第一节　运动的健康效益

运动与健康效益之间存在复杂的因果联系。影响运动健康效益的外部因素包括信息、社会支持、环境和政策因素等，内部因素包括心理与生理因素等。通过提高运动水平改善身体能力（有氧耐力、生理机能、身体成分、技能、代谢能力与情绪），从而产生健康效果。而目前，运动不足已成为全球范围死亡的主要危险因素之一，许多国家缺乏运动的人群比例在不断增加。

一、运动的生理健康效益

有规律的适量的运动有益于健康，它通过提高个体运动水平改善身体能力，产生健康促进作用，防控慢性病发生发展，降低全因死亡风险。

（一）增强心血管功能

运动时交感-肾上腺系统活动显著增加，心率和每搏输出量增加，对心血管功能有良好的影响。

1.对心脏的影响

长期适宜的运动可导致心肌细胞体积增大，直径增粗，心肌收缩蛋白和肌红蛋白增多，肌原纤维间毛细血管密度增加，线粒体到毛细血管的最大氧气弥散距离缩小，有利于心肌组织的氧化磷酸化过程及能量产生。长期坚持适宜的运动可使心肌实质和间质成分成比例增长，使心脏的重量和体积增大，左心室舒张和收缩功能增强，心肌泵血功能显著提高，每搏输出量增加，心脏储备力增加，这对提高运动时的最大摄氧量和有氧耐力具有重要作用。

2.对血管的影响

运动对血管的影响主要表现在对血管内皮、平滑肌和微循环血管的良好影响。

（1）对血管内皮的影响：

由于血液流动对血管壁面切应力的作用，适宜的运动使得血管内皮细胞呈流畅梭形变化，其排列方向与血流方向一致，血管内皮的排列更符合流体力学原理，同时增强内皮细胞的内分泌功能。

（2）对血管平滑肌的影响：

适宜的运动可使动脉管壁中膜增厚、弹性纤维和平滑肌增厚，血管壁的弹性增强，血管搏动有力，有利于血液流动。

（3）对微循环血管的影响：

运动可使冠状血管扩张，刺激小动脉和侧支血管增生，增强冠状血管平滑肌细胞的功能，促使冠状动脉转运能力提高，改善心肌微循环，使心肌的氧气供应和营养物质供应丰富。运动还可以改变毛细血管在各器官里的分布和数量，使毛细血管开放数量及新生数量增多、分支吻合增多，有利于改善器官的血供，增强器官的功能。

（二）调节能量代谢

人体日常生活中的一切肌肉活动或运动实际上都是能量代谢过程。由于对能量代谢需求的改变，机体对能量的储存、释放、转换和利用也出现相应适应。运动时机体需要给骨骼肌提供足够的能量以满足骨骼肌收缩能量的需要。而ATP是肌肉收缩时将化学能转变为机械能的唯一直接来源，因此运动时肌肉ATP的再合成和转运速率将大幅加快。骨骼肌中ATP含量较低，为了保证运动时骨骼肌收缩的能量，ATP的分解过程必须与再合成过程密切偶联。在不同的运动模式下，各能量代谢系统的动用取决于运动强度和持续时间。

1.一次急性运动对能量代谢的调节作用

急性运动刚开始的能量主要来源于三磷酸腺苷（ATP）和磷酸肌酸（CP）的分解。ATP在ATP酶催化下迅速分解为ADP和Pi，同时释放能量。ADP随后与CP作为共同底物在肌酸激酶的催化下迅速再合成ATP。由于是直接利用骨骼肌储存的ATP，且骨骼肌用于再合成ATP的CP分解速率极快，所以磷酸源供能系统较乳酸供能系统和有氧氧化供能系统能够提供更大的输出功率。由于该过程中ATP、CP分解时不需要氧气的参与，也不产生乳酸，故为无氧代谢的非乳酸成分。如果运动维持足够的强度并继续维持下去，呼吸和循环系统的动员一旦不能满足运动骨骼肌对氧的需求，糖酵解供能系统将逐渐占据能量供应的主导地位，同时产生大量乳酸。糖酵解供能过程不需要氧气参加，同时产生大量乳酸，又称无氧代谢的乳酸成分。

