李明哲，田一川，王成龍，王晶晶*

1.100061 北京市，國家體育總局體育科學(xué)研究所 國民體質(zhì)與科學(xué)健身研究中心

2.241000 安徽省蕪湖市，安徽師范大學(xué)法學(xué)院

腰背痛是常見的骨科疾病之一，指背部第12肋水平以下，臀紋以上區(qū)域的疼痛或不適，可伴有或不伴有腿部的疼痛［1］。2015年，腰背痛的全球患病率約為7.3%，成為世界范圍內(nèi)重要的公共衛(wèi)生問題［2］。身體活動和睡眠是24 h生命周期的兩個核心生活方式組成部分，堅持充足的身體活動和良好的睡眠對健康至關(guān)重要，且兩者均與腰背痛有關(guān)。已有研究表明，長期體育鍛煉可以改善腰背部肌肉力量，提高身體柔韌性，預(yù)防腰背痛發(fā)?。?］，規(guī)律的身體活動可以通過調(diào)節(jié)緊張、焦慮等不良情緒提高睡眠質(zhì)量［4］?？偹邥r間減少會伴隨機體對有害刺激的敏感性增加、內(nèi)源性疼痛抑制過程減少，增加腰背痛的疼痛感［5］。然而，上述結(jié)果均為基于獨立研究每種行為對腰背痛的影響得出的證據(jù)，目前還沒有證據(jù)表明身體活動、睡眠時間與腰背痛結(jié)果之間的聯(lián)合聯(lián)系。因此，本研究基于2018年中國健康與養(yǎng)老追蹤調(diào)查（China Health and Retirement Longitudinal Study，CHARLS），探究身體活動和睡眠兩大行為要素對我國中老年人腰背痛發(fā)病的獨立影響，以及兩大行為要素與腰背痛發(fā)生之間的聯(lián)合關(guān)系，為行為健康研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究數(shù)據(jù)來源于2018年CHARLS項目，此項目由北京大學(xué)國家發(fā)展研究院實施，調(diào)查對象為中國45歲以上中老年人，涵蓋中國150個縣級單位，450個村級單位，項目基線調(diào)查起始于2011年，每2年追蹤1次，調(diào)查內(nèi)容主要包括中老年人基本信息、健康狀況、家庭結(jié)構(gòu)、醫(yī)療保險等內(nèi)容［6］。本研究以2018年CHARLS項目45～69歲中老年人為研究對象，該項目于2018年全國追蹤完成時，共有1.9萬人參與此項目。根據(jù)研究需要，排除以下受訪者：一般人口學(xué)特征、健康、行為和身體活動以及睡眠相關(guān)信息缺失，最終共納入13 496名研究對象。CHARLS數(shù)據(jù)倫理審核號為IRB00001052-11015。

1.2 指標(biāo)選擇

根據(jù)研究需要，一般人口學(xué)特征包括性別、年齡、居住地、教育情況、婚姻情況等，行為相關(guān)信息包括吸煙、飲酒、睡眠時間、1周身體活動情況等。

1.3 相關(guān)定義

1.3.1 腰背痛：腰背痛來自CHARLS問卷中的問題選項“您是否經(jīng)常因為疼痛而難受？”“身體哪些部位感到疼痛？”將腰背部和/或腰骶部疼痛癥狀定義為腰背痛。

1.3.2 睡眠時間：睡眠時間來自CHARLS問卷中的問題選項“過去1個月內(nèi)，您平均每天晚上真正睡著的時間大約是幾小時？”根據(jù)馬冠生等［7］研究，將夜睡眠時間＜7 h定義為睡眠不足，夜睡眠時間≥9 h定義為睡眠過量，結(jié)合本研究需要，將夜間睡眠時間分為5組，分別為＜6、6～＜7、7～＜8、8～＜9、≥9 h。

1.3.3 身體活動：CHARLS問卷使用國際身體活動量表（International Physical Activity Questionnaire，IPAQ）短卷，調(diào)查參與者在過去1周的身體活動情況，包含3種強度：低強度身體活動（light physical activities，LPA）、中強度身體活動（moderate physical activity，MPA）和高強度身體活動（vigorous physical activity，VPA）的活動頻率以及持續(xù)時間。并對身體活動情況以梅脫值（metabolic equivalent of energy，MET）為單位進行能量消耗的計算，其中1 MET是指靜息時消耗的氧氣量（單位：mL·min-1·kg-1）。梁崎等［8］檢驗IPAQ短卷在國人身體活動測量中具有良好的重測信度和結(jié)構(gòu)效度，其中LPA的MET賦值為3.3，MPA賦值為4.0，VPA賦值為8.0。根據(jù)代謝當(dāng)量計算公式得出該身體活動對應(yīng)的每周能量消耗=MET賦值×每周頻率×每天時間，根據(jù)每周身體活動總能量消耗將身體活動水平分為LPA（＜600 METs/周）、MPA（600～3 000 METs/周）、VPA（＞3 000 METs/周）［9］。為了體現(xiàn)運動對健康的最大收益，加入中高強度身體活動（moderate to vigorous physical activity，MVPA），MVPA定義為MPA與VPA的合計。

