摘要
体力活动不足是心血管疾病（CVD）发病率和死亡率的一个公认的风险因素。在过去的十年中，也有新的证据表明久坐行为（坐）是心血管疾病的一个危险因素。因此，人们越来越关注了解体力活动和久坐行为对心血管疾病风险的独立和联合影响。较高的中度至剧烈的体力活动水平和较少的久坐行为时间与心血管疾病风险的降低有关。还有初步证据表明，较高的轻度体力活动水平与较低的全因死亡率有关；然而，轻度体力活动的心肺保护作用尚待确定。一些研究的结果表明，与那些比较活跃的人相比，久坐行为对心血管疾病风险的影响在不参加体力活动的人中更为明显。此外，高水平（每天60-75 min）的中度至剧烈的体力活动似乎可以消除与过度久坐行为相关的心血管疾病风险的增加。用任何强度的体力活动取代久坐行为都会产生健康益处；然而，用中度至剧烈强度的体力活动取代久坐行为时，益处最大。
体力活动不足是心血管疾病（CVD）发病率和死亡率的一个公认的风险因素[1]。然而，世界上有很大比例的人口仍然不运动。来自168个国家的最新数据表明，27.5%的成年人活动不足，无法获得健康益处，与低收入国家相比，高收入国家的不运动率高出一倍多[2]。与体力活动不足大流行有关的公共卫生负担是巨大的，因为估计有540亿美元的医疗费用[3]，以及每年530万例死亡[4]，都直接归因于体力活动不足。据估计，在全球范围内，不运动是造成冠心病负担的6%[4]。
前言
在过去十年中，久坐行为已经成为人类运动谱系中的一个额外维度，可能对健康有重要影响[5，6]。2018年美国体力活动指南咨询委员会认为，有强有力的证据表明，更多的久坐行为与心血管疾病的发病和死亡风险增加有关[7]。鉴于美国成年人大约有55%的清醒时间是在久坐行为中度过的，这尤其令人担忧[8]。
鉴于越来越多的证据表明，除了体力活动不足外，久坐行为也会对健康产生影响，人们越来越关注了解这些行为对心血管疾病风险的独立和共同影响。因此，本文的目的是回顾体力活动和久坐行为与心血管疾病的联合关系，试图优化旨在减少心血管疾病风险的基于行为的策略。
关键术语和定义
在不断发展的体力活动流行病学领域，有几个术语通常用来描述与人类运动的不同方面有关的暴露。体力活动是指任何由骨骼肌肉产生的、导致能量消耗的身体运动[9]，而体力活动不足一般是指缺乏体力活动，通常是指不符合体力活动指南或建议。同样，“活动不足”（insufficiently active）一词特指不符合体力活动指南，该指南要求成年人每周至少进行150至300 min的中等强度或75至150 min的高强度体力活动，同时每周至少进行2次加强肌肉的活动[10]。体力活动可以在一个连续的强度范围内进行，通常以静止代谢率的倍数来定义（任务的代谢当量；METs）。体力活动通常被划分为轻度（1.5至小于3 METs）、中度（3至小于6 METs）或强度（≥6 METs）的活动。这个概念可以进一步扩展，通过将在特定强度（即中度、剧烈等）的活动中所花费的时间（分钟或小时）乘以这些活动的相关MET值来表达体力活动的总量。由此得出的指标通常表示为MET-h/周或MET min/周的体力活动。
另一方面，久坐行为被定义为任何清醒的行为，其特点是在坐着、躺着或躺着的姿势下消耗的MET值≤1.5[11]。因此，根据定义，久坐行为不包括睡眠。从绝对强度来看，久坐行为处于体力活动连续体的低端；然而，姿势成分（即坐姿）表明，久坐行为可能是一个独特的干预目标[12]。
体力活动不足与心血管疾病风险
流行病学证据
早期的研究发现，低水平的职业活动是男性患冠心病（CHD）的一个危险因素。这些对伦敦交通工人和英国公务员的体力活动和冠心病发病率和死亡率的开创性研究标志着现代体力活动流行病学时代的开始[13, 14]。随后，对职业性（旧金山码头工人）[15]和休闲时间体力活动（哈佛大学校友）[16]的影响进行了一系列调查，发现体力活动是预测心脏病和全因死亡率的一个强有力的独立因素。
