系統(tǒng)體育學(xué)：運(yùn)動(dòng)與健康*

劉承宜，劉 剛,2，康琰琰,3

(1.華南師范大學(xué) 體育科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510006；2.廣州中醫(yī)藥大學(xué) 體育與健康學(xué)院，廣東 廣州 510006；3.廣東省體育科學(xué)研究所，廣東 廣州 510663)

目前，受制于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類仍然無(wú)法面對(duì)復(fù)雜的個(gè)體，生命科學(xué)的主流將人體還原為臟器、細(xì)胞甚至基因。人類基本征服了傳染病，延長(zhǎng)了壽命，但帶來(lái)了沉重的慢性疾病負(fù)擔(dān)。研究經(jīng)費(fèi)越來(lái)越多，治療費(fèi)用卻越來(lái)越高，人類不堪重負(fù)?；貧w整體是現(xiàn)代生命科學(xué)努力的方向，系統(tǒng)生物學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等各種系統(tǒng)生物學(xué)方法成為流行的方法，先后在體育科學(xué)中獲得應(yīng)用。本文應(yīng)用其中的無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)理論重新分析了運(yùn)動(dòng)與健康的關(guān)系。

1 無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)

經(jīng)典物理學(xué)常常將物體抽象為一個(gè)只有質(zhì)量沒有結(jié)構(gòu)的質(zhì)點(diǎn)或剛體?，F(xiàn)代物理學(xué)則將復(fù)雜系統(tǒng)抽象為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其中的節(jié)點(diǎn)代表組成元素，節(jié)點(diǎn)之間的連接則代表組成元素之間的相互作用。盡管不同的復(fù)雜系統(tǒng)千差萬(wàn)別，但從網(wǎng)絡(luò)的角度它們卻大同小異。其中的無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)由必需節(jié)點(diǎn)和非必需節(jié)點(diǎn)兩類節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，去掉必需節(jié)點(diǎn)會(huì)顯著影響網(wǎng)絡(luò)特性，但在一定范圍內(nèi)去掉非必需節(jié)點(diǎn)不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)特性。無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)可以用于描述大量的生命現(xiàn)象。

網(wǎng)絡(luò)分為結(jié)構(gòu)和功能兩類。在體育科學(xué)研究中，結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)大量用于團(tuán)體比賽或得分排序的研究，但功能網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用卻方興未艾。個(gè)體的外在活動(dòng)可以構(gòu)成無(wú)標(biāo)度功能網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)對(duì)個(gè)體死亡風(fēng)險(xiǎn)的影響，個(gè)體活動(dòng)可以分為必需、關(guān)鍵非必需和普通非必需三類：必需活動(dòng)顯著影響健康個(gè)體的死亡風(fēng)險(xiǎn)；關(guān)鍵非必需活動(dòng)在一定范圍內(nèi)不影響健康個(gè)體死亡風(fēng)險(xiǎn)，但顯著影響患者死亡風(fēng)險(xiǎn)；普通非必需活動(dòng)在一定范圍內(nèi)不影響健康個(gè)體和患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)。職業(yè)工作是人類個(gè)體唯一的必需活動(dòng)，業(yè)余愛好、睡眠和營(yíng)養(yǎng)是人類個(gè)體的關(guān)鍵非必需活動(dòng)，婚姻、教育和宗教信仰等其他活動(dòng)是人類個(gè)體的普通非必需活動(dòng)。

生命科學(xué)常常用動(dòng)物模型來(lái)研究運(yùn)動(dòng)與健康的關(guān)系。為了獵食，動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)是動(dòng)物的必需活動(dòng)，動(dòng)物運(yùn)動(dòng)對(duì)健康的影響是必需活動(dòng)對(duì)健康的影響，會(huì)顯著影響動(dòng)物的死亡風(fēng)險(xiǎn)，因此只能作為運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)物模型。只有專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員的專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)才是運(yùn)動(dòng)員的必需活動(dòng)，運(yùn)動(dòng)愛好者的運(yùn)動(dòng)屬于業(yè)余愛好，其他個(gè)體的運(yùn)動(dòng)連業(yè)余愛好都算不上，只能算做普通非必需活動(dòng)。

