《Frontiers in Nutrition》：Association of different types of physical activity with sarcopenia and its parameters in peritoneal dialysis patients: an isotemporal substitution analysis
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本研究基于等时替代模型，首次系统探讨了在中国腹膜透析（PD）人群中，以不同类型身体活动（如步行、低强度活动LPA、中高强度活动MVPA）替代日间静态行为对肌少症（sarcopenia）及其关键参数（骨骼肌指数SMI、握力、五站试验5-STS）的差异化影响，为制定个体化、可行的运动干预方案提供了循证依据。
引言
随着糖尿病、高血压、慢性肾脏病等慢性病患病率的增加，终末期肾病（ESRD）的发病率持续上升，已成为全球性的重大公共卫生问题。腹膜透析是终末期肾病的肾脏替代疗法之一，因其便于居家治疗、对日常生活干扰小、血流动力学稳定、残余肾功能丧失较慢以及治疗成本低于血液透析而被广泛采用。
肌少症是腹膜透析患者的常见并发症之一，与高致残率、死亡率和发病率密切相关。全球腹膜透析患者中肌少症的患病率在10%至27%之间，而在中国，其患病率据报道在10.9%至38.2%之间。研究表明，患有肌少症的腹膜透析患者日常活动水平降低，跌倒、残疾、疲劳、抑郁、不良心血管事件、住院和死亡风险增加。透析治疗可能导致肌少症患者出现营养不良、代谢紊乱和肌肉分解代谢加速，进而引起肌肉质量和力量下降。
身体活动水平与肌少症的发生密切相关。低水平的身体活动可能进一步加剧运动功能和肌肉质量的下降。在接受腹膜透析的患者中，身体活动不足和久坐行为的比例在36%至65.3%之间。一项队列研究表明，患者参与轻度、中度和剧烈强度身体活动的比例分别为31.6%、48.7%和19.7%。国际腹膜透析学会强调，肌肉力量训练、抗阻运动和有氧运动在维持骨骼肌质量、增强肌力、改善身体功能和提高生活质量方面具有重要作用。例如，规律的锻炼训练可以显著改善透析患者的客观身体功能指标，如6分钟步行试验距离、坐站试验结果和握力，有效增加肌肉质量和力量，并增强心肺功能和整体耐力。对于腹膜透析患者，结构化的运动干预（一种有计划、处方化的身体活动），特别是抗阻和有氧训练的结合，可以有效改善肌肉状况。然而，现有的运动干预研究主要集中于血液透析患者，针对腹膜透析肌少症患者的研究有限，探讨适合该人群运动类型和强度的研究则更少。
等时替代模型是一种研究一种活动替代另一种活动的时间替代效应的分析模型。由于时间限制，参与一种类型的身体活动必然导致无法参与另一种类型的身体活动或减少可用于其他类型身体活动的时间。基于此前提，该模型使用多元线性回归框架建立一个假设的分析场景，尝试在同一时间段内用一种形式的身体活动替代另一种，以观察不同类型的活动时间对健康结果的影响。
等时替代模型的应用主要集中在分析身体活动与久坐行为之间的替代效应。研究表明，用身体活动替代久坐时间可以显著降低肥胖、心血管疾病和代谢综合征的风险。近年来，等时替代模型进一步应用于研究不同身体活动行为之间时间重新分配对老年人肌少症的潜在影响。结果表明，用中高强度身体活动替代久坐时间可以显著改善老年人的肌肉质量和握力，从而降低肌少症风险。基于等时替代模型，Chien建议患有肌少症的老年人应增加中高强度身体活动并减少久坐时间，以延缓疾病进展并提高生活质量。然而，大多数腹膜透析患者主要进行低强度身体活动，并且常常由于疲劳、合并症或身体耐受性有限等因素而缺乏参与中高强度身体活动的意愿或能力。尽管如此，很少有研究探讨腹膜透析肌少症患者的运动类型与肌肉健康之间的关联。因此，本研究基于等时替代模型，探讨了用步行、低强度身体活动或中高强度身体活动替代日间静态行为对腹膜透析患者肌少症的潜在影响。目的是确定最佳的运动类型和强度，从而为制定针对并发肌少症的腹膜透析患者的靶向运动干预策略提供证据基础。