关于体力活动不足对一些健康结果的影响的科学证据的积累，包括心血管疾病的发病率和死亡率，促使美国卫生部长在1996年发表了关于体力活动和健康的报告[17]。该报告的一个主要结论是，较高的中度至剧烈的体力活动与死亡率的降低和一般的心血管疾病，特别是CHD的风险降低有关[17]。美国2008年体力活动指南咨询委员会进行的一项权威综述加强了这一结论，该综述认为，所进行的习惯性体力活动量与CHD和CVD发病率和死亡率之间存在着强烈的反向关系[18]。
最近，2018年美国体力活动指南咨询委员会综述了体力活动与心血管疾病结果之间的关联证据，并确认有强有力的证据表明，更多的体力活动量与较低的心血管疾病发病率和死亡率之间存在关联[7]。此外，委员会认为，证据的强度不太可能因对这些结果的更多研究而改变。CVD死亡率的剂量-反应曲线的形状表明。1）从不参加体力活动到至少进行一些体力活动时，相对风险降低最大；2）没有下限，风险似乎降低到目前体力活动建议的至少3到5倍[7]。
图1列出了总体力活动和心血管疾病结果之间关联的meta分析的简要相对风险估计[19]。总的来说，所有四种结果的剂量反应曲线都很陡峭，并显示每一种水平的体力活动都有明显的风险降低。与身体不活跃组相比，高活动量组的最大相对风险降低约为25-30%。此外，40-60%的最大风险降低是通过从不参加体力活动组转到低度活动组实现的。CVD死亡率的相对风险（RR）估计值为1.00[参考]，0.72[95%CI：0.67，0.77]，0.72[95%CI：0.66，0.78]和0.73[95%CI：0.67，0. 79]分别适用于不活动（<0.1 METh/week）、低活动（0.1 - <11.5 MET-h/week）、中度活动（11.5 - 29.5 MET-h/week）和高度活动（29.5+ MET-h/week）组[19]。
增加体力活动的干预措施对心血管疾病风险因素的影响
除了流行病学证据报告了体力活动与心血管疾病发病率和死亡率之间的显著关联外，还有大量关于体力活动对改善心血管疾病风险因素的功效的文献。例如，最近的一项meta分析总结了160项关于运动对成人心血管疾病生物标志物影响的随机对照试验的结果[20]。分析结果表明，运动可以降低甘油三酯、空腹胰岛素、HOMA-IR、HbA1c、瘦素、纤维蛋白原和血管紧张素II，并提高高密度脂蛋白胆固醇、脂蛋白A1和白介素18[20]。对37项随机对照试验的系统评价也加强了体力活动在有病症或身体限制的人中的好处；结果显示，大多数研究表明总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、葡萄糖和胰岛素的降低，以及高密度脂蛋白胆固醇的增加[21]。除了循环生物标志物外，最近对17项meta分析和一项系统评价的总括回顾认为，有强有力的证据表明，体力活动可以降低正常血压、高血压前期和高血压成年人的血压[22]。
此外，有强有力的证据表明，在血压正常的成年人中，体力活动与高血压的发生存在反剂量反应关系[22]。众所周知，腹部内脏脂肪组织（VAT）与多种心脏代谢风险因素有关，因此是基于生活方式干预的主要目标[23]。最近对成人进行的试验的meta分析结果表明，尽管饮食干预在减轻体重方面比运动更有效，但在减少VAT方面，运动比饮食更有效[24]。在精心控制的随机试验中，Ross等人已经证明，在成人肥胖症患者中，同等的饮食或运动诱导的体重减轻与增值税的明显减少是没有区别的。在这些试验中，作者还报告说，运动有效地减少了与最小或没有重量损失有关的VAT[25, 26]。
在美国，步行是最受欢迎的体力活动形式[27]。最近的一项meta分析表明，步行干预对几个心血管疾病风险因素（身体成分、血压和空腹血糖）有良好的影响[28]。鉴于最近人们对整个体力活动强度的健康影响的关注，最近的一项meta分析研究了轻强度体力活动与心血管疾病风险因素之间的关系[29]。基于对33项干预研究的回顾，结果发现在健康人中，轻强度的体力活动与心血管疾病风险因素之间的关联几乎没有得到支持。唯一有意义的关联是在有病症的人群中，轻强度的体力活动和血压之间的关联[29]。因此，加权证据表明，至少中等强度的体力活动与心血管疾病危险因素的改善有关，目前对轻强度体力活动的作用支持不大。
久坐行为和心血管疾病风险
流行病学证据
