兒童青少年中高強度身體活動時長特征及其與體質(zhì)健康關系探究

馬曉凱，朱 政，2，3，孫 晨，趙 勝，曹振波，2，3*

（1.上海體育學院，上海 200438；2.上海市運動與代謝健康前沿科學研究基地（培育），上海 200438；3.上海市學生體質(zhì)健康研究中心，上海 200438；4.貴州省公路局，貴州 貴陽 550009）

身體活動是健康促進的重要途徑，身體活動不足與多種非傳染性慢性疾病顯著相關（Bull et al.，2020）。兒童青少年處于身心發(fā)展的重要時期，養(yǎng)成良好的身體活動習慣將終身受益（Tammelin et al.，2014）。2020 年世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）公布數(shù)據(jù)指出，全球81%的兒童青少年未達到身體活動推薦量，形勢十分嚴峻（Bull et al.，2020）；我國也有約60%的兒童青少年未達推薦量要求（朱政，2021）。包括《中國兒童青少年身體活動指南》在內(nèi)的多部身體活動指南均強調(diào)兒童青少年要增加身體活動、減少久坐行為（Tremblay et al.，2016；張云婷 等，2017；Piercy et al.，2018；Gibson-Moore，2019）。相比于成年人，兒童青少年身體活動具有短時性、間歇性等特點（全明輝 等，2020b；Sanders et al.，2014）?，F(xiàn)有兒童青少年身體活動調(diào)查研究主要關注在不同強度身體活動組成及其評價方面，進一步充分了解兒童青少年身體活動行為特性、構成特征，在精準干預、改善其身體活動水平以及促進健康發(fā)展上具有重要應用價值。

在成年人運動建議方面，Saint-Maurice 等（2018）指出，MVPA 水平與全因死亡率負相關且獨立于MVPA 的積累形式。2018—2020 年，美國、英國和WHO 陸續(xù)發(fā)布的新版身體活動指南中均取消了單次活動至少10 min 的要求（Piercy et al.，2018；Gibson-Moore，2019；Bull et al.，2020）。由于兒童青少年處于生長發(fā)育階段的特點，成年人的研究結(jié)論并不適合直接套用到兒童青少年群體。近年來，依據(jù)單次活動持續(xù)時間長短將兒童青少年中高強度身體活動（moderate-to-vigorous physical activity，MVPA）進行時長分類，探究各時長分類MVPA 與體質(zhì)及健康相關指標之間關系的研究剛剛起步，由于研究數(shù)量有限尚未得出明確結(jié)論。Mark 等（2009）發(fā)現(xiàn)，兒童青少年參與單次持續(xù)時間更長的MVPA 在肥胖狀態(tài)控制上效果更好。Tarp 等（2018）指出，MVPA 總時長是代謝疾病風險因素主要影響因素，而非單次MVPA 時長。Marin-Puyalto 等（2019）研究表明，劇烈身體活動（vigorous physical activity，VPA）頻率和單次時長與股骨頸的骨密度正相關。全明輝等（2020a）探究了學齡前兒童身體活動簇集特征及其與體質(zhì)健康關系，研究結(jié)果顯示，MVPA 總累計時間比累計方式的影響程度更大，但目前鮮見關于學齡兒童青少年的相關研究。

掌握兒童青少年身體活動規(guī)律及特點是精準干預的必要前提，但目前該方面研究鮮有報道，缺乏相關科學數(shù)據(jù)。因此，本研究使用客觀測量工具測量四年級和八年級學生身體活動水平，旨在探究兒童青少年MVPA 構成時長特征及其與體質(zhì)健康間的關系。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究在上海市靜安區(qū)、嘉定區(qū)和青浦區(qū)3 個區(qū)，采取整群招募方式，每個區(qū)分別招募四年級和八年級學生各120 名（男女生各半），所有學生均身體健康且無任何肢體障礙及運動禁忌癥，經(jīng)學生家長/監(jiān)護人同意并簽署知情同意書后參與本研究。

