體力活動(dòng)與健康的劑量—效應(yīng)關(guān)系研究進(jìn)展

林家仕，謝敏豪

前言

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的體力活動(dòng)模式發(fā)生了很大的變化，由靜坐性生活方式不斷增加而引起的，體力活動(dòng)嚴(yán)重不足而帶來的身體疾病已成為了世界醫(yī)學(xué)問題。大量的研究表明，不運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)不足會(huì)引起心血管、糖尿病、癌癥、肥胖、高血壓和骨質(zhì)疏松等疾病風(fēng)險(xiǎn)增加，而通過有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，可以有效地預(yù)防疾病和降低疾病風(fēng)險(xiǎn)。近年來，美國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)（ACSM）提出了“運(yùn)動(dòng)是醫(yī)藥”（exercise ismedicine），認(rèn)為在病人的日常治療中，以體力活動(dòng)結(jié)合運(yùn)動(dòng)作為治療處方，其效果不亞于純粹的藥物治療。但是，目前對于其運(yùn)動(dòng)與健康之間的劑量-效應(yīng)關(guān)系的研究相對較少，例如，運(yùn)動(dòng)與健康之間是否存在劑量-效應(yīng)關(guān)系?是否存在著最小或最適宜的運(yùn)動(dòng)量?運(yùn)動(dòng)量、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間等劑量中哪個(gè)因素對健康效益的決定性作用等問題一直沒有統(tǒng)一的論斷。本文從體力活動(dòng)歷史演變過程、運(yùn)動(dòng)推薦量、曲線模型以及體力活動(dòng)各單因素等方面總結(jié)和探討了體力活動(dòng)與健康之間的劑量-效應(yīng)關(guān)系，并對今后研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)進(jìn)行了展望，為進(jìn)一步研究體力活動(dòng)提高健康效應(yīng)提供理論依據(jù)。

1 體力活動(dòng)（physical activity）概念

Caspersen[10]對體力活動(dòng)給出的定義是指：由骨骼肌收縮引起的導(dǎo)致能量消耗增加的身體活動(dòng)。體力活動(dòng)包含職業(yè)工作、家務(wù)、交通、休閑娛樂和體育運(yùn)動(dòng)，其中，體育運(yùn)動(dòng)（exercise）是體力活動(dòng)中重要的組成部分，但是，卻有別于體力活動(dòng)。體育運(yùn)動(dòng)是有計(jì)劃、有組織、以保持/提高體適能為目的的體力活動(dòng)。以研究體力活動(dòng)為目的而進(jìn)行的體育運(yùn)動(dòng)一般包括有氧訓(xùn)練、抗阻訓(xùn)練、柔韌訓(xùn)練以及平衡訓(xùn)練。體適能（PF）有別于體力活動(dòng)，體適能指個(gè)人除足以勝任日常工作以外，還能有余力享受休閑，及能夠應(yīng)付突如其來的變化及壓力的身體適應(yīng)能力。其代表的是一種狀態(tài)，是在進(jìn)行長期體育運(yùn)動(dòng)和體力活動(dòng)之后所表現(xiàn)出來的一種較為理想的狀態(tài)，一般包含心肺功能、肌肉力量、肌肉耐力、柔韌性和體成分。體適能除了受遺傳因素影響之外，與體力活動(dòng)水平也有著密切的關(guān)系（圖1），從體力活動(dòng)到健康狀態(tài)有兩條途徑：一種是先通過提高體適能，最終影響身體健康狀態(tài)；一種是體力活動(dòng)直接影響身體健康狀態(tài)。

圖1 運(yùn)動(dòng)、體力活動(dòng)、體適能和健康之間的關(guān)系示意圖

2 體力活動(dòng)與健康劑量-效應(yīng)關(guān)系研究的歷史演變

體力活動(dòng)與健康劑量-效應(yīng)關(guān)系研究主要是建立在早期對體力活動(dòng)進(jìn)行流行病學(xué)調(diào)查以及體育科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上。早在19世紀(jì)50年代，Morris[40]就通過大量的流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，職業(yè)體力活動(dòng)量大的人群心血管疾病發(fā)病率的風(fēng)險(xiǎn)較低。到了 60年代，Shephard[49]和 Davies[13]研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)可以引起 ˙VO2max改善并對其進(jìn)行測試，體力活動(dòng)對健康的效益才開始引起關(guān)注；之后， N?rdesjo[41]對短、長時(shí)間極限運(yùn)動(dòng)的測試以及Bouchard[7]對亞極限強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)（PWC170）等研究進(jìn)一步推動(dòng)了學(xué)者們對運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、頻率以及運(yùn)動(dòng)方式與健康效益的關(guān)系的研究。

