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SMHS:体力活动、运动和慢性疾病
2020-07-29 23:25   审核人:

转自:运动科学论坛

J. Larry运动医学与健康科学英文版

翻译:李新,王宇

慢性病是世界范围内主要的死亡原因,所有年龄段,性别和种族的患病率均在上升。来自美国运动医学学会(ACSM)前主席、美国体育科学院(NAK)院士、南卡罗来纳大学 J. Larry Durstine 教授团队发表在国际运动医学期刊《运动医学与健康科学》的综述(第一作者为 Elizabeth Anderson),全面的回顾了成人和儿童慢性疾病的重大全球性问题,以及体力活动(PA)并探讨身体活动和锻炼作为一种非侵害式防治策略的可行性。

慢性疾病是一种不传染的疾病,通常是长期缓慢进展的,也常常是由于遗传、环境和不良生活方式导致的结果。1990年,超过2800万(57%)全球死亡是由慢性疾病造成的,到2008年,这一数字增加到3 600万(63%), 2016年已达3 900万(72%)(见图1)。

图1 全球死亡情况

即使预期寿命在过去的两个世纪里持续上升,但是由于各种慢性疾病,例如下呼吸道疾病、肥胖、癌症、心血管疾病(CVD)、糖尿病和中风发病率的上升,导致未来几代人的预期寿命可能会下降。目前,研究支持如果将PA和锻炼作为初级保健手段融入到人的生活方式中,将能够降低慢性疾病和死亡风险。此外,一旦确诊慢性疾病,如果把PA和锻炼作为疾病管理的一部分,治疗会得到更好的效果。因此,无论是疾病预防还是治疗,PA和定期运动都能提供更高的生活质量以及长寿的可能。

除了久坐行为这些可改变的风险因素可以降低慢性疾病的总体发病率风险,那些不能直接改变的特征,比如年龄、种族和基因等,也会受环境和生活方式影响。因此,本文描述了慢性病的全球问题对成人和儿童的影响,慢性疾病对社会经济的影响,以及PA和运动如用于慢性疾病的预防和治疗。

慢性疾病的快速上升

一段时期以来,传染病的发病率和死亡率随着疫苗接种、抗生素发现、卫生设施的改善而下降,但随着寿命增加,世界卫生负担开始从传染病到非传染性疾病如心血管疾病(CVD)转变。

在过去,慢性病通常被认为只是发达国家的问题。然而,在低收入和中等收入国家,现在80%的死亡是由慢性疾病造成的。低收入和中等收入国家的慢性疾病死亡率是美国的4倍。

另一个全球趋势,特别在中低收入国家,近几十年来肥胖率不断上升。目前,全球约有20亿成年人(约占人口总数的25-33%)超重,有33%的人肥胖。肥胖是一个公认的慢性疾病危险因素,包括心血管疾病,2型糖尿病和某些癌症。过去20年里,美国的肥胖患病率 (BMI>=30),翻了一番还多,根据这些趋势,预计到2030,美国的肥胖率将增加33%。在欧洲,大约60%的人口超重,23%肥胖。此外,在未来其他慢性疾病,如糖尿病、癌症也将会成为一个明显的全球健康问题。(图2)

图2 慢性疾病流行趋势

慢性病对社会经济的影响

慢性病越来越受到全世界的关注。2013年,心血管疾病、中风、2型糖尿病、乳腺癌和结肠癌的全球医疗成本约为540亿美元的国际货币(INT)。全球因缺乏体力活动和慢性疾病带来的实质性的生产力损失高达210亿美元。

慢性疾病的发生对劳动力也有显著的影响。和健康的工人相比,患有慢性疾病的人可能无法工作或工作时间较短,工作效率较低。

全球军事力量也会受到极大影响。世界各地的军队招募能力都在大幅下降,肥胖是主要不利因素。在北美、亚洲、欧洲和澳大利亚,大约50%的军人(18-29岁)超重或肥胖。因肥胖导致的成年人的心肺适能较低,难以满足参军所需的体能测试要求。此外,由于年轻时期体力活动不足的生活方式也使之对参军兴趣不大。

