艾 磊，羅 維，鹿 琦，周 越，劉 凌，朱曉梅

2014 年，一項長達三十多年包括188 個國家的全球肥胖調查研究顯示，全球肥胖或超重人群已增至21 億人，約相當于全球總人口的30%[1]。雖然中國目前還沒有針對全國范圍內肥胖或超重人口的流行病學調查，但從近些年的研究報告可以看出，中國肥胖和超重人群的人口占比應高于全球的平均水平[2]，而超重和肥胖是誘發(fā)眾多慢性疾病的重要獨立危險因素[3]，預防和控制超重及肥胖已經成為我國公共衛(wèi)生事業(yè)刻不容緩的艱巨任務。

2015 年，中國營養(yǎng)學會每十年實施一次的“全國營養(yǎng)調查”發(fā)現，較2002 年相比，城鄉(xiāng)居民的膳食營養(yǎng)狀況總體改善，每人每天平均攝入2 172 kCal 的能量仍低于2000 年《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》推薦的標準水平[4]。即便在該膳食能量攝入水平下，中國目前與能量攝入過多相關的健康問題，如超重/肥胖、糖尿病等均呈明顯上升的趨勢，特別是在大中城市[5]，因此，迫切需要對我國不同分類人群的能量需求進行精準的科學評估。同時，根據能量守恒定律，超重和肥胖的問題可以歸結為能量攝入量超過能量消耗量，即人體每日攝入能量超過消耗能量，多余的熱量以脂肪的形式在體內儲存下來，久而久之則出現超重或肥胖，并由此引發(fā)一系列的健康問題[6]。所以，除需要對不同分類人群的能量需求量進行精準的科學評估外，還需從日常能量消耗的角度著手，維持熱量攝入與消耗之間的平衡。不良的生活方式，如靜坐少動等，通常被認為是引起日常能耗過低、危害健康的重要因素[7-8]，所以，日常生活方式能耗的量化分類以及在此基礎上制定的干預措施是解決由不良生活方式引發(fā)超重及肥胖問題的重要防治途徑。

因此，本研究通過對不同體型成年人平躺、久坐、睡眠以及健步走等日常生活方式下代謝當量和能耗的差異進行對比分析，探討體型與日常生活方式下代謝當量或能耗間的相互關系，為不同體型成年人合理的能量攝入以及不良生活方式的干預措施提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

首先，采用國際通用的自測健康評定量表(SRHMS)評估受調查人員的健康狀況。共發(fā)放問卷500 份，回收433份，回收率86.6%，其中，有效問卷397 份，有效率91.7%。根據SRHMS 的評分結果，把自測健康評定量表總分處在“平均數() ±1 個標準差(s)”范圍內的成年人的健康狀況評定為“合格”，把大于“平均數+1 個標準差”的評定為“優(yōu)秀”，把小于“平均數-1 個標準差”的評定為“不合格”[9]。

選取SRHMS 總分達到“合格”及以上的人群為初選對象，然后對初選對象進行篩查。篩查條件如下:18～60 歲的健康成年人，無急慢性疾病或限制身體活動的疾病，無不良嗜好或不良生活習慣，沒有服用影響機體代謝的藥物；作息規(guī)律、睡眠質量良好、體重穩(wěn)定、無心慌心悸；月經規(guī)律，受試時不在月經期；飲食習慣正常，無節(jié)食減肥行為；非運動員，未參加過系統(tǒng)的專業(yè)運動訓練。此外，將BMI 正?；虺氐w脂率過高的隱性肥胖者(BMI <25 kg/m2且男性體脂率≥25%、女性≥35%[10])和BMI 超重或肥胖但體脂率正常甚至偏低的人群(BMI≥24 kg/m2且男性體脂率<18%、女性<25%[11])給予剔除。