与几十年来对体力活动和心血管疾病的研究相比，关于久坐行为和心血管疾病结果之间的关系的研究只是在过去15年左右才开始出现。第一个关于日坐时间和心血管疾病死亡率的综合队列研究，对17,013名加拿大人的代表性队列进行了平均12年的跟踪调查[30]。结果显示了一个分级的、积极的剂量反应关系，在报告“几乎一直坐着”的成年人中，与报告“几乎不坐”的成年人相比，心血管疾病死亡的风险增加了54%[30]。这些结果现在已经在一些研究中得到了重复，2018年美国体力活动指南咨询委员会认为，有强有力的证据表明，在久坐行为中花费更多时间与较高的意外心血管疾病风险以及较高的心血管疾病死亡率之间存在显著关系[5，7]。例如，图2显示了最近对六项队列研究的meta分析中，总的久坐行为与心血管疾病死亡率之间的关联[31]。这种关联是非线性的，每天低于6小时，每增加1小时，RR为1.01（0.99，1.02），每天高于6小时，每增加1小时，RR为1.04（95%CI：1.03，1.04）[31]。同样，在一项对9项研究（n=720,425）的meta分析中，报告了久坐时间与发生心血管疾病之间的非线性关系，观察到每天久坐时间累计超过10小时的成年男性和女性的风险增加（危险比=1.08；95%CI：1.00，1.14）[32]。
一个与公共卫生相关的问题是，是否存在一个与健康风险增加有关的久坐行为的阈值。由于在观察性流行病学研究中使用了不同的暴露测量方法（即自我报告与基于设备，连续变量与分类变量），因此确定一个精确的阈值是复杂的。尽管如此，一些meta分析已经解决了这个问题。最近，Ekelund等人对8项研究中的36,383名成人进行了meta分析，这些研究对加速器测量的久坐时间和全因死亡率进行了调整，包括调整了一些协变量，包括中度至剧烈运动的时间[33]。结果表明，每天久坐时间超过9.5小时，风险就会增加[33]。这一结果与利用基于设备的久坐时间和全因死亡率估计的7项研究数据的meta回归所产生的每天9小时的估计值相似[34]，但高于久坐时间（主要是自我报告的）和全因死亡率研究中确定的每天6至8小时的阈值[31, 34, 35]。综上所述，加权证据表明，成年人应将他们的久坐时间限制在每天9小时以下，但将久坐时间限制在每天6-8小时以上可能会获得额外的好处。
改变久坐行为的干预措施的效果
一些研究通过实验改变了久坐行为，并观察到心血管疾病风险因素的变化。这里我们回顾两种类型的干预措施。1）通过站立或体力活动急性（单日）中断久坐行为，以及2）长期减少久坐行为。
久坐行为的急性中断
实验性地打破长期久坐行为的短期随机交叉试验的结果表明，心脏代谢风险因素得到了改善[36-41]。最近对37项研究的meta分析认为，使用体力活动时间中断久坐行为，可以适度减弱餐后血糖、胰岛素和甘油三酯，在BMI较高的人群中，血糖减弱的程度更大[41]。例如，在超重和肥胖的成年人中，与不间断的坐着相比，每隔20 min用2 min的轻度或中度强度的体力活动来中断长时间的坐着（5小时），观察到餐后葡萄糖和胰岛素的曲线下面积（AUCs）显著减少[36]。同样，在患有超重/肥胖和2型糖尿病的成年人中，与不间断坐着相比，每30 min中断长时间坐着（8小时）并进行3分钟的轻强度步行或阻力活动后，餐后葡萄糖、胰岛素和C-肽AUCs显著下降[37]。此外，在阻力活动条件下，甘油三酯AUC明显减少，但在轻强度步行条件下没有[37]。与不间断的坐着相比，在2型糖尿病高危妇女中，用5 min的站立或每30 min的轻度步行来打破长时间的坐着（7.5小时），可以降低餐后葡萄糖、胰岛素和NEFA的AUC，但不能降低甘油三酯AUC[38]。在正常体重的成年人中，用有规律的短距离步行（1分40秒）来打破长时间的坐姿（9小时），在降低葡萄糖和胰岛素AUC方面比单次30分钟的步行更有效，但单次体力活动比定期活动的休息时间更能降低甘油三酯AUC[39]。最后，用每小时一次的阻力运动来打破长时间的坐姿（4小时），与餐后1小时葡萄糖的减弱有关，但对葡萄糖AUC、甘油三酯AUC、平均血压和脉搏波速度没有影响[40]。综上所述，这些结果表明，用站立、轻度体力活动或中度至重度体力活动来打破长时间坐着的状态对血糖管理有好处；但是，还需要对其他心血管疾病风险因素进行进一步研究。有迹象表明，用高强度的体力活动来打破久坐时间，也可能对心脏代谢有好处[42]，但还需要进一步研究来澄清这些关联。这些结果是有希望的，表明可以制定个性化的策略来限制久坐的后果，但需要更长时间的研究来确定长期的坚持。
