一、前言
1. 双重挑战:体力活动不足与久坐行为
体力活动不足和久坐行为已成为与心血管疾病、肥胖、糖尿病以及心理健康问题密切相关的重大公共卫生挑战。定期参与运动不仅被认为能够提高体力活动水平,还可有效减少久坐时间,从而在预防疾病和增强体质方面发挥重要作用。现有指南建议成年人每周累计至少进行150分钟的中等至高强度体力活动,或75分钟的高强度体力活动。然而,全球体力活动水平仍普遍低于预期,且近年来并无显著改善。阻碍体力活动或运动参与的因素多种多样,访谈与调查结果显示:“时间不足、环境限制和缺乏设备”被认为是主要障碍。
在特定情境下,例如课程安排紧凑的大学校园环境,久坐行为可能进一步加剧,而运动参与则受到抑制。大学生在清醒期间大部分时间处于久坐状态(如,课程学习)。横断面调查显示,至少一半的大学生未达到推荐的体力活动水平;英国数据表明,大学生每天久坐时间平均约为8小时。回顾性调查进一步指出,成年早期通常是体重增加的高发期,而大学期间形成的久坐生活方式很可能在随后的5至10年间持续。近期研究通过短信提醒、行为教育和环境改善等干预策略,为减少大学生的久坐行为提供了初步证据。然而,由于久坐行为与体力活动水平呈负相关,旨在同时减少久坐时间和增加体力活动的运动干预可能是更理想的解决方案。因此,开发一种适合大学校园环境、实用性强的运动策略显得尤为关键。
图1 久坐行为:全球公共健康卫生系统面临的重大挑战
2. 潜在对策:碎片化运动的现状与不足
一种名为碎片化运动(Exercise Snacks, ES)的新兴策略为应对上述挑战提供了潜在解决方案。ES的特征是在一天内进行多次短时、剧烈的运动,其效果已得到流行病学研究的支持——每天仅3次、每次1-2分钟的高强度体力活动,与全因死亡率、癌症死亡率及心血管疾病死亡率显著降低相关。先前ES干预研究显示,6-8周后ES可显著改善成年人心肺适能与有氧表现。此外,ES对老年人的肌肉健康与身体功能也可能具有积极作用,同时能抵御久坐行为引发的急性糖脂代谢及血管功能的不利影响。尽管如此,目前关于ES的研究大多集中在其生理功效上,而对其在真实情景中的可行性研究则相对有限。已有的ES可行性研究主要关注工作场所和家庭环境,结果显示出一定的鼓舞性。然而,ES在大学校园内对学生群体的可行性仍缺乏系统研究。
将ES与传统指南推荐的有氧持续运动(如中等强度持续训练,MICT)进行比较,可以进一步明确ES在时间经济性方面的潜在优势,将更有利于揭示ES作为一种省时、实用运动策略对大学生的吸引力。其次,ES在享受度、情感反应及满意度方面的评价可以更全面地反映其作为实用策略的潜力。此外,尽管现有ES研究主要聚焦于生理指标,却鲜见评估其对生活质量和心理健康等感知益处的影响。最后,通过开放性反馈及半结构化访谈了解受试者对ES的参与观点,可以为后续“真实世界”应用研究提供重要参考,揭示参与障碍、促成因素及未来实际应用的建议,最终为未来更大规模研究或实践应用提供方案参考依据。
3. 研究目的与假设
本研究旨在探索校园环境下基于爬楼的ES训练的可行性、感知益处与参与观点。这项为期6周的研究采用3次30秒全力爬楼训练(间隔1-6小时休息)作为ES干预方案,并与传统MICT(40分钟中强度持续骑行)进行对比。研究假设为:ES和MICT在可行性和感知益处方面类似,同时大学生将ES视为一种适合校园环境的实用运动选择。
二、研究方法
1. 研究设计
本研究为一项为期6周的校园随机混合方法试点试验,旨在比较ES、MICT和对照组(见图2)。本研究作为干预项目的一部分,是针对主要生理结果试验的二次分析(dx.doi.org/10.1139/apnm-2023-0593),专注于独立的研究目标。其余详细信息请参见原文。
2. 训练干预方案
参与者通过填写在线群聊表格安排下一周的具体干预时间,分别针对ES组和MICT组的特定需求。所有干预均由研究团队的训练助理负责实施和监督。由于ES组要求参与者在一天内完成三次独立的爬楼训练,因此允许参与者根据个人日程灵活安排训练时间。同时,由于实验楼梯距离实验室较近,确保了该干预方案的可操作性。为解决研究助理监督时间有限的问题,我们鼓励参与者尽量与同伴共同完成训练。ES参与者每周训练三天,每天完成3次30秒的“全力”爬楼训练,每次至少间隔1小时,持续6周,共计54次训练。该爬楼训练方案基于Jenkins等人提出的设计。在本研究中,每次ES训练包括连续爬上6层楼梯,每层21级台阶,共126级台阶。楼梯每级台阶的尺寸为长230厘米、宽30厘米、高15厘米,每层楼梯总高度为3.15米,总高度为18.9米。ES与MICT每次训练细节方案见图3。