儿童少年和青年的慢性疾病上升与学习成绩的下降相关。更高的学业成绩与正常的课堂教学出勤息息相关。然而,现有数据显示,由于肥胖,学校出勤率和标准考试成绩之间呈负相关。需要更多的研究来确定这些结果是否是由于肥胖相关的社会和行为因素影响,还是因肥胖本身造成。糖尿病也与较低的学业成绩和注意力不集中有关。小学生、中学生和大学生较低的考试成绩和大学学位的获取率下降有关。在大学,较低的毕业率与超重、肥胖和/或其他慢性疾病相关。

因为慢性疾病与学习成绩下降有关,全球社会都会受到影响。例如,大学毕业生不太可能利用福利项目,不太可能在各级政府中投票,不太愿意为慈善机构捐款。由于慢性病的发病率在全球继续上升,医疗保健支出也将增加,生产力损失将成为常态,国家军队招募会有更大的困难,学术上的成功会减少,全球社会都将遭受损失。

青少年和慢性疾病

考虑到高龄是一个公认的风险因素,中老年人历来与患慢性疾病的更大风险相关。然而,慢性疾病的发病率在较年轻的人群中有所上升。目前,更多的研究集中在儿童和青少年肥胖的增加上。在美国,2~19 岁儿童的肥胖率从1960年代的5%急剧增加到1994年的11%,到 2000 年的 15% ,到2014年的17%,到2016的19%。在全球范围内,儿童超重和肥胖患病率也出现了类似的趋势。性别差异也存在,年轻女孩通常比年轻男孩有更高的肥胖患病率。然而,超重、肥胖和性别差异确实因国家和文化的不同而不同,这是一个全球性的问题(见图3)。

图3 儿童的超重和肥胖流行情况

青少年超重和肥胖与其他慢性健康问题的风险增加有关。当体重升高,特别是体重超过95百分位时,儿童和青少年患高血压的风险增加。青少年高血压的发病率在各国有所不同,但在中低收入国家发病率更高。在葡萄牙,在超重/肥胖的学龄前儿童(3-6岁)中,高血压和边缘性高血压的患病率约为8%。在全球范围内,8-17岁青年的高血压患病率约为11%。青少年的超重和肥胖也与血脂异常的风险增加有关,包括总胆固醇和低密度脂蛋白(LDL)-胆固醇,以及高密度脂蛋白(HDL)-胆固醇。12~19岁超重和肥胖青少年血脂异常的患病率为20%。

对于儿童和成人来说,代谢综合征(MetS)的描述、诊断和治疗是不同的。然而,儿童和青少年的MetS是一个严重的健康问题。由于儿童代谢综合征的机制尚不完全清楚,因此很难确定该病在青少年中的患病率和发病率。尽管如此,据估计,肥胖青少年MetS患病率在19~35%,而且这一数值全世界都在增加,需要立即关注并为有心脏代谢危险因素的儿童提供适当的治疗。

糖尿病前期和2型糖尿病越来越困扰年轻人,尤其是超重和肥胖的年轻人。2008年,美国大约25%的12-19岁的青少年处于糖尿病前期。2004年至2012年,美国10-19岁儿童和青少年2型糖尿病的发病率以每年近5%的速度增长,其中年轻女孩发病率更高(图4)。大多数被诊断为糖尿病的儿童血糖控制不佳,治疗失败率较高。世界各地的儿童2型糖尿病也有类似的趋势。1994年至1998年,英国儿童2型糖尿病发病率从每年每10万人6人增加到2009至2013年的每年每10万人33人。亚洲的2型糖尿病超过1型糖尿病,成为香港和台湾儿童的主要糖尿病类型。