有氧代谢较磷酸原和糖酵解供能系统具有更为复杂的化学过程。低、中强度运动中呼吸和循环系统的动员能够满足运动骨骼肌对氧气的需求，充足的代谢底物能够提供更大的能量供应总量，因此运动时间能大为延长。

一般来讲，在不同的运动模式、运动持续时间和强度下，3种供能系统都参与能量供应，只不过各自在总体能量供应中所占的比例不同。

2.慢性运动对能量代谢的调节

有氧代谢和无氧代谢能力除取决于能源物质储备外，能量代谢的调节能力以及运动后恢复过程的代谢能力也是重要因素。一般来讲，慢性运动可上调其主要能量代谢供能系统的酶活性，对神经、激素的调节更加敏感，内环境变化时各器官系统的功能更加协调，同时加速能源物质及各代谢调节系统的恢复，促进疲劳的消除。

慢性运动对能量代谢的影响可以用运动或能量节省化反映。慢性运动提高机体的运动节省化程度往往是骨骼肌能量代谢系统改善、运动单位募集类型改变、同等强度运动中通气量和心率降低以及运动技能提高的结果。

（三）改善身体成分构成

合理的身体成分构成有益于健康，已成为人们的共识。适宜的运动被认为是一种合理有效地改善身体构成的重要手段。研究认为，运动可以通过增加能量消耗，提高基础代谢率，抑制脂肪的生成来减少脂肪的积累，以及通过增加肌肉达到改善身体构成的目的。

1.运动对脂肪代谢的影响

长期坚持有氧运动能更好地降低人体的脂肪，同时增加瘦体重，使身体成分向良好趋势发展。中等强度运动（通常在最大摄氧量的50%～70%）被研究证明可以促进脂肪氧化达到最佳状态。也有学者提出，高强度的间歇运动在减肥效果方面要优于中低强度的运动。虽然高强度的运动过程利用脂肪氧化供能的比例较少，但是由于在高强度运动后机体恢复期内，人体的代谢率会升高并持续伴随，从而增加机体额外的能量消耗，促进脂肪分解。高强度运动后机体持续伴随的能耗为中、低强度运动能耗的大约9倍之多。

2.运动对骨骼肌的影响

研究发现，抗阻力量练习是刺激骨骼肌生长和肥大、增加肌肉力量的有效手段。抗阻力量练习对身体成分的影响主要体现在：①骨骼肌通过克服阻力刺激骨骼肌细胞的体积增加和肌肉生理横断面积增大；②抗阻力量训练可以促进机体运动后恢复期内的蛋白质合成；③同时从细胞和分子水平出发，力量训练可以激活肌细胞旁的卫星细胞，使其与体内的类骨骼肌细胞重新结合生成新的肌细胞，从而增加骨骼肌细胞总数量；④此外，骨骼肌的肥大促进机体内有氧代谢能力水平的提高可以加强脂肪组织的利用，达到减少脂肪控制体重的效果。

（四）改善骨健康

1.增加骨密度

运动可以直接或间接通过地面反作用力和肌肉收缩力对骨产生机械应力刺激，使骨产生功能适应性变化。适宜的运动对成骨细胞产生恰当的机械性应力，刺激成骨活性增强，增加骨组织内DNA和骨胶原的合成，引起骨结构的良性改变，如骨物理强度和坚固性增加、骨干变粗、骨密质增厚、骨质退行性变化推迟和减轻等。

运动可提高需钙值，促进钙的吸收。适当运动使骨皮质的血流量增加，改善骨组织的血液供给；进行户外运动，可接受充足的阳光，使维生素D增加，从而促进了钙的吸收，增加机体的骨密度。

2.调节骨代谢

适量的运动可提高雄激素及睾酮的水平，通过调节内分泌，提高成骨细胞的活性，促进骨的蛋白质合成，使骨基质总量增加，基质的增加又有利于骨的钙化。因此长期适量运动可促进骨的代谢，使骨密度增加。同时适量的运动可以抑制甲状旁腺激素的分泌，降低破骨细胞的功能，减少了骨钙的丢失，使骨密度保持在较高的水平。