1.3.4 吸煙和飲酒：吸煙和飲酒來自CHARLS問卷中的問題選項“您吸過煙嗎？包括香煙、旱煙、用煙管吸煙或咀嚼煙草?！币曰卮馂椤笆恰倍x為吸煙；“在過去的一年，您喝酒嗎，包括啤酒、葡萄酒、米酒、黃酒或白酒等。喝酒頻率如何？”以“喝酒，每月超過1次”定義為飲酒。

1.4 模型構(gòu)建與統(tǒng)計學(xué)分析

本研究主要目的是檢驗身體活動、睡眠時間對腰背痛的獨立影響與聯(lián)合影響。其中獨立影響，使用Logistic回歸和多元線性回歸對身體活動、睡眠時間與腰背痛的關(guān)系進行解釋，各變量賦值見表1。聯(lián)合影響為構(gòu)建睡眠時間對身體活動與腰背痛的中介效應(yīng)模型，即身體活動是否通過睡眠時間影響腰背痛患病。根據(jù)研究目的和數(shù)據(jù)類型，參考方杰等［10］和IACOBUCCI［11］提出的中介效應(yīng)檢驗流程進行檢驗。

通過以下方程描述中介效應(yīng)各變量之間的關(guān)系：

其中，Y為因變量腰背痛，X為自變量身體活動，M為中介變量睡眠時間。方程（1）中c為自變量身體活動對因變量腰背痛的總效應(yīng)，方程（2）中a為自變量身體活動對中介變量睡眠時間的影響效應(yīng)，方程（3）中c'為自變量對因變量的直接效應(yīng)，b為中介變量對因變量的影響效應(yīng)，ab為自變量對因變量的間接效應(yīng)；e1、e2、e3表示回歸殘差。

對方程（1）～（3）進行估計，首先檢驗身體活動對腰背痛的回歸系數(shù)c是否顯著，其次檢驗身體活動對睡眠時間的回歸系數(shù)a是否顯著，以及身體活動對腰背痛患病的回歸系數(shù)b的顯著性，最后根據(jù)直接效應(yīng)c'的顯著性，進一步推斷睡眠時間在身體活動和腰背痛患病之間是否存在中介作用。

因腰背痛為二分變量，故采用方程（4）與方程（5）代替方程（1）和方程（3），同時中介變量睡眠時間為5分類有序變量，因此方程（2）仍可使用線性回歸。在具有二分類變量的中介效應(yīng)模型中，由于a×b不等于c-c'，a×b的值更接近中介效應(yīng)的真值，且具有很好的穩(wěn)健性，故應(yīng)通過方程（6）中的Z值來檢驗文中的中介效應(yīng)，其中Za=a/SE（a）、Zb=b/SE（b），SE為標(biāo)準(zhǔn)誤。

上述統(tǒng)計學(xué)分析均采用SPSS 26.0（IBM SPSS，IBM Corp，Armonk，NY，USA）軟件進行處理，顯著性水平P＜0.05。

2 結(jié)果

2.1 研究對象基本特征

本研究在2018年CHARLS項目中篩選45～69歲人群，在排除身體活動、睡眠時間、人口學(xué)特征等信息不全者后，最終共納入樣本量13 496例。其中男6 584例（48.8%），女6 912例（51.2%）；平均年齡（60.6±8.9）歲，男性（60.9±8.8）歲，女性（60.3±8.9）歲；5 269人患腰背痛，腰背痛患病率為39.0%，其中男性2 077例（31.5%），女性3 192例（46.2%）；1 561人（11.6%）每周身體活動被定義為LPA組；11 935人（88.4%）每周身體活動被定義為MVPA組；7 704人（57.1%）每晚睡眠時間＜7 h。

患腰背痛者和無腰背痛者性別、教育情況、居住地、婚姻情況、吸煙、飲酒、睡眠時間比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；患腰背痛者和無腰背痛者身體活動量比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