材料与方法
研究设计与参与者
本研究是一项横断面分析，旨在探讨腹膜透析患者不同类型身体活动与肌少症之间的关联。护士使用骨骼肌指数、握力和五次坐站试验评估肌肉质量、肌力和身体功能。使用《中国低强度身体活动问卷》评估身体活动水平。采用等时替代模型检验肌少症（及其三个参数：骨骼肌指数、握力、五次坐站试验）与四种身体活动类型（步行、低强度身体活动、中高强度身体活动、日间久坐/躺卧行为）之间的关联。所有收集数据的护士均接受了统一培训；测量指标由同一名研究人员操作，以确保测量方法的一致性。数据由两人录入数据库。研究获得了研究医院伦理审查委员会的批准。所有参与者均提供了书面知情同意书。
采用便利抽样方法。于2023年3月至2024年2月期间，从中国江西省南昌市两家大型综合医院的腹膜透析中心选取患者。根据中国腹膜透析患者肌少症的发病率，参考Shen等人的研究成果，约为13%，计算得出样本量为643例。纳入标准为：年龄≥18岁；接受规律腹膜透析≥1个月；意识清醒，能够进行语言交流无障碍；能够配合握力和五次坐站试验测量；符合身体成分分析条件；接受腹膜透析治疗并定期随访。排除标准为：（i）同时接受血液透析的患者；（ii）过去一个月内有严重心功能或肝功能不全、呼吸衰竭或活动性感染的患者。随访数据不完整或问卷回答不完整的参与者也被排除。
数据收集
肌少症的识别
根据亚洲肌少症工作组（AWGS）于2019年制定的肌少症诊断标准，肌少症被定义为低肌肉质量伴随低肌肉力量和/或低身体功能。低肌肉质量由骨骼肌指数确定。低肌肉力量通过握力评估。低身体功能使用五次坐站试验进行评估。五次坐站试验与膝关节伸展力量和步态表现相关，可以很好地反映下肢功能和身体表现。AWGS 2019提出，五次坐站试验可作为步速的替代指标用于肌少症的诊断。
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骨骼肌指数：腹膜透析患者在空腹过夜后进行生物电阻抗分析。使用身体成分分析仪测量骨骼肌质量。骨骼肌指数 = 骨骼肌质量（kg）/ 身高平方（m2）。
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握力：使用电子握力计测量握力。记录患者优势手连续三次测试中获得的最大值。
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五次坐站试验：记录患者以尽可能快的速度连续完成五次“起立-坐下”动作所需的时间。
身体活动评估
采用由Johansen等人开发、Huang等人汉化的《中国低强度身体活动问卷》。我们调查了患者在最近30天内三种不同类型的步行（交通性步行、健身步行、休闲步行）、三种不同强度水平活动（轻度、中度、高强度）的频率和持续时间，以及久坐时间和白天小睡（躺卧）时间。这些时间段需至少持续10分钟。步行被归类为低强度身体活动，而久坐时间和白天小睡（躺卧）时间被定义为日间静态行为。
身体活动能量消耗的计算方法如下：不同身体活动的能量消耗以代谢当量单位衡量。各类身体活动每分钟的能量消耗定义为：交通性步行、健身步行、休闲步行：3.0 MET。低强度身体活动：2.0 MET。中度身体活动：4.0 MET。剧烈身体活动：6.0 MET。身体活动消耗量根据MET值、活动类型、每周频率和持续时间计算。身体活动消耗量（MET-h/周）= MET × 每种身体活动的每周频率 × 每日活动时间。总身体活动消耗量是各类身体活动消耗量之和。
协变量
研究调整了性别、年龄、透析龄、体重指数、合并症指数、白蛋白和C反应蛋白。使用年龄校正的查尔森合并症指数评估患者的合并症状况。该指数通过将患者的年龄相关评分与查尔森合并症指数评分相加计算；总分越高，表明患者病情越严重。
统计分析
