随着我国经济社会发展，青少年饮食与生活方式变化显著，但营养不均衡、缺乏体力活动(physical ac⁃tivity，PA)等情况普遍存在，肥胖问题也日益严重，已成为我国青少年身心健康的公共卫生挑战。心肺适能(cardiorespiratory fitness,CRF)可作为心血管健康的独立预测指标，低CRF水平已被确定为心血管和冠心病死亡率的危险因素。美国心脏协会明确指出CRF与多种疾病患病率、全因死亡率存在关联，同时强调通过运动提高CRF水平对健康的重要性。对肥胖青少年而言，PA的增加是推进心血管健康的关键因素之一，适度的PA有助于提高CRF水平,增强血管系统功能。在青少年中，PA和CRF与心血管代谢危险因素的聚集密切相关，随着肥胖的增加，不良代谢风险也随之增加。鉴于此，本研究利用ActiGraph GT3X+加速度计测量肥胖青少年PA,并探索CRF在肥胖青少年心血管代谢健康与PA间关联，为改善我国肥胖青少年心血管代谢健康提供依据。
对象与方法 1.1 对象 样本量计算采用Tabachnick等的公式：n>50+8m(m为变量数），本研究拟纳入10个因变量(m=10),得出n>130。本研究分别于2021与2022年的7—8月，招募深圳封闭式减肥训练营中10~17岁的肥胖青少年为研究对象，青少年肥胖标准参照《学龄儿童青少年超重与肥胖筛查》(WS/T586—2018)；排除患重大疾病或不能完成CRF测试者，最终纳入140名肥胖青少年。其中男生75名，女生65名；平均年龄、身高、体重、体质量指数(body mass index，BMI)分别为(13.23±0.16)岁、(159.57±9.51)cm、(75.80±17.50)kg、(29.42±4.40)kg/m2。受试者及其监护人均签署知情同意书，研究过程中有任何不适可自由退出实验；本研究已获广州体育学院伦理委员会审批（批号：2018LCLL-008)。 1.2 调查方法 1.2.1 心血管代谢健康指标心血管代谢健康指标包括人体测量学指标、矢状腹径(sagittal abdominal di⁃ameter,SAD)、生化指标及血压。(1)人体测量学指标：采用符合国家标准生产的身高计和体重计测量受试者身高、体重；腰围(waist circumference,WC)使用不可伸缩的围度尺进行测量。根据结果计算腰高比(waist⁃height ratio,WHtR)与BMI;WHtR=腰围(cm)/身高(cm);BMI=体重(kg)/［身高(m)]2。身高、腰围测试以cm为单位，精确至0.1cm；体重测试以kg为单位，精确至0.1kg。(2)SAD：受试者平躺时，将右髂骨最上侧缘调整至对齐垂直于地面的卷尺，膝盖弯曲成90°,双臂交叉在胸前。水平硬板沿卷尺垂直向下滑动，轻轻接触腹部后读数，取2次测量的平均值；以cm为单位，精确至0.1cm。(3)生化指标：受试者空腹状态下采集血液样本后迅速进行4℃低温离心，离心半径为190mm、离心15min,转速3000r/min后提取上层血清，并置于-80℃冰箱中保存待测。样本送至深圳龙城医院进行血液样本测试与分析，采用全自动生化分析仪测试空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、甘油三酯(triglyceride,TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)；化学发光法测定空腹胰岛素(fasting insulin,FINs)。(4)血压：受试者静坐10~15min后，采用欧姆龙电子血压计测量血压，读取收缩压(systolic blood pressure，SBP)和舒张压(dias⁃tolic blood pressure，DBP)；平均血压(average blood pressure，ABP)以SBP和DBP之和的均值表示。 1.2.2 心血管代谢风险评分 对FINs、FPG、WC、HDL-C（需乘以-1后再进行标准化）、TC、ABP等指标进行标准化后的值相加得出心血管代谢风险评分(cardiometabolic riskZ⁃score，CMR-Z)，CMR-Z分越高表明心血管代谢风险越高。该指标的有效性已使用验证性因子分析进行了测试。 1.2.3 心肺适能 选择20m折返跑计算受试者最大摄氧量(maximal oxygen consumption，VO2max),以此作为CRF指标。