大學(xué)生24 h活動(dòng)行為和心肺適能關(guān)系的成分?jǐn)?shù)據(jù)分析

劉佳佳 周儻 李易燕 全明輝

摘? ? 要? ?目的：運(yùn)用成分?jǐn)?shù)據(jù)分析探究大學(xué)生24 h活動(dòng)行為與心肺適能（cardiorespiratory fitness，CRF）的關(guān)系，以及各活動(dòng)行為間等時(shí)替代后CRF的預(yù)測(cè)變化。方法：數(shù)據(jù)來(lái)源于“上海體育大學(xué)校友健康隊(duì)列研究”。共納入1 039名大學(xué)生［男生517人，女生522人，平均年齡（21.46±0.9）歲］作為研究對(duì)象。使用ActiGraph GT3X＋三軸加速度計(jì)測(cè)量久坐行為（sedentary behavior，SB）、輕體力活動(dòng)（light physical activity，LPA）和中高強(qiáng)度體力活動(dòng)（moderate-to-vigorous physical activity，MVPA）及自主報(bào)告的方式采集睡眠數(shù)據(jù)。通過(guò)功率自行車(chē)進(jìn)行有氧代謝測(cè)試以評(píng)估CRF，利用雙能X射線(xiàn)吸收儀評(píng)估受試者的身體成分。采用成分?jǐn)?shù)據(jù)分析探究24 h活動(dòng)行為與CRF的關(guān)系，并以成分等時(shí)替代模型探究各項(xiàng)活動(dòng)行為時(shí)間相互替代后，CRF的預(yù)測(cè)變化情況。結(jié)果：1）調(diào)整混雜因素后，結(jié)果表明24 h活動(dòng)行為與CRF有顯著關(guān)聯(lián)。相對(duì)其他活動(dòng)行為，MVPA和CRF成正相關(guān)，SB與CRF成負(fù)相關(guān)，未發(fā)現(xiàn)睡眠和LPA與CRF的關(guān)聯(lián)。2）亞組分析顯示調(diào)整混雜因素后發(fā)現(xiàn)，高體脂率組和非體育生組與上述結(jié)果一致；低體脂率組和體育生組未發(fā)現(xiàn)各分量與CRF相關(guān)。3）在等時(shí)替代結(jié)果中，MVPA等時(shí)替代其他活動(dòng)行為，CRF增加的幅度要遠(yuǎn)小于其他活動(dòng)行為等時(shí)替代MVPA時(shí)CRF下降時(shí)的幅度。結(jié)論：MVPA和SB行為是影響大學(xué)生CRF的主要因素，相對(duì)于簡(jiǎn)單地控制SB行為，更應(yīng)鼓勵(lì)將更多SB行為轉(zhuǎn)成MVPA行為，尤其是高體脂率的學(xué)生。

關(guān)鍵詞? ?24 h活動(dòng)行為；體力活動(dòng)；久坐行為；睡眠；心肺適能；成分?jǐn)?shù)據(jù)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：G804.2? ? ? ? ? ?學(xué)科代碼：040302? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.14036/j.cnki.cn11-4513.2024.02.010

Abstract? Aim： To examined the relationship between 24 h movement behaviors composition and cardiorespiratory fitness （CRF） of undergraduate， and investigated predicted changes in CRF when time in movement behaviors is reallocated. Methods： Data was obtained from the Shanghai University of Sport Alumni Health Cohort Study. A total of 1 039 college students （male 517; female 522; mean age： 21.46 ± 0.91） were included in analyses for this study. Sedentary time （SB）， light-intensity physical activity （LPA）， and moderate- to vigorous-intensity physical activity（MVPA） were measured with ActiGraph GT3X+ accelerometers. Sleep duration was subjectively measured. The maximum aerobic metabolic exercise testing on an electrically braked bicycle ergometer was performed to assess CRF， and body composition was assessed by dual-energy X-ray absorptiometry. The compositional analysis was used to verify the association between 24 h movement behaviors and CRF. In addition， the compositional and isotemporal reallocation analysis was used to assess predicted changes in CRF after the time reallocation of various activities. Results： 1） After adjusting for confounding factors， compositional data showed that 24 h movement behaviour had significant statistical correlation with CRF. Compared with other activities， the time distribution of MVPA was significantly positively correlated with CRF， while the time distribution of SB was significantly negatively correlated with CRF. There was no significant correlation between the temporal distribution of LPA. 2） In the subgroup analysis， after adjusting confounding factors， the findings of the hgih body fat percentage group and the non-sport major studentsgroup were consistent with the above results; however， there is no relationship between CRF and each component of the low body fat percentage group and the sport-major students group. 3） In compositional isotemporal substitution analysis， when MVPA replaces other movement behaviors， the range of increasing CRF are lower than the range of declining CRF when other movement behaviors replace MVPA. Conclusion： MVPA and SB are the main factors influencing undergraduatesCRF， comparing controlling SB， it's more important to encourage them spend time in MVPA than SB， especially student who are high body fat percentage.

