健康中國視域下靜坐少動高校女教師劑量化運動干預(yù)的時效性研究

馬 良 董 宏 潘朝陽

近年來，隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展以及物質(zhì)生活方式的改變，人們的衣食住行都發(fā)生了日新月異的變化。尤其是伴隨著人民生活水平的不斷提高，中國居民的飲食習(xí)慣發(fā)生了巨大的變化。營養(yǎng)過剩和不科學(xué)的飲食行為導(dǎo)致中國居民慢性病發(fā)病率迅速上升。[1]糖尿病、骨質(zhì)疏松、心腦血管疾病等已成為嚴(yán)重威脅我國居民健康的重大公共衛(wèi)生問題。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的研究，約80%的心臟病、中風(fēng)和2 型糖尿病以及40%的腫瘤可以通過飲食和鍛煉預(yù)防。為了獲得良好的營養(yǎng)和健康，除了合理的膳食結(jié)構(gòu)外，科學(xué)合理有效的健身也起著重要的作用。另外，應(yīng)該認(rèn)識到當(dāng)前我國體育人口的比例還未達(dá)到體育強國的建設(shè)目標(biāo)，靜坐少動或者體力活動不足的人群仍占很大比例。歐美發(fā)達(dá)國家也在力圖改變靜態(tài)生活方式的擴張，避免導(dǎo)致更大的經(jīng)濟損失和亞健康問題。通過梳理以往研究發(fā)現(xiàn)，最佳運動劑量問題日益受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，對運動與身心健康之間量效關(guān)系的研究日益增多，研究結(jié)果產(chǎn)生了不同的論斷，即不同運動水平（劑量）與某種健康效應(yīng)指標(biāo)（如危險因素、疾病、生活質(zhì)量）之間有著不同的聯(lián)系。[2]雖然從大部分研究中可以得出身體活動與健康的相關(guān)關(guān)系，但對于說明運動與健康之間的量效關(guān)系還比較有限。因為有些研究屬于觀察性研究，不論是病例對照還是隊列研究，從某種程度上來說存在局限性。另外，由于受體力測試方法和體力活動類型以及各類人群的局限，這種量效關(guān)系有一定的適用范圍。基于此，本研究在北京市普通高校范圍內(nèi)，通過國際體力活動問卷篩選出符合靜坐少動的女性教師，設(shè)置對照組，對比兩種運動方式對改善中年女性教師健康的時效性變化，同時對產(chǎn)生良性健康效益的高校女教師開展為期三個月的停訓(xùn)后追訪，觀察其健康的時效性變化情況，以期為高校女教師提供更詳細(xì)的運動建議和體育鍛煉方案。

一、研究對象與方法

（一）研究對象

在北京市普通高校范圍內(nèi)選取在等級、招生數(shù)、開設(shè)專業(yè)等方面可以匹配的三所高校，通過海報形式招募志愿者，共計有156 人報名參與。通過納入和排除標(biāo)準(zhǔn)的篩選，得到30—59 歲符合靜坐少動的女教師共60 名，開設(shè)兩種運動方式的實驗組和一組對照組。實驗時間為2020年4—6月。

1.初次納入標(biāo)準(zhǔn)

（1）年齡：30—59 歲。

（2）性別：女性。

（3）醫(yī)學(xué)史：沒有心血管疾病以及代謝疾病，可伴有輕微血壓異常、血脂異常。無運動禁忌證，是否絕經(jīng)均可。

（4）靜坐少動生活方式的判斷標(biāo)準(zhǔn)：未參加每周至少3 天、每天不少于30 分鐘的中等強度身體活動，且持續(xù)3 個月以上。

2.二次納入標(biāo)準(zhǔn)

符合初步納入標(biāo)準(zhǔn)的志愿者，對其再次發(fā)放國際體力活動問卷（IPAQ），根據(jù)問卷統(tǒng)計結(jié)果最終確定符合本研究實驗設(shè)計所需的高校女性人群。

3.排除標(biāo)準(zhǔn)

