基于非运动最大摄氧量方程估算的新冠大流行期间成人心肺适能变化

《Discover Public Health》：Adult cardiorespiratory fitness changes during the COVID-19 pandemic estimated by non-exercise \(\:\dot{V}\) O2max equations

　　

背景：随着社交距离措施的改善，身体活动模式已恢复至大流行前水平。然而，关于新冠大流行对成人心肺适能的影响仍不明确。研究人员提出以下问题：新冠大流行在两年后是否继续影响成人的心肺适能？与横断面分析相比，基于纵向研究的方程是否更适合评估大流行对心肺适能的影响？本研究旨在开发纳入心血管危险因素的非运动横断面和纵向方程，用于预测跑步机最大摄氧量，并通过这些方法比较大流行期间心肺适能的变化，为大流行对心肺适能的长期影响提供关键见解。 方法：分析了来自流行病学与人类运动研究的1295名参与者的数据，其中498人接受了至少两次心肺运动测试，中位随访时间为2年。采用线性多元层次模型和混合效应模型开发方程。将最佳模型应用于完成调查的405名成人，以估计大流行期间的心肺适能变化。 结果：年龄、体重、身高、性别、高血压、糖尿病、血脂异常、肥胖、体力活动不足、吸烟状况和β受体阻滞剂使用是最大摄氧量的关键决定因素。最佳横断面方程和纵向方程的预测因子分别解释了最大摄氧量总变异性的72%和56%。从问卷获得的大流行期间的最大摄氧量显著低于大流行前的值。然而，经年龄调整后的下降在横断面模型中更为显著，为-0.82 mL·kg?1·min?1，而纵向模型为-0.63 mL·kg?1·min?1。 结论：研究结果表明，人口统计学和人体测量学因素、心血管危险因素以及β受体阻滞剂可以合理地估计两种方程类型中的最大摄氧量。重要的是，两种方法都有效地捕捉到了大流行对巴西成人心肺适能的不利影响，其中横断面模型显示出更显著的变化。鉴于观察到的与心血管健康的关联，这强调了在大流行相关限制期间促进个人体育锻炼的重要性。

论文解读：《基于非运动最大摄氧量方程估算的新冠大流行期间成人心肺适能变化》

研究背景与意义

心肺适能（Cardiorespiratory Fitness, CRF）是反映人体整体健康水平的重要指标，其水平高低与心血管危险因素及死亡率呈显著负相关。研究表明，即使是小幅度的心肺适能提升也能显著降低死亡风险。然而，在实际临床和公共卫生实践中，由于设备昂贵、操作复杂等原因，直接进行最大摄氧量（Maximal Oxygen Uptake, V˙O_2max）测试往往难以普及。因此，开发基于非运动变量（如人口统计学特征、人体测量指标及心血管危险因素）的预测方程显得尤为重要。现有的预测模型多侧重于横断面设计，忽视了心肺适能随时间推移的动态变化特性，且鲜少整合经典的心血管危险因素。此外，新冠大流行期间实施的严格社交隔离措施导致全球人群的日常体力活动大幅减少，这种生活方式的剧变对成人心肺适能产生了深远的负面影响。尽管目前体力活动水平有所回升，但大流行对心肺适能的长期遗留效应及其恢复情况尚不明确。在此背景下，本研究旨在通过构建创新的非运动预测方程，深入探究大流行期间成人心肺适能的变化轨迹，为制定针对性的公共卫生干预策略提供科学依据。

关键技术方法

本研究依托于巴西圣保罗联邦大学开展的“流行病学与人类运动研究”（EPIMOV）队列数据。研究人员首先从该队列中筛选出1295名参与者用于开发横断面预测方程，并从中选取了498名至少完成两次心肺运动测试的参与者用于构建纵向预测方程，中位随访时间为2年。为了评估大流行的影响，研究人员还针对405名巴西成年人开展了一项在线横断面调查，收集了大流行前后的自我报告数据。在统计分析方面，研究人员采用了线性多元层次回归模型来推导横断面方程，而对于纵向数据的处理，则运用了线性混合效应模型（Linear Mixed Models），将个体识别号作为随机因子，以精确捕捉随时间变化的个体内差异。所有模型的变量筛选均严格控制多重共线性和统计显著性阈值，确保方程的稳健性与可靠性。

研究结果

1. 方程开发与模型性能

研究成功构建了基于非运动变量的V˙O_2max预测方程。结果显示，年龄、体重、身高、性别、高血压、糖尿病、血脂异常、肥胖、体力活动不足、吸烟状况以及β受体阻滞剂的使用均是V˙O_2max的关键决定因素。在模型解释力方面，横断面方程展现了更强的预测能力，其预测因子解释了V˙O_2max总变异性的72%；而纵向方程虽然略低，但也解释了56%的总变异性，证明了这两种方法在非运动环境下评估心肺适能的有效性。

2. 大流行期间心肺适能的变化

通过将构建的方程应用于在线调查数据，研究发现大流行期间的V˙O_2max估算值显著低于大流行前水平。在未经年龄调整的比较中，横断面模型显示V˙O_2max下降了-0.82 mL·kg?1·min?1，而纵向模型显示为-0.63 mL·kg?1·min?1。当进一步根据调查完成日期对参与者的年龄进行调整后，这种下降趋势依然显著，表明大流行确实导致了成人心肺适能的实质性衰退，且这种衰退幅度超出了正常衰老带来的自然下降速率。

讨论与结论

研究人员的讨论指出，本研究的纵向设计及其通过气体分析直接评估V˙O_2max的方法，弥补了以往研究过度依赖横断面数据或间接指标的局限。虽然横断面模型在人群中显示出更大的下降幅度，但这可能源于选择偏差或队列效应；相比之下，纵向模型在追踪个体内部变化和控制未测量因素方面表现更佳。研究证实，即便在体力活动逐渐恢复的当下，大流行造成的“心肺适能赤字”依然存在。这种额外的衰退不仅与社交隔离直接相关，还可能受到居家隔离期间心理压力、身体成分改变等多重因素的综合影响。因此，未来的公共卫生政策应高度重视在健康危机期间维持和促进居民体育锻炼的重要性，特别是针对教育程度较低或资源获取受限的弱势群体，应提供必要的居家锻炼指导和支持。

综上所述，本研究得出的核心结论是：人口统计学、人体测量学指标以及心血管危险因素能够合理且有效地估算成人在不同情境下的V˙O_2max。无论是横断面模型还是纵向模型，均清晰地捕捉到了新冠大流行对巴西成人心肺适能产生的不利影响。这一发现强烈提示，在未来的公共卫生限制措施期间，积极推广和鼓励个体进行体育锻炼至关重要，这对于缓解心肺适能下降、维护心血管健康具有不可替代的作用。