1.2 體質(zhì)健康測試

按照國家學生體質(zhì)測試規(guī)范要求，采用相應測試設備，對受試者進行身體形態(tài)及素質(zhì)測試，測試項目包括：身高、體重、肺活量、50 m 跑、坐位體前屈、立定跳遠、引體向上（男）/1 min 仰臥起坐（女）、1 000 m 跑（男）/800 m 跑（女）。采用《國家學生體質(zhì)健康標準（2014 年修訂）》對指標測試結(jié)果進行計算、評價，總體評價分為優(yōu)秀、良好、及格和不及格4 個等級，具體參數(shù)及操作方法參見引用資料（中華人民共和國教育部，2014；Zhu et al.，2017）。

1.3 身體活動水平測量

采用ActiGraph GT3X＋三軸加速度傳感器（Fort WaltonBeach，美國）測量受試者身體活動水平。要求受試者將加速度傳感器佩戴在右側(cè)髖部，連續(xù)佩戴7 天（除洗澡、游泳、睡覺外需一直佩戴）。受試者當日佩戴10 h 以上為有效佩戴日，有效佩戴日在4 天及以上（至少包括工作日3 天和周末1 天）為有效測試樣本。采樣間隔為60 s，連續(xù)60 min 的為零數(shù)據(jù)（允許中間有2 min 以內(nèi)的非零數(shù)值）判定為未佩戴（Steene-Johannessen et al.，2020）。采用Evenson等（2008）建立的加速度傳感器切點對研究對象的久坐行為與身體活動進行劃分：久坐行為（0～100 counts/min），輕強度身體活動（101～2 295 counts/min）、中等強度身體活動（2 296～4 011 counts/min）、高強度身體活動（≥4 012 counts/min）。

單次MVPA 時長分類標準（Willis et al.，2015）為：零星：0＜單次MVPA＜5 min；短時：5≤單次MVPA＜10 min；中長時：單次MVPA≥10 min。分類MVPA 統(tǒng)計規(guī)則為：需滿足起止時段內(nèi)MVPA 時間達80% 及以上，若連續(xù)5 min 未達MVPA 水平，則該次MVPA 在滿足切點值的最后1 min 處終止，統(tǒng)計時間并分類，按照公式：（零星/短時/中長時）MVPA（min/天）=有效佩戴期間總（零星/短時/中長時）MVPA（min）/有效佩戴天數(shù)，計算對應分類MVPA水平。并將不同持續(xù)時長MVPA 按照四分位分組（Q1～Q4 組），Q1 組為該類MVPA 累計時間最少，Q4 為累計時間最多。因存在某些受試者部分有效佩戴日中，無（短時/中長時）MVPA，出現(xiàn)中長時MVPA 每天平均時間小于10 min 的情況及短時和中長時MVPA 根據(jù)水平分為Q1至Q4 組時“水平時間”小于“分類時長（5 min/10 min）”的情況。

1.4 統(tǒng)計分析

采用SPSS 24 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用平均值±標準差（±）表示，非正態(tài)分布數(shù)據(jù)采用中位數(shù)（四分位距）表示。分別采用獨立樣本檢驗、曼惠特尼檢驗對正態(tài)和非正態(tài)分布指標數(shù)據(jù)進行差異性檢驗，采用卡方檢驗分析體質(zhì)健康標準達標優(yōu)良率、MVPA 國際推薦量達標率的性別、年級差異。采用二分類邏輯回歸分析不同持續(xù)時長分類MVPA 水平與體質(zhì)健康的關系，并均納入性別、年齡、BMI、年級和有效佩戴時間等混雜變量進行調(diào)整分析。顯著性水平設定為＜0.05。