Keywords? ?24-hour movement behaviours; physical activity; sedentary behaviour; sleep; cardiopulmonary fitness; compositional analysis

心肺適能（cardiorespiratory fitness，CRF）是衡量心臟將含氧氣豐富的動(dòng)脈血輸送到各組織臟器（如肌肉）能力的良好指標(biāo)［1］。美國(guó)心臟協(xié)會(huì)（AHA）早在2016年建議將CRF作為人體第五大生命體征［2］，并在2022年發(fā)表科學(xué)聲明，強(qiáng)調(diào)關(guān)于檢測(cè)青少年的CRF以預(yù)防過(guò)早發(fā)生心血管疾病的重要性［3］。目前，國(guó)家教育部門(mén)加強(qiáng)對(duì)大學(xué)生體質(zhì)健康的管理，大學(xué)生體質(zhì)健康不良情況有所改善，但是不良生活作息、飲食攝入增加和體力鍛煉減少仍引起學(xué)生身體素質(zhì)下降、心血管疾病、死亡率呈年輕化趨勢(shì)等健康問(wèn)題［4］。CRF被視為心血管疾病和全因死亡率的有效預(yù)測(cè)因子［5］，在維持和提高生活質(zhì)量方面具有重要作用。因此，如何維持和提高大學(xué)生的CRF具有重要的公共健康意義。

在全球范圍內(nèi)，CRF下降與體力活動(dòng)（physical activity，PA）減少和久坐行為（sedentary behaviors，SB）時(shí)間的增加密切相關(guān)［6］。但是前期多數(shù)研究孤立地探究PA和SB與CRF的關(guān)系，并認(rèn)為PA和SB對(duì)CRF均有獨(dú)立影響［7-8］，尚未意識(shí)到有限的24 h內(nèi)，各活動(dòng)行為之間本質(zhì)上是相互聯(lián)系的［9］。24 h活動(dòng)行為被視為從無(wú)強(qiáng)度到高強(qiáng)度的活動(dòng)連續(xù)體［10］，主要由PA、SB和睡眠組成，其中PA可分為中高強(qiáng)度體力活動(dòng)（moderateto-vigorous physical activity，MVPA）和輕體力活動(dòng)（light physical activity，LPA）。隨著研究的深入，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)，采用傳統(tǒng)線(xiàn)性回歸分析24 h活動(dòng)行為無(wú)法解決各活動(dòng)行為之間的共線(xiàn)性，缺乏一定的科學(xué)性，并且忽視用整體觀點(diǎn)看待不同活動(dòng)行為組合的必要性［11］。然而，成分?jǐn)?shù)據(jù)分析的出現(xiàn)，為解決目前研究的困難提供了新的思路。

成分?jǐn)?shù)據(jù)指的是含有多個(gè)分量，且每個(gè)分量相加總和為常數(shù)，具有“定和限制”特性的數(shù)據(jù)［12］。從數(shù)據(jù)特征而言，24 h活動(dòng)行為即為成分?jǐn)?shù)據(jù)，具有固定的24 h總時(shí)間，且受到其中一項(xiàng)活動(dòng)行為時(shí)間的增加必然伴隨其他活動(dòng)行為時(shí)間減少的限制。成分?jǐn)?shù)據(jù)分析的本質(zhì)是采用等距對(duì)數(shù)比變換（isometric log-ratio，ILR）以解決“定和限制”問(wèn)題，再采用傳統(tǒng)的回歸分析方法探究各個(gè)成分?jǐn)?shù)據(jù)分量與健康結(jié)局之間的關(guān)系。迄今為止，國(guó)外采用成分?jǐn)?shù)據(jù)分析探究24 h活動(dòng)行為和健康指標(biāo)的關(guān)系涉及運(yùn)動(dòng)技能［13］、肥胖、CRF和心血管代謝［14］，但在我國(guó)，成分?jǐn)?shù)據(jù)分析的應(yīng)用較多地停留在理論層面［11，15］，實(shí)證研究運(yùn)用此方法時(shí)涉及肥胖［16-17］、基本運(yùn)動(dòng)技能［18］、身體素質(zhì)［19］和體質(zhì)健康［20-21］，主要集中于兒童［17-20］和青少年［21］。采用成分?jǐn)?shù)據(jù)分析探究24 h活動(dòng)行為與CRF之間關(guān)系的研究數(shù)量有限，仍需更多的研究證實(shí)兩者間的關(guān)聯(lián)。

本研究關(guān)注于上海市大學(xué)生的CRF，使用成分?jǐn)?shù)據(jù)分析方法探討24 h活動(dòng)行為與CRF的關(guān)系，并分析24 h活動(dòng)行為之間等時(shí)替代后，大學(xué)生CRF的預(yù)期變化，旨在為科學(xué)促進(jìn)國(guó)民健康，研制我國(guó)大學(xué)生24 h活動(dòng)行為指南提供關(guān)鍵的理論與實(shí)踐支撐。

