成分等时替代模型分析大学生24 h活动行为与自测健康的关联

摘      要：对河南省某高校1 406名18～24岁大学生开展横断面调查，通过国际体力活动问卷与匹兹堡睡眠指数量表进行24 h活动行为调查，采用自测健康评定量表评估健康水平，运用成分分析和等时替代模型方法分析大学生24 h活动行为与自测健康的关联及替代效应。结果显示：（1）24 h活动行为与大学生自测健康各因子、维度及总分均显著相关（P<0.001），MVPA、LPA及睡眠时间占比均与大学生自测健康总分呈显著正相关（MVPA：β=3.68，P<0.05；LPA：β=1.45，P=0.05；睡眠：β=1.95，P<0.05），久坐行为时间占比与大学生自测健康总分呈显著负相关

（β=-4.31，P<0.05）；（2）15 min等时替代模型预测变化显示，MVPA替换其他活动行为后大学生自测健康得分均显著上升，且MVPA替代久坐行为对提高自测健康得分的效应最佳；（3）在从-40 min到40 min的剂量-效应关系中，其他行为替代MVPA产生的不利影响大于MVPA替代其他行为产生的益处，同时5 min是健康效益变化的最佳转折点。研究认为，大学生24 h活动行为的综合效应值需高度重视，尤其应关注MVPA不足和久坐时间过长对大学生整体健康的负面影响。促使久坐行为向MVPA适度转化可以有效改善大学生的健康水平，而睡眠可能是健康干预的另一重要方向。此外，每天45 min的MVPA最低推荐量能够让大学生获得最高效的体质健康效益。

关  键  词：24 h活动行为；成分分析；等时替代模型；自测健康；大学生

中图分类号：G806    文献标志码：A    文章编号：1006-7116（2025）02-0139-08

Compositional isochronous substitution model to analyse the association between

24-h movement behaviour and self-measurement health for university students

LI Kaixin¹，ZHAO Yue²，XIAO Jiang¹，PENG Junge²，LI Yan³

（1.School of Physical Education，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China；2.School of Public Health，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China；3.School of Physical Education，The Second Affiliated Hospital of Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China）

Abstract： A cross-sectional survey was conducted from April to June 2024 on 1 406 college students aged 18 to 24 years in a university in Henan. 24-h movement behavior was investigated by the International Physical Activity Questionnaire and the Pittsburgh Sleep Index Scale， and the self-measurement health scale was used to assess the health level of college students， and the association between the 24-h movement behavior of college students and their self-measurement health was analyzed by using the methods of constituent data and isochronous substitution modeling， as well as the substitution. The association between 24-h movement behavior and self-measurement health and the substitution effect were analyzed using component data and isochronous substitution model. The results showed that： （1） there was a significant correlation between 24-hour movement behaviors and various factors， dimensions， and the total score of self-rated health among university students （P<0.001）. The proportions of time spent in MVPA， Sleep， and LPA were significantly positively correlated with the total self-rated health score （MVPA： β=3.68， P<0.05; Sleep： β=1.95， P<0.05; LPA： β=1.45， P=0.05）， while the proportion of time spent in sedentary behaviour was significantly negatively correlated with the total self-rated health score （β=-4.31， P<0.05）. （2） The 15-min isochronous substitution model predicted changes showing that all college students' self-tested health scores increased significantly after MVPA replacement of other movement behaviors， and that MVPA replacement of sedentary behaviour had the best effect on increasing self-tested health scores. （3） In the dose-effect relationship from -40 min to 40 min， the adverse effects of MVPA replacement by other behaviors outweighed the benefits of MVPA replacement by other behaviors; furthermore， 5 min was the optimal turning point for changes in health benefits. The research suggests that the combined effects of 24-hour movement behaviors of college students deserve great attention， especially the negative impact of MVPA deficiency and sedentary time on the overall health of college students. Promoting the conversion of sedentary behavior to MVPA moderation can effectively improve the health of college students， and sleep may be another important direction for health intervention. In addition， the minimum recommended amount of MVPA of 45 min per day could yield the most efficient physical health gains.