2 研究結(jié)果

2.1 受試者基本信息

本研究共招募720 名兒童青少年，其中313 名因不滿足有效數(shù)據(jù)條件被排除，共407 名兒童青少年數(shù)據(jù)納入結(jié)果分析，其中男生185 名（占45.5%），四年級223 名（占54.8%）?？傮w上，除體質(zhì)總分女生優(yōu)于男生，其他指標男生均高于女生（＜0.05）。但年級亞組分析結(jié)果顯示，只有八年級男、女生在身高、體重、BMI 方面存在顯著性差異（＜0.05），而四年級學生無性別差異。除MVPA 水平，受試者其他指標均存在年級差異（＜0.05）。總體上，兒童青少年達到平均每天60 min 及以上MVPA 推薦量的比例為6.6%，其中男生（占12.4%）明顯高于女生（占1.8%）（＜0.05），而學段之間沒有顯著性差異（四年級5.4%，八年級8.2%，=0.264）；兒童青少年體質(zhì)健康優(yōu)良率為29.7%，其中四年級學生的比例（占36.3%）顯著高于八年級學生（占21.7%，=0.001），而沒有性別差異（男生占27.0%，女生占32.0%，=0.276；表1）。

表1 受試者基本信息Table 1 Basic Information of Participants

2.2 受試者MVPA的時長構成情況

總體上，不同持續(xù)時長MVPA 占比存在顯著的性別和年級差異（＜0.05，表2），男生中長時MVPA 占比（24.4%）顯著高于女生（占12.3%）（＜0.05），而零星和短時MVPA占比趨勢則相反（＜0.05，=0.033）；四年級學生零星MVPA 占比（65.4%）顯著高于八年級學生（占51.1%）（＜0.05），而短時和中長時MVPA 占比趨勢則相反（＜0.05，＜0.05）。同時不同年級中，各持續(xù)時長MVPA 構成情況的性別差異趨勢不同，四年級學生僅零星MVPA 占比存在顯著性別差異，男生零星MVPA 占比（62.7%）明顯低于女生（占67.0%）（=0.044）；而八年級學生中，各持續(xù)時長MVPA 占比均存在顯著性別差異（＜0.05），男生中長時MVPA 占比（33.7%）顯著高于女生（占12.0%）（＜0.05），而零星和短時MVPA 占比趨勢則相反（＜0.05，＜0.05）。

表2 受試者不同持續(xù)時長MVPA占比Table 2 Bouts Characteristics of MVPA

2.3 不同時長MVPA與體質(zhì)健康關系

調(diào)整性別、年齡、BMI、年級和有效佩戴時間等混雜因素后二分類邏輯回歸結(jié)果顯示，各分類MVPA 水平最高的Q4組與Q1組的體質(zhì)健康標準達優(yōu)良級與未達優(yōu)良級人數(shù)比值比（odd ratio，）分別為：總MVPA，2.71（95% CI：1.30，5.65）、零星MVPA，3.98（95CI%：1.80，8.82）和短時MVPA，2.10（95% CI：1.03，4.27），趨勢檢驗均＜0.05；此外，總MVPA 和零星MVPA 水平與體質(zhì)健康標準達優(yōu)良級呈正關聯(lián)，總MVPA、零星MVPA 每增加1 min/天，對應值分別提高2%和8%（表3）。四年級學生中，調(diào)整混雜變量后結(jié)果顯示，總MVPA、零星MVPA 和中長時MVPA 的Q4 組與Q1組相比較對應的值分別為：6.14（95% CI：2.23，16.88），3.31（95% CI：1.24，8.87），2.91（95% CI：1.16，7.29），趨勢檢驗均＜0.05；同時，總MVPA、零星MVPA 和短時MVPA 水平與體質(zhì)健康標準達優(yōu)良級呈正關聯(lián)，每增加1 min/天，對應值分別提高4%、8%和9%（表4）。八年級學生中，調(diào)整混雜變量后結(jié)果顯示，零星MVPA的Q4組與Q1組相比較的值為6.65（95% CI：1.57，28.17），趨勢檢驗=0.004；同時，零星MVPA 水平與體質(zhì)健康標準達優(yōu)良級呈正關聯(lián)，每增加1 min/天，對應的值提高11%（表5）。

表3 受試者不同持續(xù)時長MVPA與體質(zhì)健康關系研究Table 3 The Association between Bouts of MVPA and Physical Fitness n=407

