心肺耐力與代謝綜合征的劑量—效應(yīng)關(guān)系研究

林家仕，嚴(yán) 翊，蘇 浩，趙 巖，郭 嫻，謝敏豪

(1.集美大學(xué)體育學(xué)院，福建 廈門 361021;2.北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院，北京 100084)

隨著人們生活水平的提高，代謝綜合征(MS)的發(fā)病率快速增長(zhǎng)，并伴隨著其他心血管疾病的發(fā)病率顯著上升，目前已成為世界公認(rèn)的公共性衛(wèi)生問(wèn)題。國(guó)外大量的橫斷面調(diào)查研究認(rèn)為［1］，中等至大強(qiáng)度的體力活動(dòng)有利于降低代謝綜合征的發(fā)病率，并表現(xiàn)出劑量—效應(yīng)關(guān)系。因此學(xué)者們［2-4］認(rèn)為代謝綜合征與心肺耐力水平之間存在著密切關(guān)系。目前，我國(guó)針對(duì)心肺耐力水平與代謝綜合征相關(guān)性的研究仍然較少。本文通過(guò)對(duì)40—49 歲的中年人群進(jìn)行橫斷面調(diào)查，探討心肺耐力水平與代謝綜合征相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素之間的劑量—效應(yīng)關(guān)系，為論證心肺耐力在改善代謝綜合征提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

所有的受試對(duì)象要求無(wú)嚴(yán)重的心血管和肺臟方面的癥狀，其年齡為40—49 歲城市居民的中年男性246 名。

1.2 研究方法

1.2.1 心肺耐力(CRF) 測(cè)試：

以VO2max 作為CRF 的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，采用兩種測(cè)試方法:1)直接測(cè)定法:根據(jù)ACSM 測(cè)試手冊(cè)第八版［5］，以25W 為起始負(fù)荷，蹬騎3 min;之后每級(jí)遞增25 W，每級(jí)持續(xù)蹬騎2 min。要求受試者在蹬騎時(shí)保持在60 轉(zhuǎn)/min，直至力竭。2)間接測(cè)定法:在遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)測(cè)試中，對(duì)于無(wú)法達(dá)到力竭狀態(tài)的受試對(duì)象要求在停止運(yùn)動(dòng)時(shí)心率至少要達(dá)到最大心率(220-年齡)的85 %以上，RPE 值≥17 以上時(shí)采用Astrand-Rhyming 法間接推算最大攝氧量，對(duì)于心率低于最大心率的85 %以下者予以剔除。直接測(cè)定的VO2max值與間接測(cè)定值的相關(guān)系數(shù)為0.87［6］。

1.2.2 生化指標(biāo)測(cè)試

測(cè)試受試者空腹?fàn)顟B(tài)下總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和血糖。采用北京利德曼生化股份有限公司生產(chǎn)試劑盒與日立產(chǎn)7020 全自動(dòng)生化分析儀進(jìn)行測(cè)試。要求受試者空腹12 h 以上，于上午8 點(diǎn)抽取空腹靜脈血3 ml，放入VACUETTE 產(chǎn)促凝管中靜置1 h，放入離心機(jī)中采用3 000 轉(zhuǎn)/min離心15 min 分離血清，放入1 ml tube 管中，在-20℃保存待測(cè)。TC 與TG 采用終點(diǎn)法進(jìn)行測(cè)試;HDL-C與LDL-C 采用直接測(cè)定法進(jìn)行測(cè)試。

1.2.3 MS 風(fēng)險(xiǎn)因素的界定標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)中國(guó)成人血脂異常防治指南［7］對(duì)MS 的標(biāo)準(zhǔn)界定為符合下列4 項(xiàng)中的3 項(xiàng)即判斷為MS:1)中心性肥胖:BMI≥25.0 kg/m2為超重;或腰圍男＞90 cm;2)糖尿病或空腹血糖受損:空腹血糖(FBG)≥6.1 mmol/L，或餐后2 h 血糖≥7.8 mmol/L 及已確認(rèn)為糖尿病并治療者;3)高血壓:SBP≥140 mmHg，DBP≥90 mmHg，及已確認(rèn)為高血壓并治療者;4)血脂異常:甘油三酯(TG)≥1.7 mmol/L，HDL-C＜1.04 mmol/L。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