（1）不符合納入標(biāo)準(zhǔn)。

（2）最近半年內(nèi)做過大手術(shù)的女性，或服用抗壓藥、減肥藥等藥物。

（3）有運動禁忌證，或身體及機能上存在缺陷。

（二）研究方法

1.問卷調(diào)查法

問卷發(fā)放對象來自北京市三所普通高校的女教師。本研究所采用的體力活動問卷為《國際體力活動問卷（IPAQ）》。[3]該問卷是國際體力活動測量工作組于2001年設(shè)計制定的，在國外測量的信度、效度好，適用于測量各類人群的身體活動情況。本研究采用該問卷，目的在于從實際活動量方面進(jìn)行篩查，篩出符合本研究年齡段的具有靜坐少動特征的受試者。

2.實驗法

（1）運動干預(yù)方案

依據(jù)《ACSM 運動測試與運動處方指南（第九版）》中推薦的強度，單次運動量采用大運動量（60min/次）與小運動量（30min/次）兩種形式，單次運動量設(shè)計通過訪談北京體育大學(xué)全民健身領(lǐng)域的權(quán)威專家和“國家共識指南”的推薦量制定。由于單純健步走較難實現(xiàn)大強度健身的實驗效果，因此本研究采用健步走與慢跑相結(jié)合的鍛煉方式的大強度運動干預(yù)[4]，具體見表1所示。

①指跑步組使用70%—80%的儲備心率跑。

（2）運動過程控制

運動干預(yù)之前先進(jìn)行為期兩周的調(diào)整訓(xùn)練，主要目的是讓高校女教師熟悉計步器和心率表的佩戴方法和操作記錄步驟，減少人為的實驗誤差，提高體育鍛煉的連貫性和有效性，降低因操作不熟練和不規(guī)范造成的后期實驗數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)度。每位受試者在適應(yīng)性訓(xùn)練后按照分組要求，進(jìn)行為期3 個月的訓(xùn)練。期間有課題組的工作人員在規(guī)定的時間段和固定的場所監(jiān)督和指導(dǎo)志愿者進(jìn)行科學(xué)鍛煉，并通過線上的形式在群里打卡和拍照，進(jìn)行相互交流、激勵和監(jiān)督。對每周沒有按實驗方案進(jìn)行運動的志愿者進(jìn)行線下指導(dǎo)和線上鼓勵，每兩周集中匯報各自的進(jìn)展，每一個月采集一次志愿者的各項指標(biāo)和鍛煉記錄情況。對照組除進(jìn)行日常的工作和生活外，不進(jìn)行任何形式的體育鍛煉或者身體活動，保證實驗對照的科學(xué)性和有效性。實驗組除此之外還需要詳細(xì)記錄志愿者飲食、身體活動、生活習(xí)慣的情況，要求志愿者保持原先的膳食、身體活動及日常生活習(xí)慣，以減少這些因素對體育鍛煉的潛在制約。同時，積極向志愿者宣傳體育鍛煉、運動營養(yǎng)知識，鼓勵志愿者在QQ 群分享自己的鍛煉心得、鍛煉日志等，以保證鍛煉的時效和順從性。

（3）運動強度設(shè)置

對照組不采取任何形式的運動。對不同運動干預(yù)組進(jìn)行運動負(fù)荷監(jiān)控，運動強度根據(jù)靶心率范圍通過心率表控制，運動量根據(jù)每周總的時間與單次的活動時間進(jìn)行彈性把控。減少因個體性差異造成的運動干預(yù)不科學(xué)因素，提高實驗的可操作性和科學(xué)合理性。

（4）變量控制

為了使實驗干預(yù)方案達(dá)到預(yù)期的效果，對運動強度和運動量兩變量同時進(jìn)行控制，具體控制要求如下：

在運動過程中有超過兩周及以上的運動強度沒有達(dá)到預(yù)計心率強度，則剔除；

在整個干預(yù)過程中因個人原因累計時間超過兩周及以上的，將受試者排除在外；

實驗采取隨機分組形式，確保不同組別之間沒有組間或者組內(nèi)差異；

受試者按照日常的生活習(xí)慣進(jìn)行飲食，無刻意減肥節(jié)食或者口服減肥藥物等影響實驗結(jié)果的行為，若有則剔除。

3.數(shù)理統(tǒng)計法

運用SPSS24.0 對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，依據(jù)相關(guān)分析和單因素方法分析不同等級女教師身體活動消耗量與心肺耐力、心血管健康指標(biāo)之間的差異性。