本研究利用三种不同的线性回归模型来检验肌少症（及其三个参数：骨骼肌指数、握力、五次坐站试验）与四种身体活动类型（步行、低强度身体活动、中高强度身体活动、日间久坐/躺卧行为）之间的关联。这些模型包括单一模型、分区模型和等时替代模型。《国际身体活动问卷》和《中国低强度身体活动问卷》均将持续至少10分钟的活动定义为一个测量单位。与其他相关研究一致，选择10分钟作为初始替代单位。为了分析四种身体活动类型与腹膜透析患者肌少症发生率之间的关联，构建了12个逻辑回归模型，包括四个单一模型分析、四个分区模型分析和四个等时替代模型。同样，为了检验身体活动水平与三个关键参数（骨骼肌指数、握力、五次坐站试验）之间的关联，为每个指标建立了12个线性回归模型，总共48个模型。呈正态分布的连续变量以均值±标准差表示，非正态分布的变量以中位数表示。对于呈正态分布的连续变量，使用独立样本t检验；对于呈偏态分布的连续变量，使用曼-惠特尼U检验。对于分类数据，采用卡方检验或费希尔精确检验。使用IBM SPSS 26.0软件进行统计分析，双尾p值<0.05被认为具有统计学显著性。
结果
腹膜透析患者基本特征
本研究共纳入643名腹膜透析患者，其中81名（12.6%）被诊断为肌少症。总样本的平均年龄为48.04岁，而肌少症患者的平均年龄为53.27岁。男性占参与者的50.7%。大多数腹膜透析患者从事休闲步行，其次是交通性步行，健身步行最为少见。在身体活动强度方面，69.67%的参与者进行低强度身体活动，其次是中度身体活动，剧烈身体活动仅占0.93%。
身体活动水平与肌少症发生率的关联
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单一与分区模型：根据单一模型结果，未发现各项单独的身体活动、日间静态行为与肌少症发生率之间存在统计学上的显著关联。分区模型结果显示，步行、低强度身体活动或中高强度身体活动每增加10分钟，肌少症的发生率没有变化。
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等时替代效应：等时替代模型表明，用等长时间的步行、低强度身体活动或中高强度身体活动替代10分钟的日间静态行为，对肌少症的发生率没有统计学上的显著影响。同样，用等长时间的中高强度身体活动替代步行或低强度身体活动，也与肌少症的发生无显著关联。其他替代方案也未产生显著结果。
身体活动水平与骨骼肌指数的关联
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单一与分区模型：在调整协变量后，单一模型和分区模型均未显示任何身体活动水平与骨骼肌指数之间存在统计学上的显著关联。
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等时替代效应：等时替代模型表明，用等长时间的低强度身体活动替代10分钟的日间静态行为可显著增加肌肉质量（β = 0.007， 95% CI: 0.001 ~ 0.013）。反之，用日间静态行为替代低强度身体活动会导致肌肉质量同等程度的显著下降（β = ?0.007， 95% CI: ?0.013 ~ ?0.001）。其他替代方案未显示出统计学上的显著效应。
身体活动水平与握力的关联
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单一与分区模型：单一模型显示，10分钟的低强度身体活动对握力有显著的正向影响（β = 0.089， 95% CI: 0.033 ~ 0.145）；其他结果未观察到显著差异。分区模型也表明，每增加10分钟的低强度身体活动对握力有显著的正向影响（β = 0.092， 95%CI: 0.034 ~ 0.145）。然而，其他结果未发现显著差异。
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等时替代效应：等时替代模型表明，用等长时间的低强度身体活动替代10分钟的日间静态行为可显著提高握力（β = 0.118， 95%CI: 0.031 ~ 0.149）。反之，用日间静态行为替代低强度身体活动会显著降低握力，且下降幅度与上升幅度相等（β = ?0.090， 95%CI: ?0.149 ~ ?0.031）。其他替代结果未发现显著差异。