總體來講，體力活動(dòng)的“劑量”研究可以分為三個(gè)階段（如圖1）：早期，學(xué)者們[11，21，42]通過對日常生活中體力活動(dòng)的總消耗量進(jìn)行測量和評定，研究發(fā)現(xiàn)，體力活動(dòng)總消耗量與健康效益之間存在著劑量效應(yīng)關(guān)系。在這一階段的研究中，體力活動(dòng)總消耗量的測量包括日常生活中所有的能量消耗：基礎(chǔ)消耗能量、體力活動(dòng)相關(guān)的消耗能量和膳食相關(guān)的消耗能量，其中基礎(chǔ)消耗量相對比較固定，而與體力活動(dòng)相關(guān)的能量消耗由于受到體力活動(dòng)水平的影響，變化較大，也是最重要的可調(diào)節(jié)部分。因此，學(xué)者們[28，37，43，50]把研究體力活動(dòng)的“劑量”由總消耗量轉(zhuǎn)變到與體力活動(dòng)相關(guān)的消耗量上來，認(rèn)為只要通過增加與體力活動(dòng)相關(guān)的消耗量就能達(dá)到健康效益的目的。目前，大量的研究證據(jù)都表明了體力活動(dòng)消耗量和健康之間存在著劑量效應(yīng)關(guān)系，即體力活動(dòng)量越大，越有利于降低發(fā)病率和死亡率的風(fēng)險(xiǎn)。但是，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)頻率以及運(yùn)動(dòng)方式都是構(gòu)成運(yùn)動(dòng)量的重要因素，因此，體力活動(dòng)的“劑量”既包含體力活動(dòng)總消耗量，也包含體力活動(dòng)量的相關(guān)單因素（運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)頻率以及運(yùn)動(dòng)方式等）。所以，研究單因素變化引起的運(yùn)動(dòng)劑量與健康效益之間的關(guān)系不僅有利于了解引起健康效益的具體的劑量，還有利于了解運(yùn)動(dòng)引起健康效益的外周機(jī)制。近幾年，關(guān)于體力活動(dòng)與健康效益的研究方法也有了很大的改善，由之前的流行病學(xué)調(diào)查研究逐漸向隨機(jī)控制性實(shí)驗(yàn)研究轉(zhuǎn)變，主要從影響運(yùn)動(dòng)量的相關(guān)單因素出發(fā)，研究運(yùn)動(dòng)量的相關(guān)單因素與健康效益之間的關(guān)系，其中Krause[32]通過對運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、頻率、運(yùn)動(dòng)量三個(gè)因素同時(shí)進(jìn)行干預(yù)的隨機(jī)試驗(yàn)，為研究體力活動(dòng)量中的單因素對健康效益的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著研究的不斷深入，越來越多的學(xué)者開始了專門針對某個(gè)因素的干預(yù)研究，如Thompson[56]通過控制住運(yùn)動(dòng)量和頻率，專門研究不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后心血管風(fēng)險(xiǎn)的改善；Dalleck[12]通過控制住運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和頻率，研究不同的運(yùn)動(dòng)量（以運(yùn)動(dòng)時(shí)間作為運(yùn)動(dòng)量的標(biāo)準(zhǔn)）對絕經(jīng)婦女心血管疾病的影響等。

大量的研究表明，體力活動(dòng)可以帶來很多有利于健康的效應(yīng)（圖3）。其效應(yīng)可以分為短期急性效應(yīng)和長期效應(yīng)，短期急性效應(yīng)，一般指運(yùn)動(dòng)中或者運(yùn)動(dòng)后幾個(gè)小時(shí)所產(chǎn)生的機(jī)能的改變，如 Byrd[9]通過一次 50％～80％ ˙VO2max運(yùn)動(dòng)后發(fā)現(xiàn)，甘油三酯下降了3％～15％，高密度脂蛋白膽固醇提高了4％～43％，并且由一次運(yùn)動(dòng)所帶來的效應(yīng)可以持續(xù)72 h；Halbert[23]研究也發(fā)現(xiàn)，一次50％～100％˙VO2max運(yùn)動(dòng)后，收縮壓下降了18～20 mm Hg，舒張壓下降了7～9 mm Hg，并且這個(gè)效應(yīng)可以持續(xù)12～16 h； Friedlander[18]研究一次55％～75％˙VO2max運(yùn)動(dòng)后的2～3天里，血糖值下降了1～2 mmol/L。長期效應(yīng)，一般是指經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)動(dòng)后身體形態(tài)和機(jī)能產(chǎn)生一定的變化，如體力活動(dòng)與全因死亡率（指涵蓋所有原因引起的死亡風(fēng)險(xiǎn)）、心血管疾病、高血壓、高血脂、糖尿病、肥胖、癌癥以及骨質(zhì)疏松等之間的劑量-效應(yīng)關(guān)系。

圖2 體力活動(dòng)與健康劑量-效應(yīng)關(guān)系研究的演變示意圖

圖3 體力活動(dòng)與相關(guān)的健康之間的劑量-效應(yīng)關(guān)系示意圖

3 體力活動(dòng)量各單因素與健康劑量-效應(yīng)關(guān)系的研究進(jìn)展

在影響體力活動(dòng)量的各單因素與健康的劑量-效應(yīng)關(guān)系研究進(jìn)程中，一個(gè)重要的里程碑事件是1978年ACSM公布了為提高成年人身體適能而進(jìn)行定性化和定量化的運(yùn)動(dòng)推薦方案[1]：方案中指出運(yùn)動(dòng)的頻率為3～5次/周，每次運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間為15～60 min，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為最大心率儲(chǔ)備的60％～90％或者是50％～85％˙VO2max，主要采用有氧的運(yùn)動(dòng)方式。由于此運(yùn)動(dòng)方案只是有利于提高體適能和心肺功能，而并非是提高與健康相關(guān)的其他適能，因此ACSM在1990年對此進(jìn)行了修訂[2]，將運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度由之前的“最大心率儲(chǔ)備”改成了“最大心率”，每次運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間改為20～60 min，并且第一次提出抗阻訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)方式。1995年美國的CDC和ACSM公布了新的成年人運(yùn)動(dòng)推薦量方案[3]：盡可能的在每周大部分天數(shù)里進(jìn)行30 min中等或大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，并且每次運(yùn)動(dòng)的累積時(shí)間至少在10 min以上。1998年，ACSM第三次公布了運(yùn)動(dòng)推薦方案[4]，雖然大部分內(nèi)容沒有什么變化，但是，其推薦的運(yùn)動(dòng)量有所增加，提出每天至少要進(jìn)行60 min的運(yùn)動(dòng)。其理由是因?yàn)镠askell[26]通過對前人的研究進(jìn)行總結(jié)，認(rèn)為只要通過小強(qiáng)度或者中等強(qiáng)度的有規(guī)律的體力活動(dòng)就可以獲得最大的健康效益，因此，在對強(qiáng)度要求不大的情況下，相對的加大運(yùn)動(dòng)量就成了提高劑量的重要手段。隨著科學(xué)研究的深入發(fā)展，學(xué)者們對于運(yùn)動(dòng)的相關(guān)因素（量、強(qiáng)度、頻率和方式）與健康之間關(guān)系的機(jī)制有了更多的了解和認(rèn)識。因此在2007年，專家對之前的這套方案再一次進(jìn)行了更新和完善[5]，最重要的一點(diǎn)內(nèi)容是把“每周的大部分天數(shù)，最好每天都進(jìn)行運(yùn)動(dòng)”確定為“每周至少進(jìn)行5天運(yùn)動(dòng)作為最低運(yùn)動(dòng)推薦量”，運(yùn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間改為每次進(jìn)行30 min的中等強(qiáng)度或20min的大強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)，每次運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不低于10 min。2008年，ACSM再一次公布了新的體力活動(dòng)運(yùn)動(dòng)推薦方案：指出每周至少進(jìn)行150 min的中等強(qiáng)度或者是等量的大強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)，也可以是中等強(qiáng)度和大強(qiáng)度相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)，體力活動(dòng)水平越高，消耗量越大，就會(huì)得到更多的健康效益[45]。

