沒有更強。縱向研究[94]也發現,從秋季到春季運動員的維生素D水平均顯著下降,但室內、外項目運動員之間無顯著性差異。且校正陽光暴露因素后,身體活動水平與血液循環25(OH)D水平之間仍具有顯著相關性[17,19,50]??梢姡F有室內身體活動對維生素D影響的研究并不能得到一致的結果,這可能是由室內相關研究較少(僅2篇[30-31]),且以惡性腫瘤患者[30]和老年人(≥65歲)[31]為研究對象所致。
不同強度身體活動與維生素D缺乏風險關系的meta分析結果表明,僅中高強度身體活動可顯著提高維生素D水平,降低維生素D缺乏風險。本文所納入的不符合meta分析標準的文獻結果也支持meta分析結果[17-18,47,51-53]。Hibler等[43]研究發現,中高強度身體活動與1,25(OH)2D和25(OH)D水平呈顯著正相關,但低強度身體活動與1,25(OH)2D和25(OH)D水平無顯著性關系,該結果與Da Silva等[10]和Jones等[51]的研究結果一致。Van Den Heuvel等[32]的研究結果顯示,步行與血液循環25(OH)D水平無顯著性關系,該結果與De Rui[31]得出的結果一致。這可能是由于步行的運動強度過低,不能使維生素D水平發生顯著性變化。還有研究[47,51]發現,低強度身體活動對維生素D的影響可能存在性別差異。未納入meta分析的研究中,Nadeem Saqib等[38]和Valtue?a等[46]的研究結果與meta分析結果并不一致。這可能是由于在其研究中維生素D充足和不足的受試者數量(分別為46名、245名[38]和27名、73名[46])懸殊,且未校正混雜因素。
不同季節身體活動與維生素D缺乏風險關系的meta分析結果表明,冬春季和夏秋季身體活動均可顯著提高維生素D水平,降低維生素D缺乏風險,提示全年進行身體活動均對維生素D具有有益作用。本文所納入的不符合meta分析標準的大多數文獻結果也支持meta分析結果[9,34,54,56],但也有研究結果與meta分析結果不一致[20,57-58]。Kluczynski等[20]研究發現,夏秋季休閑性身體活動和園藝工作在校正陽光暴露等因素后,與血液循環25(OH)D水平仍有顯著性關系,但在冬春季無相關關系。Klenk等[57]研究發現,冬、春、秋季步行時長與血液循環25(OH)D水平呈劑量效應關系,但在夏季無顯著性關系,該學者認為,這可能是由于夏季血液循環25(OH)D水平最高且夏季步行主要在室內進行。Voipio等[58]研究發現,秋冬季身體活動量(MET-h/周)與血清25(OH)D水平、維生素D缺乏風險均無顯著相關性。但Kluczynski等[20]、Klenk等[57]和Voipio等[58]的研究均不能區別室內外身體活動,這可能是由不同季節的室內外身體活動水平不同所致。
除不同場所、強度和季節的研究外,使用身體活動量(MET-h/周)、頻率、步數等方式探究總體身體活動水平與維生素D水平或缺乏風險關系的研究結果也顯示,身體活動可顯著提高維生素D水平。但身體活動是否獨立于陽光暴露因素顯著提高維生素D水平及其可能的影響機制均需進一步探究。
在急性運動干預研究中,Mieszkowski等[73]、Sun等[74]和Barker等[75]均發現急性運動可顯著提高血液循環維生素D水平。維生素D是脂溶性維生素,可存儲于脂肪組織。Hengist等[95]認為,脂肪組織儲存維生素D的釋放是脂解過程的附加產物,即脂肪細胞在脂解酶的作用下釋放甘油三酯的過程中,儲存的維生素D代謝物也同時被釋放出來。急性運動可促進脂解酶的釋放[96],從而加速脂解過程,維生素D隨著脂解從脂肪組織中釋放出來。這可能是急性運動引起維生素D增加的原因之一。但Ma?moun等[77]發現,7名男性公路自行車運動員在進行115%和85%通氣閾強度運動的運動期和恢復期,血液循環25(OH)D水平、1,25(OH)2D水平均無顯著性改變,但115%通氣閾強度運動50 min時甲狀旁腺激素(Parathyroid Hormone,PTH)顯著增加,在運動后15 min達到峰值,而在85%通氣閾強度運動的各個時間點PTH均無顯著性改變。Ma?moun等[76]的另一項研究發現,身體活躍的老年人、身體中等活躍的老年人和身體活躍的青年人在急性最大遞增運動后血清1,25(OH)2D水平均無顯著性改變,PTH均顯著升高,同時僅身體活躍的老年人血清25(OH)D水平顯著下降。在Ma?moun等[76-77]的2項研究中運動后PTH均顯著升高,而在其他研究中PTH與血液循環25(OH)D水 平 呈 顯 著負相關[97]。并且Ma?moun等[76-77]的2項研究均未考慮時間因素,血清25(OH)D(mmol/L)[77]和血清1,25(OH)2D(pg/mL)[76]單位異常,研究質量均不高(質量評分均為65%)。這些均可能是其與?ebrowska等[98]、Sun等[74]和Barker等[75]研究結果不一致的原因。