經上述篩查招募179 名健康成年人，其中140 名受試者參與完整試驗過程且經檢驗數據有效。如表1 所示，研究對象根據中國肥胖問題工作組劃定的體重指數分類標準(body mass index，BMI)分為正常體型組(共60 人，18.5 kg/m2≤BMI≤23.9 kg/m2)、超重體型組(共55 人，24 kg/m2≤BMI<28 kg/m2) 以及肥胖體型組(共25 人，BMI ≥28 kg/m2)[12]，每組再依據性別又分為男女兩個亞組，共6 個亞組。6 個亞組的年齡經單因素方差分析兩兩間均不存在顯著性差異(P>0.05)，同時，僅以性別為分組依據時，男女兩組間的年齡經獨立樣本T檢驗不存在顯著性差異(P>0.05)；以體型為分組依據時，組內男女各亞組之間的BMI 經獨立樣本T檢驗均不存在顯著性差異(P>0.05)。所有研究對象均簽署知情同意書后參加試驗。

表1 納入研究對象的基本信息()Table 1 Basic information of subjects ()

表1 納入研究對象的基本信息()Table 1 Basic information of subjects ()

1.2 研究方法

1.2.1 基本身體形態(tài)測量與計算

按照國民體質測試標準，采用電子身高計和電子體重計于清晨空腹時測量研究對象的身高和體重。根據測量結果計算BMI，體表面積S男性(m2)=0.0 057 × 身高(cm) +0.0 121 ×體重(kg) +0.088 2，S女性(m2)=0.007 3 × 身高(cm) +0.012 7 ×體重(kg)-0.210 6[13]。

1.2.2 日常生活方式的能耗測定

對于研究人體較長時間活動的能耗，能量代謝艙(Metabolic Chamber)作為人體能耗測定的“金標準”無疑是最好的選擇[14-15]。本研究使用Magnos 4G 型氧氣分析儀和Magnos 3G 二氧化碳分析儀測試人體在代謝艙內日常生活方式下(平躺、久坐、睡眠和運動)氣體的變化，并利用Winroom 軟件(美國MiniSun)分析計算后得到能耗的數值。本實驗室的前期研究結果表明，該能量代謝艙推算能耗的準確度高達97%[16]。

1.2.2.1 測試流程安排

提前告知受試者整個實驗流程，受試者進入能量代謝艙前佩戴IDEEA-Ⅲ穿戴式運動測量設備(可以24 h 記錄受試者的活動狀態(tài)及能耗)，并于7:00 p.m.進入能量代謝艙，具體測試流程如下:①7:00 p.m.～8:00 p.m.受試者在能量代謝艙內適應1 h；②8:00 p.m.～8:20 p.m.受試者平躺測定能耗；③8:40 p.m.～9:00 p.m.在跑臺上以4.5 km/h 的速度步行20 min 測定運動能耗；④9:20 p.m.～10:20 p.m.受試者上網瀏覽網頁測定久坐能耗；⑤10:30 p.m.熄燈睡覺，第2 天6:30 a.m.喚醒受試者后，讓其繼續(xù)平躺30 min，測定基礎代謝；⑥第二天7:00 a.m.受試者出艙，整個測試流程結束；⑦日常生活方式下的凈能耗為總能耗減去該段時間內基礎代謝值的差值；代謝當量與各時段內身體活動總能耗的換算關系為1 METs=1 kCal/kg*h；基礎代謝率與基礎代謝的換算關系為1 KJ/(m2*h)=1 kCal/4.184(m2*h)。

1.2.2.2 質量控制

①代謝艙恒定條件控制:代謝艙體積約為8 m3，始終保持室內溫度21～22 °C，濕度30%～40%，氣壓為1 個標準大氣壓，受試者與外界通過對講機進行交流。②晚餐統(tǒng)一安排在5:00 p.m.于同一地點進行，晚餐餐食種類基本相似，減小食物熱效應差異的影響[17]。③受試者活動控制:每次測試進行前受試者按下記錄按鈕方可開始。在進行基礎代謝能量消耗測試時，若受試者提前醒來，囑咐其臥床、閉眼休息，以保證所有受試對象都處于完全空腹、安靜、清醒且舒適的狀態(tài)。測試過程中受試者不能活動四肢、說話和搖頭，以排除肌肉活動對基礎代謝的影響。睡眠期間，IDEEA-Ⅲ可以甄別并記錄受試者較大動作引起能耗明顯增加的情況，在后期數據處理中予以剔除。④測試過程質控:實驗期間，每測試5 例，實驗室整體精確度定標1 次，時間持續(xù)12 h。

