身体活动模式与表型年龄息息相关

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健康中国的模式正在从“以治病为中心”向“以人民健康为中心”转变。衰老是一个重大的“健康挑战”，它对个人的身体、心理和社会层面都带来了广泛而深远的影响。

大量研究表明，衰老是一个复杂的生理过程，涉及多种身体成分和生物化学的变化。为了对抗衰老，以运动为代表非医疗干预方法正日益受到关注。经常进行体育锻炼对延缓衰老有诸多益处，包括延缓与衰老相关的多种年龄相关疾病的发病，如心血管疾病、代谢性疾病、神经退行性疾病等。相反，久坐行为，即长时间伏案工作或缺乏活动，与一系列不良的健康结果和年龄相关疾病的风险增加相关。

围绕这一研究主题，清华大学体育部、中国医学科学院/北京协和医学院医学信息研究所与澳门科技大学药学院等研究机构的科研人员联合开展了“Accelerometer-measured Physical Activity Patterns Are Associated With Phenotypic Age: Isotemporal Substitution Effects”的研究，基于大样本的人群调查，探寻不同身体活动模式和表型年龄的相关性，并基于等时替代模型进行分析，2023年8月于Cell Press细胞出版社旗下期刊Heliyon上发表。

【摘要】

长时间久坐会加速衰老，而积极参加锻炼能延缓这一进程。关于身体活动模式与生物标志物测量对衰老的影响，目前尚未得出定论，这成为了一个新兴的研究领域。因此，本研究旨在探讨基于传感器客观测量的身体活动与表型年龄之间的关联，研究对象为美国国家健康与营养检查调查所覆盖的全国人口。通过采用加权线性回归模型，评估久坐行为、轻度体力活动（LPA）以及中高强度的体力活动（MVPA）与表型年龄之间的联系。研究纳入了6,439名符合条件的参与者，代表着约49,964,300人口。研究结果表明，在完全调整模型中，久坐行为与表型年龄增加相关[β (95% CI): 0.009 (0.007, 0.011)，p < 0.001]；而更多的LPA和MVPA与年轻的表型年龄相关[β (95% CI): -0.010 (-0.013, -0.006)，p < 0.001；-0.062 (-0.075, -0.048)，p < 0.001]。进一步使用等时替代模型分析发现，每日增加30分钟的LPA或MVPA，替代30分钟的久坐行为，与估计的表型年龄减少0.4或1.9岁相关。综合这项研究的结果，保持一定水平的体育活动不仅能够延缓衰老进程，而且运动强度也显得尤为重要。

【文章简介】

作为一个经典的指标，实足年龄（Chronological Age）是对出生时间的度量，被广泛应用于反映衰老过程。然而，它未考虑个体的生理、生活方式和环境因素。Morgan E. Levine等开发的表型年龄（Phenotypic Age）是一个新兴的指标，用于评估个体的生物年龄，通过测量与衰老相关的多种生理和生物学变化来确定。本研究中的表型年龄结合了实足年龄和九项生物标志物，能够更全面地评估个体健康。

图1 DNAm PhenoAge开发路线图（Morgan E. Levine 2018）

测量身体活动模式的两种主要方法是：主观问卷调查和客观加速度计。自我报告的测量方法是主观的，如问卷调查和日记，依赖于个人对自身活动的回忆和解释。这些测量方法易受到偏差和错误的影响，可能导致个体对活动水平的低估或高估。另一方面，加速度计等设备是用于测量身体活动的工具。加速度计通过传感器测量运动行为，提供更准确的身体活动模式评估，这已在之前的研究中得到验证。因此，加速度计可以一定程度上减少问卷测量误差，提高研究结果的准确性。

为了了解不同身体活动模式对健康结果的影响，等时替代模型是一种新兴的统计方法，它使用回归分析来估计一种身体活动取代另一种所需的时间对结果的影响。然而，不同身体活动模式（尤其是传感器测量的久坐行为和身体活动）与基于生物标志物的表型年龄的关系目前仍有很多未知。