二、研究結(jié)果

（一）受試者基礎(chǔ)信息

通過招募并按照納入和排除標(biāo)準(zhǔn)，共有60 名志愿者符合受試者的實驗條件，均愿意參與為期12 周的運動干預(yù)實驗。將這60 名女性受試者隨機分成3 個組別，即對照組、跑步組、健步走組。每組各20 人。對照組不進(jìn)行除日常生活和交通體力活動外的體育鍛煉，跑步組和健步走組依據(jù)實驗方案設(shè)計的運動負(fù)荷進(jìn)行體育鍛煉。經(jīng)統(tǒng)計學(xué)檢驗，三個組別之間的基線值并沒有出現(xiàn)顯著性差異（p＞0.05），見表2所示。

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（二）不同組別運動干預(yù)情況

經(jīng)過3 個月持續(xù)的運動干預(yù)，最終有45 人完成體育鍛煉與最終的測試，即每個組別均存在一定數(shù)量的受試者流失。其中，對照組完成率最高，跑步組完成率最低。從實際反饋的狀況看，造成受試者流失的主要原因在于臨時外出、培訓(xùn)開會、出國訪學(xué)或者工作變動，以及生病和中途退出，還有一種情況是因身體活動的間斷或者不可持續(xù)也被排除在外。經(jīng)過剔除和確定，最終各組的有效樣本量為對照組17 人、跑步組13 人、健步走組15 人（見表3）。

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通過表3可以看出，在干預(yù)過程中，各組流失率最低的是對照組，最高的為跑步組。這也與運動強度和運動量的大小有關(guān)聯(lián)，強度越大，對機體的刺激越大，對心肺耐力的承受能力要求也越高。從初始目標(biāo)強度看，各組基本達(dá)到實驗運動干預(yù)制定的運動強度范圍；在實際單次運動量方面，實驗組高于初定的目標(biāo)運動量，分別為31.48 分鐘和35.31分鐘；在實際運動頻率方面，也都能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定的目標(biāo)方案鍛煉，分別是3.72 次和3.47 次。說明各運動組別基本達(dá)到了初始的運動強度和運動量。而且，從志愿者鍛煉日志上的記錄來看，大部分的受試者能夠?qū)崿F(xiàn)從被動運動向主動鍛煉的改變，并慢慢養(yǎng)成鍛煉的習(xí)慣。由于聊天軟件微信的出現(xiàn)，通過建立微信小組進(jìn)行鍛煉心得和運動情況分享，在一定程度上激勵了志愿者交流的主動性和鍛煉的依從性，能更好地督促她們根據(jù)運動干預(yù)方案的設(shè)計進(jìn)行鍛煉，也從側(cè)面反映出受試者運動的積極性。

（三）不同運動方式訓(xùn)練和停訓(xùn)后形態(tài)學(xué)指標(biāo)時效性變化

1.體重指標(biāo)時效性變化情況

在經(jīng)過三個月的運動干預(yù)之后，各組的志愿者體重指標(biāo)表現(xiàn)出了不同程度的顯著性差異（見表4）。具體表現(xiàn)在：對照組停訓(xùn)后三個月比干預(yù)前有顯著性差異（p＜0.05）；健步走組干預(yù)三個月后女性體重均表現(xiàn)出降低的趨勢，而且停訓(xùn)三個月后仍能保持在一定的水平；跑步組在運動三個月后出現(xiàn)了顯著性差異（p＜0.05），而且停訓(xùn)后也出現(xiàn)了一定的時效性變化（見圖1）。

