生理学进展：体力活动不足生理学

总结了全世界范围内的多项大样本量研究，发现静坐少动生活方式导致了约6%的冠心病、7%的2型糖尿病、10%的乳腺癌及10%的结肠癌，体力活动不足导致了9%的过早死亡率。这种直接量化的数据足以引起公共卫生领域的广泛注意，同时也提示静坐少动生活方式这一常见的行为的特殊性。

3.2 静坐少动行为方式对健康影响的机制

3.2.1 能量消耗的特征安静代谢率（RMR）指安静状态下、不进行体力活动时的能量消耗。安静状态下坐位或卧位的能量消耗大约是1 kcal/h/kg（1MET，RMR的基本单位）。坐着或躺着看电视、读书、打字、打电话的能量消耗都很低，只有1-1.2 kcal/h/kg。中等强度到较大强度体力活动（步行、骑车、游泳或跑步）的能量消耗则是3—10 METs，有训练经历或心肺耐力水平更高的人在进行这些体力活动时的能量消耗可能更高。

在睡觉或清醒安静状态下，除骨骼肌之外的组织（如大脑、肾脏、膈、心脏）始终在工作，即使是在不运动、骨骼肌没有收缩的情况下也在工作。然而，由于骨骼肌收缩需要消耗能量，因此在不活动（久坐）时，特定骨骼肌和整体能量消耗均显著降低。这也是静坐不动与运动的区别之一，骨骼肌的活动越少，能量消耗更少。而且，即使只是将站立位与坐位相比，仍然存在着明显差异。图1中显示受试者在1 min内进行站立、步行、坐和起身站立等几个动作，肌电图出现了显著变化，仅仅是站立位肌肉的肌电活动就明显高于坐位。

由图1可知即使是站立等轻体力活动都可以增加人体能量消耗，在已有研究中也发现，测量人们在工作和家中进行一般轻体力活动的能量消耗发现，很多工作如洗碗、整理文件和熨烫衣物，能使能量消耗增加到基础代谢率的两倍。而且，进行轻微体力活动可以占用久坐的时间，对健康的益处是非常重要的。例如，一个人每天睡8 h，坐10 h，剩余6 h处于站立位进行活动。普通人一般无法在生理上承受每天进行长时间的中等或高强度运动，但大多数静坐少动时间可以被相对小强度的活动所代替，增加能量消耗。其他相关研究发现轻体力活动也具有促进健康的作用，其原因虽然不知道是总能量消耗的差异还是直接与骨骼肌收缩相关，但其增加能量消耗的结果是不容置疑的。

3.2.2 生理生化的证据对静坐少动生理及机制的理解很大程度来源于卧床研究和动物实验。外科手术后的卧床休息与损伤后的制动等实际事件促使了人体卧床研究的进展。研究发现，卧床可以诱导的一系列生理反应，包括神经-激素变化、骨骼肌萎缩、体液平衡失调、心肺功能下降等等，效果明显，有研究认为，健康人卧床3周所带来的对身体机能的影响比同一个体年龄增长30 a所带来的影响还要大。卧床研究证明了人体需要必要的体力活动如站立等，同时从另一个方面也解释了为什么坐得太多（缺乏活动）对人体生理会产生不利影响。而且，更重要的是卧床研究一般是短时间内的，几天至多几周，而静坐少动人群往往经历了长期的静坐少动过程，时间更长，可以推测，其对人体生理的影响更大，比如深层静脉血栓的形成等，对人体健康构成威胁。

不同类型的肌肉纤维具有不同的抗疲劳能力，红肌抗疲劳能力好，白肌收缩速度快抗疲劳能力差，这种差异也可以帮助解释静坐少动的部分生理反应。这种抗疲劳能力好、利用氧能力强的红肌纤维多存在于小强度收缩时先募集的运动单位中。相反，抗疲劳能力差、利用糖酵解功能的白肌纤维存在于募集阈值高的运动单位中，因此在轻体力活动如站立和慢走时并没有被动员。这也可以解释为什么简单的行为如斜躺在沙发上跟朋友打电话与站立位进行轻体力活动相比，会明显降低人体总的能量消耗，因为站立时动员了骨骼肌中的红肌纤维。

动物实验更是发现了缺乏活动（制动）对体内某些生物学标记物的影响。有研究模型阻止大鼠使用后腿站立，结果表明，局部肌肉不收缩导致后腿局部脂蛋白酶（LPL）活性迅速下降、血浆甘油三酯上升、血浆高密度脂蛋白和基因表达谱改变。其中，LPL直接调节脂蛋白的代谢（对血浆脂蛋白分布和区域性脂肪沉积有着核心作用），并与心血管疾病和慢性代谢性疾病的临床预后有关。亦有研究发现升高LPL可以降低饮食诱导的肥胖和胰岛素抵抗，因此保持LPL活性对于疾病预防非常重要，制动降低LPL很可能是导致多种疾病的机制之一。另外，血浆甘油三酯、高密度脂蛋白的变化也与多种慢性疾病相关。

4 静坐少动行为方式的研究热点

4.1 基于不同静坐少动和体力活动模式对健康的影响的生活方式建议体力活动不足生理学研究的一个重要主题是通过关注处于坐位的不同模式对健康带来的危害和不同量的日常轻体力活动（light—inten—sity physical activity，LIPA）的剂量一反应效果来建立实用的生活方式建议。运动科学专家认为科学的、有着公共卫生逻辑的、全面的关于静坐行为的研究策略需要以下阶段：1）需要证实静坐少动行为的生物学标记和相关的健康问题的关系；2）需要准确测量人们一生中持续的静坐少动的时间；3）在家庭生活中、工作环境中、交通以及娱乐项目中，需要证实静坐少动行为的必要性；4）需要严密的证实改变特定的久坐行为干预的可行性和有效性。需要所有以上几个阶段的信息汇总后，才可以制定出有效的公共卫生政策。