3. 结局测量
本研究测量了可行性(保留率、完成率、保真度)、运动时的享受程度与情绪变化程度、未来意向、干预方案满意程度、长期感知益处(生活质量与感知压力程度)变化、参与者观点(基于半结构化访谈)等指标。详细细节请参见原文。
三、研究结果
训练过程的干预特征结果、满意度详细调查结果、半结构化访谈提纲与结果等详细信息已置于本文末中附件供参考。
1. 脱落率、完成率与训练特征
请参见图4。
4. 参与者观点
多数 (12/14) 参与者对参与 ES 持积极态度,并发现参与 ES 比最初预期的要容易。参与者的观点分为三个主题:促成因素、实施障碍和未来建议。每个主题下的子主题以及编码示例在图7和文末补充材料中进行了详细总结。
四、讨论
本研究首次将新兴的ES策略与传统MICT进行对比,重点探索了ES在大学校园环境中的可行性、感知收益和参与观点。基于爬楼的ES对体力活动不足的大学生具有良好可行性,在未来意图、享受度和满意度等方面与MICT相当。两种运动策略均改善了生活质量,其中ES在减轻感知压力上表现更优。定性访谈进一步揭示多数参与者对ES持积极态度,访谈提供了关于参与驱动因素和障碍的有价值见解,为未来推广提出建议。
1. 可行性
本研究中最大心率和主观感知努力程度与先前实验室“高强度”运动研究的结果相似,表明在真实环境中实施ES并达到预期强度是可行的。同时,大量证据支持短时高强度运动与健康益处之间的关联。然而,有观点认为高强度运动可能引发负面情绪体验,进而影响运动的参与和坚持。有趣的是,尽管ES属于高强度运动,参与者普遍表示愉悦感较高,且未出现情绪负面变化。这种积极体验也反映在ES的高完成率(97%),与MICT的完成率(93%)相当。这些发现初步验证了在大学校园环境中实施ES的可行性与接受度。
在未来意向、享受度和满意度方面,ES与MICT之间无显著差异。这表明,对于体力活动不足的年轻人,ES是一种实用且可行的MICT替代方案。然而,Little等人评估了年轻人对实验室条件下自行车冲刺型ES和冲刺间歇训练的意图及享受度,结果显示实验室ES的未来意图(3.3 vs. 4.8)和享受度(4.5 vs. 5.2)均较低。这表明,在实验室条件下完成高强度冲刺的ES方案接受度较低,而参与者更倾向于在现实环境中进行类似运动。本研究采用校园楼梯作为ES场地,并提供时间灵活性,使受试者能够根据个人日程安排锻炼时间。结果显示,这种设计显著有着较高的接受度。类似地,先前在38名老年人中进行的4周ES干预表明,ES享受程度较高,其中82%的参与者计划未来在家中继续进行类似运动。该结果突显了实验室环境下高强度训练与享受度之间的复杂关联,同时强调了未来在真实场景中评估ES等偶发性高强度运动可行性的必要性。近期针对工作场所爬楼HIIT和ES的研究同样显示,两者在愉悦感方面表现相当。上述结果表明,在得出高强度运动不适合普通人群的结论之前,应在真实环境中对ES等新兴高强度干预措施开展更多实证研究,以全面评估其可行性和潜在益处。
2. 感知益处
已有研究表明,低量HIIT可改善生活质量并减轻压力等心理结果。然而,目前关于ES对感知功效的研究尚属有限。据我们所知,本研究首次探索了ES对不活跃成年人的生活质量和感知压力的影响。尽管结果尚不完全明确,但ES显著提升了生活质量并降低了感知压力。类似研究支持我们的发现。例如,基于Allison等人方法的短时爬楼梯运动显著改善了年轻男性的表现,使他们感到更有活力、更少紧张、疲劳感减轻,同时高强度运动与更好的认知效益密切相关。此外,在社区和工作场所进行的低量HIIT研究表明,该方法可显著提升工作能力(约9%)和生活质量(约15%)。考虑到大学生在校期间常常久坐(如课程、学习或研究活动),将ES可能对心理和认知功能产生显著的积极影响。本研究中观察到的生活质量改善和压力减轻进一步支持这一假设。结合ES的潜在认知和心理效益,ES或许是一种对大学生具有吸引力的干预策略,值得在未来研究中深入探索。
3. 参与观点
嵌套的定性分析表明,在校园环境中引入基于爬楼的ES是一种可行的策略。参与者的观点与此前针对老年人的研究一致,他们认为ES“易于完成”、“能够融入日常生活”和“时间效率高”是主要外部促进因素。其中,“易于完成”是参与者最常提到的优势。部分参与者指出,ES的简短性和低设备需求使其能够轻松融入日常活动,例如上下楼梯时即可完成。这一发现与先前关于锻炼障碍的研究一致。此外,参与者提到了一些内在促进因素。许多人认为ES有助于缓解学习和研究压力,改善情绪状态,这与本研究观察到的感知压力下降相符。一些参与者提到,健康益处的感知增强了他们的参与意愿,这与健康信念模型一致。另有参与者提到,ES通过“微习惯”培养了自我效能感,这与班杜拉的自我效能理论相符。尽管未直接测量该效果,但Stork等人的研究表明,爬楼梯式ES确实能提高自主效能感。