为了更深入地定量研究身体活动行为与衰老进程的关系，有必要探讨身体活动模式与表型年龄的联系以及时间替代效应。因此，本研究旨在(i)调查身体活动模式与表型年龄的关系；(ii)运用等时替代模型研究体育锻炼和久坐行为对表型年龄的替代效应。我们的假设是，更活跃的人群可能具有更年轻的表型年龄。

图2 研究设计和分析方法概要

【结果】

研究共纳入6,439名参与者，代表49,964,300名加权人口。其中男性48.46%，女性51.54%，平均年龄为47.13岁。根据生物标志物计算表型年龄，平均表型年龄为43.05岁。根据加速度计评估身体活动水平，平均久坐行为时间为476.02分钟/天，其中轻体力活动(LPA)平均为255.92分钟/天，中高强度体力活动(MVPA)平均为23.57分钟/天。关于研究参与者的人口统计信息的更多细节见图3。

图3 研究参与者的人口统计学分布

注:子图a-l依次表示研究样本中性别、年龄、种族、贫困状况、婚姻状况、教育程度、体重指数、吸烟、饮酒、高血压、心血管疾病、糖尿病的分布

考虑到复杂的多阶段抽样设计，采用加权线性回归模型探讨久坐行为、LPA、MVPA和表型年龄之间的关系。久坐行为与表型年龄显著正相关(粗模型，β: 0.043, p < 0.001;模型1，β: 0.010, p < 0.001;模型2，β: 0.009, p < 0.001)，而LPA(粗模型，β: -0.036, p < 0.001;模型1，β: -0.012, p < 0.001;模型2，β: -0.010, p < 0.001)和MVPA(粗模型，β: -0.295, p < 0.001;模型1，β: -0.097, p < 0.001;模型2，β: -0.062, p < 0.001)与表型年龄呈显著负相关。亚组分析展示了久坐时间(图4a)、LPA(图4b)、MVPA(图4c)和表型年龄在不同分组之间的关联。

图4 久坐时间（a）、轻度体力活动（b）、中度至剧烈体力活动（c）与表型年龄之间的亚组分析森林图。

此外，等时替代模型的结果报告了久坐行为、LPA和MVPA的替代对表型年龄的影响。结果表明，用LPA或MVPA替代30分钟的久坐时间与表型年龄降低相关，β值分别为-0.355和-1.892 (p < 0.001)。用相同的久坐时间代替30分钟的LPA与表型年龄增加有关(β: 0.296, p < 0.001)，而用相同的MVPA代替30分钟的LPA与表型年龄降低有关(β: -1.285, p < 0.001)。此外，30分钟久坐行为或LPA替代MVPA与表型年龄增加相关(β: 0.741, p < 0.001;β: 0.616, p < 0.001)。

【讨论】

这项研究的结果展示了两个主要发现。首先，我们发现久坐行为与表型年龄呈正相关，而体力活动(包括轻度体力活动(LPA)和中高强度体力活动(MVPA))与表型年龄呈负相关。其次，通过使用等时替代模型，我们发现定期体育活动可以缓解久坐行为与表型年龄之间的负面关联。此外，针对患有不同慢性疾病的参与者进行的亚组分析显示，体育锻炼对延缓衰老具有积极影响。这些发现为我们提供了新的见解，并支持了针对慢性病患者的国际体育活动指南的发展。