表4 體重指標(biāo)時效性變化情況

圖1 體重指標(biāo)時效性變化差值

2.體脂百分比指標(biāo)時效性變化情況

在經(jīng)過三個月的運動干預(yù)之后，各組志愿者的體脂百分比表現(xiàn)出了不同程度的顯著性差異（見表5）。具體表現(xiàn)在：對照組停訓(xùn)三個月后比干預(yù)前有顯著性差異（p＜0.05），說明不運動是體脂率變化的一個重要影響因子；健步走組干預(yù)三個月后女性體脂百分比表現(xiàn)出降低的趨勢，而且停訓(xùn)三個月后仍存在一定時效性；跑步組在運動三個月后出現(xiàn)了顯著性差異（p＜0.05），但停訓(xùn)后未出現(xiàn)一定的時效性變化。女性在停訓(xùn)后的差異組間對比沒有顯著性變化（見圖2）。

表5 體脂百分比指標(biāo)時效性變化情況

圖2 體脂百分比指標(biāo)時效性變化差值

3.不同運動方式訓(xùn)練和停訓(xùn)后的心肺功能指標(biāo)時效性變化

（1）血壓指標(biāo)時效性變化情況在經(jīng)過三個月的運動干預(yù)之后，各組志愿者收縮壓表現(xiàn)出了不同程度的顯著性差異（見表6）。具體表現(xiàn)在：對照組女性出現(xiàn)了顯著性變化；健步走組的女性變化的差異明顯；跑步組的女性在運動后和停訓(xùn)后均表現(xiàn)出了顯著性差異（p＜0.05）（見圖3）。

表6 收縮壓指標(biāo)時效性變化情況

圖3 收縮壓指標(biāo)時效性變化差值

在經(jīng)過三個月的運動干預(yù)和停訓(xùn)后，各組志愿者的舒張壓表現(xiàn)出了不同程度的顯著性差異（見表7）。具體表現(xiàn)在：女性對照組停訓(xùn)后三個月比干預(yù)前有顯著性差異（p＜0.05）；健步走組和跑步組在差值對比方面，運動后和停訓(xùn)后都呈現(xiàn)出了一定的時效性變化（見圖4）。

圖4 舒張壓指標(biāo)時效性變化差值

表7 舒張壓指標(biāo)時效性變化情況

（2）最大攝氧量指標(biāo)時效性變化情況

各組志愿者的最大攝氧量經(jīng)過三個月的運動干預(yù)后表現(xiàn)出了顯著性的差異（見表8）。對照組雖然沒有經(jīng)過運動干預(yù)，但也出現(xiàn)了停訓(xùn)后的差異，分析原因可能是靜坐少動或體力活動不足引起。健步走組整體效果不如跑步組的時效性變化趨勢明顯（見圖5）。

表8 最大攝氧量指標(biāo)時效性變化情況

圖5 最大攝氧量指標(biāo)時效性變化差值

三、討論

（一）運動對體重時效性的影響

身高和體重是衡量人體是否健康勻稱的重要參考指標(biāo)。具體而言，在身高不變的情況下，人的體重基本可以說明人體的橫向尺寸。[5][6]通過體重的變化可以從一定程度上了解水含量和脂肪含量變化情況，可以涵蓋肥胖情況、消瘦情況以及標(biāo)準(zhǔn)情況三個維度。[7]本研究發(fā)現(xiàn)，健步走組干預(yù)三個月后女性體重均表現(xiàn)出降低的趨勢，而且停訓(xùn)三個月后仍能保持在一定的水平；跑步組在運動三個月后出現(xiàn)了顯著性差異（p＜0.05），而且停訓(xùn)后也出現(xiàn)了一定的時效性變化。分析原因是隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化的高度發(fā)展，人們的生活節(jié)奏不斷加快，麥當(dāng)勞、方便面、膨化食品等快餐食品逐漸受到人們的歡迎，造成熱量攝入過多；加之隨著生產(chǎn)力的提高，大型機械和電腦代替了傳統(tǒng)的手工作業(yè)，汽車代替了步行和自行車，“久坐”便成為人們工作和生活的常態(tài)。運動對體重的影響效果較為明顯，而且能夠出現(xiàn)一定的時效性作用。另外，規(guī)律運動和身體活動不足，會對女性教師能量代謝帶來不同的變化，身體活動不足人群能量代謝率普遍偏低，同時營養(yǎng)膳食的攝入熱量問題也是致因。