長期運動干預研究的meta分析結果顯示,運動可顯著提高血液循環25(OH)D水平。亞組分析結果顯示,耐力訓練和耐力聯合抗阻訓練均能顯著提高血液循環25(OH)D水平,而抗阻訓練并無顯著影響。但Pilch等[78]、Sun等[88]、Lithgow等[24]和Evans等[80]的研究與本文meta分析結果不一致。Pilch等[78]的研究結果表明,6周北歐式健步走后肥胖女性血液循環25(OH)D水平顯著降低,該學者認為這是由于在深秋季節室外活動、陽光暴露減少導致維生素D的生物合成減少[99]、骨骼肌代謝消耗維生素D[100]。由于Pilch等[78]的研究缺乏對照組,因此對季節導致的血液循環25(OH)D水平的改變量并不清楚,但Sun等[88]的研究結果表明,耐力訓練可抵消由季節導致的25(OH)D水平波動,耐力訓練組25(OH)D水平無顯著性改變,但對照組顯著降低,且與對照組相比,耐力訓練組肝內脂肪含量減少較多。維生素D儲存于脂肪組織中,降低了維生素D的可獲得性[101]。因此Sun等[88]認為,運動對維生素D的影響部分是由肝內脂肪改變引起的。
另外,研究[102]發現,由于肥胖者脂肪組織釋放維生素D的功能受損,更多的維生素D儲存于脂肪組織中,這也可能是Pilch等[78]和Lithgow等[24]研究中超重/肥胖受試者血清25(OH)D水平沒有增加的原因之一。Evans等[80]研究發現,4個月的軍事訓練并不能顯著改變女性血液循環25(OH)D和PTH水平,但男性血液循環25(OH)D水平顯著降低、PTH水平顯著升高,該學者認為,PTH誘導的25(OH)D轉 化 為1,25(OH)2D的增加導致男性血液循環25(OH)D水平的降低。雌激素可以上調維生素D受體基因表達[103],Evans等[80]的研究中女性血液循環25(OH)D水平沒有顯著性改變,可能是由于維生素D受體增加導致維生素D利用增多。Ma?moun等[104]研究發現32周賽季后,鐵人三項運動員1,25(OH)2D水平顯著增加,該結果與Klausen等[81]的研究結果不一致,但與動物實驗結果[105]一致。Klausen等[81]發現,馬拉松運動員在恢復訓練后第4周1,25(OH)2D水平顯著降低,但血液循環25(OH)D水平無顯著性變化,而PTH水平顯著增高。PTH可以上調1α-羥化酶的活性,提高1,25(OH)2D水平[106]。因此,Klausen等[81]的研究結果可能是由25(OH)D和1,25(OH)2D利用增加所致。meta分析結果顯示,抗阻訓練對血液循環25(OH)D水平無顯著影響。研究認為,由于肌肉組織是維生素D的重要靶器官和血管外貯存池[107-108],抗阻運動促進了肌肉組織對維生素D的利用,同時隨著抗阻訓練的進行,訓練組受試者的肌肉質量增加,從而增大了肌肉的25(OH)D3儲備量。這可能是抗阻訓練未能改變血液循環25(OH)D水平的原因。
綜上所述,運動干預可提高血液循環25(OH)D水平,但研究數量較少,且研究結果并不完全一致,影響因素尚未明確,仍需進一步探究。
①納入的51篇觀察性研究中45篇(83%)為橫斷面研究,而橫斷面研究并不能反映因果關系;身體活動的測量方法大部分(90%)是主觀測量,易受受試者回憶偏差影響;在納入的橫斷面研究中,維生素D缺乏切點并不統一,對身體活動與維生素D缺乏風險關系的meta分析結果具有一定的影響。以后的研究可以進一步進行縱向研究和前瞻性研究分析,也可采用加速度計等客觀方式測量身體活動量和強度。②由于運動干預對維生素D影響的研究剛剛起步,相關研究較少,納入meta分析的研究僅有12篇,期待未來有更多的研究進一步擴充該部分的meta分析結果,為運動調節微量營養素提供更多的理論支撐。③研究[109]表明,90%以上的維生素D是由皮膚經紫外線照射合成的,低強度的紫外線照射即可獲得充足的血液循環25(OH)D,陽光暴露是機體維生素D狀態的重要影響因素,但納入的文獻并不能嚴格控制陽光暴露因素。以后的研究可以通過遮光等方式進行動物實驗,以明確身體活動對維生素D的影響是否獨立于陽光暴露因素。④文獻檢索僅限于中文和英文,可能導致語言和文化差異。這些不足均有待進一步研究彌補。
無論是觀察性研究還是實驗性研究均證實了增加身體活動對血液循環維生素D營養狀態的有益作用,特別是增加室外中高強度身體活動有助于降低維生素D缺乏風險,但其相關關系是否獨立于陽光暴露因素尚無明確定論,需進一步探討。此外,身體活動調節血液循環維生素D水平的作用可能是通過影響維生素D的代謝相關酶、受體、儲存組織等途徑實現的,但具體機制有待進一步研究。
作者貢獻聲明:
張景華:調研文獻,搜集、統計、分析數據,撰寫論文;
王柯:調研文獻,核實數據;
曹振波:提出論文選題,設計論文框架,審核、指導修改論文。