图4 美国青少年2型糖尿病发生率

尽管美国儿童癌症死亡率下降了,但不幸的是发病率仍在上升(图5)。小儿癌症的发病率从1975年的0.6%/年增加到2010年的1.2%。尽管有证据支持肥胖与成人多种癌症有关,但对于儿童而言,同样的联系尚不明确。初步数据确实表明,某些儿童癌症确实可能与肥胖有关,但需要在这一领域进行进一步研究。虽然有证据表明,如果儿童在诊断和治疗癌症期间肥胖,其死亡风险就会增加。儿童癌症幸存者在10年内患成人肥胖和其他慢性疾病(包括癌症复发)的风险更高。随着儿童期癌症率和儿童期肥胖率的升高,死亡率和成人肥胖症的风险也增加,和/或其他未来慢性疾病以及癌症复发的风险也增加。

图5 美国儿童癌症发生率和死亡率

体力活动不足

体力活动不足与慢性病风险增加有关。此外,文献支持较低的发病率和死亡率与维持中度的PA和体适能有关。支持数据来自流行病学和纵向研究,这些研究报告说,每天加入PA并具有更高的心肺适能的生活方式能够降低疾病风险。

美国运动医学学会和世界卫生组织(WHO)等许多国家和组织已经发布了PA指南,这些指南适用于年幼的儿童,青少年,成人,老年人以及患有慢性病的人。这些准则考虑了不同的PA维度(模式,频率,持续时间和强度)和领域(休闲时间,运输,职业和家庭活动),以实现个性化。不同的PA领域影响健康,应分开考虑。例如,增加一个PA领域(例如职业活动)往往会导致另一个领域(例如休闲时间活动)下降,并可能导致久坐时间的总体增加。久坐时间和睡眠时间增加与健康状况不佳和过早死亡呈负相关。

体力活动不足的患病率是指每天未达到指南中要求的体力活动量的人口百分比。成年人至少进行每周150分钟中强度有氧PA或每周至少进行75分钟较大强度的PA ;对5至17.岁的儿童,每天要进行至少60分钟的中等至较大强度体力活动。最近的研究表明,全球体力活动不足的情况有所增加。体力活动不足的增加与技术进步有关,包括电视、计算机、移动设备和电子游戏的使用增加。在美国,只有42%的6-11岁儿童符合WHO 的体力活动指南。大约14%的青少年报告说自己经常不运动,而12至19岁的年轻人中只有8%达到建议的PA水平。同样,有30%的成年人在闲暇时间未参与足够的PA。体力活动不足的患病率随年龄增长而增加:据报道,25%的年轻人(18-44岁),33%的中年人(45-64岁),36%(65-74岁)和53%(75岁以上)的老年人体力活动不足。

低PA水平会导致有害的后果。例如,如果2型糖尿病患者的久坐时间仅增加60分钟/天,则死亡风险可能增加13%。体力活动不足的生活方式会引起其他问题,包括血液循环障碍、骨质疏松、关节炎和/或其他骨骼残疾,对他人的日常生活依赖更大,正常社交互动的机会和能力减少以及总体生活质量下降。

体力活动和运动的益处

慢性病的预防、康复/治疗以及其他日常PA和运动的健康益处在被不断地研究,新信息也随之被发现和报告。那么PA和运动到底如何预防和治疗慢性疾病?因为PA和运动会以多种方式影响许多健康问题,所以这个问题的答案取决于疾病种类和疾病的严重程度。最好理解PA和运动如何改善健康的一种方法是,比较PA与使用药物对静息时和运动时心率的影响。例如,β受体阻滞剂通常用于治疗不同的CVD,并且会降低静息心率、次最大运动心率和最大运动心率。每天的PA和运动也会降低静息心率和次最大运动心率,但不会导致最大心率降低。除了最大心率外,使用β受体阻滞剂和PA以及参加运动都对心率具有相同的影响。传统药物以人工或非生理方式治疗症状或改变生理机能,但PA和运动会使人体的生理系统发挥最佳功能。因此,日常的PA和运动可作为许多疾病的自然疗法。例如,参与PA和运动可以通过增加心肌收缩力和氧气输送量,同时减少心肌需氧量来改善心肌功能。与日常PA和运动有关的其他心血管疾病改善机制包括收缩压降低,静息和次最大运动水平下血儿茶酚胺水平降低,因此有助于预防和治疗CVD危险因素。这些适应会带来系统功能改善并促进整体健康,不会像传统药物那样具有潜在副作用。参与PA和运动能达到预防和治疗慢性病的作用。心血管系统不是从PA和运动中受益的唯一生理系统。科学文献支持,即使不是全部,大多数生理系统也会被PA和运动积极改变。因此,运动可以被视为一种药物。