2 運(yùn)動(dòng)員的健康

運(yùn)動(dòng)員會(huì)從事大量活動(dòng)，其中專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)屬于必需活動(dòng)，業(yè)余愛好、體能訓(xùn)練、心理訓(xùn)練、文化學(xué)習(xí)、睡眠和營(yíng)養(yǎng)等屬于關(guān)鍵非必需活動(dòng)。專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)是運(yùn)動(dòng)員身份認(rèn)同的必需活動(dòng)，是否將專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)安排在訓(xùn)練計(jì)劃的首要位置，是判斷一個(gè)訓(xùn)練理論的標(biāo)準(zhǔn)。從這個(gè)角度來(lái)看，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的板塊結(jié)構(gòu)理論比傳統(tǒng)周期模式理論更容易提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)，它們的理論基礎(chǔ)分別為一元理論和二元理論。劉翔是板塊結(jié)構(gòu)理論成功應(yīng)用的范例。如果一個(gè)運(yùn)動(dòng)員喜歡專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，業(yè)余愛好可以與必需活動(dòng)合二而一。如果一個(gè)運(yùn)動(dòng)員雖然有運(yùn)動(dòng)天賦，但只是將專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)作為一項(xiàng)工作，他就必須有一個(gè)業(yè)余愛好來(lái)為身體充電。另外，文化學(xué)習(xí)也很重要，享有與體能訓(xùn)練同等重要的地位。國(guó)外運(yùn)動(dòng)員之所以運(yùn)動(dòng)壽命較長(zhǎng)，是因?yàn)樗麄儾坏珦碛羞\(yùn)動(dòng)天賦，而且享受專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，他們的體能訓(xùn)練和文化學(xué)習(xí)都比較系統(tǒng)。

正如上節(jié)所指出的，用動(dòng)物模型來(lái)研究運(yùn)動(dòng)對(duì)健康的影響可以用來(lái)討論運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員健康的影響。大量動(dòng)物模型研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)都有利于促進(jìn)健康。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，小鼠運(yùn)動(dòng)對(duì)細(xì)菌造模的腦膜炎或糞漿造模的敗血癥具有一定的抵抗力。但也有例外，比如用右旋糖酐硫酸酯鈉造模小鼠大腸炎。Cook等人發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)迫性運(yùn)動(dòng)加重小鼠病情，只有自愿性運(yùn)動(dòng)才會(huì)改善病情。這說(shuō)明，只有喜歡運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員才會(huì)從運(yùn)動(dòng)中獲得健康好處，不喜歡運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員強(qiáng)迫自己完成任務(wù)會(huì)有害健康。與其他行業(yè)一樣，我國(guó)大多數(shù)運(yùn)動(dòng)員將運(yùn)動(dòng)作為生存的工具，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越高，受到的傷害越大。

發(fā)達(dá)國(guó)家大多數(shù)運(yùn)動(dòng)員是喜歡自己工作的。Teramoto等人綜述了前人大量的研究，發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的死亡率低于普通人。Kujala等人發(fā)現(xiàn)，力量型優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員除糖尿病風(fēng)險(xiǎn)與普通人相當(dāng)以外，其他慢性病的風(fēng)險(xiǎn)都顯著低于普通人；其它類型優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的慢性病風(fēng)險(xiǎn)都顯著低于普通人。心肺機(jī)能(cardiorespiratory fitness,CRF)表征了運(yùn)動(dòng)員的工作水平。Someya等人發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員的CRF越高，罹患糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)越低。