（五）增强免疫力

免疫机能作为机体抵抗力的标志，是身体健康的代表性指标之一。运动与免疫的关系非常复杂，研究表明，不同的运动对免疫机能会造成不同的影响。适度的运动可提高免疫机能，降低患感染性疾病的风险，而过度运动则对免疫机能有抑制作用。

1.适度的运动增强机体的免疫力

经常适度运动者比静坐工作者患上呼吸道感染的风险明显要低，适度运动者每年患感冒的次数和患感冒的总天数明显少于不锻炼者。进行适度运动者免疫系统会发生数种有益的变化：一个为期3个月的适度运动计划使一组年龄为65～100岁老人的免疫力增强，他们由于呼吸道感染而住院的天数比同龄对照组明显减少；对坚持运动10年以上的老人进行研究发现，血浆白介素-1的活性比普通老人对照组明显增强，自然杀伤细胞（NK细胞）的功能增高，而对抗原刺激的淋巴细胞增殖反应影响不大，这表明，长期规律的运动可加强免疫功能。

运动能改善免疫功能，增加全身免疫和T细胞、B细胞数目和功能，增加杀伤细胞的数量和能力。每一次适度运动对人体的免疫监视功能都是一次促进，并且会在较长时间内降低机体感染的风险。定期进行适度运动，可增强免疫功能、降低患病风险。

2.过度的运动降低机体的免疫力

长期过度的运动对机体的免疫机能有较强的负面影响，主要表现为：①淋巴细胞数量减少，增殖能力明显降低，细胞免疫功能受到损伤；②主要免疫球蛋白含量显著降低；③运动后血浆儿茶酚胺和应激激素明显升高，并由此导致免疫细胞数量减少以及活性降低等免疫机能的不良变化；④鼻腔中性粒细胞吞噬作用降低，血液粒细胞氧化活性降低；⑤机体抗病毒能力降低；⑥延迟性过敏反应降低，表现为皮肤出现红疹等；⑦机体免疫系统产生细胞因子的能力降低；⑧上呼吸道清除外部病原体的能力受损；⑨大负荷运动影响细胞免疫和体液免疫。综上所述，过度的运动，对免疫机能有明显的负性影响。

（六）其他

1.改善呼吸系统功能

经常进行运动者，呼吸器官的构造和机能都会发生良性的变化，主要表现为骨性胸廓发达、胸围增大，既加大了从肺内向外排气的量，又为肺内充满较多的气体提供了空间条件。运动可以使呼吸肌逐渐发达且力量增强，由于膈肌的收缩和放松能力提高，肺活量也增大，特别是进行游泳和划船等项目的运动者肺活量增大尤为显著。随着运动水平的提高，肺通气量也相应增大，肺泡的弹性和通透性加大，更有利于进行气体交换，并且组织对氧的利用率也可能提高，表现为呼吸差加大（呼吸差即深吸气时与深呼气时的胸围之差），安静时呼吸频率变慢。同时，由于呼吸与运动的协调配合较好，能够适应和满足较强烈的运动对呼吸系统的要求。运动对呼吸系统的影响是多方面的，科学适宜的运动对呼吸系统有益。

2.增进消化系统功能

长期适量的运动可对消化系统的功能产生良好的效应，具体包括：①整体提高心肺功能，相应地促进消化器官的血液循环，保证氧气和营养物质的供给；②膈肌和腹肌的活动对腹腔内的消化器官起到节律性的按摩作用，可增强胃肠的蠕动；③中枢神经系统兴奋和抑制的协调状态有利于对消化系统调节机能的改善，而良好愉悦的心情又能提高食欲，有助于刺激消化液分泌，提高消化酶的活性；④适量的运动对预防消化道疾病有益处，如运动可加速肠道物质的运送，减少肠黏膜与致癌物的接触，从而降低大肠癌的发病率。运动使结肠动力增加，胃肠道机械撞击增多，加上腹肌收缩致结肠压力增加可减少便秘的发生。