然而,参与者也指出了一些障碍因素。外部障碍包括“时间表冲突”、“强度较高导致恢复困难”和“每日三次频次过多”。部分参与者表示,ES可能干扰学习和研究安排,强度和恢复需求带来的挑战也与主观感知努力和心率数据一致。多数参与者更倾向于将频次减少至每日一至两次。内在障碍则包括“动机下降”、“在公共场所独自锻炼的心理压力”和“对效果的怀疑”。一些人认为,随着时间推移,ES可能因单调而变得像一项任务,尤其是爬楼梯的重复性较高。近期HP研究团队开发的《绿瓦工间操》或提供更多样的方式选择。此外,在公共场所进行锻炼可能引发心理压力,这一发现与先前Snacktivity访谈结果一致。部分参与者对ES效果的怀疑可能受到现行体力活动指南的影响,但他们表示,如果有更多科学证据支持ES,他们的参与意愿会更高。这一结果强调了将ES与其他锻炼形式相结合的重要性,同时应探索其在不同环境中的应用,并向公众推广短时高强度运动的益处。
参与者还提出了一些改进建议,包括团体活动和可穿戴技术等外部措施。鉴于大学生的社交需求,班级团体活动可能是一种可行策略,也可推广至中小学场景。可穿戴设备可用于量化ES效果并提供实时提醒和反馈,以克服“忘记锻炼”这一常见障碍。已有短期干预研究表明,电子提醒能够有效减少久坐时间并增加活动量。此外,参与者还建议调整频次和制定长期、渐进、个性化方案。研究显示,每周2次全力冲刺间歇训练(SIT)在心肺健康改善方面与每周3次或4次效果相似,同时较低的频次可能降低退出率,这与本研究访谈结果一致。未来研究应进一步探索ES的最佳频次,以在不影响生理益处的情况下提高可行性。
4. 潜在局限
在解释本研究结果时,需认识到一些潜在局限。首先,混杂因素(如参与者体力活动)未用客观测量工具(例如加速度计)监控。其次,感知效能的测量依赖于参与者的主观报告,未来研究有必要对心理指标进行更客观的评估。第三,本研究的干预和对照组参与者均来自同一校园,可能存在潜在的污染风险。最后,本研究对象为单一大学校园内的年轻成年人,结果的普适性可能受到限制。未来的研究应探索这些结果在不同人群中的适用性,并研究社会人口学变量(如教育水平和性别)对运动依从性和健康结果的影响。
五、研究结论
基于爬楼的ES在大学生中具有较高可行性,且未来意愿、愉悦度与满意度与传统指南中所推荐的MICT相当。两种训练对生活质量均有积极改善,但ES在缓解主观压力方面似乎更具潜在优势。半结构化访谈中参与者观点反馈为进一步在真实世界中应用ES提供了宝贵参考与未来建议。
六、观点与展望
ES作为一种新兴的运动干预策略,展现了同时促进体力活动和减少久坐行为的双重潜力。本研究结合了实验室研究的监督与客观监测优势,以及校园环境的自然条件(如楼梯和参与者自主选择干预时间),首次系统探索了ES在大学生群体中的可行性和感知效果。本研究通过定性访谈深入分析了影响ES参与的关键促进因素与障碍,为未来的实际应用提供了宝贵建议。这些见解为实践推广和大规模干预研究奠定了重要基础。
为进一步验证其有效性和可持续性,未来的研究亟需在真实场景中进行长期干预(如至少12个月的随访),以评估ES的长期效果及对行为模式的潜在影响。
鉴于ES以每日多次、短时运动为特征,传统监测手段难以全面捕捉其干预效果,因此未来研究应整合可穿戴设备(如三轴加速度计)与在线App应用程序,实现高频率和高精度的行为监测。
ES可能通过逐步改变久坐行为模式对生活习惯产生深远影响,这一假设虽然具有理论支持,但仍需进一步的实证研究加以验证。
在脑健康领域,ES的潜在益处也值得关注,尤其是其对脑源性神经营养因子(BDNF)的影响。已有研究表明,类似的短时高强度运动(如HIIT)在这一领域可能具有积极作用,因此未来应进一步探索ES在改善认知功能和神经健康方面的潜力。
ES在慢性病患者或高风险人群中的适用性及依从性也尤为重要,这对于扩大ES的适用范围具有关键意义。进一步研究还应重点评估ES对临床指标的急性及长期疗效,例如糖化血红蛋白、炎症标志物等,以提供更有力的实证支持,推动其在更广泛人群中的应用。
随着相关研究的逐步推进,ES有望成为一种高效、实用的干预策略,为同时提升体力活动、减少久坐行为提供一条“康庄大道”。
原文参考:sms14771.pdf
电子附件:Supplementary Material for Review.docx
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