所有的數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS16.0 統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，結(jié)果用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(D)表示。采用3 分位法將VO2max 劃分為低、中、高三等級(jí)，采用oneway ANOVA 分析不同等級(jí)CRF 與相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)之間的差異性;采用Logistic 回歸分析CVD 相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素在體力活動(dòng)消耗量和CRF 各等級(jí)中的風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)勢(shì)比(Odds Ratios)，并給出以95 %一致性界限的上下限置信區(qū)間(CI)。

2 結(jié)果與分析

2.1 受試對(duì)象問(wèn)卷調(diào)查和心肺耐力測(cè)試情況

參與問(wèn)卷調(diào)查的受試對(duì)象總共493 名，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查排除了因年齡、職業(yè)以及存在明顯心血管疾病的受試對(duì)象92 名。在進(jìn)行VO2max 測(cè)試期間，依據(jù)運(yùn)動(dòng)測(cè)試終止標(biāo)準(zhǔn)和其他客觀原因，最后用來(lái)分析的有效受試對(duì)象樣本量為246 名，其中達(dá)到力竭狀態(tài)的樣本量為205 名，并采用直接測(cè)定VO2max 的方法得到VO2max 數(shù)據(jù);由于受試對(duì)象均為中年人，年齡較大，其中有65(23.3 %)名受試對(duì)象在遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中無(wú)法達(dá)到力竭狀態(tài)，本實(shí)驗(yàn)中以其運(yùn)動(dòng)即刻心率是否超過(guò)其理論最大心率(220-年齡)的85 %為界定標(biāo)準(zhǔn)，只有超過(guò)其最大心率的85 %的樣本量被定為有效數(shù)據(jù)，最后剩余41(16.7 %)個(gè)樣本量數(shù)據(jù)采用Astrand-Rhyming 法間接推算最大攝氧量(圖1)。

2.2 CRF 等級(jí)與MS 相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素分析

2.2.1 CRF 等級(jí)與構(gòu)成MS 相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素和比例分布情況分析

以VO2max 作為CRF 的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)三分位法，將CRF 劃分為低、中等和高水平，其值分別為16.4～29 (ml/kg/min)、29.05～34.21(ml/kg/min)和34.23～51.12 (ml/kg/min)，從表1 數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，各組之間除了吸煙和飲酒比例相差不大之外，MS相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素在不同組別之間顯示出明顯的劑量—效應(yīng)關(guān)系。低水平CRF 組MS、肥胖、高血壓異常和高血糖比例最高，高水平CRF 組比例最少，并且高水平CRF 組各種風(fēng)險(xiǎn)因素的比例僅為低水平組的一半左右，方差分析組間肥胖呈非常顯著性差異(P＜0.01)，而MS、高血壓和高血糖呈顯著性差異(P＜0.05)。血脂異常一項(xiàng)雖然未顯示劑量—效應(yīng)關(guān)系，但是高水平CRF 組血脂異常比例也明顯低于低水平CRF 組，表明高水平CRF 有利于MS 相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素的改善。

通過(guò)對(duì)不同水平CRF 組滿足MS 相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)目統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，隨著CRF 水平的提高，不具有MS風(fēng)險(xiǎn)因素和滿足1 項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素的比例逐漸上升;而滿足2 項(xiàng)或3 項(xiàng)以上風(fēng)險(xiǎn)因素的比例卻逐漸下降，不同組別之間的MS 數(shù)目比例顯示出明顯的劑量—效應(yīng)關(guān)系，MS相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)目比例分布進(jìn)一步表明了高水平CRF有利于MS 相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素的改善。