3.1 體力活動(dòng)消耗量與健康的劑量-效益關(guān)系

大量調(diào)查性研究均表明，體力活動(dòng)量與心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)或死亡率之間都存在著線性的劑量效應(yīng)關(guān)系（圖4）。Sofi[54]通過前瞻性調(diào)查業(yè)余休閑體力活動(dòng)與心血管疾?。–HD）風(fēng)險(xiǎn)的研究發(fā)現(xiàn)，與低水平體力活動(dòng)量相比，中等水平體力活動(dòng)量的風(fēng)險(xiǎn)因素為0.88（0.83～0.93，95％置信區(qū)間），高水平體力活動(dòng)量的風(fēng)險(xiǎn)因素為0.73（0.66～0.80），體力活動(dòng)與健康之間顯示出線性的劑量-效應(yīng)關(guān)系（圖5）。Fried等[17]研究也發(fā)現(xiàn)，根據(jù)他們所設(shè)計(jì)的體力活動(dòng)量的等級中，在其最低的體力活動(dòng)量以上，體力活動(dòng)量與疾病風(fēng)險(xiǎn)或者死亡風(fēng)險(xiǎn)均呈線性關(guān)系。但是，也有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，體力活動(dòng)與健康之間的劑量-效應(yīng)并非呈線性關(guān)系，而是存在著體力活動(dòng)量的上下限閾值，即在上下限的閾值以內(nèi)呈線性相關(guān)，而閾值以外并非呈線性相關(guān)。Paffenbarger[43]通過將每周的體力活動(dòng)消耗量分為 6個(gè)等級，發(fā)現(xiàn)體力活動(dòng)量介于1680～6299 KJ/w k之間時(shí)，CVD的發(fā)病率最低，而在這活動(dòng)量以外的CVD風(fēng)險(xiǎn)都增加，表明體力活動(dòng)量與健康之間呈非線性關(guān)系（圖6）。Hamilton[24]等研究均發(fā)現(xiàn)，體力活動(dòng)量在低量和中等量時(shí)，疾病風(fēng)險(xiǎn)或者全因死亡率顯著下降，而在大量時(shí)，其死亡率沒有下降，認(rèn)為體力活動(dòng)與健康的劑量效應(yīng)關(guān)系中存在著一個(gè)閾值（圖7）。到目前為止，不同學(xué)者對引起健康劑量效應(yīng)的體力活動(dòng)量上下限閾值仍然存在著一定的爭議，如Lee[35]研究結(jié)果是＞1 000 kcal/w k，其全因死亡率顯著下降；Fried[17]研究的結(jié)果是＞980 kcal/wk，Haapanen[21]研究的結(jié)果是＞800 kcal/w k，Leon[37]研究的結(jié)果是＞518 kcal/ w k，Paffenbarger[44]研究的結(jié)果是 ＞500 kcal/wk。他們都證明了在這些最小量之上時(shí)，其死亡風(fēng)險(xiǎn)一般可以降低20％～30％。由于目前缺少界定體力活動(dòng)量最低閾值的依據(jù)，因此，大部分學(xué)者普遍把1 000 kcal/wk定為最低運(yùn)動(dòng)量的臨界值，并把這一能量消耗值作為大眾健康的最低運(yùn)動(dòng)推薦量。