1? ?研究方法

1.1? ?研究對(duì)象

該橫斷面研究數(shù)據(jù)來(lái)源于“上海體育大學(xué)校友健康隊(duì)列研究”的基線(xiàn)數(shù)據(jù)。該健康隊(duì)列研究的目的是為了探究大學(xué)生日常身體活動(dòng)和體質(zhì)健康水平的縱向關(guān)系及其影響因素。數(shù)據(jù)采集時(shí)間為2018年10月—2019年1月和2019年10月—2020年1月。所有參與者均充分了解本項(xiàng)目的研究目的和意義后自愿簽署《知情同意書(shū)》。受試者在研究過(guò)程中如有任何不適均可無(wú)條件退出。本研究經(jīng)上海體育大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（倫理委員會(huì)代碼：2018047），并在中國(guó)臨床實(shí)驗(yàn)注冊(cè)中心進(jìn)行登記注冊(cè)（批準(zhǔn)號(hào)：ChiCTR2000028981）。

本研究在2018年和2019年秋季入學(xué)新生中共招募1 758名受試者。其中：446名受試者加速度傳感器數(shù)據(jù)不符合要求；150名受試者最大攝氧量數(shù)據(jù)缺失；12名受試者體脂率（body fat percentage，BF%）數(shù)據(jù)缺失；111名受試者基本信息數(shù)據(jù)不完整。共計(jì)1 039名各項(xiàng)數(shù)據(jù)完整者被納入最終統(tǒng)計(jì)分析。受試者納入標(biāo)準(zhǔn)：1）上海體育大學(xué)2018年和2019年秋季入學(xué)的19～24歲的新生；2）自愿參與本項(xiàng)目并簽署《知情同意書(shū)》。受試者排除標(biāo)準(zhǔn)：1）患有心臟病、呼吸系統(tǒng)、腎或肝臟及其他慢性病者；2）嚴(yán)重骨骼肌肉關(guān)節(jié)病或由于精神、體力障礙而無(wú)法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)者；3）無(wú)法滿(mǎn)足PA數(shù)據(jù)采集要求者。

1.2? ?身體形態(tài)指標(biāo)測(cè)量及基礎(chǔ)信息調(diào)查

1）采用人體測(cè)試儀（4643a，Tanita）并嚴(yán)格參照《國(guó)民體質(zhì)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)及標(biāo)準(zhǔn)》要求測(cè)量受試者的身高和體重，身高精確到0.1 cm，體重精確到0.1 kg。2）采用問(wèn)卷調(diào)查收集受試者的性別、出生日期、父母學(xué)歷（小學(xué)及以下、初中、高中、大專(zhuān)、本科、研究生）、生源組（體育生組：體育教育訓(xùn)練學(xué)院、體育休閑與藝術(shù)、武術(shù)學(xué)院及中國(guó)乒乓球?qū)W院；非體育生組：體育新聞傳播與外語(yǔ)學(xué)院、運(yùn)動(dòng)健康學(xué)院、經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院、國(guó)際教育學(xué)院及傳媒與藝術(shù)學(xué)院）及睡眠時(shí)長(zhǎng)?？紤]到我國(guó)大學(xué)生當(dāng)前較為普遍的睡眠時(shí)長(zhǎng)及異常值，睡眠時(shí)長(zhǎng)低于6 h則不納入分析［22］。

1.3? ?體力活動(dòng)和久坐行為數(shù)據(jù)采集

采用三軸加速度傳感器“ActiGraph GT3X+”（ActigraphLLC，Pensacola）測(cè)量受試者的MVPA、LPA和SB數(shù)據(jù)。ActiGraph GT3X＋已被證實(shí)是客觀評(píng)價(jià)成年人身體活動(dòng)水平的有效手段，能夠準(zhǔn)確區(qū)分SB和非SB［23］。首先，加速度傳感器佩戴于受試者的右側(cè)髂嵴上部，要求除睡覺(jué)、洗澡和游泳時(shí)間外連續(xù)佩戴7 d，包括5個(gè)工作日和2個(gè)周末日，以采集受試者的MVPA、LPA和SB數(shù)據(jù)。其次，工作人員于第8天上午收回?cái)?shù)據(jù)。再其次，佩戴時(shí)長(zhǎng)超過(guò)18 h和低于10 h的不納入分析。

測(cè)試開(kāi)始前，進(jìn)行受試者的集中儀器指導(dǎo)，確保儀器正確地佩戴和使用。數(shù)據(jù)采集完畢后，使用軟件“Actilife”（Version 6.11.9）對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行下載和處理分析。在征得受試者同意后，對(duì)數(shù)據(jù)缺失或不符合者進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。根據(jù)Freedson等提出的身體活動(dòng)強(qiáng)度分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)［24］，將SB界定為 0～199 counts/60 s、LPA界定為199≤counts≤2 689/60 s、MVPA界定為2 690≤counts /60 s。加速度計(jì)非佩戴時(shí)間定義為至少連續(xù)60 min的零計(jì)數(shù)［25］，要求受試者至少佩戴4 d，包括3個(gè)工作日和1個(gè)周末日。