Keywords： 24-hour movement behavior；compositional analysis；isochronous substitution model；self-measurement health；university students

随着疾病谱的变化以及生物医学模式逐渐向生理、心理与社会医学模式转型，人们对健康概念的理解也在不断加深^[1]。世界卫生组织指出，健康不仅仅是指没有疾病的状态，更是身体、心理健康与社会适应能力的全面反映^[2]。《“健康中国2030”规划纲要》的发布，标志着提升我国国民健康水平、实现健康中国的目标已经成为国家发展战略的一部分。而大学生群体的健康状况，不仅影响到个人的成长和发展，还关系到国家的未来和整体潜力^[3]。自测健康指标具有一定权威性和成熟性，在诸多领域得到广泛应用，可反映个体对自身健康状况的主观评价与期望^[4-5]。通过自测健康能够发现大学生自身潜在危险因素并提出对策，进而推动健康关口前移。

现有研究表明，身体活动、长时间久坐和睡眠不规律等不良生活方式是影响大学生健康水平的关键因素^[6-7]。然而，在传统流行病学研究中多是孤立地分析提高身体活动或降低久坐行为的效应，未充分考虑到不同活动行为间的相互作用，故所得结果可能具有误导性^[8]。因此，有必要重新审视并转变当前的身体活动研究框架，采取一种综合性视角将一天内的各种活动视为一个整体进行考量，以更准确地评估其对健康的综合影响^[9]。24 h活动行为概念的提出，为全面评估身体活动、久坐行为及睡眠对健康的影响开辟新的路径^[10]。此外，成分等时替代分析方法的引入，不仅能有效解决传统分析方法中存在的“定和约束”问题，还克服传统等时替代模型（isotemporal substitution model，ISM）中的伪相关性和多重共线性难题，使得对活动行为时间分配与健康结果之间关系的探讨更为合理与精确^[11]。目前，国外仅1篇文献分析24 h活动行为与青少年自测健康的关联，但该研究仍采用传统统计方法分析，所得结果和结论的解释均缺乏足够的科学性和严谨性^[12]。国内已有学者尝试采用等时替代方法探讨24 h活动行为与大学生健康的综合关联，然而这些研究都集中在单一的健康指标上，例如体质健康^[13]、抑郁^[14]和焦虑水平^[15]，鲜有学者关注24 h活动各行为间等时替代对大学生整体健康的影响。

本研究作为目前国内首个探讨大学生中高强度体力活动（moderate to vigorous physical activity，MVPA）、低强度身体活动（light physical activity，LPA）、久坐行为、睡眠与自测健康关系的等时替代研究，聚焦大学生整体健康问题及其3个维度的变化，通过开展大样本研究工作深入探究大学生各活动行为间时间重新分配与其自测健康状况的“剂量-效应”关系，旨在为该群体找到最大化健康效益的时间分配方案提供科学依据。

1  研究对象与方法

1.1  研究对象

以河南省某高校在校大学生为研究对象，于2024年4—6月发放问卷1 470份，其中无效问卷64份，最后纳入有效问卷1 406份，有效率为95.6%。对符合标准的受试者签署知情同意书。纳入标准包括：身体健康、无运动禁忌症、自愿参加本研究。排除标准包括：患有心脏病、呼吸系统、肝脏或肾及其他慢性疾病者，24 h活动行为数据缺失者。本研究获得郑州大学伦理委员会批准（ZZUIRB2024-97）。

1.2  研究方法

1）人口学特征问卷调查。

调查内容包括年龄、性别、年级（本科生和研究生）、是否独生子女、居住地（城镇、乡村）、父母文化程度（小学及以下、中学、大学、研究生及以上）、是否吸烟、是否饮酒和家庭经济收入（＜3 000元、3 000～4 999元、5 000～9 999元、≥10 000元）等。

2）24 h活动行为调查。

为了评估大学生的24 h活动行为，研究采用已被验证并广泛使用的国际体力活动问卷（international physical activity questionnaire，IPAQ）中文版以及匹兹堡睡眠质量指数（pittsburgh sleep quality index，PSQI）中文版^[16-17]，具体调查指标包括LPA、MVPA、久坐行为以及睡眠时间。为了提高调查结果的准确性和可靠性，从完成问卷的学生中随机挑选90名参与者佩戴ActiGraph GT3X（加速度计）设备，以客观记录他们的身体活动水平。问卷与加速度计所测结果的MVPA和LPA百分比的Pearson相关系数分别为r =0.38，r =0.49，均达到中度相关且显示良好的有效性。

3）自测健康评定量表。

运用自测健康评定量表（self-rated health measurement scale，SRHMS）评估受试者的健康状态^[18]。SRHMS基于WHO关于健康的三维定义，结合我国国情与文化特色设计，涵盖生理、心理与社会健康3个维度，共48项指标。生理维度健康得分170分，心理维度健康得分150分，社会维度健康得分120分，总分共计440分，最低皆为0分。得分越高，代表健康状况越佳。先前研究已证实其信度和效度^[19]，可为评估大学生健康水平提供可靠工具。为便于计算与比较，将量表评分转换为百分制^[4]。