圖1 參與VO2max 測(cè)試的受試對(duì)象情況示意圖

表1 CRF 等級(jí)與MS 相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素分布情況一覽表

續(xù) 表

2.2.2 CRF 等級(jí)與影響MS 相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素情況分析

通過(guò)對(duì)不同等級(jí)CRF 水平組進(jìn)行方差分析發(fā)現(xiàn)，所有的指標(biāo)均隨著CRF 水平的提升而出現(xiàn)不同程度的改善，顯示出明顯的劑量—效應(yīng)關(guān)系。其中BMI、腰圍和舒張壓呈非常顯著性差異(P＜0.01)，其余的呈顯著性差異(P＜0.05);通過(guò)組間比較發(fā)現(xiàn)中等和高水平CRF 組的BMI 和腰圍與低水平CRF組比較呈非常顯著性差異(P＜0.01)，雖然高水平CRF 組的BMI 和腰圍均小于中等水平CRF 組，然而兩組比較卻無(wú)顯著性差異，表明只要中等以上的CRF 就足可以有效地降低BMI 和腰圍。通過(guò)組間比較發(fā)現(xiàn)，高水平CRF 組的收縮壓和舒張壓顯著低于低水平CRF 組(P＜0.01)，表明CRF 水平越高，越有利于改善血壓水平;通過(guò)對(duì)各層次血脂比較發(fā)現(xiàn)，中等水平CRF 組的血脂水平雖然低于(HDL-C 相反)低水平CRF 組，然而均無(wú)顯著性差異，而高水平的CRF 組與低水平CRF 組比較時(shí)，除了LDL-C 外，其余指標(biāo)均呈現(xiàn)顯著性差異(P＜0.05)，表明高水平CRF 更利于降低血脂水平。通過(guò)對(duì)各組間FBG比較發(fā)現(xiàn)，中等和高水平CRF 組均顯著低于低水平CRF 組，呈顯著性差異(P＜0.05)。以上的分析不僅表明了MS 各風(fēng)險(xiǎn)因素隨著CRF 水平的提高而不斷改善，CRF 與MS 各風(fēng)險(xiǎn)因素之間呈現(xiàn)出劑量—效應(yīng)關(guān)系，更表明了CRF 比PA 更有利于改善MS 各風(fēng)險(xiǎn)因素(表2、圖2—圖11)。

表2 CRF 等級(jí)與生理生化指標(biāo)情況一覽表

2.2.3 CRF 與構(gòu)成MS 相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)比值分析

通過(guò)對(duì)CRF 等級(jí)的影響MS 的各相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行OR 值分析發(fā)現(xiàn)，隨著CRF 水平的提高，影響MS的各相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素OR 值均產(chǎn)生一定趨勢(shì)的下降，其中趨勢(shì)較為明顯的BMI 為1、0.861、0.801;SBP 為1、0.981、0.873;TG 為1、0.872、0.813;HDL-C 為1、0.873、0.337;FBP 為1、0.821、0.702;表明高水平的CRF 組人群，其BMI、SBP、TG、HDL-C 和FBP 與低水平的CRF 組相比，其風(fēng)險(xiǎn)下降至0.337～0.873，其趨勢(shì)效果較為顯著。而腰圍和舒張壓雖然也存在著風(fēng)險(xiǎn)降低的趨勢(shì)，但是不太顯著(表3)。

圖2 CRF 等級(jí)與BMI 劑量—效應(yīng)關(guān)系示意圖

圖3 CRF 等級(jí)與腰圍劑量—效應(yīng)關(guān)系示意圖

圖4 CRF 等級(jí)與臀圍劑量—效應(yīng)關(guān)系示意圖

圖5 CRF 等級(jí)與SBP 劑量—效應(yīng)關(guān)系示意圖

圖6 CRF 等級(jí)與DBP 劑量—效應(yīng)關(guān)系示意圖

圖7 CRF 等級(jí)與TC 劑量—效應(yīng)關(guān)系示意圖

圖8 CRF 等級(jí)與TG 劑量—效應(yīng)關(guān)系示意圖

圖9 CRF 等級(jí)與HDL-C 劑量—效應(yīng)關(guān)系示意圖

圖10 CRF 等級(jí)與LDL-C 劑量—效應(yīng)關(guān)系示意圖

圖11 CRF 等級(jí)與血糖劑量—效應(yīng)關(guān)系示意圖

表3 CRF 與構(gòu)成MS 的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素OR 值分析一覽表

3 討論

很多學(xué)者通過(guò)對(duì)CRF 于MS 的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素之間的劑量～效應(yīng)關(guān)系進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，CRF 水平與MS 相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)之間存在著劑量—效應(yīng)關(guān)系，MS 的風(fēng)險(xiǎn)值隨著CRF 水平的提高而逐漸下降。但是對(duì)于高水平的CRF 可以引起MS 的風(fēng)險(xiǎn)值下降多少，目前的研究范圍也比較大。Laaksonen［8］通過(guò)對(duì)男性受試對(duì)象進(jìn)行為期4年的跟蹤后發(fā)現(xiàn)，將VO2max 水平分為三個(gè)層次，處于最高層次人群的MS 風(fēng)險(xiǎn)值僅為最低層次人群的75%。Carnethon［9］通過(guò)進(jìn)行15年的跟蹤發(fā)現(xiàn)，低水平CRF 人群的高血壓、糖尿病以及MS發(fā)病率的風(fēng)險(xiǎn)值是高水平CRF 的3～6 倍。更有甚者，Hassinen［10］的研究中發(fā)現(xiàn)，低水平CRF 人群的MS 相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素達(dá)到了高水平人群的10 倍以上。本文作者認(rèn)為其原因一方面可能是不同的研究對(duì)于CRF 的分層有所不同。如Lakka［11］通過(guò)研究1 609名年齡為42—60 歲的受試對(duì)象CRF 與代謝綜合癥的相關(guān)性時(shí)發(fā)現(xiàn)，男性的 CRF (VO2max)＜29.1 ml.kg/min時(shí)，其代謝綜合癥的風(fēng)險(xiǎn)是CRF 最高層次(VO2max)＞35.5 ml.kg/min 的7 倍。有的學(xué)者采用三分位法、四分位法，有的根據(jù)ACSM 的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，這必然造成低水平和高水平CRF 之間的風(fēng)險(xiǎn)值有所差別。但是無(wú)論其風(fēng)險(xiǎn)值下降多少，至少對(duì)于CRF 能有效降低MS 的風(fēng)險(xiǎn)值上面存在著共識(shí)。