1.4? ?心肺適能

基于大樣本人群，采用功率自行車(chē)（MATRIX Active Cycle U1X，Takei）對(duì)受試者的CRF進(jìn)行測(cè)量。受試者根據(jù)身高調(diào)整座椅至合適高度，將雙手握在扶手上的電極片處，以測(cè)量安靜心率。安靜心率測(cè)量完成后，根據(jù)提示音有節(jié)奏地踩踏功率自行車(chē)。通過(guò)亞極量心率來(lái)計(jì)算最大攝氧量，受試者在功率自行車(chē)上進(jìn)行3個(gè)階段強(qiáng)度的遞增負(fù)荷測(cè)試。從第一負(fù)荷到第三負(fù)荷增加的順序依次為40%、50%和 60%的最大攝氧量對(duì)應(yīng)心率。通過(guò)機(jī)器內(nèi)置軟件計(jì)算最終攝氧量，最后將相當(dāng)于80%的最大攝氧量的對(duì)應(yīng)心率代入計(jì)算出來(lái)的負(fù)荷和心率回歸方程中，計(jì)算相當(dāng)于80%的最大攝氧量負(fù)荷，再將其代入Astrand-Rhyming列線(xiàn)圖，再通過(guò)年齡校正公式和福岡大學(xué)校正公式計(jì)算出最終結(jié)果［26］，精確到0.1 mL/（kg·min-1）。

1.5? ?身體成分

本研究采用雙能X射線(xiàn)吸收儀（GE Prodigy Lunar DXA）測(cè)量受試者的身體成分。雙能X射線(xiàn)吸收儀是目前最常用的人體成分測(cè)量技術(shù)之一，被視為人體脂肪測(cè)量的金標(biāo)準(zhǔn)［27］。按照測(cè)試指南要求進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)中國(guó)人心血管代謝風(fēng)險(xiǎn)所設(shè)定的BF%切點(diǎn)，分為高BF%組（男生BF%≥24.0%，女生BF%≥33.0%）和低BF%組（男生BF%<24.0%，女生BF%<33.0%）［28］。

1.6? ?健康行為量表

受試者的健康行為和健康認(rèn)知得分是根據(jù)Cassi-dy等編制的健康行為量表［29］進(jìn)行評(píng)價(jià)。受試者在填量表前將被告知：“從自己的實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)下列行為在您生活中出現(xiàn)的頻率進(jìn)行評(píng)價(jià)”。筆者根據(jù)受試者所選擇的選項(xiàng)確定單項(xiàng)題目得分，1～5分的選項(xiàng)分別為“從不”“很少”“有時(shí)”“經(jīng)?！焙汀翱偸恰薄?wèn)卷共計(jì)21個(gè)問(wèn)題，前15個(gè)問(wèn)題各選項(xiàng)得分相加即為健康行為得分，后6個(gè)問(wèn)題各選項(xiàng)得分相加即為健康認(rèn)知得分，得分越高，表明健康行為越頻繁。健康行為得分滿(mǎn)分為75分，健康認(rèn)知得分滿(mǎn)分為30分，健康行為總分為105分。

1.7? ?飲食習(xí)慣

有研究表明，高BF%的人群CRF會(huì)降低［30］，而飲食習(xí)慣會(huì)影響受試者的BF%。因此，采用Fulkerson等編制的飲食習(xí)慣問(wèn)卷［31］對(duì)受試者飲食習(xí)慣進(jìn)行調(diào)查。具體包括：受試者的健康飲食行為關(guān)注度、健康飲食妥協(xié)行為、喝飲料頻率和不良飲食偏好。

1.8? ?質(zhì)量控制

在所有項(xiàng)目測(cè)試前，所有測(cè)試人員均根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn)，并完成專(zhuān)門(mén)考核，確保其熟練掌握測(cè)試方法。數(shù)據(jù)錄入由2名測(cè)試人員獨(dú)立進(jìn)行，并比較數(shù)據(jù)錄入結(jié)果是否有出入，及時(shí)排查不一致結(jié)果。

1.9? ?統(tǒng)計(jì)分析

考慮到CRF和肥胖的密切關(guān)系［32］以及樣本的特殊性（體育院校學(xué)生），所有模型均按照BF%（低BF%組和高BF%組）和生源類(lèi)別［即是否參加體育高考（體育生組與非體育生組）］進(jìn)行亞組分析，并調(diào)整混雜因素。

