Device-measured physical activity and cardiometabolic health: the Prospective Physical Activity, Sitting, and Sleep (ProPASS) consortium
Joanna M Blodgett, Matthew N Ahmadi, Andrew J Atkin, Sebastien Chastin, Hsiu-Wen Chan, Kristin Suorsa, Esmee A Bakker, Pasan Hettiarcachchi, Peter J Johansson, Lauren B Sherar, Vegar Rangul, Richard M Pulsford, Gita Mishra, Thijs M H Eijsvogels, Sari Stenholm, Alun D Hughes, Armando M Teixeira-Pinto, Ulf Ekelund, I Min Lee, Andreas Holtermann, Annemarie Koster, Emmanuel Stamatakis, Mark Hamer, ProPASS Collaboration
European Heart Journal：2023/11/10
摘要：Background and aims: Physical inactivity, sedentary behaviour (SB), and inadequate sleep are key behavioural risk factors of cardiometabolic diseases. Each behaviour is mainly considered in isolation, despite clear behavioural and biological interdependencies. The aim of this study was to investigate associations of five-part movement compositions with adiposity and cardiometabolic biomarkers.Methods: Cross-sectional data from six studies (n = 15 253 participants; five countries) from the Prospective Physical Activity, Sitting and Sleep consortium were analysed. Device-measured time spent in sleep, SB, standing, light-intensity physical activity (LIPA), and moderate-vigorous physical activity (MVPA) made up the composition. Outcomes included body mass index (BMI), waist circumference, HDL cholesterol, total:HDL cholesterol ratio, triglycerides, and glycated haemoglobin (HbA1c). Compositional linear regression examined associations between compositions and outcomes, including modelling time reallocation between behaviours.Results: The average daily composition of the sample (age: 53.7 ± 9.7 years; 54.7% female) was 7.7 h sleeping, 10.4 h sedentary, 3.1 h standing, 1.5 h LIPA, and 1.3 h MVPA. A greater MVPA proportion and smaller SB proportion were associated with better outcomes. Reallocating time from SB, standing, LIPA, or sleep into MVPA resulted in better scores across all outcomes. For example, replacing 30 min of SB, sleep, standing, or LIPA with MVPA was associated with -0.63 (95% confidence interval -0.48, -0.79), -0.43 (-0.25, -0.59), -0.40 (-0.25, -0.56), and -0.15 (0.05, -0.34) kg/m2 lower BMI, respectively. Greater relative standing time was beneficial, whereas sleep had a detrimental association when replacing LIPA/MVPA and positive association when replacing SB. The minimal displacement of any behaviour into MVPA for improved cardiometabolic health ranged from 3.8 (HbA1c) to 12.7 (triglycerides) min/day.Conclusions: Compositional data analyses revealed a distinct hierarchy of behaviours. Moderate-vigorous physical activity demonstrated the strongest, most time-efficient protective associations with cardiometabolic outcomes. Theoretical benefits from reallocating SB into sleep, standing, or LIPA required substantial changes in daily activity.Keywords: Cardiometabolic outcomes; Cohort consortium; Compositional data analysis; Physical activity; Sedentary behaviour; Sleep; Standing.