身体活动延缓机体衰老的生物学机制是复杂的，目前尚未完全了解。其中一个被广泛接受的理论是规律参加体育活动有助于减少炎症。积极参加锻炼已被证明可以改变白细胞的表型，增加骨骼肌中白细胞介素-6 (IL-6)和白细胞介素-10 (IL-10)的产生，从而减缓衰老速度。近年来，基于DNA甲基化(DNAm)测量的研究也显示，表观遗传时钟在预测生物年龄以及与身体活动的关系方面具有越来越高的准确性。具体而言，增加体力活动可能通过提高抗氧化能力和减少活性氧的产生来减缓衰老，这两者都有助于提高DNA的修复能力。在体力活动对久坐行为的替代作用方面，最近的动物研究表明，从运动小鼠中获取的“跑步者血浆”转移至久坐小鼠后，久坐小鼠的神经可塑性和脑部炎症得到显著改善。这一有趣的发现从生物学角度进一步支持了我们基于人群研究的结果。

我们需要承认这项研究存在几个限制。首先，我们的研究是基于横断面数据集的分析，因此无法得出因果关系。尽管我们使用了全国代表性调查的大量样本，但必须考虑到可能影响研究结果的未解释变量，例如饮食习惯、压力、抑郁和心理障碍、肥胖以及其他因素。另外，表型年龄是基于实足年龄和多种生物标志物计算的，因此在回归模型中进行的调整可能存在过度调整的风险。尽管如此，我们进行了粗模型、部分调整模型和完全调整模型来验证结论的稳健性。本次使用的数据集是基于早年数据开展的，因此未来的研究可以使用最新数据验证我们的发现。此外，我们的研究是基于部分美国人群数据完成的，因此在将结果推广到不同国家和地区时需要谨慎，尽管复杂多阶段抽样方法部分地弥补了这一不足。

【结论】

基于大样本人群调查，这项研究明确了加速度计测量的身体活动模式与表型年龄指标之间的关联。研究结果发现，久坐时间与表型年龄的增加相关。表型年龄的升高可能意味着衰老加速，这可能会增加年龄相关疾病和死亡率的风险。因此，针对久坐行为的身体活动干预措施可能有助于减少久坐对生物衰老过程的不利影响。更重要的是，每日进行30分钟的中高强度体力活动来替代久坐时间，与表型年龄降低1.9年相关。这些信息可用于预测未来的健康结果，评估与年龄相关疾病的风险，并指导制定个性化的健康和保健计划。我们鼓励进行随机对照试验、前瞻性队列研究和孟德尔随机化研究，以证实和扩展我们的研究结果。

【作者评述】

本文的第一作者、来自清华大学的尤彦伟表示：“运动健康领域的研究涵盖多个领域，传统的科研组织方式难以适应和满足现实需求，需要我们主动作为、团队攻坚、勇于进取、交叉融合。本研究只是一个初步的探索，仍存在较多不足，研究的发表只是万里长征的起步，更重要的是转化与落地，真正应用到健康中国、全民健身当中去。”

通讯作者、来自澳门科技大学的曹强说到：“这项研究由海内外高校和跨学科团队联合开展。中国医学科学院/北京协和医学院医学信息研究所的陈昱全对流行病学数据处理有着丰富的经验，哈尔滨医科大学营养学专业的王晓新对等热量替代模型进行知识迁移、认为身体活动相关的24小时活动模型也可以用类似方法进行分析，清华大学的魏梦娴参与了数据分析与图表制作，同时，来自海内外多所科研机构的研究人员为本文的设计与写作提供了一定的指导。该研究彰显了国际合作的重要性，在这个科技发展日新月异的时代，众人拾柴火焰高是攻克科技难关的金钥匙。”

相关论文信息

论文原文刊载于CellPress细胞出版社旗下期刊Heliyon上，点击“阅读原文”查看论文

▌论文标题：

Accelerometer-measured physical activity patterns are associated with phenotypic age: Isotemporal substitution effects

▌论文作者：

Yanwei You, Yuquan Chen, Xiaoxin Wang, Mengxian Wei, Qi Zhang, and Qiang Cao

▌论文网址：

https://www.cell.com/heliyon/fulltext/S2405-8440(23)06366-1

▌DOI：

https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e19158

原标题：《身体活动模式与表型年龄息息相关 | Cell Press论文精选》

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