圖4 體力活動(dòng)量與心血管、死亡率風(fēng)險(xiǎn)劑量-效應(yīng)示意圖（引自2008年指南）

圖5 男性與女性的體力活動(dòng)量與CHD風(fēng)險(xiǎn)的劑量-效應(yīng)關(guān)系示意圖（引自Sofi，2008）

由于體力活動(dòng)與健康之間的劑量-效益關(guān)系曲線模型一直未形成統(tǒng)一的論斷，因此，近年來，越來越多的學(xué)者開始致力于二者曲線模型的研究，Lee[36]認(rèn)為，這種劑量效應(yīng)關(guān)系呈線性特征；而有的學(xué)者[15，48，57，58]認(rèn)為，這種劑量效應(yīng)關(guān)系呈L型曲線關(guān)系，即認(rèn)為在某個(gè)量值或者強(qiáng)度值以上，這種劑量效應(yīng)速度加快，并提出了劑量效應(yīng)關(guān)系之間存在著“量閾值”。也有的學(xué)者[6，47，33，34，38]認(rèn)為，這種劑量效應(yīng)關(guān)系呈某種平滑曲線特征，而并非像L型曲線關(guān)系，存在著某個(gè)閾值點(diǎn)，即只要進(jìn)行體力活動(dòng)或輕微的增加體力活動(dòng)量就能帶來相應(yīng)的健康效益。Haskell[26]起初以體力活動(dòng)量為橫坐標(biāo)，以健康效益為縱坐標(biāo)，首先對劑量效益關(guān)系可能存在的曲線模型進(jìn)行了假設(shè)（圖8A），之后，將體力活動(dòng)量的橫坐標(biāo)進(jìn)一步擴(kuò)展為影響體力活動(dòng)量的各相關(guān)因素（圖8B）：運(yùn)動(dòng)與健康效益之間的關(guān)系可能存在著三種情況：第一種關(guān)系是線性關(guān)系（B），從以往對體力活動(dòng)和死亡率的劑量效應(yīng)研究結(jié)果總結(jié)，認(rèn)為這條途徑是表達(dá)劑量效益的最適當(dāng)?shù)耐緩?；第二種關(guān)系是曲線A關(guān)系，認(rèn)為在小量-中量體力活動(dòng)中健康效益增加最快，之后，隨著體力活動(dòng)的量不斷加大，效益卻不見有效增加，顯示出平臺狀態(tài)，即認(rèn)為劑量效應(yīng)關(guān)系的最佳運(yùn)動(dòng)量在于小量-中量的體力活動(dòng)；第三種關(guān)系是曲線C關(guān)系，認(rèn)為在小量-中量體力活動(dòng)時(shí)，健康效益增加不顯著，隨著體力活動(dòng)量的不斷加大，健康效益顯著增加，即認(rèn)為劑量效應(yīng)關(guān)系的最佳運(yùn)動(dòng)量在于大量的體力活動(dòng)。

因?yàn)檎{(diào)查性研究無法說明影響總量的單因素是否也存在著劑量效應(yīng)關(guān)系，或者哪個(gè)才是對健康效應(yīng)起決定作用的因素，所以，目前大部分的研究開始轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)性研究，通過運(yùn)動(dòng)干預(yù)的控制性實(shí)驗(yàn)研究，將有助于我們進(jìn)一步了解運(yùn)動(dòng)量的單因素劑量與效益的關(guān)系。最早開始干預(yù)實(shí)驗(yàn)研究的是 Kraus，Kraus[32，33]通過研究發(fā)現(xiàn)，雖然不同的運(yùn)動(dòng)量和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度都能降低疾病的風(fēng)險(xiǎn)，但是，大量大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)最有利于降低疾病風(fēng)險(xiǎn)。Slentz[51-53]等學(xué)者對肥胖者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，所有的運(yùn)動(dòng)組都能降低體重，并且運(yùn)動(dòng)量與降體重和脂肪體重呈劑量效應(yīng)關(guān)系，大量大強(qiáng)度組降低的最為明顯。隨后，Johnson[31]研究運(yùn)動(dòng)與代謝綜合癥風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)量和代謝綜合癥風(fēng)險(xiǎn)之間存在著劑量效應(yīng)關(guān)系，小量大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)量最適合有代謝綜合癥的人群，而大量大強(qiáng)度組提高健康效益的范圍更廣泛。

圖6 體力活動(dòng)量與CVD出現(xiàn)率劑量-效應(yīng)示意圖（引自 Paffenbarge，1986）

綜上所述，對體力活動(dòng)量的研究由總消耗量向運(yùn)動(dòng)消耗量轉(zhuǎn)變，無論是流行病學(xué)的調(diào)查研究，還是控制性實(shí)驗(yàn)研究，大部分的研究均表明了體力活動(dòng)量與健康之間存在著劑量-效應(yīng)關(guān)系。但是，對于二者之間存在著什么樣的線性關(guān)系，是否存在著上下限的閾值，其最低閾值是否是1 000 kcal/w k，還有待于進(jìn)一步研究。