（二）運動對體脂百分比時效性的影響

有規(guī)律的鍛煉確實能改善人的身體結(jié)構(gòu)，但它也包括很多因素，比如訓(xùn)練年限、持續(xù)時間、運動量、運動強度和能量攝入。其中，運動強度起著重要作用。前人研究中針對不同的運動強度和運動量對身體組成的影響，得出了不同的結(jié)論。人到中年，由于生理機能的變化和體力活動的缺乏，身體組成發(fā)生了不同程度的變化，其中，體脂含量的分布和變化一直是國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的問題。有研究表明，我國城市居民進(jìn)入成年后體重持續(xù)增加，但大部分為脂肪，而肌肉含量和骨礦物質(zhì)含量保持穩(wěn)定并略有下降。[8]隨著年齡的增長，女性體脂主要堆積在軀干和大腿。本研究發(fā)現(xiàn)，健步走組干預(yù)三個月后女性體脂百分比表現(xiàn)出降低的趨勢，而且停訓(xùn)后三個月后仍存在一定時效性。跑步組在運動三個月后出現(xiàn)了顯著性差異（p＜0.05），通過中等強度長時間體育運動，脂肪供能占比提高，可達(dá)到降低體重和減少脂肪的作用，運動時間越長改變機體的效果越好。有學(xué)者針對絕經(jīng)婦女進(jìn)行為期一年的身體活動干預(yù)后發(fā)現(xiàn)[9]，隨著體重的減輕，內(nèi)臟脂肪也會相應(yīng)減少。對肥胖者進(jìn)行運動干預(yù)時，運動量與體脂之間存在量效關(guān)系。跑步可以減輕體重、改善體形，這是一個不爭的事實，但將高強度和中、低強度跑步進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)，中、低強度跑步可以顯著提高年輕女性的體重、身體質(zhì)量指數(shù)和腰臀比，效果比高強度跑步更好。有研究的結(jié)果與此類似，其指出對于減肥減體重的人群來說，運動強度在最大心率的60%—80%范圍內(nèi)，運動時間保持在30—60 分鐘，效果最為顯著。[10]該強度與中、低強度跑步相似，說明在該強度范圍內(nèi)跑步，對改善身體質(zhì)量指數(shù)和腰臀比有積極作用。通過實驗結(jié)果結(jié)合以往的研究可以發(fā)現(xiàn)，在體重和體型改善方面，中、低強度跑步對降低腰臀比有顯著的效果。相比之下，中、低強度跑步比高強度跑步更能有效地減輕體重，改善身體質(zhì)量指數(shù)和腰臀比。有研究表明，老年人群的體育活動水平與體質(zhì)指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，但在70 歲以上老年人中差異不顯著，兩者之間的相關(guān)性會隨著年齡的增加而逐漸降低。[11]另有研究表明，日常體育活動不足以增加肌肉質(zhì)量，需要結(jié)合一定強度和頻率的運動干預(yù)，才能有效地增加肌肉質(zhì)量或防止肌肉流失。飲食結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)攝入也是影響老年人身體組成的必然因素。定期進(jìn)行16 周的體育活動干預(yù)，對被試的體重指數(shù)、腰圍、體脂率、脂肪含量均有良好效果，能降低肥胖風(fēng)險。[12][13]體育活動對超重的作用機制主要體現(xiàn)在脂質(zhì)代謝、胰島素激素代謝的調(diào)節(jié)以及肥胖相關(guān)基因的表達(dá)。相關(guān)學(xué)者在人體和動物實驗中發(fā)現(xiàn)，體育活動可以改善人體的基礎(chǔ)代謝，增加能量消耗，同時增加相關(guān)激素的分泌，增強胰島素敏感性，改善脂質(zhì)代謝。[14]