4.2 静坐少动时间的测量方法

之前的关于静坐少动时间的测量主要要求受试者自我报告，Clark等的系统性综述认为，这些研究中普遍使用的测量看电视时间的方法是可信的、有效的。然而，看电视只是众多静坐少动行为中的一个。随着加速度计的兴起，通过佩戴在髋部、腕部的小型仪器，客观记录运动量、运动强度和运动频率，虽然并不能直接评价身体姿势，但可用于辨别静坐少动时间，这使得测量静坐时间的准确性大大提高。目前，已经有了多个年龄段的相关数据与计算公式，极大的推动了相关研究的进一步开展。在2012年第59届美国运动医学学会年会上进行了专题报告，对如何正确使用加速度计、如何解决出现的问题及新的研究方向等均做了专题讨论，收录的论文摘要多达上百篇。

4.3 流行病学研究仍在进行，干预性研究尚显不足已有的体力活动流行病学研究得到了重大成果，为了给公共健康领域提供足够的数据，也促使了越来越多的相关流行病学研究，必然会为静坐少动生理学提供更多的研究证据。但是目前仍然比较缺乏的是高精度的实验研究/随机对照研究，缺乏直接由静坐少动诱导各种生理反应的证据，这是体力活动不足生理学理论目前最需要的支撑证据，也将是下一步研究的重点。

4.4 如何对静坐少动行为方式进行干预

随着逐渐认识到静坐少动生活方式与多种疾病的相关性，如何进行有效干预成为相关学者考虑的问题。运动可以给机体带来多种益处，但是资料显示，达到推荐运动量的人群不足5%，而且，即使是满足推荐运动量的人群也可能出现长时间的静坐少动，因此，日常生活中的LIPA受到关注。研究发现，人们大部分清醒时间用于轻体力活动，大部分没有经过运动训练的健康人在一周中有很多时间在进行轻体力活动，因为这是人们在日常生活中处理事情的行为，如做饭、洗衣服、打扫卫生、照顾老人孩子等等。这提示，进行轻体力活动更能为普通人群所接受。而很明显，静坐少动时间和轻体力活动之间存在显著负相关，进行轻体力活动的时间越长，静坐少动的时间越少，这对于减少久坐的时间本身就有益处。研究静坐少动时间与死亡率、疾病预后和临床生物标志物之间的关系，发现减少每天处于坐位和斜卧位的时间可能会给健康带来潜在的益处，这独立于参加运动。

运动生理学和体力活动不足生理学的剂量一反应参数的一个主要区别与体力活动强度有关。根据AC—SM运动测试与运动处方指南中的定义，中等强度体力活动是3～5.9METs，较大强度体力活动是6METs以上。另外，推荐中对于有益健康的体力活动主要强调活动持续时间（每次>10 min），科学研究也支持这一点。相反的，日常生活活动的强度通常都很小，关于这种很小强度活动的细胞学反应或对预防疾病的作用，目前了解的还很少。小强度活动下的主观感觉（和生理学反应如心率）很小，这支持通过小强度活动减少久坐时间并不足以预防疾病这一观点。相反的，体力活动不足生理学已经发现，缺乏体力活动会诱导出强烈的细胞信号，从而引发不良生理反应。可以抵消这些信号的活动仅仅是低强度、高度间歇性的活动，远低于基于运动科学研究所得出的传统指南。

当肌肉收缩时，能量消耗迅速增加到安静时的100倍（从0.01～1 kcal/kg肌肉/min）。一名60 kg的女性在完全静息状态下的全身RMR大约是1 kcal/min。因此，想要使全身代谢率增加一倍，只需要多动员全身肌肉的一小部分（3%或1 kg肌肉）即可，LIPA可以起到这个作用。

除了运动、轻体力活动外，研究证明，即使只是静坐少动的时间被打断的频率增加，人体也能获得一定的健康益处，不断打断静坐少动的方式或许是一个潜在的预防方法。研究发现，静坐少动打断次数最少的25%受试者的腰围平均比打断次数最多的25%受试者的腰围多6 cm。腰围与静坐少动时间被打断频率之间的关系独立于整体的静坐少动时间，独立于进行中等强度到较大强度体力活动的时间，独立于体力活动的平均强度。静坐少动间歇次数多对甘油三酯和餐后2 h血糖也有良好作用。因此，经常打断静坐少动状态可能对代谢健康会产生良好影响，这可能是降低总体静坐少动时间对健康益处的补充。相较于运动与轻体力活动，这种方式无疑更容易做到。

5 小结

体力活动不足生理学理论是多位学者根据现实需要提出的一个新的理论，并不等同于运动的相反效果，其主要支撑证据来源于流行病的研究，强调了静坐少动这一行为方式是慢性疾病的独立风险因素，其机制可能与能量代谢、骨骼肌活动及多种激素代谢相关。要改变这一行为是最有效的方式在完成运动处方指南推荐量的基础上，是鼓励人们多进行轻体力活动和不断打断久坐的时间。虽然这一新理论还需要更多的临床高质量的干预性研究结果的支持，但是对其更深入的了解将会为推行新的健康措施和新的生活方式改变提供更有利的支持。