3.2 體力活動(dòng)強(qiáng)度與健康的劑量-效益關(guān)系

圖7 體力活動(dòng)量與死亡風(fēng)險(xiǎn)劑量-效應(yīng)示意圖（引自 Ham ilton，2007）

對于何種運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度才是最有利于提高健康效應(yīng)，一直以來都存在著爭論。Morris[39]通過研究9 375名45～64歲英國辦公室工作者男性后發(fā)現(xiàn)，通過每周不少于2次的大強(qiáng)度體力活動(dòng)能有效地降低CHD的風(fēng)險(xiǎn)，而采用一些中等強(qiáng)度或者是輕度的體力活動(dòng)無法達(dá)到降低CHD的風(fēng)險(xiǎn)；Lakka[34]通過對 1 453名男性進(jìn)行為期 5年的跟蹤研究后也發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行2.2 h/w k的有氧體育運(yùn)動(dòng)能顯著降低CHD的風(fēng)險(xiǎn)，而如果只是進(jìn)行一些日常的體力活動(dòng)（如園丁活動(dòng)，走路上班等）并不能有效地降低CHD的風(fēng)險(xiǎn)。但是，也有學(xué)者研究認(rèn)為，中等強(qiáng)度的體力活動(dòng)就足以提高健康效益，如 Tanasescu[55]通過對7 735名中年男性進(jìn)行為期8年的跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，只要進(jìn)行中等強(qiáng)度的體力活動(dòng)就可以使得CHD的風(fēng)險(xiǎn)有效降低，而采用大強(qiáng)度體力活動(dòng)并未使得CHD風(fēng)險(xiǎn)更加有效地降低。但是，先前的研究大部分都是流行病學(xué)的調(diào)查研究，沒有對運(yùn)動(dòng)量、運(yùn)動(dòng)頻率以及運(yùn)動(dòng)時(shí)間進(jìn)行干預(yù)，因此，在這些因素不固定的情況下探討運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與健康之間的劑量-效應(yīng)缺乏一定的說服力。近幾年越來越多的干預(yù)控制性實(shí)驗(yàn)開始涉及到運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度方面的研究。Lee[35]研究認(rèn)為，體力活動(dòng)量越大就越能降低疾病和死亡風(fēng)險(xiǎn)，并提出在運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等的情況下，采用大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)要比中等強(qiáng)度或者小強(qiáng)度的效益好。Branch[8]通過研究消耗量相等的情況下40％和80％˙VO2max的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對心肺耐力的影響發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)度越大，心肺耐力提高越多，認(rèn)為大強(qiáng)度要比小強(qiáng)度更有利于提高健康效益。但是，也有很多學(xué)者認(rèn)為，只要中等強(qiáng)度的體力活動(dòng)也足夠降低CHD的風(fēng)險(xiǎn)。ACSM[4]運(yùn)動(dòng)指南認(rèn)為，在總能量消耗相等的情況下，采用低強(qiáng)度長時(shí)間運(yùn)動(dòng)和高強(qiáng)度短時(shí)間運(yùn)動(dòng)，二者在改善心血管水平、降低心血管風(fēng)險(xiǎn)的的程度是相似的，即認(rèn)為心血管風(fēng)險(xiǎn)的降低與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的大小無關(guān)。Houmard[30]通過研究運(yùn)動(dòng)干預(yù)對代謝異常的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，低量/中等強(qiáng)度的效果要好于低量/大強(qiáng)度，即在量相等的情況下，中等強(qiáng)度是最有利于代謝異常的改善，并認(rèn)為中等強(qiáng)度主要消耗脂肪，而大強(qiáng)度主要消耗碳水化合物。Gary[19，20]通過研究發(fā)現(xiàn)，在等量的情況下，中等強(qiáng)度與大強(qiáng)度在降低胰島素抵抗方面的效果是一樣的，認(rèn)為只要中等強(qiáng)度就可以引起胰島素抵抗下降，從而降低心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。Hansen[25]通過研究也發(fā)現(xiàn)，在相同的消耗量情況下，采用小至中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)和中等至大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)對于改善胰島素的敏感性的效果是一樣的。

圖8 體力活動(dòng)水平與健康效益劑量-效益曲線模型圖（引自Haskell，1994）

圖9 運(yùn)動(dòng)頻率、持續(xù)時(shí)間與健康劑量-效應(yīng)關(guān)系示意圖（引自Haskell，1994）

綜上所述，在消耗量相等的情況下，長時(shí)間低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)與短時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的效益是否一樣，目前還沒有統(tǒng)一的論斷，不同的學(xué)者由于在體力活動(dòng)測試方案、研究目的上存在著差異，因此，不同的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度產(chǎn)生的效益也有所不同。但是，大部分的學(xué)者認(rèn)為，大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)更有利于心肺耐力的提高，而中小強(qiáng)度更有利于降低代謝異常和心血管疾病所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 運(yùn)動(dòng)頻率、持續(xù)時(shí)間與健康的劑量-效益關(guān)系

運(yùn)動(dòng)頻率和持續(xù)時(shí)間也是決定體力活動(dòng)量的因素之一。運(yùn)動(dòng)頻率一般指每周運(yùn)動(dòng)的次數(shù)，運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間可以指一次運(yùn)動(dòng)時(shí)間，也可以指幾次間歇運(yùn)動(dòng)總累積時(shí)間。Haskell[26]描述了4種不同的運(yùn)動(dòng)頻率、持續(xù)時(shí)間與健康之間可能產(chǎn)生的效應(yīng)關(guān)系（圖9）：A圖表明，一次的運(yùn)動(dòng)就能產(chǎn)生健康效應(yīng)，但是，在間歇一段時(shí)間后這種效應(yīng)又回到原點(diǎn)，再進(jìn)行第二次運(yùn)動(dòng)時(shí)，這種效應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生疊加[22]，即認(rèn)為運(yùn)動(dòng)只會(huì)產(chǎn)生短期急性效應(yīng)，運(yùn)動(dòng)頻率與健康效應(yīng)無關(guān)。B圖表明，在初期階段，運(yùn)動(dòng)引起的效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生疊加，并且增加的很快，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)動(dòng)后，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的效應(yīng)維持在一個(gè)平臺，不再產(chǎn)生效應(yīng)疊加[46]，即可以理解成運(yùn)動(dòng)頻率、持續(xù)時(shí)間與健康之間呈曲線關(guān)系。C圖表明，隨著有氧運(yùn)動(dòng)能力的提高，運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的效應(yīng)也會(huì)逐漸增加[27]，即認(rèn)為二者之間呈線性關(guān)系。D圖表明，每天進(jìn)行大量小強(qiáng)度的步行，就能使身體健康效應(yīng)保持在一定的水平，從而降低心血管和死亡的風(fēng)險(xiǎn)。