久坐行为的长期减少
有一组文献也测试了长期（几周到几个月）干预措施对减少休闲时间和职业性久坐行为的效果[43, 44]。一项对33项随机对照试验的meta分析报告称，专注于减少久坐行为的干预措施可望减少久坐时间（SMD=-1.28；95%CI：-1.68 to -0.87）[44]。另一方面，针对增加体力活动或增加体力活动与减少久坐行为相结合的干预措施在减少久坐时间方面效果较差[44]。这些结果在第二项meta分析中得到了证实，该分析报告称，仅侧重于减少久坐行为的干预措施将久坐时间减少了42 min/天（95%CI：-79 to -5 min/天）；而没有证据表明仅有体力活动或体力活动/久坐行为联合干预措施对减少久坐时间有效果[43]。综上所述，这些结果表明，如果目的是减少久坐行为，那么干预措施需要在改变久坐行为习惯本身上作出重大努力，以引起久坐时间的有意义的减少。
大多数减少久坐行为的长期干预措施都是以久坐时间为主要结果；相对而言，很少有研究考察久坐行为干预对心血管疾病风险因素的影响[45-47]。MacEwen等人报告说，尽管坐着的时间明显减少，但在为期三个月的站立办公桌干预后，一些心脏代谢的危险因素（身体成分、空腹血糖、血压和血脂）没有变化[48]。Healy等人也研究了站立办公桌干预对一些心脏代谢风险因素（身体成分、糖代谢、血压和血脂）的影响，虽然3个月时对任何风险因素都没有干预效果，但在12个月时空腹血糖和心脏代谢风险因素汇总得分有显著改善[49]。最后，一项旨在减少久坐行为的行为改变干预措施在6个月内使腰围、空腹胰岛素和HOMA-IR得到显著改善，尽管设备测量的坐姿时间没有明显变化[50]。总的来说，久坐行为干预的结果参差不齐，通过减少久坐行为在数周至数月内改善心血管疾病风险因素的效果仍不清楚。这是未来研究的一个重要领域。
体力活动和久坐行为对心血管疾病风险的联合影响
体力活动和久坐行为对健康结果的联合影响目前备受关注[7, 51, 52]。早期的研究结果表明，久坐行为的影响在很大程度上是独立于体力活动的，因为即使将中等强度的体力活动作为协变量后，其关联仍然是显著的[53]。然而，现在的证据表明，体力活动是久坐行为和死亡率之间关联的一个效应调节器，因此，过度久坐行为的有害影响在那些不爱运动的人身上更加明显[5]。例如，一项meta分析显示，与体力活动水平较高的人相比，久坐时间对全因死亡率的影响更大（HR，1.46；95% CI，1.22，1.75）[54]。
图3显示了Ekelund等人[52]的meta分析中，在849,108名成人中，坐着的时间和中度至高度体力活动对心血管疾病死亡风险的联合影响。在每个级别的日常坐姿中，中度至剧烈的体力活动与心血管疾病死亡率之间存在逆向分级的剂量反应关系。需要注意的是，即使在那些每天坐着超过8小时的人中，那些进行≥35.5 MET-h/wk的体力（每天大约60-75 min的中等强度体力活动）的危险比与那些每天坐着少于4小时的人相比没有明显升高。这表明，通过进行高水平的体力活动，即每天60-75 min左右的体力活动，可以消除坐着对心血管疾病死亡率的不利影响[52]。
美国2018年体力活动指南咨询委员会开发了一个热图，以直观地描述体力活动、久坐行为和全因死亡率之间的相互作用[5，7]。图4展示了热图的改编，它显示了体力活动、坐着的时间与全因死亡风险的联合关联。回归技术被用来插值Ekelund等人[52]报告的四个级别的坐着的时间和四个级别的中度到强度的体力活动之间的危险比值。在图中，绿色代表较低的全因死亡风险，而红色代表较高的风险。最大的死亡风险是那些每天坐着超过9小时，并且做最少的中等强度体力活动的人，而最低的死亡风险是那些坐着最少，做最多中等强度体力活动（每天60-75 min的中等强度体力活动）的人实现的.