3.改善神经系统的功能

运动是发展和保持神经系统功能的有效手段，科学安排运动的负荷对保证神经系统的功能有重要作用。适宜的运动有利于神经系统功能的正常运行。

适度的运动对保持和促进脑健康、延缓大脑功能的老化有明显效果。经常运动者脑血管会更有弹性，大脑血液循环更加通畅，这样能够向脑组织提供更充足的氧气和营养物质，使大脑活动更加自如、思维更加敏捷。

适度的运动可以减少脊髓前角细胞在衰老过程中的死亡数量，使脊髓前角细胞中的线粒体结构产生良好的代偿性改变并使脊髓前角细胞的细胞核、核仁增大，从而使脊髓前角细胞合成核糖体的能力增强。还有研究表明，适度的运动可引起大脑锥体细胞树突棘的数量增多，增加了中枢神经元的信息输入量。

二、促进健康的运动

促进健康的运动首先应该适度，包括运动的频率、强度、时间、类型和有关的注意事项。针对不同人群、不同生理和病理状态，适度运动有不同的内涵，其基本考虑是：①平常缺乏运动的人，如果能够经常参加中等强度的运动，他们的健康状况和生活质量都可以得到改善；②获得运动促进健康的有益作用不是必须从事很剧烈的运动锻炼，日常生活中的运动也会带来健康促进效益；③增加运动量（时间、频率、强度）可以获得更大的健康促进效益；④不同的运动频率、时间、强度和形式促进健康的作用有所不同，综合耐力、肌肉力量和柔韧性活动和锻炼可以获得更全面的健康促进效益；⑤根据个人条件，保持适度的运动可以降低发生运动有关的意外伤害的风险。

（一）运动的频率

运动频率经常或规律指每周5～7d，强调规律运动一方面因为平常缺乏运动的人，只有经过一定时间规律适度的运动积累，相应的健康促进效应才能显现；另一方面因为日常有适度运动的人，如果停止规律的运动，相应的健康促进效应会逐渐消失。特别值得指出的是，有研究表明为了弥补工作日运动的不足，周末进行较多的运动对健康促进也有积极的作用。运动的健康效益有赖于长期坚持。

（二）运动的时间

每天30min以上，或每周累计150min的运动，可以增进心肺功能、降低血压和血糖、改善血脂和血糖代谢、调节内分泌系统功能、提高骨密度、保持或增加瘦体重、减少体内脂肪蓄积、控制不健康的体重增加等，同时可以使冠心病、脑卒中、2型糖尿病、乳腺癌和结肠癌的发病风险降低20%～30%，有益于健康。具体到运动强度和时间，强度较大时，运动时间可以较短；强度较小时，运动时间应增加，每天15～60min，不强调每次运动时间都要达到期望值，而是以每天或每周应达到累计时间为佳。

现有证据还表明，针对不同的健康目标，运动的内容和剂量可能不同。通常维持体重需要60～90min/d的中等强度运动量，以达到一个总的运动能量消耗值。但如以降低各种慢性疾病风险为目标，每天30min中等强度的运动对于无论是体重正常还是肥胖的人群都是有效的。

分次（10min/次×3）累积30min运动，其效应相当于一次持续30min的运动。现有的证据提示，男性每周累计爬楼梯125层，女性85～100层，每次至少5层，有助于改善心血管系统的健康水平。

就运动时间而言，每天30min中等强度运动对心血管疾病、糖尿病和相关癌症预防作用证据充足，且延长活动时间可以获得更大的健康效益。

（三）运动的强度

几乎所有的运动推荐量和指南都强调中等强度运动有益于健康。中等强度的运动可以降低心血管疾病、糖尿病、结肠癌和乳腺癌等慢性疾病的发病风险和病死率。强度大于或等于7METs（代谢当量）的活动具有更强的促进和预防疾病的作用，强度小于3METs的活动可以增加能量消耗，有助于体重控制。

1.运动强度与死亡率的调查数据显示，每周运动的能量消耗在700kcal以上，就可见明显的死亡率降低效应，但这一变化趋势到3500kcal/w时不再增加。折算下来，每天运动的能量消耗约在100～500kcal左右，约相当于中等强度运动30min到较大强度运动60min。

2.从运动强度与健康效益的剂量反应关系看，缺乏运动的人增加运动强度所获得健康效应最大，而运动较多的人增加运动强度所增加的健康效应较小，但他们获得的累计健康效应更大。