身体活动水平与五次坐站试验的关联
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单一与分区模型：单一模型显示，10分钟的步行时间对缩短五次坐站试验时间有显著影响（β = ?0.066， 95% CI: ?0.124 ~ ?0.007）；10分钟的日间静态行为对增加五次坐站试验时间有显著影响（β = 0.027， 95%CI: 0.010 ~ 0.043）；其他身体活动未发现显著差异。根据分区模型的结果，日间静态行为每增加10分钟对增加五次坐站试验时间有显著的正向影响（β = 0.022， 95%CI: 0.004 ~ 0.039）；其他结果未观察到显著差异。
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等时替代效应：等时替代模型分析显示，当用10分钟的步行时间替代日间静态行为时，患者的五次坐站试验时间显著缩短（β = ?0.077， 95%CI: ?0.135 ~ ?0.019）；当用10分钟的低强度身体活动替代日间静态行为时，患者的五次坐站试验时间也显著缩短（β = ?0.045， 95%CI: ?0.078 ~ ?0.012）。反之，在反向替代中，当用日间静态行为替代步行（β = 0.077， 95%CI: 0.019 ~ 0.135）和低强度身体活动（β = 0.045， 95%CI: 0.012 ~ 0.078）时，五次坐站试验时间显著增加，增加幅度与缩短幅度相符。其他替代结果未观察到显著差异。
讨论
本研究使用等时替代模型探讨了腹膜透析患者身体活动与肌少症（及其三个参数：骨骼肌指数、握力、五次坐站试验）之间的关联。研究结果显示，用低强度身体活动替代日间静态行为可显著改善骨骼肌指数、握力和五次坐站试验。这表明即使是休闲活动和简单家务等低强度身体活动，也与患者的肌肉质量、肌力和身体功能相关，为患者提供了更可行的运动选择，有助于提高其对运动的兴趣和参与度。此外，当用步行替代日间静态行为时，完成五次坐站试验的时间显著缩短，且该效果优于低强度身体活动替代。这表明步行是一种有效的运动形式，与腹膜透析患者的下肢力量和平衡能力显著相关。作为一种简单易行的运动，步行适合大多数腹膜透析患者。本研究结果为腹膜透析患者的运动干预提供了新视角；通过优化日常活动安排，增加低强度身体活动和步行的比例，有望改善患者的肌肉功能、身体功能和生活质量。
身体活动水平对肌少症发生率的影响
本研究发现，步行、低强度身体活动、中高强度身体活动和日间静态行为与肌少症的发生率无关，不同身体活动之间的10分钟等时替代对肌少症的发生率也没有影响。这些发现与之前的研究形成对比。瑞典的一项研究报告称，中高强度身体活动与肌少症发生率降低相关。Westbury等人发现，每天每增加1小时的中高强度身体活动，可将肌少症风险降低48%。在西班牙老年队列中，当中高强度身体活动替代低强度身体活动时，观察到肌少症风险显著降低，这与本研究结果不一致。造成这种差异的一个可能原因是，其他研究纳入了老年人，而本研究侧重于腹膜透析患者，他们的身体活动以低强度身体活动为主，中高强度身体活动极少。本研究中只有15.86%的参与者从事中度身体活动，0.93%从事剧烈身体活动。如此低的活动水平可能无法证明中高强度身体活动对肌少症的影响。
此外，腹膜透析患者经常经历一系列身体变化和生理功能障碍，如电解质紊乱、酸碱失衡和营养不良。这些状况可能进一步影响肌肉健康和功能，使身体活动与肌少症之间的关联复杂化。另外，透析过程本身可能对患者的身体活动能力和肌肉功能产生不利影响，这可能掩盖了身体活动水平与肌少症之间的关联。
身体活动水平对骨骼肌指数的影响