1.2.3 數理統(tǒng)計法

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析，所有數據以平均數±標準差()表示。經正態(tài)分布檢驗和方差齊性檢驗后，所有亞組的年齡用單因素方差分析兩兩間是否存在差異，同時，僅以性別為分組依據時，男女兩組間年齡的差異采用獨立樣本T 檢驗；體型相同時，不同性別間BMI 及基礎代謝的差異對比采用獨立樣本T 檢驗；研究同性別不同體型成年人基礎代謝以及日常生活方式下代謝當量和凈能耗的差異時，均采用單因素方差分析進行組間的比較分析，LSD檢驗組內兩兩間是否存在差異。差異臨界定均為P<0.05差異具有統(tǒng)計學顯著性，P<0.01 表示差異具有非常顯著性，P<0.001 表示差異具有極其顯著性。

2 研究結果

2.1 不同體型成年人基礎代謝值的差異

如表2 所示，體型相同時，男性的基礎代謝平均值均高于女性，且其差異均達到統(tǒng)計學極其顯著性水平。性別相同時，基礎代謝平均值由高至低依次為肥胖、超重以及正常體型人群，男性基礎代謝值隨體型的變化未見明顯的差異，而女性基礎代謝值隨體型的變化差異極其顯著，女性正常體型分別與超重和肥胖體型人群的差異均達到統(tǒng)計學非常顯著性水平。

表2 不同體型成年人的基礎代謝值()(單位:kCal)Table 2 The basal metabolic values of adults with different Somatotypes ()

表2 不同體型成年人的基礎代謝值()(單位:kCal)Table 2 The basal metabolic values of adults with different Somatotypes ()

注:###表示同體型不同性別人群間的差異達到統(tǒng)計學極其顯著性水平,P <0.001。**表示同性別正常與超重體型人群間的差異達到統(tǒng)計學非常顯著性水平,P <0.01。&&&表示同性別正常與肥胖體型人群間的差異達到統(tǒng)計學極其顯著性水平,P <0.001。

2.2 不同體型成年人日常生活方式下代謝當量和凈能耗的差異

2.2.1 平躺與久坐時代謝當量和凈能耗的差異

如表3 所示，同性別不同體型時，代謝當量平均值由高至低依次為正常、超重以及肥胖體型人群，且各組間的差異均達到統(tǒng)計學顯著性水平，男性和女性平躺時代謝當量隨體型的變化差異均極其顯著；凈能耗平均值由高至低依次為肥胖、超重以及正常體型人群，男性和女性凈能耗隨體型的變化均未見顯著性差異，組內兩兩對比時僅男性正常與肥胖體型人群的差異達到統(tǒng)計學顯著性水平。

表3 不同體型成年人平躺時的代謝當量與凈能耗值()Table 3 The metabolic equivalent and energy consumption of adults with different somatotypes in lying down behavior ()

表3 不同體型成年人平躺時的代謝當量與凈能耗值()Table 3 The metabolic equivalent and energy consumption of adults with different somatotypes in lying down behavior ()

注:*表示同性別正常與超重體型人群代謝當量的差異達到統(tǒng)計學顯著性水平,P <0.05;&表示同性別正常與肥胖體型人群代謝當量或凈能耗的差異達到統(tǒng)計學顯著性水平,P <0.05;#表示同性別超重與肥胖體型人群代謝當量的差異達到統(tǒng)計學顯著性水平,P <0.05。下同。