一直以來，關(guān)于運(yùn)動(dòng)頻率、持續(xù)時(shí)間對健康效應(yīng)是否存在著影響一直都存在著爭議。早在1985年，Ebisu[16]通過固定運(yùn)動(dòng)距離，比較每周運(yùn)動(dòng)1、2、3次發(fā)現(xiàn)，每周運(yùn)動(dòng)3次的實(shí)驗(yàn)組心肺耐力改善最為顯著，即認(rèn)為運(yùn)動(dòng)頻率與健康之間也存在著相關(guān)性，在相同的消耗量情況下，運(yùn)動(dòng)頻率越大，越有利于提高健康效應(yīng)；并且 Houmard[29]也通過同樣的方案研究運(yùn)動(dòng)對胰島素敏感性的影響，當(dāng)把運(yùn)動(dòng)總量用時(shí)間表示時(shí)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和量與胰島素的敏感性無關(guān)，胰島素的敏感性只與每周運(yùn)動(dòng)時(shí)間有關(guān)。但是，在消耗量相同的情況下，增加運(yùn)動(dòng)頻率也就意味著減少每次運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間，因此，也有人對于長時(shí)間運(yùn)動(dòng)和短時(shí)間累加運(yùn)動(dòng)引起的健康效應(yīng)是否一樣進(jìn)行了研究。如 Debusk[14]通過對中年男性進(jìn)行8周的干預(yù)后發(fā)現(xiàn)，長時(shí)間持續(xù)運(yùn)動(dòng)組的 ˙VO2max要比短時(shí)間運(yùn)動(dòng)組增加更為顯著，但是也有很多的學(xué)者[59，60]研究發(fā)現(xiàn)，無論采用長時(shí)間的持續(xù)運(yùn)動(dòng)還是分為幾次的短時(shí)間間歇運(yùn)動(dòng)，其所產(chǎn)生的效應(yīng)基本相同。同時(shí)，Lee[36]的一項(xiàng)調(diào)查研究也表明，在運(yùn)動(dòng)量相等的情況下，運(yùn)動(dòng)頻率和運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間（15 min間歇）與CHD的風(fēng)險(xiǎn)之間無相關(guān)性，即意味著在運(yùn)動(dòng)量相等的情況下，采用持續(xù)的長時(shí)間運(yùn)動(dòng)和短時(shí)間歇累計(jì)的運(yùn)動(dòng)效果是一樣的。

綜上所述，運(yùn)動(dòng)頻率、持續(xù)時(shí)間所產(chǎn)生的健康效應(yīng)有所不同，對于運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的“健康效應(yīng)”還未形成一個(gè)統(tǒng)一的論斷，在同等運(yùn)動(dòng)量或運(yùn)動(dòng)時(shí)間的前提下，采用一次長時(shí)間運(yùn)動(dòng)和分成幾個(gè)短時(shí)間間歇運(yùn)動(dòng)，其效益是否一樣也沒有充足的證據(jù)。因此，對于運(yùn)動(dòng)頻率、持續(xù)時(shí)間與健康之間是否存在著劑量-效應(yīng)關(guān)系還有待于進(jìn)一步研究。

4 總結(jié)

1.流行病學(xué)的調(diào)查研究和實(shí)驗(yàn)性研究相輔相成、各有千秋，流行病學(xué)的調(diào)查研究雖然也對日常的體力活動(dòng)量進(jìn)行了精確的評價(jià)，但是，還是相對較為主觀，尤其是在強(qiáng)度、量、頻率以及運(yùn)動(dòng)方式上的分類沒有一個(gè)明確的分界線；實(shí)驗(yàn)性研究雖然可以解決強(qiáng)度、量、頻率等因素對健康效益的影響，但是，卻不如長期大樣本的跟蹤調(diào)查在數(shù)據(jù)上更有說服力。

2.無論是流行病學(xué)的調(diào)查研究還是控制性實(shí)驗(yàn)研究，大部分的研究均表明了體力活動(dòng)量與健康之間存在著劑量-效應(yīng)關(guān)系。但是，對于二者之間存在著什么樣的線性關(guān)系，是否存在著上下限的閾值，其最低閾值是否是1000kcal/w k，還有待于進(jìn)一步研究。

3.由于體力活動(dòng)在測試方案、研究目的上存在著差異，因此，不同的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度產(chǎn)生的效益也有所不同。在消耗量相等的情況下，長時(shí)間低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)與短時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的效益是否一樣，還沒有統(tǒng)一的論斷，但是，一般認(rèn)為，大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)更有利于心肺耐力的提高，中小強(qiáng)度更有利于降低代謝異常和心血管疾病所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

4.在同等運(yùn)動(dòng)量或運(yùn)動(dòng)時(shí)間的前提下，一次長時(shí)間運(yùn)動(dòng)和分成幾次短時(shí)間間歇運(yùn)動(dòng)，其效益是否一樣并沒有充足的證據(jù)。由于運(yùn)動(dòng)頻率、持續(xù)時(shí)間所產(chǎn)生的“健康效應(yīng)”還未形成一個(gè)統(tǒng)一的論斷，因此，對于運(yùn)動(dòng)頻率、持續(xù)時(shí)間與健康之間是否存在著劑量-效應(yīng)關(guān)系，還有待于進(jìn)一步研究。

[1]AMERICAN COLLEGEOF SPORTSMEDICINE.The recommended quantity and quality of exercise fo r developing and maintaining fitness in healthy adults[J].M ed Sci Spo rts Exe， 1978，10：7-10.

[2]AMERICAN COLLEGE OF SPORTS MEDICINE.Position stand：the recommended quantity and quality of exercise fo r developing and maintaining fitness in healthy adults[J].Med Sci Sports Exe，1990，22：265-274.

[3]AMERICAN COLLEGEOF SPORTSMEDICINEGuidelines for graded exercise testing and p rescription[M].Philadelphia：William s Wilkins，1995（5th ed）：.

[4]AM ERICAN COLLEGE OF SPORTS M ED ICINE.Position stand：The recommended quantity and quality of exercise for developing and maintaining cardiorespirato ry and muscular fitness，and flexibility in healthy adults[J].Med Sci Spo rts Exerc， 1998，30（6）：975-991.

[5]AMERICAN HEART ASSOCIA TION AND AMERICAN COLLEGE OF SPORTS M EDICINE.Joint Position Statement：Exercise and acute cardiovascular events：placing the risks into perspective[J].Med Sci Sports Exe，2007，39：886-897.

[6]AOYAGI Y，PARK H，PARK S，etal.Habitual physical activity and health-related quality of life in older adults：interactions between the amount and intensity of activity（the Nakanojo Study） [J].Qual Life Res，2010，19（3）：333-338.

[7]BOUCHARD C，BOULA YM，TH IBAULT M C，etal.Training of submaximal wo rking capacity：frequency，intensity，duration， and their interactions[J].J Sports Med Phys Fitn，1980，20（1）： 29-40.