当前的研究支持PA和运动的剂量反应在人与人之间差异很大。研究表明,PA和体适能的提高与全因死亡率降低有关;仅维持中等水平的心肺适能,老年男性和女性的死亡风险大大降低。

将PA和运动作为慢性病患者医疗管理计划的一部分,可以提高生活质量。儿童和成人进行PA和运动能够增强功能能力和肌肉力量,减轻炎症,HDL-胆固醇增加和体重下降。每天的运动预防干预措施可将CVD风险降低80%,将2型糖尿病风险降低90%,将癌症风险降低33%,并在某些情况下能够降低全因死亡率。研究表明,虽然心脏运动康复方案未对全因死亡率造成影响,但大大降低了心源性死亡率。与常规护理对照组相比,基于运动的心脏康复计划将经皮冠状动脉成形术的需要减少了19%,非致命性心肌梗塞减少了21%,并将心源性死亡率降低了26%。对63项将运动方案纳入心脏康复计划的研究综述表明,心血管死亡率降低了8-10%,再次住院率降低了26-31%。此外,参加了3–6个月的心脏康复计划的心肌梗死患者的有氧功能能力提高了11–36%,生活质量得到改善,并降低了随后发生心脏事件的风险。

PA和运动所带来的健康改善不仅限于心血管系统。在开始运动后,2型糖尿病患者整体胰岛素敏感性改善,并改善了与葡萄糖代谢和胰岛素信号转导相关的骨骼肌蛋白质和酶。结构化锻炼规划是糖尿病患者医疗管理计划的重要组成部分。另一个对健康有益的例子是癌症死亡率与PA和运动之间的反比关系。随着PA的增加,癌症死亡率降低了7-17%。每天的PA和运动也可以改善抑郁和焦虑症状。

还存在其他健康益处,PA和运动可预防疾病并发症,改善生活质量。每天进行PA和运动可通过增加骨密度增进骨骼健康。建议采取这些干预措施来预防和治疗骨质疏松症,以减少将来发生骨折的风险。此外,PA和运动还可以改善免疫系统,使人体抵抗传染病,从而降低疾病的总体易感性。作为免疫适应的一部分,淋巴功能增强,炎症细胞的积累减少,炎症减轻。

PA和运动与合理膳食能够发挥协同作用,以改善与肥胖症有关的不育症。每天进行PA和运动可改善肥胖男性性腺功能减退所致的不育症。在受不孕症困扰的超重和肥胖妇女中,PA和运动会增加排卵率和怀孕率。PA和运动对孕期母亲和胎儿都有积极影响。目前的文献支持每天进行PA和运动是安全的,促进了孕妇和胎儿的健康。怀孕期间进行运动能够避免母亲体重过度增加和促进胎儿神经系统发育,减少分娩时间,并减少新生儿巨大儿(体重超过4公斤)的风险。

PA和运动可诱导多个大脑区域的分子适应,改善神经功能和结构,增强学习能力,并改善健康和神经功能障碍成年人的认知能力。运动量与发展为老年痴呆(包括阿尔茨海默氏症)和帕金森病的风险存在反比关系。建议进行PA和运动以延缓这些疾病的发作,并建议将其作为预防认知能力下降的预防措施,并作为治疗/管理计划的一部分。

文献原文:

Elizabeth Anderson, J. Larry Durstine. Physical activity, exercise, and chronic diseases: A brief review. Sports Medicine and Health Science, 2019,1(1): 3-10. DOI:10.1016/j.smhs.2019.08.006.


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