3.中等强度运动的推荐能量消耗值通常为150kcal/d，由于体重不同，完成同样时间或距离运动的能量消耗不同，所以运动消耗150kcal所需时间也不同，30min只是一个平均值。用心率掌握运动强度，由于不同个体的基础心率的差异，同样心率的运动负荷量也因人而异。

4.从运动有益健康的作用上讲，除了一些疾病状态下对运动强度有所限制外，适宜时间和频率的各种强度运动对健康都是有益处的。因此，指导日常运动的基本原则之一是进行尽量多的运动。

（四）运动的风险

1.运动的风险

运动的风险是指活动中和活动后发生疾病或伤害的风险，包括心血管事件和外伤。尽管适量运动降低发生心血管疾病的风险和死亡率，但是剧烈运动可以诱发心血管意外。对于心血管系统健康的人群，这种情况通常不会发生，但已有心脏病理改变、已经明确诊断有心血管病和表面上健康却有隐性心脏病的患者易发生心血管意外事件。小于35岁者发生运动猝死的可能性较小，美国报道的按年计算的发病率，女性为1/770 000，男性为1/130 000，原因以肥厚性心肌病为主。中老年人发生运动猝死和非致命性心肌梗死的危险增加，主要与血管动脉粥样硬化斑块的破裂有关。临床运动试验的统计显示，经过健康筛查，健康者发生意外的可能性很小，而高危患者各种心血管意外的发生率为6/10 000。

运动外伤是另一类与运动有关的健康危害，其原因与准备活动不充分、疲劳和运动过度等有关，器材、着装、道路和场地等因素也与运动外伤的发生有关。运动强度、时间和频率的增加都伴随运动外伤发生率的增加，因此适量运动是关键的。

2.运动风险的预防

运动的风险和效益并存，有益健康的运动必须适度。为避免运动伤害，应注意以下几点：①量力而行、循序渐进并采取必要的保护措施；②关注运动中的安全，自我监测运动中的不适症状；③掌握发生意外时的应急处置技能；④平时活动少的人、中老年人、患病者和有潜在疾病者，锻炼前需进行健康风险筛查和运动能力评估；⑤合理安排运动量。

三、运动与全因死亡率和慢性疾病

（一）运动与全因死亡率

1.全因死亡率

全因死亡率是指一定时期内各种原因导致的总死亡人数与该人群同期平均人口数之比。全因死亡率，就是“所有死因的死亡率”，不论何种原因导致的死亡，都算作死亡人数。全因死亡率是用来衡量某时期人群因病、伤死亡危险大小的指标。

2.运动与全因死亡率

全因死亡率是一个反映各种危险因素作用的综合指标，运动同样是一个作用于多个系统的综合因素，因此运动与全死因死亡率的关联更全面的反映了运动对人类健康的影响。

与久坐少动生活方式或心肺功能水平低的人群相比，参加中等到大强度运动或心肺功能健康水平高的人死亡率更低。参加中等强度运动，例如每周爬20层楼梯，可以降低全因死亡率，参加强度更大的运动所带来的效应更大，全因死亡率进一步降低。

对于发生有关慢性疾病的高危人群，运动同样有效。与久坐少动生活方式的慢性疾病人群相比，经常参加运动的慢性疾病人群，发生过早死亡的机会低；在超重和肥胖人群中，运动较多和身体素质较好的人群，发生过早死亡的机会低。不活动的心血管疾病患者死亡率较运动较多者高2～4倍，增加运动水平能够减少20%～35%的死亡率。积极的体育锻炼能够减少50%以上由心血管疾病引发的死亡率，而且，每周通过运动和体育锻炼增加1 000kcal（4 200kJ）的能量消耗或者增加1MET活动强度能够减少20%的死亡率。高负荷的运动能够有效降低来自各种疾病的死亡率。这些结果表明，运动的多少与死亡率有着重要的关联，运动越多者死亡率越低，甚至运动负荷量适当的增加都能够有效地降低死亡率，积极从事运动的人能够减少死亡率达44%。因此，有规律地进行运动可以降低冠心病、脑卒中、2型糖尿病、高血压、结肠癌、乳腺癌和抑郁症等疾病的死亡率。