CRF 與MS 的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素的劑量—效應(yīng)關(guān)系不僅表現(xiàn)在橫斷面的調(diào)查中，而且在干預(yù)性的研究中也得到一致的研究結(jié)果。Brien［12］通過(guò)不同MS 界定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)18—49 歲的692 名男性和608 名女性進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，中等至高水平的CRF 人群的MS 風(fēng)險(xiǎn)因素值低于低水平CRF 人群，按NCEP ATPⅢ進(jìn)行界定時(shí)，其低水平CRF 到高水平CRF 的MS 風(fēng)險(xiǎn)值分別為:1、0.37(0.18～0.72)、0.26(0.12～0.57);按照IDF 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行界定時(shí)，其風(fēng)險(xiǎn)值分別為:1、0.41(0.22～0.77)、0.36(0.18～0.73);認(rèn)為CRF 與MS相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)之間呈劑量—效應(yīng)關(guān)系。Hassinen［10］通過(guò)對(duì)671 男性和676 名女性進(jìn)行橫斷面調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，CRF 與MS 之間存在著反相關(guān)關(guān)系，CRF 水平最低的人群，其MS 的風(fēng)險(xiǎn)是中等和高水平CRF 人群的2.9和4.7 倍。LaMonte［13］通過(guò)對(duì)9 007 名無(wú)MS 癥狀的中年男性進(jìn)行為期5.7年的跟蹤后發(fā)現(xiàn)，有1 346 名男性出現(xiàn)MS 癥狀，并且低、中、高水平的CRF 人群，其MS 發(fā)病率的風(fēng)險(xiǎn)比率分別為1、0.74(0.65～0.84)和0.47(0.40～0.54)，具有中等和高水平CRF的人群，其MS 風(fēng)險(xiǎn)值下降了20 %～26 %和53 %～63 %。提示低水平的CRF 是預(yù)測(cè)MS 發(fā)病率的一項(xiàng)獨(dú)立指標(biāo)。Hassinen［14］通過(guò)對(duì)3 000 名中年男女進(jìn)行為期4年的干預(yù)跟蹤后發(fā)現(xiàn)，VO2max 與MS 有著很高的反相關(guān)關(guān)系，將CRF 分為三層，最低的一層的風(fēng)險(xiǎn)為10.2～10.8 倍，中等一層的風(fēng)險(xiǎn)為2.9～4.7倍。本文研究的結(jié)果與以上學(xué)者們的研究結(jié)果一致，即隨著CRF 水平的提高，MS 的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素(BMI、腰圍、收縮壓、舒張壓、TG、HDL—C、FBG)的風(fēng)險(xiǎn)比值逐漸降低，CRF 與MS 的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素之間呈現(xiàn)出劑量—效應(yīng)關(guān)系，但是不同風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)下降的程度有所差別，對(duì)腰圍和血壓的影響程度較小，對(duì)血脂的風(fēng)險(xiǎn)影響較大，其中高水平CRF 人群的HDL-C 風(fēng)險(xiǎn)值僅為低水平CRF 人群的0.337(0.122～0.932)。

4 結(jié)論

1)CRF 水平與MS 發(fā)病率和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素呈劑量～效應(yīng)關(guān)系，即隨著CRF 水平的提高，MS 發(fā)病率和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素呈降低趨勢(shì)。

2)高水平CRF 有利于改善MS 相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素，CRF 是預(yù)測(cè)MS 發(fā)病率和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素的重要因素。

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