[8]BRANCH J D，PA TE R R，BOURQUE S P.Moderate intensity exercise training imp roves cardiorespiratory fitness in women [J].JWomen’s Health Gender Based Med，2000，9（1）：65-73.

[9]BYRD-W ILL IAMSC E，BELCHER B R，SPRU IJT-METZD，et al.Increased physical activity and reduced adiposity in overweight Hispanic adolescents[J].Med Sci Sports Exe，2010，42 （3）：478-484.

[10]CASPERSEN C J，POWELL K E，CHRISTENSON G M. Physical activity，exercise，and physical fitness：definitions and distinctions for health-related research[J].Public Health Rep， 1985，100（2）：126-131.

[11]COLEMAN K J，RAYNOR H R，MUELLER D M，etal.Providing sedentary adults with choices for meeting their walking goals[J].Prev Med，1999，28（5）：510-519.

[12]DALLECK L C，ALLEN B A，HANSON B A，etal.Exercise duration and coronary heart disease risk facto rs in postmenopausal women[J].JWomen’s Health，2009，18（1）：105-113.

[13]DAV IESC T，KN IBBSA V.The training stimulus：the effects of intensity，duration and frequency of effo rt on maximum aerobic pow er output[J].Int Z Angew Physiol，1971，29（4）：299-305.

[14]DEBUSK R F，STENESTRAND U，SHEEHAN M，etal. Training effects of long versus short bouts of exercise in healthy subjects[J].Am J Cardiol，1990，65（15）：1010-1013.

[15]EA TON C B，MEDAL IE J H，F(xiàn)LOCKE S A，etal.Self-reported physical activity p redicts long-term coronary heart disease and all-cause mortalities：twenty-one-year follow-up of the Israeli Ischemic Heart Disease Study[J].A rch Fam Med，1995，4 （4）：323-329.

[16]EB ISU T.Splitting the distance of endurance running：on cardiovascular endurance and blood lipids[J].Jpn J Phys Edu，1985， 30：37-43.

[17]FRIED L P，KRONMAL R A，NEWMAN A B，etal.Risk factors for 5-year mortality in older adults：the cardiovascular health study[J].JAMA，1998，279（8）：585-592.

[18]FRIEDLANDER A L，CASAZZA G A，HORN INGM A，etal. Effects of exercise intensity and training on lipid metabolism in young women[J].Am J Physiol，1998，275（5）：853-863.

[19]GARY O D，KEARNEY E M，NEV IL A M，etal.The effects of 24 weeks of moderate-or high-intensity exercise on insulin resistance[J].Eur J Appl Physiol，2005，95：522-528.

[20]GARY O D，OWEN A，BIRD SR，etal.Changes in cardio respiratory fitness and coronary heart disease risk factors following 24 w k of moderate-or high-intensity exercise of equal energy cost[J].J Appl Physiol，2005，98：1619-1625.

[21]HAAPANEN N，M IILUNPALO S，VUORI I，etal.Characteristicsof leisure time physical activity associated with decreased risk of p remature all-cause and cardiovascular diseasemortality in middle-aged men[J].Am J Epidemiol，1996，143（9）：870-880.

[22]HAGBERG J M，MON TA IN S J，MARTIN W H.Blood p ressure and hemodynamic responses after exercise in older hypertensives[J].J App l Physiol.1987，63（1）：270-276.

[23]HALBERT JA，SILAGY C A，F(xiàn)INUCANE P，etal.The effectivenessof exercise training in lowering blood p ressure：ametaanalysis of randomized controlled trials of 4 weeks or longer [J].J Hum Hypertens，1997，11：641-649.

[24]HAM IL TON M T，HAM IL TON D G，ZDERIC T W.Role of low energy expenditure and sitting in obesity，metabolic syndrome，type 2 diabetes，and cardiovascular disease[J].Diabetes， 2007，56（11）：2655-2667.

[25]HANSEN D，DENDAL P，JONKERS R A，etal.Continuous low-to moderate-intensity exercise training is as effective as moderate-to high-intensity exercise training at lowering blood HbA（1c）in obese type2 diabetes patients[J].Diabetologia， 2009，52：1789-1797.

[26]HASKELL W L.Health consequences of physical activity：understanding and challenges regarding dose-response[J].Med Sci Spo rts Exe，1994，26（6）：649-660.

[27]HEA TH GW，GAV IN J R，H INDERL ITER JM，etal.Effects of exercise and lack of exercise on glucose tolerance and insulin sensitivity[J].J Appl Physiol，1983，55（2）：512-517.

[28]HEINONEN A，OJA P，SIEV?NEN H，etal.Effect of two training regimenson bonemineral density in healthy perimenopausal women：a randomized controlled trial[J].J Bone Miner Res，1998，13（3）：483-490.

[29]HOUMARD J A，TANNER C J，SLENTZC A，etal.Effect of the volume and intensity of exercise training on insulin sensitivity[J].J Appl Physiol，2004，96：101-106.

[30]HOUMARD JA.Intramuscular lipid oxidation and obesity[J]. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2008，294（4）：1111-1116.

[31]JOHNSON J L，SLEN TA C A，etal.Exercise training amount and intensity effects on metabolic syndrome（from studies of a targeted risk reduction intervention through defined exercise） [J].Am J Cardiol，2007，100（12）：1759-1766.

[32]KRAUSW E，TORGAN C E，DUSCHA B D，etal.Studiesof a targeted risk reduction intervention through defined exercise （STRRIDE）[J].Med Sci Sports Exe，2001，33（10）：1774-1784.

[33]KRAUSW E，HOUMARD J A，DUSCHA B D，etal.Effects of the amount and intensity of exercise on p lasma lipo roteins [J].N Engl J Med，2002，19：1483-1492.

[34]LA KKA T A，VENALA INEN J M，RAURAMAA R，etal. Relation of leisure time physical activity and cardiorespiratory fitness to the risk of acute myocardial infarction[J].N Engl J Med，1994，330（22）：1549-1554.