本研究數(shù)據(jù)分析遵循Chastin等發(fā)表的“成分?jǐn)?shù)據(jù)分析指南”［9］。由于收集到的數(shù)據(jù)并非完整的24 h，本研究使用“閉合法”對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理［16］?；趯?shí)測(cè)的睡眠時(shí)間進(jìn)行處理。具體公式為：

dx=（）×（1 440-S）? 1），

式中：d為具體某一行為（SB、MVPA或LPA）的實(shí)測(cè)值，BSB為SB值，AMVPA為MVPA值，ALPA為L(zhǎng)PA值，S為睡眠時(shí)間。

成分?jǐn)?shù)據(jù)分析共分為4步：1）以成分幾何平均數(shù)顯示24 h活動(dòng)行為的集中趨勢(shì)，以變異矩陣（即成對(duì)等距對(duì)數(shù)比方差）反映24 h活動(dòng)行為的離散情況，如ln（AMVPA/S）的方差。方差接近0意味著相對(duì)應(yīng)的2個(gè)行為之間存在高相互依賴(lài)性，越接近1越說(shuō)明存在低相互依賴(lài)性。2）采用等距對(duì)數(shù)比轉(zhuǎn)換，根據(jù)公式進(jìn)行各活動(dòng)行為轉(zhuǎn)換［9］。3）采用ILR轉(zhuǎn)換，將成分?jǐn)?shù)據(jù)根據(jù)公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

轉(zhuǎn)換1：

轉(zhuǎn)換2：

轉(zhuǎn)換3：

轉(zhuǎn)換4：

。

將等距對(duì)數(shù)比轉(zhuǎn)換后的4個(gè)成分?jǐn)?shù)據(jù)作為自變量，CRF作為因變量進(jìn)行成分?jǐn)?shù)據(jù)分析。成分回歸的結(jié)果可解釋為：某項(xiàng)活動(dòng)行為時(shí)間占比（而非絕對(duì)時(shí)間）相對(duì)其他行為時(shí)間與CRF的關(guān)系；4）根據(jù)擬合的成分回歸模型，以15 min為單位重新分配時(shí)間［33］，計(jì)算CRF的預(yù)期變化差異。即保持總時(shí)間（1 440 min）和其他活動(dòng)行為時(shí)間不變的前提下，將某項(xiàng)活動(dòng)行為的15 min分配給另一種活動(dòng)行為，如保持LPA和睡眠時(shí)間不變，MVPA時(shí)間增加，SB時(shí)間減少。

本研究所有分析采用JMP（JMP Statistical Discove-ry LLC，SAS Campus Drive，Cary，NC 27513，USA）進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。

2? ?結(jié)果

2.1? ?描述性統(tǒng)計(jì)

成分幾何均數(shù)可顯示成分?jǐn)?shù)據(jù)的集中趨勢(shì)，變異矩陣可體現(xiàn)成分?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)部的離散程度（見(jiàn)表 1 ）。24 h活動(dòng)行為時(shí)間分布結(jié)果顯示：MVPA、LPA、SB及睡眠的成分幾何均值及其比例依次為98.86 min（7%）、289.68 min（20.6%）、561.27 min（39.9%）及456.97 min（32.5%）。在不同BF%組中，低BF%組LPA（21.2%）和MVPA（7.3%）的時(shí)間占比大于高BF%組的LPA（18.7%）和MVPA（6.3%）的時(shí)間占比；而睡眠和SB的時(shí)間占比則相反（高BF%組：32.6%和42.4%；低BF%組：32.4%和39.1%）。在不同生源組中，體育生組LPA（21.8%）和MVPA（8.2%）的時(shí)間占比大于非體育生組的LPA（19.1%）和MVPA（5.9%）的時(shí)間占比；睡眠占比相同，SB的時(shí)間占比則相反（非體育生組占比為42.6%；體育生組占比為37.6%）。

依據(jù)變異矩陣可知，在總體及不同亞組中，SB和睡眠的對(duì)數(shù)比方差最小〔ln （BSB/S） = 0.08〕，表明2種行為的相互依賴(lài)性最高。此外，與其他活動(dòng)行為的對(duì)數(shù)比方差相比，MVPA與LPA（0.17）的對(duì)數(shù)比方差最小，與SB的（0.27）對(duì)數(shù)比方差最大。這表明MVPA和LPA的相互依賴(lài)性最高，和SB的相互依賴(lài)性最低。

2.2? ?24 h活動(dòng)行為與心肺適能的關(guān)聯(lián)

調(diào)整混雜因素后，總體樣本的MVPA時(shí)間占比相對(duì)其他活動(dòng)行為與CRF呈正相關(guān)（βMVPA =1.71，p=0.01），SB時(shí)間占比與CRF呈負(fù)相關(guān)（βSB = - 2.38，p= 0.01）。亞組分析結(jié)果與總體樣本的結(jié)果一致。即相較其他活動(dòng)行為，低BF%組（βMVPA=1.97，p=0.01）和體育生組（βMVPA=2.32，p=0.02）的MVPA時(shí)間占比與CRF呈正相關(guān)，低BF%組（βSB=- 2.7，p=0.01）和體育生組（βSB=-2.89，p=0.02）的SB時(shí)間占比與CRF呈負(fù)相關(guān)。各組中均未見(jiàn)LPA和睡眠相較其他活動(dòng)行為與CRF的關(guān)聯(lián)（p>0.05）。