背景和目标：；缺乏运动、久坐行为（SB）和睡眠不足是心脏代谢疾病的主要行为风险因素。尽管有明显的行为和生物学相互依存关系，但每种行为都主要被孤立地考虑。本研究的目的是研究五部分运动成分与肥胖和心脏代谢生物标志物的关系。方法：；分析了来自前瞻性身体活动、坐姿和睡眠联盟的六项研究（n=15253名参与者；五个国家）的横断面数据。该设备测量了睡眠、SB、站立、轻度体力活动（LIPA）和中等强度体力活动（MVPA）所花费的时间，构成了该组合物。结果包括体重指数（BMI）、腰围、高密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇、甘油三酯和糖化血红蛋白（HbA1c）。成分线性回归检验了成分和结果之间的关联，包括行为之间的时间重新分配建模。结果：；样本（年龄：53.7±9.7岁；54.7%女性）的平均每日组成为睡眠7.7小时、久坐10.4小时、站立3.1小时、LIPA 1.5小时和MVPA 1.3小时。较大的MVPA比例和较小的SB比例与更好的结果相关。将SB、站立、LIPA或睡眠时间重新分配到MVPA中，可以在所有结果中获得更好的分数。例如，用MVPA代替30分钟的SB、睡眠、站立或LIPA分别与-0.63（95%置信区间-0.48，-0.79）、-0.43（-0.25，-0.59）、-0.40（-0.25、-0.56）和-0.15（0.05，-0.34）kg/m2的BMI降低有关。较长的相对站立时间是有益的，而睡眠在取代LIPA/MVPA时具有有害的相关性，在取代SB时具有正相关性。任何行为进入MVPA以改善心脏代谢健康的最小位移范围为3.8（HbA1c）至12.7（甘油三酯）min/天。结论：；成分数据分析揭示了不同的行为层次。适度剧烈的体育活动显示出与心脏代谢结果之间最强、最有效的保护性关联。理论上，将SB重新分配到睡眠、站立或LIPA中的好处需要在日常活动中进行实质性的改变。关键词：；心脏代谢结果；队列联盟；成分数据分析；体育活动；久坐行为；睡觉常设的
心脏代谢疾病，包括心血管疾病、肥胖和糖尿病，是全球范围内导致死亡的主要原因。尤其是心血管疾病，是全球死亡的“头号”原因，2021年导致了全球近三分之一的死亡，其中冠心病是最大的“杀手”。自1997年以来，全球患有心血管疾病的人数翻了一番，预计还会进一步上升。
健康的生活方式，比如规律的身体活动、减少久坐行为、保障睡眠充足的睡眠时间和质量等，都有助于预防心脏代谢疾病的发生和发展。
2023年10月10日，一项发表在《欧洲心脏杂志》（European Heart Journal）的研究评估了24小时内不同运动模式对心脏健康的影响。结果显示，相比于久坐行为，中等至高强度运动对心脏健康最有益，其次是低强度身体活动和站立；哪怕是睡觉都比坐着对心脏健康有好处。
来自伦敦大学学院（University College London）等机构的研究人员，对6项已发表研究的数据进行了分析，共纳入了15253名参与者。参与者的平均年龄是53.7岁，54.7%是女性。
通过让参与者连续7天佩戴加速度计，研究人员统计了他们1天（24小时）内进行5种身体活动的时间，包括中等至高强度运动（如跑步、骑自行车、走路速度≥100步/分钟），低强度运动（如走路速度＜100步/分钟），站立，久坐和睡眠。
研究人员还测量了参与者6种与心血管健康相关指标的水平，包括2种肥胖相关指标——体重指数（BMI）和腰围，3种血脂相关指标——高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C，“好”胆固醇）、总胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇比值和甘油三酯，以及1种血糖相关指标——糖化血红蛋白（HbA1c）。
此外，研究人员还收集了参与者的吸烟状况、饮酒量等生活方式信息，自我评估的健康状况，降脂、降压和降糖药物服用情况，以及心血管疾病家族史等信息。
统计结果显示，所有参与者1天内平均睡眠、久坐、站立、低强度和中等至高强度运动时间分别为7.7小时、10.4小时、3.1小时、1.5小时和1.3小时。
刨除其它因素影响后，研究人员发现，较多的中等至高强度运动、低强度运动、站立和睡眠时间，与更好的心血管健康相关；而久坐则与更差的心血管健康指标相关。其中，较高的中等至高强度运动时间，对心脏健康产生的影响更显著。
在肥胖相关指标方面，久坐时间越长，BMI越高、腰围越粗；相反，中等至高强度运动、低强度运动、站立和睡眠时间越长，BMI就越低、腰围就越细。
此外，将进行任何一种行为的时间替换为进行中等至高强度运动，而进行其他行为的时间保持不变，都有助于降低BMI和腰围。
比如，将30分钟的久坐、睡眠、站立或低强度运动，替换为中等至高强度运动，分别与：
即使将7.2分钟的久坐替换为中等至高强度运动，也与BMI降低相关；将5分钟的低强度运动替换为中等至高强度运动，也与腰围减少有关。
在血脂相关指标方面，较少的久坐时间，以及更多的中等至高强度运动时间，与较高的高密度脂蛋白和较低的甘油三酯水平，以及较低的总胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇比相关。
在血糖相关指标方面，较长的中等至高强度运动、低强度运动、站立和睡眠时间，与较低的HbA1c水平相关；而较长的久坐时间，则与较高的HbA1c水平相关。
将30分钟的久坐、睡眠、站立或低强度运动时间，替换为中等至高强度运动，分别与HbA1c降低1.33 mmol/mol、1.12 mmol/mol、1.04 mmol/mol和2.00 mmol/mol相关。
此外，研究结果还显示，增加中等至高强度运动对6种与心血管健康相关指标的影响，在进行中等至高强度运动时间较少的参与者中更显著。
需要注意的是，这项研究是观察性研究，只是显示了不同身体活动行为对心脏代谢健康的影响，并没有表明因果关系。而且研究也存在一些局限性，如部分数据依赖参与者回忆等，可能也会对研究结果产生影响。
研究最后指出，中等至高强度运动促进心血管健康的炎症、代谢或血管机制已得到很好的证实，即使每天进行少量的（每次少于2分钟）中等至高强度运动也与较低的死亡、癌症和心血管疾病风险相关。
这项研究的发现再次强调了“中等至高强度运动可以有效地改善心脏代谢健康，即使中等至高强度运动时间的微小增加也对心脏代谢有好处”，可以改善你的BMI、腰围、胆固醇和血糖水平。
研究人员表示，尽管增加中等至高强度运动时间，减少久坐时间，“是维持和改善心脏代谢健康的最有效方法”，但对于没时间运动的人来说，也可以通过其他运动方式促进心脏代谢健康。只不过运动强度越低，开始带来实际健康益处所需的时间越长。
人们可以把不同强度的运动融入到日常生活中，如每天站立办公几个小时，而不是一直坐着；由乘坐电梯改为爬楼梯；接电话时可以边走边说等，这些看似微不足道的改变，都会对你的心脏代谢产生有益的影响。
[1] Joanna M Blodgett,et al.,(2023). Device-measured physical activity and cardiometabolic health: the Prospective Physical Activity, Sitting, and Sleep (ProPASS) consortium. European Heart Journal,DOI: 10.1093/eurheartj/ehad717.
[2] Study: Any activity is better for your heart than sitting—even sleeping.Retrieved Nov 20,2023,from https:///news/2023-11-heart-sittingeven.html
[3] Sleeping Beats Sitting? What a New Study Means for Your Patients.Retrieved Nov 20,2023,from https://www./viewarticle/998522?src
[4] Any activity is better for your heart than sitting – even sleeping.Retrieved Nov 20,2023,from https://www./news-releases/1007279