图5显示了美国人口中联合坐姿时间体力活动类别的流行情况[55]。在男性和女性中，患病率最高的是那些不参加体力活动、每天坐着超过6或8小时的群体。鉴于过早死亡的风险在最不活跃和坐得最多的人中最高，与这些联合行为相关的高流行率表明，在美国有很大比例的人口处于风险增加的状态。
运动强度的连续性和心血管疾病的风险
直到最近，体力活动公共卫生指南的主要重点是中度至剧烈的体力活动[18, 56]。大多数将体力活动和健康结果联系起来的证据都是基于自我报告的体力活动水平，而且为评估体力活动而开发的问卷在很大程度上测量的是至少中等强度的活动。然而，随着可以测量自由生活的人类不同强度的体力活动的设备（加速度计）的引入，人们对了解不同强度的体力活动的健康影响越来越感兴趣。例如，最近对美国国家健康和营养调查（NHANES）死亡率跟踪研究的数据分析表明，在全因死亡率方面，最高与最低四分之一的轻度体力活动的危险比为0.69（95%CI：0.47，1.00），而最高与最低四分之一的中度至重度体力活动的危险比为0.28（95%CI：0.17，0.46）[57]。此外，最近对8项研究（n=36,383）的meta分析报告显示，每天375 min的轻度体力活动（危险比=0.48；95%CI：0.38，0.63）和每天24min的中度至剧烈体力活动（危险比=0.39；95%CI：0.26，0.59）的全因死亡率风险下降幅度最大[33]。这些结果表明，轻度强度和中度至剧烈的体力活动都有死亡率方面的益处；然而，中度至剧烈的活动似乎能带来额外的益处。
一个与公共健康相关的问题是，对于那些希望用更多的活动来取代久坐时间的人，应该推荐什么。换句话说，他们是应该简单地站起来，从事轻松的活动，还是努力进行更高强度的体力活动？研究试图通过进行等时替代分析来解决这个问题，即估计在相同时间内用另一种行为替代一种行为的效果。例如，NHANES死亡率跟踪研究的结果估计，用30 min的轻度体力活动替代30 min的久坐时间，与心血管疾病死亡率的危险比为0.88（95%CI：0.81，0.95），而用30 min的中度至重度体力活动替代30 min的久坐时间，与HR为0.36（0.13，0.95）[58]。从美国国立卫生研究院-美国退休人员饮食与健康研究的数据分析中可以得出进一步的见解，该研究考察了在活动较多（每天≥2小时）和活动较少（每天<2小时）的人群中，用不同强度的活动替代一小时的坐姿（图6）[59]。结果表明，用更大强度的活动替代久坐行为对活动少的人更有利，而用运动或中等至剧烈强度的体力活动替代久坐行为比用轻强度的体力活动替代更有利[59]。
行为改变的挑战
虽然有证据表明，体力活动不足和久坐行为是降低心血管疾病风险的重要行为目标，但这些行为仍然非常普遍（图5）。针对增加体力活动和/或减少久坐行为的干预措施可以在多个层面进行，包括个人、社区、交流环境以及物理环境和政策[7]。所有层面的体力活动干预措施都被发现能在短期内有效地增加体力活动。最近许多成功的方法涉及基于电话的建议和支持、短信、智能手机应用程序和其他形式的电子通信[60]。然而，一般来说，具体干预措施的效果不大，而且不能长期维持。制定基于生活方式的干预措施，在不同的年龄、种族和性别中具有普遍性，并且在今天的环境中具有可持续性，这仍然是一个挑战。因此，需要在多个层面采取多种策略来提高人口的体力活动水平。总体而言，体力活动干预措施具有成本效益；尤其是环境干预措施和在初级保健环境中提供的干预措施似乎有可能最具成本效益[61]。
