《Chronobiology International》:Associations between adherence to 24-hour movement guidelines and parameters of the rest-activity rhythm among preschool-aged children: An exploratory analysis
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这项探索性横断面二次分析利用一项随机对照试验中84名3.0–5.9岁儿童的基线数据,检验了学龄前儿童24小时运动行为与休息-活动节律(rest-activity rhythm, RAR)之间的关联。研究人员使用R包GGIR处理加速度计数据,以得出时间使用组成和
这项探索性横断面二次分析利用一项随机对照试验中84名3.0–5.9岁儿童的基线数据,检验了学龄前儿童24小时运动行为与休息-活动节律(rest-activity rhythm, RAR)之间的关联。研究人员使用R包GGIR处理加速度计数据,以得出时间使用组成和免切点指标(平均加速度和强度梯度)。RAR通过相对振幅(relative amplitude, RA)、日间稳定性(inter-daily stability, IS)、日内变异性(intra-daily variability, IV)和昼夜节律功能指数(circadian function index, CFI)来表征。在调整年龄、性别、体质指数z评分、父母教育水平和有效加速度计佩戴天数,并经错误发现率(false discovery rate, FDR)校正的广义线性模型中,相对于其他行为,更多久坐行为与较低的IS(β = ?0.185;95%置信区间[CI]:?0.281,?0.089)、较高的IV(β = 0.249;95% CI:0.117,0.380)以及较低的CFI(β = ?0.252;95% CI:?0.338,?0.166)相关。相反,更多的轻度体力活动与较低的IV(β = ?0.324;95% CI:?0.547,?0.100)和较高的CFI(β = 0.239;95% CI:0.111,0.368)相关。较高的平均加速度与较高的CFI相关(β = 0.005;95% CI:0.002,0.008)。这些初步发现表明,相对较高水平的轻度体力活动和相对较低的久坐行为与学龄前儿童更健康的RAR相关。这些潜在关联值得在未来确证性研究中进一步探究。
学龄前阶段是建立健康24小时运动行为的关键窗口期。世界卫生组织(World Health Organization, WHO)建议学龄前儿童每日至少进行180分钟体力活动(physical activity, PA),其中至少包含60分钟中高强度体力活动(moderate-to-vigorous physical activity, MVPA),久坐屏幕时间不超过1小时,睡眠10-13小时。然而,以往研究多孤立探讨单个运动行为与健康结局的关系,忽略了24小时内各行为相互依存、此消彼长的组成特性。此外,仅将运动行为视为时间成分,未充分考虑其背后的昼夜节律生物学基础。休息-活动节律(rest-activity rhythm, RAR)是昼夜节律的行为表现,可通过加速度计客观量化。学龄前期是RAR成熟和稳定的关键阶段,RAR紊乱在成人和青少年中已被证明与认知、情绪及代谢问题相关,但在幼儿中研究极少。已有研究提示PA是重要的非光照授时因子,但24小时运动行为如何与学龄前儿童RAR相关联,仍属空白。为此,研究人员开展了一项探索性横断面二次分析,旨在探讨学龄前儿童24小时运动行为组成与RAR参数之间的关联。
该研究利用香港一项随机对照试验的基线数据,纳入84名3.0-5.9岁儿童。研究人员使用腕戴式加速度计连续监测7天,通过R包GGIR处理原始数据,估算睡眠、久坐行为(sedentary behavior, SED)、轻度体力活动(light-intensity physical activity, LPA)和MVPA的时间,并采用成分数据分析(compositional data analysis, CoDA)构建等距对数比(isometric log-ratio, ilr)坐标,以处理行为间的共依赖性。同时,还提取平均加速度和强度梯度两个免切点指标,以补充时间使用分析。RAR通过非参数指标评估:相对振幅(relative amplitude, RA)、日间稳定性(inter-daily stability, IS)、日内变异性(intra-daily variability, IV)及综合的昼夜节律功能指数(circadian function index, CFI)。广义线性模型调整了年龄、性别、体质指数z评分、父母教育水平和有效加速度计佩戴天数,并使用错误发现率(false discovery rate, FDR)进行多重比较校正。
主要技术方法可概括为:基于香港随机对照试验基线样本(84名学龄前儿童),采用加速度计(ActiGraph wGT3X-BT)连续7天佩戴,利用GGIR包处理得到行为时间组成及免切点指标(平均加速度、强度梯度);用ENMO切点(SED≤36 mg,LPA 37-188 mg,MVPA≥189 mg)分类强度;通过CoDA将四部分组成转换为ilr坐标;计算RAR非参数指标(RA/IS/IV/CFI);采用广义线性模型(高斯分布,恒等链接,HC3稳健标准误)并做FDR校正。
研究结果:
(一)样本特征与总体情况
84名儿童平均年龄4.9±0.7岁,男孩占58.3%。所有儿童均达到每日至少180分钟总PA的WHO建议。平均每天睡眠526分钟、SED 528分钟、LPA 316分钟、MVPA 71分钟,总体平均加速度为44.4 mg。
(二)24小时运动行为组成与RAR的关联
在未经FDR校正的模型中,相对于其他行为,更多SED时间与较低RA(β=-0.192,95%CI:-0.373,-0.011)、较低IS(β=-0.185,95%CI:-0.281,-0.089)、较高IV(β=0.249,95%CI:0.117,0.380)及较低CFI(β=-0.252,95%CI:-0.338,-0.166)显著相关。更多LPA时间与较高IS(β=0.168,95%CI:0.015,0.322)、较低IV(β=-0.324,95%CI:-0.547,-0.100)及较高CFI(β=0.239,95%CI:0.111,0.368)显著相关。经FDR校正后,SED与RA、LPA与IS的关联不再显著。未发现MVPA或睡眠与任何RAR参数的显著关联。
(三)免切点指标与RAR的关联
更高的平均加速度与较高RA(β=0.004,95%CI:0.001,0.008)、较高CFI(β=0.005,95%CI:0.002,0.008)和较低IV(β=-0.005,95%CI:-0.010,-0.001)相关;但FDR校正后仅平均加速度与CFI的关联保持显著(p=0.020)。强度梯度与任何RAR参数均无显著关联。
讨论中,研究人员指出,SED与LPA的相对平衡与RAR稳健性相关,而MVPA和睡眠与RAR无显著关联,可能反映了学龄前儿童MVPA水平较高但变异有限,以及其活动多为间歇性、非持续性的特点。LPA的持续性可能提供更稳定的授时信号,而SED可能通过降低生理峰值削弱昼夜节律振幅。睡眠的零结果可能与仅测量夜间睡眠时长、忽略午睡及睡眠质量有关。研究优势包括采用CoDA处理行为组成、整合免切点指标;局限包括样本量小、横断面设计、非参数指标在幼儿中缺乏常模、未纳入时间指标等。
结论:本研究表明,对于未完全达到24小时运动指南的学龄前儿童,较高的LPA相对占比与更稳定、更巩固的RAR相关,而更多的SED与节律碎片化和不规律相关。研究结果提示,通过整体优化24小时运动行为(尤其是增加LPA、减少SED)可能有助于改善学龄前儿童昼夜节律健康。未来需纵向和干预研究加以确证。