表4 四年級受試者不同持續(xù)時長MVPA與體質(zhì)健康關系研究Table 4 The Association between Bouts of MVPA and Physical Fitness in 4th Grade Students n=223

表5 八年級受試者不同持續(xù)時長MVPA與體質(zhì)健康關系研究Table 5 The Association between Bouts of MVPA and Physical Fitness in 8th Grade Students n=184

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，兒童青少年總MVPA 達到國際推薦量的比例僅為6.6%，男生總MVPA 水平高于女生，且八年級男生總MVPA 高于四年級；零星MVPA 是兒童青少年MVPA的主要構成成分，且女生零星MVPA 占比大于男生，八年級不同持續(xù)時長MVPA 占比均存在性別差異；零星MVPA水平與體質(zhì)健康標準達優(yōu)良級呈正關聯(lián)，每增加1 min/天，對應值提高8%。

身體活動是促進兒童青少年身心健康發(fā)展的重要途徑，其中MVPA 水平尤為重要。本研究結(jié)果顯示，四年級和八年級學生達到國際MVPA 推薦量的比例非常低，僅為6.6%。這與Wang 等（2013）和Nie 等（2019）同樣使用客觀測量工具測評兒童青少年身體活動的研究結(jié)果一致，上述研究發(fā)現(xiàn)，兒童青少年MVPA 推薦量達標率不足10%。2016—2018 年全國兒童青少年體育健身活動調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國兒童青少年整體達到MVPA 推薦量比例為36.3%，男生（38.8%）高于女生（34.0%）（朱政，2021）。全國調(diào)研考慮調(diào)查樣本量、可操作性等因素，采用主觀測量方法-問卷調(diào)查法，主觀測量方法普遍存在的回憶偏倚和報告偏倚可能是與上述采用客觀測量工具的研究結(jié)果相差較大的主要原因（Durante et al.，1996）。同時，兒童青少年達到MVPA 水平的學段變化特征未得到一致性結(jié)果，Wang 等（2013）研究指出采用“中國兒童青少年身體活動切點”計算的結(jié)果為高年級學生MVPA 更多；Nie 等（2019）發(fā)現(xiàn)，隨著學段升高，MVPA 達標率呈下降趨勢，但無統(tǒng)計學意義，而年齡與MVPA 達標率呈顯著弱負相關；本研究結(jié)果顯示，八年級學生MVPA 達標率高于四年級，但無統(tǒng)計學意義?？紤]上述不一致情況可能是加速度傳感器數(shù)據(jù)計算選擇的切點原因（Wang et al.，2013）或同一學段內(nèi)兒童青少年MVPA 水平的變化導致（Nie et al.，2019）。

探究兒童青少年身體活動與體質(zhì)健康的劑量-效應關系是目前研究的熱點，問題的突破有助于科學、量化、有效地指導兒童青少年參與身體活動，促進健康發(fā)展。在研究MVPA 構成情況時，多將兒童青少年MVPA 按單次持續(xù)時長分為零星（0＜單次MVPA＜5 min）、短時（5≤單次MVPA＜10 min）和中長時（單次MVPA≥10 min）或類似情況進行探究（Chinapaw et al.，2018；Holman et al.，2011；Mark et al.，2009；Tarp et al.，2018），與早年WHO 單次MVPA 要10 min 以上（Organization，2010）的建議相照應。本研究結(jié)果顯示，零星MVPA 是兒童青少年MVPA 活動的主要組成部分，且MVPA 構成存在性別差異，男生零星MVPA 占比小于女生，而中長時MVPA 占比高于女生，與前 期研究結(jié)果相一致（Mark et al.，2009；Willis et al.，2015；Nettlefold et al.，2016）。同時本研究進一步發(fā)現(xiàn)，隨著年級的升高，MVPA 構成變化趨勢存在性別差異，男生零星MVPA 顯著減少且占比下降，中長時MVPA 顯著增加且占比提高，短時MVPA 顯著增加而占比沒有改變；同樣女生零星MVPA 顯著減少且占比下降，短時MVPA 顯著增加且占比提高，總MVPA 及中長時MVPA 隨年級升高無顯著變化。上述男、女生MVPA 構成變化趨勢不一致，可能是由運動健身習慣發(fā)展的性別差異所引起（褚昕宇等，2020）。提示在兒童青少年身體活動促進干預實施過程中，應充分考慮兒童青少年身體活動特點、性別差異及其隨學段變化特征，而采用個性化、有針對性的干預策略。