3 運(yùn)動(dòng)愛好者的健康

游牧民族與動(dòng)物獵食獲取獵物一樣，運(yùn)動(dòng)屬于必需活動(dòng)。有游牧文化背景的國(guó)家愛好運(yùn)動(dòng)的人群較多，容易發(fā)展成為體育強(qiáng)國(guó)。相比之下，有農(nóng)耕文化背景的國(guó)家愛好運(yùn)動(dòng)的人群較少，難以發(fā)展成為體育強(qiáng)國(guó)。西方發(fā)達(dá)國(guó)家屬于游牧文化背景。Naci 等人對(duì)西方國(guó)家的運(yùn)動(dòng)干預(yù)與藥物干預(yù)開展了薈萃流行病學(xué)死亡率比較研究，發(fā)現(xiàn)兩者在冠心病二級(jí)預(yù)防、中風(fēng)康復(fù)、心衰治療和糖尿病預(yù)防方面的作用是相當(dāng)?shù)?。日本屬于農(nóng)耕文化背景。Kuwahara等人對(duì)日本普通人的研究發(fā)現(xiàn)，體重與糖尿病風(fēng)險(xiǎn)的聯(lián)系比CRF更加重要。

原則上，文獻(xiàn)上研究運(yùn)動(dòng)影響健康的受試者都是志愿者，他們應(yīng)該屬于運(yùn)動(dòng)愛好者。運(yùn)動(dòng)愛好者的運(yùn)動(dòng)屬于業(yè)余愛好這個(gè)關(guān)鍵非必需活動(dòng)，在一定范圍內(nèi)不影響健康個(gè)體死亡風(fēng)險(xiǎn)。在職業(yè)工作這個(gè)必需活動(dòng)的水平相當(dāng)?shù)那闆r下，運(yùn)動(dòng)成績(jī)對(duì)健康個(gè)體死亡率的影響滿足J型或U型曲線。哈佛大學(xué)校友和美國(guó)退伍軍人兩組人各自之間的職業(yè)相似度比普通人更高。Lee等人對(duì)哈佛大學(xué)校友的追蹤研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于低強(qiáng)度和中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，存活率與運(yùn)動(dòng)量的關(guān)系滿足“J”型曲線；對(duì)于高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，在所研究的范圍之內(nèi)，運(yùn)動(dòng)量越大，存活率越高。Kokkinos等人對(duì)美國(guó)退伍軍人的跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越高，總死亡風(fēng)險(xiǎn)和糖尿病風(fēng)險(xiǎn)越低。人們從步速和肌肉骨骼功適能的角度分別評(píng)價(jià)了西方老人(65歲以上)和巴西老人(51-80歲)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)參數(shù)都可以預(yù)測(cè)總死亡率。步速或肌肉骨骼功適能越高，總死亡率越低。這說(shuō)明，提高步速和肌肉骨骼功適能都可以延緩衰老。

4 普通人的健康

明確研究不喜歡運(yùn)動(dòng)的普通人的運(yùn)動(dòng)文獻(xiàn)不多。運(yùn)動(dòng)被建議為一種減肥手段，肥胖的人大多不喜歡運(yùn)動(dòng)。Werle等人發(fā)現(xiàn)，不喜歡運(yùn)動(dòng)的人，運(yùn)動(dòng)后會(huì)因?yàn)槌缘酶喽?。日本雖然屬于發(fā)達(dá)國(guó)家，但與中國(guó)一樣屬于農(nóng)耕文化，運(yùn)動(dòng)愛好者并不多。Kuwahara等人對(duì)日本人的研究發(fā)現(xiàn)，體重與糖尿病風(fēng)險(xiǎn)的聯(lián)系比CRF更加重要。

健康可以體現(xiàn)為身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI，單位kg/m2)。正常、超重、一級(jí)肥胖和二三級(jí)肥胖的BMI范圍一般在18.5-25.0、25.0-30.0、30.0-35.0和≧35.0。然而，F(xiàn)legal等人對(duì)迄今相關(guān)研究的薈萃分析發(fā)現(xiàn)，超重、一級(jí)肥胖和二三級(jí)肥胖相對(duì)于正常BMI的死亡風(fēng)險(xiǎn)分別為0.94、0.97和1.34，這種超重和一級(jí)肥胖反而更健康的效應(yīng)稱為肥胖悖論。Woo等人發(fā)現(xiàn)超重和一級(jí)肥胖人群中體適能高的人比例并不多。最近，Jais等人發(fā)現(xiàn)了區(qū)別健康肥胖與病理肥胖的分子基礎(chǔ)就是Ⅰ型血紅素氧合酶(heme oxygenase-1,HO-1)，前者HO-1基因表達(dá)較低，后者HO-1基因表達(dá)較高。Niess等人發(fā)現(xiàn)，雖然半程馬拉松運(yùn)動(dòng)會(huì)引起HO-1基因表達(dá)的增加，但運(yùn)動(dòng)員HO-1基因的靜息表達(dá)低于普通人。Chen Y等人發(fā)現(xiàn)，小鼠覓食行為訓(xùn)練也可以引起腦部HO-1基因表達(dá)增加。馬拉松運(yùn)動(dòng)和覓食行為訓(xùn)練分別是運(yùn)動(dòng)員和小鼠的必需活動(dòng)。根據(jù)本文的研究，可以假定職業(yè)工作水平的提高可以通過(guò)增加活動(dòng)HO-1基因表達(dá)降低靜息HO-1表達(dá)，維持肥胖者的健康。因此，屬于健康肥胖的人員一定是各行各業(yè)中比較優(yōu)秀的人員。