表2 患腰背痛者和無腰背痛者基本情況比較［例（%）］Table 2 Comparison of basic information between low back pain and nonlow back pain

2.2 中老年人身體活動、睡眠時間與腰背痛的關(guān)系

運用二元Logistic回歸和多元線性回歸的逐步回歸方法，構(gòu)建身體活動、睡眠時間、腰背痛三者之間的相關(guān)模型，結(jié)果表明，身體活動、睡眠時間、腰背痛三者之間顯著相關(guān)（表3）。此外，多重共線診斷結(jié)果顯示，方差膨脹因子＜5，小于臨界值10，排除模型中存在多重共線性問題。

表3 中老年人身體活動、睡眠時間與腰背痛回歸分析Table 3 Regression analysis of physical activity，sleep duration and low back pain in middle-aged and elderly people

模型1以二元Logistic回歸檢驗各個控制變量與腰背痛發(fā)病之間的關(guān)系，結(jié)果表明性別、吸煙、居住地和教育程度均與腰背痛發(fā)生有關(guān)（P＜0.01）。模型2以腰背痛為因變量，除了原有控制變量以外，將自變量身體活動加入二元Logistic回歸模型中，結(jié)果表明，身體活動對腰背痛的回歸系數(shù)為0.120（P＜0.05），即身體活動對腰背痛發(fā)生具有顯著正向影響。由于睡眠時間為5分類變量，可以視作連續(xù)性變量處理，因此采用多元線性回歸檢驗身體活動和所有控制變量對睡眠時間的影響，以睡眠時間為因變量，身體活動和控制變量為自變量，在考慮控制變量的情況下，身體活動對睡眠時間的回歸系數(shù)為-0.081（P＜0.05），即身體活動對睡眠時間具有顯著負向影響。模型3采用二元Logistic回歸檢驗身體活動、睡眠時間以及其他控制變量對腰背痛的影響，在考慮控制變量的情況下，結(jié)果表明，睡眠時間對腰背痛的回歸系數(shù)為-0.220（P＜0.01），即睡眠時間對腰背痛有顯著負向影響。根據(jù)中介效應(yīng)檢驗公式，計算可得Za=-2.250、Zb=-15.714，進而得出Z=2.223＞1.96，表明此模型中介效應(yīng)顯著。參考溫忠麟等［12］中介效應(yīng)檢驗流程，中介效應(yīng)顯著，但c'不顯著（c'=0.105，P＞0.05），證明睡眠時間在身體活動與腰背痛發(fā)揮中介效應(yīng)，且為完全中介作用。

3 討論

本研究使用2018年CHARLS數(shù)據(jù)分析我國45～69歲中老年人身體活動、睡眠時間與腰背痛發(fā)病之間的關(guān)系。本研究顯示2018年我國中老年人群腰背痛患病率為39.0%，高于國內(nèi)其他研究結(jié)果，如張硯卓等［13］對2011年CHARLS數(shù)據(jù)分析得出45歲以上中國人腰痛患病率為18.6%、李巧梅等［14］對2011年、2013年、2015年CHARLS數(shù)據(jù)追蹤調(diào)查顯示我國45歲以上人群腰背痛患病率為14.42%，這可能和研究時間段以及研究對象年齡段等有關(guān)。此外，研究顯示我國中老年人群LPA組占比為11.6%、MVPA組占比為88.4%，與王世強等［15］利用2018年CHARLS數(shù)據(jù)調(diào)查我國老年人LPA組占比14.85%相似。我國中老年人群睡眠不足占比超過一半（57.1%），其中時間＜7 h、6～＜7 h占比分別為33.1%和24.0%，與何向陽等［16］基于2015年CHARLS數(shù)據(jù)得出該睡眠時間占比相似。

身體活動與腰背痛的分析結(jié)果表明，身體活動強度越大腰背痛患病風(fēng)險越高。關(guān)于腰背痛與身體活動的研究較少，得出的結(jié)論也不盡相同，一項日本研究表明，自報身體活動與腰背痛發(fā)病無關(guān)［17］；但也有另外兩項研究表明，身體活動水平與腰背痛之間遵循U型曲線，身體活動過多或過少兩個極端值均會增加腰背痛的患病風(fēng)險［18-19］。大強度身體活動與高風(fēng)險腰背痛患病的可能關(guān)聯(lián)因素包括以下2個可能的原因：（1）郭凱林等［20］基于2011—2018年CHARLS數(shù)據(jù)分析得出，我國中年人身體活動量呈歷年增加的趨勢，運動通常被認為是健康的保護因素，許多人把鍛煉作為一種策略來緩解他們的疼痛，中老年人每天鍛煉量超過身體活動的總負荷，進而會增加腰背痛的發(fā)生風(fēng)險。（2）中老年群體隨著年齡的增加，伴隨著生理老化表現(xiàn)出最常見的退化性肌肉骨骼疾病，如骨質(zhì)疏松癥、關(guān)節(jié)炎和肌肉減少癥，運動過程中可能發(fā)生的損耗，也會增加腰背痛的發(fā)病風(fēng)險［21］。