如表4 所示，同性別不同體型時，代謝當量平均值由高至低依次為正常、超重以及肥胖體型人群，且各組間差異均達到統(tǒng)計學顯著性水平，男性和女性久坐時代謝當量隨體型的變化差異均極其顯著；凈能耗平均值由高至低依次為肥胖、超重以及正常體型人群，男性和女性凈能耗隨體型的變化均未見顯著性差異，組內兩兩對比時差異均未達到顯著性水平。

表4 不同體型成年人久坐時的代謝當量與凈能耗值()Table 4 The metabolic equivalent and energy consumption of adults with different somatotypes in sedentarylifestyle ()

表4 不同體型成年人久坐時的代謝當量與凈能耗值()Table 4 The metabolic equivalent and energy consumption of adults with different somatotypes in sedentarylifestyle ()

2.2.2 睡眠時代謝當量與凈能耗的差異

如表5 所示，同性別不同體型時，代謝當量平均值由高至低依次為正常、超重以及肥胖體型人群，且各組間的差異均達到統(tǒng)計學顯著性水平，男性和女性久坐時代謝當量隨體型的變化差異極其顯著；凈能耗平均值由高至低依次為肥胖、超重以及正常體型人群，男性和女性凈能耗隨體型的變化均未見顯著性差異，組內兩兩對比時差異均未達到顯著性水平。

表5 不同體型成年人睡眠時的代謝當量與凈能耗值()Table 5 The metabolic equivalent and energy consumption of adults with different somatotypes in sleeping behavior ()

表5 不同體型成年人睡眠時的代謝當量與凈能耗值()Table 5 The metabolic equivalent and energy consumption of adults with different somatotypes in sleeping behavior ()

2.2.3 運動時代謝當量與凈能耗的差異

如表6 所示，同性別不同體型時，代謝當量平均值由高至低依次為正常、超重以及肥胖體型人群，男性和女性代謝當量隨體型的變化均未見顯著性差異，組內兩兩對比時差異均未達到顯著性水平；凈能耗平均值由高至低依次為肥胖、超重以及正常體型人群，男性和女性健步走時凈能耗隨體型的變化差異極其顯著，且組間兩兩對比時差異均達到統(tǒng)計學顯著性水平。

表6 不同體型成年人健步走時的代謝當量與凈能耗值()Table 6 The metabolic equivalent and energy consumption of adults with different somatotypes in exercising behavior ()

表6 不同體型成年人健步走時的代謝當量與凈能耗值()Table 6 The metabolic equivalent and energy consumption of adults with different somatotypes in exercising behavior ()

3 討論與分析

人體總能量消耗(total energy expenditure，TEE)是指在個體或群體水平上一段時間內平均每日的能量消耗量，成人的TEE 主要包括基礎代謝、身體活動和食物熱效應，其中，基礎代謝的能耗占到總能量消耗的60～70%[18]。本研究中，18～60 歲成年男性的平均基礎代謝值為2 058 kCal/d，女性為1 675 kCal/d，此值比國內同類研究中采用其它間接測熱法測得的基礎代謝值大(男性1 400～1 700 kCal/d 和女性1 300～1 500 kCal/d)，但與從正?！亍逝煮w型人群基礎代謝值逐漸增高的趨勢一致[19-20]。同時，此結果與采用能量代謝艙間接測熱法測得的結果相近，如Ravussin 等測得177 名(男性103 人)美國白種人的基礎代謝平均值為1800 kCal/d(范圍為1100～2930 kCal/d)[21-22]。關于不同研究間測得基礎代謝的差異，各研究分別從不同的角度進行了探究，如人種間的基礎代謝是否有差異一直存在較大爭議，部分研究認為包括中國人在內的亞洲人種的基礎代謝值一般低于白種人[23]；還有研究從季節(jié)的差異著手，研究假設冬季和夏季的基礎代謝不同，但結果顯示并無差異[24]。從與相關研究結果的對比看，本研究認為造成差異的主要原因可歸結為測量手段與測試對象等的不同。