2.3? ?24 h活動(dòng)行為與心肺適能的成分等時(shí)替換模型

參照Fairclough等研究中的研究方法［34］，表3顯示保持其余活動(dòng)行為不變，當(dāng)15 min從行中的行為時(shí)間重新分配到列中的行為時(shí)，即列中的活動(dòng)行為時(shí)間增加，CRF的預(yù)測(cè)出現(xiàn)差異。在總體樣本中，將15 min MVPA等時(shí)替代睡眠、SB或LPA、CRF分別增加0.17mL/（kg·min-1）、0.27mL/（kg·min-1）和0.25 mL/（kg·min-1）；但是將15 min睡眠、SB和LPA等時(shí)替代MVPA時(shí)，CRF分別降低0.2mL/（kg·min-1）、0.3mL/（kg·min-1）和0.28 mL/（kg·min-1）。此外，將15 min SB等時(shí)替代睡眠或LPA時(shí)，CRF分別降低0.1mL/（kg·min-1）和0.02 mL/（kg·min-1），將15 min 睡眠或LPA等時(shí)替代SB時(shí)，CRF分別增加0.1 mL/（kg·min-1）和0.02 mL/（kg·min-1）。

成分等時(shí)替代時(shí)，CRF的變化結(jié)果存在不對(duì)稱(chēng)性。換言之，伴隨MVPA等時(shí)替代其他行為時(shí)間的增加，大學(xué)生的CRF會(huì)緩慢增強(qiáng)，但其他活動(dòng)行為代替MVPA時(shí)，CRF會(huì)迅速下降。例如，當(dāng)將60 min的MVPA等時(shí)替代SB行為時(shí)，CRF上升0.94 mL /（kg·min-1），而同樣時(shí)間的SB等時(shí)替代MVPA時(shí)，CRF則下降1.57 mL/（kg·min-1）（如圖1所示）。

3? ?討論

3.1? ?研究主要發(fā)現(xiàn)

本研究運(yùn)用成分?jǐn)?shù)據(jù)分析探究大學(xué)生24 h活動(dòng)行為和CRF的關(guān)系以及時(shí)間重新分配后CRF的預(yù)測(cè)差異，主要有以下發(fā)現(xiàn)。首先，成分?jǐn)?shù)據(jù)分析證實(shí)了24 h活動(dòng)行為與CRF顯著相關(guān)，但是24 h活動(dòng)行為各分量（MVPA、LPA、SB和睡眠）與CRF的關(guān)聯(lián)性不同，MVPA和SB相對(duì)其他行為與CRF有顯著關(guān)系，但并未發(fā)現(xiàn)LPA和睡眠相對(duì)其他行為與CRF的關(guān)系。其次，不同亞組的24 h活動(dòng)行為分量與CRF的關(guān)聯(lián)性結(jié)果并不一致。最后，在成分等時(shí)替代時(shí)，CRF增強(qiáng)或下降的大小取決于取代或被取代的活動(dòng)行為，且存在非對(duì)稱(chēng)性。

3.2? ?24 h活動(dòng)行為與心肺適能關(guān)聯(lián)性同類(lèi)研究比較

本研究結(jié)果顯示，24 h活動(dòng)行為與CRF顯著相關(guān)，這與關(guān)于老年人［33］、孕婦［35］、學(xué)齡前兒童［36］、學(xué)齡兒童［37-38］等人群的研究結(jié)果一致。但是目前多數(shù)研究中并未探討各種身體活動(dòng)行為分量（MVPA、LPA、SB和睡眠）與CRF的關(guān)聯(lián)［33，35-37］。