睡眠時間與腰背痛的分析結(jié)果表明，睡眠時間與腰背痛呈負相關(guān)。與KELLY等［22］研究得出的結(jié)果一致，也與國內(nèi)李巧梅等［15］基于CHARLS數(shù)據(jù)的研究結(jié)果相似。CAMPANINI等［23］研究提出腰背痛與睡眠質(zhì)量呈雙向相關(guān)，腰背痛會導(dǎo)致睡眠問題，進而會增加疼痛，同樣睡眠問題會導(dǎo)致腰背痛，而疼痛又會加劇睡眠問題。針對睡眠時間與腰背痛的可能發(fā)病機制，現(xiàn)有研究表明，睡眠時間不足可能導(dǎo)致對潛在有害刺激的敏感性增加，其機制是睡眠不足會誘發(fā)低水平的全身炎癥，而這反過來又會增加敏感性，加劇疼痛和疼痛的維持［24］。

身體活動和睡眠是24 h生命周期的兩個核心生活方式組成部分，也是目前行為學(xué)研究的關(guān)注點。研究結(jié)果表明，高強度、長時間的身體活動會造成夜晚睡眠時間縮短，本研究與瑞典一項基于12 638名受試者的研究［25］結(jié)果相似，美國一項研究也證實日間更高水平的身體活動與晚上更少的睡眠時間有關(guān)［26］。本研究進一步對兩者與腰背痛的聯(lián)合影響發(fā)現(xiàn)，睡眠時間在身體活動與腰背痛患病中發(fā)揮完全中介效應(yīng)，即高強度身體活動所帶來的腰背痛風(fēng)險經(jīng)由睡眠時間銳減所完全傳遞，充足的睡眠時間在降低高強度身體活動所帶來的腰背痛發(fā)病風(fēng)險中發(fā)揮重要作用。因此，中老年人應(yīng)保持良好的生物節(jié)律，避免熬夜，睡前避免過度用腦，以及避免濃茶、咖啡等飲品攝入，以保證充足的睡眠時間降低腰背痛發(fā)病風(fēng)險。此外運動是把“雙刃劍”，不足、過量和不適當(dāng)?shù)倪\動勢必會對身體造成損害。高強度身體活動會引起睡眠時間減少，也會增加腰背痛患病風(fēng)險，提示中老年人在進行體育鍛煉時應(yīng)該根據(jù)自身情況合理安排運動量。

4 小結(jié)

我國中老年人中有超過1/3者患有腰背痛，身體活動水平越高或睡眠時間越短，腰背痛患病風(fēng)險越高。身體活動與睡眠時間行為間存在此消彼長的關(guān)系，在兩者與腰背痛的聯(lián)合關(guān)系分析中，睡眠時間在身體活動與腰背痛的關(guān)系中發(fā)揮完全中介效應(yīng)，高強度身體活動所帶來的腰背痛風(fēng)險經(jīng)由睡眠時間銳減所完全傳遞。本研究提示中老年人在進行體育鍛煉時，應(yīng)該根據(jù)自身情況合理安排運動量，并保持充足睡眠時間，以降低腰背痛患病風(fēng)險。本研究存在一定的局限性，首先自我報告的身體活動量、睡眠時間以及腰背痛受社會期望和回憶性偏差的影響，會對研究結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。此外，關(guān)于身體活動、睡眠時間、腰背痛三者之間的機制以及具體量效關(guān)系尚不明確，在今后的研究中需要較長時間隨訪和研究來探究三者之間的關(guān)系。

作者貢獻：李明哲、王晶晶負責(zé)本研究構(gòu)思與設(shè)計，并確定研究的可行性；李明哲、王成龍負責(zé)論文的撰寫與數(shù)據(jù)收集；田一川負責(zé)數(shù)據(jù)的整理與統(tǒng)計學(xué)分析，并對分析結(jié)果進行相關(guān)解釋；王晶晶負責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校，對文章整體負責(zé)。

本文無利益沖突。