本研究中，男性基礎代謝值隨體型的變化未見明顯差異，而女性基礎代謝值隨體型的變化差異極其顯著。由于基礎代謝在總能耗中占比超過六成，對于18～60 歲成年人而言，一旦發(fā)現體型超重就要積極的控制體重，尤其對女性至關重要，因為女性超重與正常體型人群的基礎代謝差異明顯，而超重與肥胖體型人群基礎代謝值的差異較小，所以若女性繼續(xù)由超重體型發(fā)展成肥胖體型，則控制體重的難度明顯增加。

在過去幾十年的研究中，關于基礎代謝率的應用價值一直存在爭議，部分研究認為清醒狀態(tài)下測得的靜息代謝率(Resting Metabolic Rate，RMR)比基礎代謝率更有參考價值，因為人體在清醒時與RMR 定義的測試環(huán)境一致[25]。也有部分研究認為，應以睡眠時測得的睡眠代謝率(Sleeping Metabolic Rate，SMR)替代基礎代謝率，因為睡眠時測得的能耗值明顯減少了意識活動帶來的額外能耗部分，測得的結果具有更高重復性和精確性[26]。本研究中，通過平躺時測得的能耗可以反映靜息代謝值。國外研究測得成人靜息代謝值為100～150 kCal/h[27]，本研究通過測試平躺時能耗推算的靜息代謝值稍低于此區(qū)間最小值(男性100 kCal/h 左右，女性80 kCal/h 左右)。很多研究測得RMR 一般比BMR 高10～20%[25]，本研究中男性RMR 比BMR 高15%左右，女性RMR 比BMR 高14%左右，所以此結果與多數研究一致。此外，部分研究結果表明，睡眠時的能耗SMR 一般比BMR 低5～10%[25]，本研究中男性和女性人群的SMR 均比BMR 低3%左右?？傊?，本研究認為各概念都有其自身的應用價值，基礎代謝率BMR 反映人體在清醒且極端安靜的情況下所需的最低能量，靜息代謝率RMR 更合理的估算了人體在日常生活中大多數清醒狀態(tài)下的最低能耗，而睡眠代謝率SMR則反映人體處在睡眠狀態(tài)下、意識活動明顯減少時最低的能耗，關鍵在于研究者應根據自身的研究目的合理篩選使用相關指標。

不健康的生活方式，如靜息態(tài)生活方式過多和缺乏運動是肥胖以及眾多慢性疾病的獨立危險因素[28-29]。由于靜息態(tài)生活方式與運動在時間維度上存在一定沖突，因為靜息態(tài)生活方式過多會擠壓規(guī)律性運動增加的空間，所以究竟是減少靜息態(tài)生活方式重要還是增加運動更重要一直存在爭議[30-31]。本研究從體型的角度探討了靜息態(tài)生活方式(平躺與久坐)、睡眠以及運動等日常生活方式下能耗的變化，期望為超重及肥胖人群控制體重的干預策略提供研究參考。結果顯示，所有狀態(tài)下，從正常—超重—肥胖體型，男性和女性的凈能耗平均值都呈逐漸增大的趨勢，但僅在運動時，不同體型人群的差異才具有統(tǒng)計學意義，這一結果與張培珍等人的研究結果相符[32]。以上結果說明，在靜息態(tài)平躺與久坐以及睡眠等狀態(tài)下，超重及肥胖人群與正常體型人群的能耗差異較小，不利于超重及肥胖人群實現好的控制體重效果，應注意適當控制此類生活方式；而在運動狀態(tài)下，超重和肥胖人群的能耗明顯比正常體型人群大，所以超重和肥胖人群若要獲得好的體重控制效果，應適度增加運動。