本研究結(jié)果表明，相較其他身體活動(dòng)行為，MVPA與CRF呈正相關(guān)（YMVPA=1.71， p=0.01），且SB相對(duì)其他活動(dòng)行為與CRF呈負(fù)相關(guān)（YSB =-2.38，p=0.01），但并未發(fā)現(xiàn)LPA與睡眠相對(duì)其他身體活動(dòng)行為與CRF的關(guān)系。換言之，當(dāng)其他身體活動(dòng)行為時(shí)間不變時(shí)，增加MVPA行為或減少SB行為均利于CRF的增加。目前采用成分?jǐn)?shù)據(jù)分析單獨(dú)反映24 h活動(dòng)行為各分量（MVPA、LPA、SB和睡眠）與CRF之間關(guān)聯(lián)的研究較少，僅發(fā)現(xiàn)Carson等同樣采用成分?jǐn)?shù)據(jù)分析對(duì)6～17歲的兒童青少年調(diào)查了24 h活動(dòng)行為各分量與CRF的關(guān)聯(lián)［38］，并且與本研究結(jié)果一致。從生理學(xué)角度而言，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練是促進(jìn)CRF的有效手段［39-40］，這在一定程度上支持了增加MVPA時(shí)間會(huì)對(duì)CRF產(chǎn)生有利影響的結(jié)論。長(zhǎng)時(shí)間參與MVPA有利于心肌纖維的適應(yīng)性增強(qiáng)，從而能對(duì)CRF產(chǎn)生有利的影響［41］，但是SB行為則相反，經(jīng)常SB的人群，其靜息心率和血壓會(huì)更高、血管舒張功能降低，會(huì)使血管變得僵硬，并使血流變化反應(yīng)下降［42］。從身體姿勢(shì)而言，人體處于SB時(shí)，下肢長(zhǎng)時(shí)間低于心臟，會(huì)使血液循環(huán)流動(dòng)減緩［43］。因此，經(jīng)常SB的人長(zhǎng)時(shí)間從事有氧耐力活動(dòng)會(huì)感到更困難。

部分研究顯示，肥胖是影響CRF與健康風(fēng)險(xiǎn)之間關(guān)系的重要因素［44-45］。因此，基于肥胖與CRF存在的關(guān)聯(lián)以及當(dāng)前樣本量的特殊性，本研究在分析數(shù)據(jù)時(shí)分別進(jìn)行了BF%組（低BF%組 vs 高BF%組）和生源組（體育組 vs 非體育組）的亞組分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同亞組的24 h活動(dòng)行為分量與CRF的關(guān)聯(lián)性結(jié)果并不一致。低BF%組和體育生組的MVPA相對(duì)其他身體活動(dòng)行為與CRF呈正相關(guān)；而SB與CRF呈負(fù)相關(guān)，但是在高BF%組和非體育生組中僅發(fā)現(xiàn)部分身體活動(dòng)行為分量（MVPA、SB、LPA或睡眠）與CRF的關(guān)聯(lián)存在邊界效應(yīng)。這可能與各種身體活動(dòng)行為時(shí)間占比有關(guān)，低BF%組和體育生組的LPA、MVPA時(shí)間占比均高于高BF%組和非體育生組的LPA和MVPA時(shí)間占比。有研究發(fā)現(xiàn)，多參與PA是人體維持和發(fā)展CRF的重要途徑［46］，低BF%組和體育生組明顯更傾向于參與更多的PA。然而，高BF%組和非體育生組相對(duì)有更少的MVPA和更多的SB。由此可見(jiàn)，低BF%組和體育生組的24 h活動(dòng)行為時(shí)間的分配相對(duì)于高BF%組和非體育生組的24 h活動(dòng)行為時(shí)間分配要更合理。因此，本研究認(rèn)為，更健康合理的24 h活動(dòng)行為模式會(huì)對(duì)CRF產(chǎn)生積極的影響。

3.3? ?24 h活動(dòng)行為與心肺適能關(guān)系的成分等時(shí)替代同類(lèi)研究比較

24 h活動(dòng)行為各分量和CRF等時(shí)替代分析結(jié)果表明，不同的身體活動(dòng)行為分量等時(shí)替代后，CRF的結(jié)果不同。其中，MVPA等時(shí)替代其他身體活動(dòng)行為時(shí)有利于提高CRF，并且MVPA等時(shí)替代SB產(chǎn)生的健康效益最大。學(xué)齡前兒童［36］、學(xué)齡兒童［19，37］和青少年［38］的相關(guān)研究均支持本研究結(jié)果?，F(xiàn)行的相關(guān)指南同樣建議將不活躍的身體活動(dòng)行為（如SB和睡眠）轉(zhuǎn)變?yōu)镸VPA，并認(rèn)為這有利于身體健康，但是從現(xiàn)實(shí)角度而言，提倡用MVPA代替睡眠并不有利于身體健康，人體在睡眠過(guò)程中會(huì)促進(jìn)身體的修復(fù)和發(fā)育［47］。

本研究發(fā)現(xiàn)，SB等時(shí)替代其他身體活動(dòng)行為時(shí)會(huì)產(chǎn)生不利的CRF結(jié)果。目前有研究者對(duì)不同行為模式的SB和健康指標(biāo)進(jìn)行了深入的探討［48］，將SB的模式分為總SB時(shí)間（全天時(shí)間SB的綜合）和SB打斷次數(shù)（持續(xù)SB時(shí)間內(nèi)，用其他身體活動(dòng)行為停止SB的次數(shù)）等。但實(shí)際上，這些研究的核心在于將SB的時(shí)間縮短，以增加LPA或MVPA的時(shí)間（主要是LPA時(shí)間），從而觀察人體獲得的健康效益。部分研究者認(rèn)為，多參與PA可有效減少SB產(chǎn)生的不利影響，但有研究者發(fā)現(xiàn)即使是遵守PA指南的個(gè)體，SB時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)增加有害健康的風(fēng)險(xiǎn)［49］。本研究從24 h活動(dòng)行為的相互聯(lián)系的角度分析認(rèn)為，SB時(shí)間的減少必然引起其他身體活動(dòng)行為時(shí)間的增加，而本研究結(jié)果鼓勵(lì)分配更多的SB時(shí)間到MVPA上，即便是短時(shí)間的MVPA也足夠避免潛在的CRF危害。