本研究結(jié)果顯示，四年級學生體質(zhì)健康標準達標優(yōu)良率為36.3%，高于八年級（21.7%），結(jié)果與《中國兒童青少年體育發(fā)展報告（2018）》相一致（王立偉 等，2020）。但與2019 年發(fā)布的《健康中國行動（2019—2030 年）》中提出的我國中小學生國家學生體質(zhì)健康標準達標優(yōu)良率在2022 年達到50%以上的目標還有差距。兒童青少年體質(zhì)健康發(fā)展任務艱巨，構建科學、高效、全面的運動促進策略成為迫切需要。本研究發(fā)現(xiàn)，總MVPA 及不同持續(xù)時長MVPA 水平與體質(zhì)健康標準達優(yōu)良級的關系存在年級差異，在四年級學生中，總MVPA、零星MVPA 和短時MVPA每增加1 min/天，對應值顯著提高，中長時MVPA 每增加1 min/天，對應提高4%（=0.064）；在八年級學生中，僅零星MVPA 水平與體質(zhì)健康標準達優(yōu)良級的關系呈正關聯(lián)，每增加1 min/天，對應值提高11%。本研究為通過MVPA 構成層面探究其與體質(zhì)健康關系的研究，鮮有同類研究可對比分析。前期有研究顯示，總MVPA水平與心肺適能弱相關（Martínez-Gómez et al.，2009；ávila-García et al.，2020）或體適能無顯著相關（Joensuu et al.，2021），與本研究中八年級學生情況相似。但零星MVPA水平與體質(zhì)健康標準達優(yōu)良級的正關聯(lián)關系，提示應進一步考慮MVPA 構成及不同持續(xù)時長MVPA 效用的區(qū)別。不同持續(xù)時長MVPA 與兒童青少年體質(zhì)健康標準達標水平的關聯(lián)狀況不同。四年級學生中，零星MVPA 和短時MVPA 均與體質(zhì)健康標準達優(yōu)良級呈正關聯(lián)，且后者每增加1 min/天，值提升比例更大；只有零星MVPA 在四年級和八年級均與體質(zhì)健康標準達優(yōu)良級呈正關聯(lián)，同時在八年級學生中零星MVPA 每增加1 min/天體質(zhì)健康標準達優(yōu)良級的值提升比例更大。綜上，本研究建議社會各方除了要重視青少年組織化、長時間的運動鍛煉，以幫助學生達到每天1 h MVPA 的兒童青少年身體活動推薦量，也要注重從零星MVPA 水平著手，使學生真正意識到“動起來”是增強體質(zhì)健康的有效途徑且是奠定其基礎的重要一步，鼓勵學生充分利用零碎時間進行身體活動。

本研究存在以下局限：研究對象年齡較單一，研究結(jié)果對其他年齡群體是否適用仍需進一步驗證；研究屬橫斷面研究，仍需開展干預研究進一步探明不同持續(xù)時長分類MVPA 對體質(zhì)健康的影響效果，為科學、精準干預方案制定提供扎實理論依據(jù)。

4 結(jié)論

上海市四年級和八年級學生MVPA 達到國際推薦量的比例極低；零星MVPA 是兒童青少年MVPA 的主要構成成分，且女生零星MVPA 占比大于男生；不同時長分類MVPA 與體質(zhì)健康關系存在學段差異，其中零星MVPA 水平與體質(zhì)健康標準達優(yōu)良級均呈顯著正關聯(lián)關系。建議應充分考慮兒童青少年身體活動特點、性別學段差異特征，制定個性化、有針對性的兒童青少年身體活動促進方案。