本研究還探討了日常生活方式下代謝當量隨體型變化的情況。首先，所有狀態(tài)下，從正?！亍逝煮w型，男性與女性的代謝當量平均值都呈逐漸減小的趨勢，但只有在靜息態(tài)平躺與久坐以及睡眠等狀態(tài)下，不同體型人群的差異才具有統(tǒng)計學意義。其次，具體結果顯示，平躺與久坐時代謝當量值相當，說明上網、游戲等靜坐少動的身體活動與平躺的能耗差異較小，這提示我們要注意控制平躺與久坐等靜息態(tài)生活方式的時間。健步走是現代成年人群廣泛踐行的一種健身方式，本研究對不同體型人群4.5 km/h 健步走時的能耗進行測定，因此速度接近成年人群健步走時常采用的速度。以4.5 km/h 速度健步走時，代謝當量值為4 METs 左右，相當于中等強度的有氧運動，研究表明以這種強度運動不少于10 min 即可獲得良好效應，包括降低眾多慢性病的發(fā)病率[33-34]。運動強度是影響脂肪供能的最主要因素，當以中等強度運動30 min 時，脂肪與糖的供能比例約上升至1:1，能達到較好的減脂效果，同時，此強度的運動也更易于堅持[35-36]。所以，以4.5 km/h 健步走至少30 min 不失為一種有效的中等強度的減脂健身方式。最后正常與超重體型人群睡眠時，其代謝當量的平均值均大于1，但男性和女性肥胖人群睡眠時的代謝當量平均值均小于1。這一結果說明健康肥胖人群的深度睡眠時間占比相對較大，即睡眠質量可能優(yōu)于正常和超重體型人群，同時，考慮到睡眠時長在成年人群每日時長中占比達到或超過1/3，提示肥胖人群尤其要注意合理安排睡眠時間，適當控制睡眠時長。

睡眠時的凈能耗值均為負值，這與大多數研究相吻合[37-38]。因為處于深度睡眠時，意識和身體活動大大減少，睡眠質量越好，深度睡眠的占比越高，導致睡眠時能耗進一步減少，甚至低于基礎代謝。關于睡眠質量與肥胖間的關系還存在一定爭議[39]，大部分研究認為超重和肥胖的發(fā)生與睡眠質量呈負相關，好的睡眠質量和充足的睡眠時間是預防超重及肥胖的重要手段[40-42]；另一些研究則認為，睡眠障礙與超重及肥胖并沒有直接關系，而且適當的減少睡眠時長是控制超重及肥胖發(fā)生的有效手段[43]。對于本研究來說，一方面本研究的對象都是健康成人，而相關研究的超重及肥胖人群可能存在包括各種慢性病在內的健康問題，這些健康問題會引發(fā)睡眠質量或肥胖問題，所以究竟是睡眠質量引起肥胖，還是健康問題導致肥胖這一問題就很難歸因；另一方面，因為睡眠質量差會引發(fā)一系列健康問題，所以本研究關于合理安排睡眠時間的建議是基于良好的睡眠質量和充足的睡眠時間之上。

綜上所述，對于18～60 歲的成年人而言，一旦發(fā)現體重超重就要積極的控制體重，尤其對女性至關重要，因為女性超重與正常體型人群的基礎代謝值差異明顯，但若繼續(xù)發(fā)展成肥胖體型，這種性別優(yōu)勢就不明顯了。對日常生活方式而言，在靜息態(tài)平躺和久坐以及睡眠狀態(tài)下，超重及肥胖人群與正常體型人群的能耗差異較小，不利于超重及肥胖人群實現好的體重控制效果，應注意適當控制此類生活方式；而在運動狀態(tài)下，超重和肥胖人群的能耗明顯比正常體型人群大，所以超重和肥胖人群若要獲得好的體重控制效果，應適度增加運動。此外，肥胖人群在保證睡眠質量和睡眠時間前提下應適當控制睡眠時長。

4 結論與建議

成年人一旦發(fā)現體型超重就要積極的控制體重，尤其對女性至關重要。超重和肥胖體型人群應充分發(fā)揮在相同運動下比正常體型人群具有明顯更大能耗的優(yōu)勢，優(yōu)先增加運動的同時減少靜息態(tài)平躺與久坐。此外，肥胖人群還需適當控制睡眠時長。