受试者跟随提示音在20m间进行折返跑，当受试者无法跟随音乐的节奏进行测试而中途停止或连续2次不能在提示音响起前到达端线时，终止测试。以单程20m为1次(lap),记录最大完成次数(laps)。 1.2.4 体力活动 采用ActiGraph GT3X+三轴运动加速度计监测受试者在研究期间的体力活动情况。加速度计采样频率设置为30Hz,采样间隔设置为60s,配戴位置为右侧腋窝中线与髂脊水平线的交界处。 受试者每日配戴加速度计进行不同形式的有氧运动240min,运动强度维持在最大心率的60%~70%,每周6d,共持续4周。因肥胖青少年体力活动具有特殊性，故采用团队现阶段已有的研究成果作为体力活动强度的切点，Actilife软件根据ActiGraphGT3X+记录的综合矢量轴(vector mangiture,VM3)截取运动强度。久坐行为(sedentary behavior,SB)的切点值为0~99count/min；低强度身体活动(light intensity physi⁃calactivity，LPA)切点值为100~3686count/min,中高强度身体活动(moderate to vigorous intensity physical activity，MVPA)切点值为3687~5246count/min。将SB、LPA和MVPA相加，表示总身体活动(total physi⁃cal activity，TPA)。连续30min未记录任何数据定义为未配戴，受试者数据需包括≥2周且每周有效配戴时间≥3d（每天有效配戴≥10h)才纳入最终统计分析。 1.3 质量控制 为确保研究质量，数据录入均由两名研究人员独立进行，如出现结果不一致的情况及时进行原始数据的核对排查；所有测试由经过统一培训的专业人员集中测量，并严格按照相关仪器操作要求进行。 1.4 统计学分析 使用SPSS27.0软件进行统计分析，分类变量用频数及百分比（％）描述。连续变量分析前，先使用Shapiro-Wilk检验对数据进行正态性分布检验，以判断数据是否符合正态分布。对于符合正态分布的数据，采用(x±s)描述，使用Pearson相关分析探索连续变量之间的线性相关关系；不符合正态分布的数据，采用M(P25,P75)描述，并用Spearman相关进行分析。中介效应采用Hayes编制的SPSSProcess插件进行检测，以心血管代谢健康为因变量、身体活动为自变量、心肺适能为中介变量，依据温忠麟等提出的中介效应检验程序，采用逐步线性回归分析来估计总效应、直接效应和间接效应，并结合偏差校正的Bootstrap法计算中介效应的95%CI；通过三步法分析数据结果，并结合直接效应与间接效应判定相应的效应类型。双侧检验水准α=0.05。 结果 2.1 肥胖青少年心血管代谢健康、体力活动和心肺适能基本情况 肥胖青少年的心血管健康指标中，WC、SAD、SBP、DBP、ABP、FINs、FPG、TC、HDL-C、CMR-Z分别为(93.21±11.51)cm、(21.77±2.71)cm、(111.24±11.86)mmHg(1mmHg=0.133kPa)、(66.08±9.03)mmHg、(88.66±8.97)mmHg、(8.98±6.42)μU/mL、(4.42±0.62)mmol/L、(4.43±0.97)mmol/L、(1.29±0.28)mmol/L、-0.43(-1.83,1.78)分；体力活动行为指标中，每日SB、LPA、MVPA、TPA时长分别为(345.16±78.47)min、(267.35±62.65)min、(64.77±39.52)min和(677.30±57.63)min,每日SB、LPA、MVPA占比分别为50.96%，39.47%和9.56%；心肺适能指标VO2max为(37.95±4.96)mL/(kg·min)。 2.2 肥胖青少年心血管代谢健康指标、CRF水平与PA的相关分析Pearson相关分析 结果显示，LPA、CRF和WHtR、ABP存在相关性；MVPA、CRF和CMR-Z、SAD存在相关性(P值均<0.05)。见表1。