[35]LEE IM，PAFFENBARGER R S.Associationsof light，moderate and vigorous intensity physical activity with longevity.the Harvard A lumni Health Study[J].Am J Epidemiol，2000，151 （3）：293-299.

[36]LEE IM，SKERRETT PJ.Physical activity and all-cause mortality：w hat is the dose-response relation?[J].M ed Sci Sports Exe，2001，33（6 suppl）：S459-S471.

[37]LEON A S，CONNETT J，JACOBS D R，etal.Leisure-time physical activity levels and risk of coronary heart disease and death-the M ultiple Risk Factor Intervention Trial[J].JAMA， 1987，258（17）：2388-2395.

[38]L INDSTED K D，TONSTAD S，KUZMA J W.Self-report of physical activity and patterns of mortality in Seventh-Day Adventistmen[J].J Clin Epidemiol，1991，44（4-5）：355-364.

[39]MORRISJN，CLAYTON D G，EVERITT M G，etal.Exercise in leisure time：coronary attack and death rates[J].Br Heart J， 1990，63（6）：325-334.

[40]MORRISJ N，CRAWFORD M D.Coronary heart disease and physical activity of wo rk[J].Br Med J，1958，2（5111）：1485-1496.

[41]N?RDESJO L O.The effect of quantitated training on the capacity for sho rt and p rolonged work[J].Acta Physiol Scand Supp l，1974，405：1-54.

[42]OJA P，LAU KKANEN R M，HARJULA TKK，etal.Training effects of cross-country skiing and running on maximal aerobic cycle performance and on blood lipids[J].Eur J App l Physiol， 1991，62（6）：400-404.

[43]PAFFENBARGER R S.HYDE R T，W ING A L，etal.Physical activity，all-cause mo rtality，and longevity of college alumni [J].N Engl J Med.1986，314（10）：605-613.

[44]PAFFENBARGER R S.HYDE R T，W ING A L，etal.The association of changes in physical-activity level and other lifestyle characteristics with mortality among men[J].N Engl J Med， 1993，328（8）：538-545.

[45]PHYSICAL ACTIV ITY GU IDEL INES ADV ISORY COMM ITTEE.Physical Activity Guidelines Advisory Committee Repo rt[M].Washington DC：U.S.Dep t Health Human Services，2008.

[46]ROGERSM A，YAMAMOTO C，KING D S，etal.Imp rovement in glucose tolerance after 1 week of exercise in patients with mild N IDDM[J].Diabetes Care，1988，11（8）：613-618.

[47]ROMBALDI A J，M ENEZES AMB，AZEVEDO M R，etal. Leisure-time physical activity：association w ith activity levels in other domains[J].J Physical Activity Health，2010，7：460-464. [48]ROSENGREN A，W ILHELMSEN L.Physical activity p rotects against coronary death and deaths from all causes in middleaged men.Evidence from a 20-year follow-up of the p rimary p revention study in G?teborg[J].Ann Epidemiol，1997，7（1）： 69-75.

[49]SHEPHARD RJ.Intensity，duration and frequency of exercise as determinants of the response to a training regime[J].Int Z Angew Physiol，1968，26（3）：272-278.

[50]SLA TTERY M L，JACOBS D R，N ICHAMAN M Z.Leisure time physical activity and co ronary heart disease death.the US Railroad Study[J].Circulation，1989，79（2）：304-311.

[51]SLEN TZ C A，DUSCHA B D，JOHNSON J L，etal.Effects of the amount of exercise on body weight，body composition，and measures of central obesity：STRRIDE-a randomized controlled study[J].A rch Intern Med，2004，164（1）：31-39.

[52]SLEN TZ C A，A IKEN L B，HOUMARD J A，etal.Inactivity， exercise，and visceral fat.STRRIDE：a randomized，controlled study of exercise intensity and amount[J].J Appl Physiol， 2005，99（4）：1613-1618.

[53]SLENTZC A，HOUMARD J A，JOHNSON J L，etal.Inactivity，exercise training and detraining，and plasma lipop roteins. STRRIDE：a randomized，controlled study of exercise intensity and amount[J].J App l Physiol，2007，103（2）：432-442.

[54]SOFIF，CAPALBO A，CESARI F，etal.Physical activity during leisure time and p rimary p revention of coronary heart disease：an updatedmeta-analysisof cohort studies[J].Eur JCardiovasc Prev Rehabil，2008 15（3）：247-257.

[55]TANASESCU M，LEITZMANN M F，RIMM E B，etal.Exercise type and intensity in relation to coronary heart disease in men[J].JAMA，2002，288：1994-2000.

[56]THOMPSON D，MARKOV ITCH D，JAMES A，etal.Time course of changes in inflammatory markers during a 6-mo exercise intervention in sedentary middle-aged men：a randomizedcontrolled trial[J].J Appl Physiol，2010，108：769-779.

[57]V ILLENEUVE PJ，MORRISON H I，CRA IGC L，etal.Physical activity，physical fitness，and risk of dying[J].Epidemiol， 1998，9（6）：626-631.

[58]W ILL IAMS P T.Relationships of heart disease risk factors to exercise quantity and intensity[J].A rch Intern M ed，1998，158 （3）：237-245.

[59]WOOLF-MA Y K，KEARNEY E M，JONES D W，etal.The effect of two different 18-week walking p rogrammeson aerobic fitness，selected blood lipids and factor X11a[J].J Sports Sci， 1998，16（8）：701-710.

[60]WOOLF-MAY K，KEARNEY E M，OWEN A，etal.The efficacy of accumulated short bouts versus single daily bouts of brisk walking in imp roving aerobic fitness and blood lipid p rofiles[J].Health Edu Res，1999，14（6）：803-815.