5 學(xué)生的健康

學(xué)生的必需活動(dòng)是學(xué)習(xí)，文化成績(jī)決定了健康狀況。Piko等人的心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，文化成績(jī)?cè)讲畹闹袑W(xué)生健康越差。Martínez-Gómez等人對(duì)西班牙中學(xué)生的研究發(fā)現(xiàn)，文化成績(jī)好的女生分為體適能高和食用水果兩類。Martínez-Gómez等人的研究說(shuō)明，運(yùn)動(dòng)不是中學(xué)生的必需活動(dòng)，但是部分學(xué)生的業(yè)余愛好。

學(xué)生包括運(yùn)動(dòng)員、運(yùn)動(dòng)愛好者和有其他愛好的普通學(xué)生，前面兩類只占學(xué)生中的少數(shù)，尤其是在我們這個(gè)有農(nóng)耕文化背景的國(guó)家。由于舉國(guó)體制的實(shí)施，我國(guó)競(jìng)技體育的水平與美國(guó)已經(jīng)不相上下。但在大眾健身這個(gè)層面，我國(guó)的體育人口比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于美國(guó)。體質(zhì)與健康的關(guān)系可以體現(xiàn)在體育成績(jī)與文化成績(jī)的關(guān)系上。陳剛等人發(fā)現(xiàn)，我國(guó)九江中學(xué)高中生的體育成績(jī)與文化成績(jī)的關(guān)系呈現(xiàn)“J”型曲線，說(shuō)明體育活動(dòng)屬于中學(xué)生的非必需活動(dòng)。但西方國(guó)家和臺(tái)灣的研究都發(fā)現(xiàn)了兩者的線性關(guān)系。其中一個(gè)可能原因是大陸學(xué)生的文化成績(jī)的跨度足夠大，可以找到體育成績(jī)上升引起文化成績(jī)下降的部分。事實(shí)上，大陸中學(xué)的文化課程教育確實(shí)有獨(dú)到的地方。在2009年的國(guó)際學(xué)生評(píng)價(jià)節(jié)目中，上海中學(xué)生分別獲得科學(xué)和數(shù)學(xué)第一名，西方國(guó)家中芬蘭表現(xiàn)最好，科學(xué)第二，數(shù)學(xué)第六。芬蘭學(xué)者Haapala雖然綜述了西方學(xué)者和臺(tái)灣學(xué)者的文獻(xiàn)，但沒有開展直接的研究。

6 結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)動(dòng)與健康的關(guān)系是自古以來(lái)的話題。古希臘和我國(guó)體育界流傳有競(jìng)技體育損害健康的說(shuō)法，但大部分研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)有益健康。美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)學(xué)院的網(wǎng)站標(biāo)語(yǔ)是通過(guò)科學(xué)、教育和醫(yī)學(xué)提升健康。本文的討論表明，要厘清運(yùn)動(dòng)與健康的關(guān)系，必須回歸完整的人體活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，才能獲得運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確定位。因此，體育科學(xué)不能將運(yùn)動(dòng)從人體活動(dòng)中剝離出來(lái)開展單獨(dú)研究，而應(yīng)該在人體活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中開展系統(tǒng)研究。

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