2.3 肥胖青少年CRF在LPA与WHtR间的中介效应中介效应分析结果显示 LPA对WHtR有正向影响(β=0.20,95%CI=0.03~0.36),对CRF有负向影响(β=-0.23,95%CI=-0.39~-0.07);CRF对WHtR有负向影响(β=-0.38,95%CI=-0.54~-0.23)(P值均<0.05)。引入CRF后，LPA对WHtR的直接效应无统计学意义(β=0.11,95%CI=-0.05~0.27,P>0.05),LPA对WHtR的中介效应有统计学意义(β=0.09,95%CI=0.03~0.17,P<0.05);CRF在LPA与WHtR间形成完全中介效应，中介效应值为0.09,占总效应的44.2%。 2.4 肥胖青少年CRF在PA与ABP、SAD、心血管代谢风险评分间的遮掩效应 中介效应分析结果显示，LPA对ABP有负向影响(β=-0.17,95%CI=-0.34-0.01,P<0.05),并通过CRF的中介作用进一步影响ABP。直接效应(β=-0.25,95%CI=-0.41~-0.09)和间接效应(β=0.08,95%CI=0.02~0.15)均有统计学意义(P值均<0.05)；间接效应与直接效应符号相反，形成遮掩效应，间接效应占直接效应的31.5%。 MVPA对SAD有影响(β=0.02,95%CI=0.01~0.04,P<0.05),CRF在其中发挥遮掩效应；直接效应(β=0.04,95%CI=0.02~0.05)和间接效应(β=-0.02,95%CI=-0.03~-0.01)均有统计学意义(P值均<0.05)；间接效应占直接效应的43.2%。 MVPA对CMR-Z有正向影响(β=0.001,95%CI=0.001~0.010,P<0.01),产生遮掩效应。直接效应(β=0.03,95%CI=0.00~0.05)和间接效应(β=-0.02,95%CI=-0.04~-0.01)均有统计学意义(P值均<0.05);CRF在MVPA与CMR-Z间遮掩效应占96.0%。 讨论 本研究发现,体力活动可能通过不同路径间接影响肥胖青少年的心血管代谢健康,即CRF在LPA与WHtR间存在完全中介效应,CRF在LPA与ABP间､MVPA与SAD间以及MVPA与CMR-Z间存在遮掩效应｡这些发现强调了CRF在肥胖青少年心血管代谢健康间的重要性,并提示在未来肥胖青少年心血管代谢健康促进中需要考虑心肺适能可能起到的间接作用｡ 本研究结果显示,MVPA正向影响CRF水平,LPA负向影响CRF水平｡MVPA已被广泛证实能够有效提高心肺适能;反之,即使是日常体力活动较活跃的人群,LPA的积累也会对CRF水平产生不利影响,由此产生的心血管代谢健康风险需积累大量的MVPA才可能抵消｡另外,研究结果进一步揭示不同强度PA､CRF与心血管代谢健康间关系｡MVPA可能促进肥胖青少年CRF水平升高,从而影响其心血管代谢健康;而LPA的积累可能导致CRF水平降低,对心血管代谢健康产生负面影响｡体力活动与肥胖青少年心血管代谢健康间复杂的关系提示,CRF不仅是二者间的关键因素,还可能起枢纽作用｡ 本研究结果还显示,CRF在LPA､MVPA和心血管代谢健康之间存在完全中介效应及遮掩效应｡LPA可能通过降低CRF水平使得WHtR增加;MVPA可能通过提高CRF水平从而减少SAD,Reyes-ferrada等报道了类似的中介效应结果｡Li等学者的研究显示,SAD和腰围与心血管疾病的风险密切相关,SAD的变化也介导了CRF和心血管代谢疾病之间的关联｡MVPA可能通过促进氧化代谢和改善血管功能,对心血管代谢健康产生积极影响,但LPA可能不足以引起这些生理变化,甚至可能对某些代谢参数产生负面影响｡本研究结果中CRF在MVPA与CMR-Z､ABP间的遮掩效应同样有统计学意义｡ 研究表明,CRF提高时,较高的体力活动水平与较低的心血管代谢风险相关,与本研究结果相呼应｡同时,赵之光等研究表明,体力活动量越大,血压水平越低｡ 本研究也存在一定的局限性:首先,封闭式训练营在运营与管理上的独特性限制了样本量｡其次,肥胖青少年在营期间身体活动时间段比较集中,与日常生活中活动模式存在差异,未来应进行日常状态下的相关研究进行对比｡再次,研究发现变量间不仅存在中介效应,同时也有遮掩效应的存在,提示在身体活动与心血管代谢健康之间可能还存在其他因素起作用;但本研究为横断面结果,无法推断因果和发现其他因素,因此未来应开展纵向研究进一步验证变量间关系｡最后,本研究仅从CRF这一角度进行探索,今后的研究可进一步从其他视角考察两者之间的路径及作用机制｡ 参考文献：略 作者：梁曼娜 朱琳 郑李 谢维俊 单位：广州体育学院研究生院 新合实验学校 广州体育学院 广东省运动与健康重点实验室 运动与青少年体质健康研究型重点实验室 来源：中国学校卫生 2024年12月第 45卷 第12期
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