（二）运动与慢性疾病

慢性非传染性疾病目前已构成全球近50%的疾病负担，每10例死亡中约有6例归因于慢性非传染性疾病，缺乏运动是慢性疾病的一个独立高危因素。

1.运动对普通成年和老年群体慢性疾病发生率的影响

（1）运动对普通成年群体慢性疾病发生率的影响：

运动能够和药物一样预防和控制疾病。成年人群运动和慢性疾病之间存在着线性关系，即越缺乏运动的人，其患慢性疾病的机率就越高。

（2）运动对老年人群体慢性疾病发生率的影响：

与年轻群体相比，运动对老年群体慢性疾病发生率的预防效果更为显著。大量的研究证明，运动和老年人慢性疾病发生率之间存在定量关系。积极运动的老人和缺乏运动的老人相比，其慢性疾病的发生率更低。每天多活动1h的老年人，其瘫痪的概率会减少40%～50%。总之，对老年群体而言，运动和慢性疾病发生率之间存在剂量-患病率（dose-response）的关系。

2.运动与心血管疾病

与从事规律的中等强度以上运动的人群相比，缺乏运动人群发生各种致命性和非致命性冠心病事件危险度高1.5～2倍。临床有关研究所提供的证据可以从多个角度说明运动对于冠心病影响的机制，包括对动脉粥样硬化、血脂、血栓形成、血压、微循环和纤溶活性的影响。

3.运动与糖尿病

很多前瞻性研究证实，运动较多的人2型糖尿病发病率低于运动少的人。据估计，适宜水平的运动可以减少30%～50%糖尿病的新发病例。

运动影响糖尿病的生物学机制主要发生在系统、组织和细胞水平。一般讲，包括胰岛素敏感性的增加、葡萄糖代谢的改善、发生动脉粥样硬化的危险降低和腹部脂肪的减少等。适应于规律的运动而产生的这种保护作用，可以在停止运动以后短时间内降低，运动预防和治疗糖尿病的作用似乎只来自于持续规律的运动。

4.运动与癌症

研究显示，运动具有预防结肠癌和结肠癌前病变的作用。运动降低结肠癌危险的机制包括影响前列腺素代谢、减少粪便在肠道的通过时间和增加抗氧化活性物质的水平。现有的证据没有发现运动与直肠癌的明确关联。

多数研究报道证明运动多的妇女发生乳腺癌的危险降低。在绝经前、围绝经期和绝经后女性人群中，休闲时间或职业相关的运动伴随发生乳腺癌的危险度降低约30%。运动可以影响雌激素和孕激素的分泌、代谢和清除，是运动降低发生乳腺癌危险的可能原因。

有关运动与其他癌症的关联，目前的证据尚不足以做出结论。有一些证据提示大强度的运动有预防前列腺癌的保护作用，但另一些研究者并没有证实这一关联。对于运动与女性的子宫和卵巢肿瘤、男性的睾丸癌及两性的肺癌的关联，有关的研究还太少，结论也不明确。

5.运动与腰痛、骨质疏松、关节炎和跌倒

毕生参加运动可以提高、维持肌肉骨骼系统的健康，也可以延缓由于缺乏运动而产生的增龄性肌肉骨骼系统功能水平的降低。老年人参加运动，可以帮助其维持肌肉力量和关节的柔韧性，进而保持自己的独立生活能力、减少发生跌倒和股骨颈骨折的危险。缺乏运动与骨质疏松和骨折的发生相关。在青少年和中年女性人群的研究中可见，负重的运动对于提高骨量峰值有重要意义。运动负荷具有增加骨量的作用，但是最有效的运动形式尚不清楚。

研究表明，运动可以降低老年人发生跌倒的危险，但现有的证据还不足以确定缺乏运动对于跌倒的独立贡献。

运动对于维持关节的健康是必需的，也有助于控制关节炎的症状。尚没有证据说明运动本身可以引起关节炎，但是随着运动强度和时间的增加，发生关节外伤的危险有增加趋势。普通人长期参加休闲性的跑步，没有发现增加发生关节炎的危险。

（张　钧）