同一身體活動(dòng)行為等時(shí)替代其他身體活動(dòng)行為和其他身體活動(dòng)行為等時(shí)替代該身體活動(dòng)行為時(shí)，CRF增強(qiáng)或下降的大小具有不對(duì)稱(chēng)性。由圖1可知，MVPA等時(shí)替代其他身體活動(dòng)行為，CRF增強(qiáng)的幅度小于其他身體活動(dòng)行為等時(shí)替代MVPA時(shí)的CRF下降的幅度。因此，大學(xué)生有必要用MVPA代替SB或LPA行為以維持或增強(qiáng)CRF。同時(shí)，該現(xiàn)象在老年人［33］和學(xué)齡前兒童［34］中均有類(lèi)似的發(fā)現(xiàn)。這一現(xiàn)象或許有以下2個(gè)原因。首先，各種身體活動(dòng)行為占24 h活動(dòng)行為時(shí)間的相對(duì)比例不同。從表1可知，SB占一天中的身體活動(dòng)時(shí)長(zhǎng)的39.9%（561.27 min/d），從中減少15 min，只占了2.5%，而MVPA（289.68 min/d）減少15 min，占比則為19.2%。因此，從MVPA中減少15 min產(chǎn)生的影響更大。此外，PA帶來(lái)的益處具有積累效應(yīng)。從運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的角度理解，長(zhǎng)期保持運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的人，CRF會(huì)有所增強(qiáng)，但是當(dāng)個(gè)體停止運(yùn)動(dòng)后，CRF會(huì)迅速下降［20］。

3.4? ?研究?jī)?yōu)勢(shì)與不足

本研究的優(yōu)勢(shì)在于采用加速度計(jì)測(cè)量除了睡眠以外的身體活動(dòng)行為，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并且在大學(xué)生人群開(kāi)展研究，豐富當(dāng)前研究不同人群的研究證據(jù)，但是本研究不可避免地存在一些局限。首先，睡眠信息采用自主報(bào)告的方式收集，與使用其他客觀監(jiān)測(cè)方法的研究相比存在一定偏差。其次，沒(méi)有針對(duì)潛在的重要混雜因素進(jìn)行調(diào)整，如吸煙、飲酒等。再者，本研究受試者來(lái)源集中，研究結(jié)果無(wú)法代表其他地區(qū)和特征的大學(xué)生人群，需要更大、更具代表性的樣本進(jìn)行縱向研究。最后，在橫斷面的研究設(shè)計(jì)上，等時(shí)替換模型是采用預(yù)測(cè)公式來(lái)反映身體活動(dòng)行為時(shí)間重新分配后的變化情況，而非采用干預(yù)手段對(duì)受試者24 h活動(dòng)行為時(shí)間進(jìn)行重新分配，無(wú)法得出因果關(guān)系［9］。

4? ?結(jié)論與展望

4.1? ?研究結(jié)論

本研究支持更健康合理的24 h活動(dòng)行為模式會(huì)與CRF產(chǎn)生積極的關(guān)系。本研究結(jié)果表明，大學(xué)生24 h活動(dòng)行為與CRF顯著關(guān)聯(lián)，主要表現(xiàn)在MVPA和SB。本研究結(jié)果顯示，應(yīng)關(guān)注肥胖和非體育生人群的MVPA和SB行為時(shí)間占比，以合理維持和增強(qiáng)我國(guó)大學(xué)生的CRF水平。

4.2? ?未來(lái)的研究建議

建議未來(lái)開(kāi)展更多縱向跟蹤性研究和實(shí)驗(yàn)性研究，通過(guò)各個(gè)行為的組合模式進(jìn)行干預(yù)。例如：不同身體活動(dòng)行為時(shí)間的具體分配，以探究制定最佳的身體活動(dòng)行為時(shí)間分配計(jì)劃；其次，還可著眼于身體活動(dòng)行為組合的平衡點(diǎn)研究，以探究組合內(nèi)PA活動(dòng)量的最低閾值、SB的最高閾值和睡眠時(shí)長(zhǎng)的最佳區(qū)間，但行為組合的最佳模式并非追求最高的健康效益，而應(yīng)該關(guān)注于最合適和可實(shí)施的、可持續(xù)性的最佳平衡點(diǎn)。最后，有必要探究特殊人群24 h活動(dòng)行為與CRF的關(guān)系，以及24 h活動(dòng)行為時(shí)間重新分配對(duì)CRF的影響。

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