2018年体力活动指南咨询委员会发现有限的证据表明，针对减少普通成年人群整体久坐时间的久坐行为干预措施是有效的；但是，他们发现中等证据表明，针对工作场所久坐行为的干预措施在减少久坐行为方面具有中等至较大的短期效果[7]。例如，针对工作环境物理变化的工作场所干预措施，如坐着工作的工作站，有中等到大的效果[62]。要更好地了解久坐行为干预的成本效益，还需要更多的研究。
潜在的机制
体力活动改善心血管疾病风险因素、降低心血管疾病发病率和死亡率的具体机制尚未完全阐明，但它们包括线粒体、骨骼肌、心肌和导管动脉内的变化[63]。例如，动物模型提供的证据表明，体力活动可以增强心肌细胞的钙处理和心肌细胞的收缩能力[64]。此外，经常性的体育锻炼可以减少全身炎症的循环标志物，如C反应蛋白[65]，这可能会保护心肌纤维化和功能障碍。在外周血管中，经常性的体育锻炼还可以减少线粒体活性氧的产生，增强细胞抗氧化防御蛋白，并减少线粒体裂变[66]。总的来说，体力活动的这些有益作用，除其他外，可能有助于产生相关的心脏保护作用。
观察到的久坐行为和心血管疾病风险之间的关联，其潜在的机制还没有像体力活动那样被探讨。然而，一些研究者已经开始利用动物模型探索病理生理机制[67]。例如，全球基因表达分析发现，大鼠12小时的静坐行为（通过后肢悬空）使38个基因上调，其中27个基因在恢复正常活动4小时后仍高于控制水平，表明静坐行为的一些影响在行为改变后仍然存在[68]。通过后肢悬吊取消大鼠的间歇性站立和伏案活动，导致脂蛋白脂肪酶（LPL）活性、甘油三酯在红色骨骼肌中的摄取和高密度脂蛋白胆固醇的减少明显下降[69]。这些快速的影响（在一天之内）是通过一个明显减少LPL蛋白和活性而不影响LPL mRNA浓度的过程运作的，而运动则影响LPL mRNA[67]。这些不同的机制表明，在久坐行为中管理新陈代谢的过程可能与运动时观察到的影响不同。需要进一步研究以了解在解释久坐行为的健康影响方面发挥作用的其他机制。
总结
本综述试图回答我们是否应该以增加体力活动或减少久坐行为为目标来降低心血管疾病的风险，答案显然是“都要”。有一致的科学证据表明，久坐行为是心血管疾病的一个危险因素；然而，为了使利益最大化，应该用尽可能多的中等强度的体力活动来取代久坐行为。久坐行为与不参加体力活动的人的心血管疾病风险更大有关，而在参加体力活动的人中，似乎需要更多的体力活动量和强度来实现进一步的风险降低。目前美国的体力活动指南要求每周进行150至300 min的中等强度，或75至150 min的剧烈有氧体力活动[10]。每天长时间坐着的人应该以这些体力活动建议的上限为目标，以便最大限度地发挥心肺保护的作用。
虽然以减少坐姿和增加中等强度的体力活动为目标来优化旨在降低心血管疾病风险的行为策略是明智的，但美国人口中的很大一部分甚至没有达到中等强度体力活动的最低建议水平[55]。无法达到如此高的中度至剧烈强度体力活动水平的人，可以通过用任何强度的体力活动（包括轻度强度）取代久坐行为来实现健康益处。少坐多动，任何强度的运动都能带来益处，这些行为应该在所有成年人中得到鼓励。
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