（三）運動對血壓時效性的影響

隨著年齡的變化，中央大彈性動脈的血管壁內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，大彈性動脈出現(xiàn)擴張，動脈直徑開始擴大。[15][16][17]年齡增長還會引起心率變慢和血壓升高，其機制在于血管重構(gòu)現(xiàn)象。此外，月經(jīng)狀況與性激素和血脂的變化有一定的相關(guān)性，即隨著女性進(jìn)入圍絕經(jīng)期和絕經(jīng)后期，血清雌二醇水平逐漸降低，而TC 濃度則會逐漸升高。研究表明，北京女性自然絕經(jīng)的平均年齡在48 歲左右，但近20年來女性自然絕經(jīng)年齡卻提前了2 歲。[18]本研究發(fā)現(xiàn)，跑步組的志愿者收縮壓表現(xiàn)出了不同程度的顯著性差異，具體表現(xiàn)在對照組女性出現(xiàn)了顯著性變化，健步走組女性的變化差異明顯，跑步組女性在運動后和停訓(xùn)后均表現(xiàn)出了顯著性差異。健步走組和跑步組舒張壓在差值對比方面，運動后和停訓(xùn)后都呈現(xiàn)出了一定的時效性變化。研究證實，心血管健康風(fēng)險因素與年齡之間存在著復(fù)雜的關(guān)系，如連續(xù)性、分期和分級，而且年齡可能是比性別更重要的危險因素。首先，跑步鍛煉作用于大腦皮層和皮層下血管運動中樞[19]，可以改變過度反應(yīng)的狀態(tài)，從而產(chǎn)生降血壓的效果。大量運動使受試者的血管擴張，毛細(xì)血管的數(shù)量和密度發(fā)生變化，改善了血液循環(huán)和代謝作用。中等強度的運動可以改善身體的迷走神經(jīng)張力，降低交感神經(jīng)活力，平衡血管收縮。具體來說，可以提高大動脈的彈性，降低血壓。

（四）運動對最大吸氧量時效性的影響

心肺耐力是人體在不間斷的體育活動中繼續(xù)鍛煉的能力，主要反映機體在特定運動強度下的心肺適能效果。[20]心肺適能一直被作為衡量人類健康體質(zhì)的核心評價指標(biāo)。循證醫(yī)學(xué)已經(jīng)證實，人體的心肺適能水平越低，心血管危險因素的風(fēng)險就會提高。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，高強度體力活動的工作形式慢慢變少，靜態(tài)生活方式逐漸成為導(dǎo)致心肺耐力下降的最重要原因。本研究結(jié)果顯示，對照組雖然沒有經(jīng)過運動干預(yù)，但也出現(xiàn)了停訓(xùn)后的差異，分析原因可能是靜坐少動或身體活動不足引起。健步走組整體效果不如跑步組的時效性變化趨勢明顯，這反映出運動強度是引起最大吸氧量變化的最重要因素，中等強度比高強度或大運動量更有利于提高體育活動不足的女教師心肺健康水平。總的來說，最大吸氧量和身體活動水平之間存在劑量—反應(yīng)關(guān)系。最大吸氧量的變化主要取決于氧運輸系統(tǒng)的功能，而血液的運輸能力、線粒體的數(shù)量、肌肉的利用和攝取、氧容量是限制最大吸氧量增長的關(guān)鍵機制。因為最大攝氧量可以有效反映人體功能、心肺耐力、利用氧氣以及骨骼肌運輸效率，同時它也被認(rèn)為可以有效評估心血管疾病的發(fā)病風(fēng)險水平。[21][22]

四、結(jié)論

經(jīng)過三個月規(guī)律運動可獲得顯著的健康效益，并且存在一定的時效性。規(guī)律運動使高校女教師的健康受益顯著優(yōu)于靜坐少動女性的體型、心肺耐力等，而且指標(biāo)的變化支持長期有氧規(guī)律鍛煉對健康促進(jìn)的影響。具體表現(xiàn)在：中等強度的健步走或者跑步均可以提高靜坐少動高校教師的心肺耐力，而且持續(xù)運動三個月后能夠保持一定的健康效益；中等強度運動對于血壓的改善也有一定的作用。