对各种类型身体活动的等时替代模型分析表明，当用低强度身体活动替代日间静态行为时，患者的骨骼肌指数水平显著增加：每天额外增加10分钟的低强度身体活动可导致骨骼肌指数增加0.007 kg/m2。这一发现得到了其他研究的支持。Pan等人的研究发现，总体身体活动水平以及与家务和休闲相关的身体活动与低骨骼肌指数或低握力呈负相关，而久坐行为与低骨骼肌指数呈正相关。此外，一项瑞典研究发现，用低强度身体活动等时替代久坐行为与骨骼肌指数水平增加相关。因此，腹膜透析患者可以利用低强度身体活动来打断久坐/躺卧行为，这有利于提高骨骼肌指数水平。
当低强度身体活动替代日间静态行为时，患者的总体活动量增加，这会刺激肌肉蛋白质合成，减少肌肉蛋白质分解，并进一步促进肌肉生长、代谢和肌肉质量改善，从而增加骨骼肌指数水平。此外，快走可以显著增加骨骼肌中IGF-I的表达水平，激活卫星细胞的增殖，促进增殖细胞的分化，改善骨骼肌结构，修复受损肌肉，并间接增强骨骼肌指数水平。腹膜透析患者久坐行为发生率很高。约63%的腹膜透析患者被认为有久坐行为。腹膜透析患者的久坐行为导致肌肉长时间处于静止状态，缺乏必要的刺激和运动。用低强度身体活动替代日间静态行为可以减少久坐行为，这可能与肌肉退化和萎缩的风险降低有关。尽管目前的腹膜透析指南建议进行中高强度身体活动而非低强度身体活动，但本研究的发现表明，骨骼肌指数的显著改善可能与每天长时间持续进行身体活动有关。这一点值得未来深入研究。
身体活动水平对握力的影响
本研究发现，当用低强度身体活动替代日间静态行为时，患者的握力显著增加：每天额外增加10分钟的低强度身体活动可导致握力增加0.09 kg。然而，这一发现与Sánchez的研究不一致，该研究报告虽然用中高强度身体活动等时替代坐或低强度身体活动与更高的握力水平相关，但用低强度身体活动等时替代久坐/躺卧行为对握力没有显著影响。造成这种差异的一个可能原因是，本研究纳入的受试者主要进行低强度身体活动，很少参与中高强度身体活动。持续的低强度身体活动可以对肌肉产生一定的刺激作用，有助于促进肌纤维的收缩和代谢，从而维持肌肉的基本功能。用低强度身体活动替代日间静态行为可以减少久坐/躺卧行为，降低肌肉萎缩的风险，进而有助于维持和改善握力水平。此外，随着低强度身体活动的持续，肌肉在生理上逐渐适应，包括肌纤维增厚和肌肉蛋白质合成增加，这有助于增强肌肉力量和耐力。因此，用低强度身体活动替代10分钟日间静态行为与患者握力增加显著相关。应鼓励腹膜透析患者用低强度身体活动来打断久坐/躺卧行为。
在本研究中，用低强度身体活动替代日间静态行为与握力增加显著相关，这反映了低强度身体活动可能对肌力产生积极影响。这一发现与Ramsey等人进行的系统综述结果一致，该综述指出，进行较高水平总体身体活动、低强度身体活动、中高强度身体活动以及较低水平坐姿的老年人表现出更好的上肢力量。此外，与中高强度身体活动相比，低强度身体活动通常对腹膜透析患者来说更易接受和可行，这可能会提高他们对运动的依从性。
身体活动水平对五次坐站试验的影响
本研究还表明，当用步行时间或低强度身体活动时间替代日间静态行为时，患者的五次坐站试验时间显著缩短，反向替代同样成立。每天额外增加10分钟步行可使五次坐站试验时间缩短0.077秒；每天额外增加1小时低强度身体活动可使五次坐站试验时间缩短0.045秒。一项多中心研究报告了类似的发现，即步行和抗阻运动可以改善下肢肌力并缩短五次坐站试验时间。当步行时间替代日间静态行为时，患者的下肢肌肉得到更多锻炼，有助于提高下肢肌肉的力量和耐力，从而缩短五次坐站试验时间。当低强度身体活动时间替代日间静态行为时，五次坐站试验时间也缩短了。这与一项日本研究的结果一致，该研究发现，用低强度身体活动替代久坐行为与五次坐站试验时间的减少相关。低强度身体活动可以为下肢肌肉提供有益的刺激和锻炼。在本研究中，低强度身体活动主要由步行构成，这解释了其观察到的效果。因此，基于研究结果，建议腹膜透析患者可以通过步行和低强度身体活动来减少五次坐站试验所需的时间。应鼓励腹膜透析患者通过步行和低强度身体活动来打断久坐/躺卧行为。
局限性
然而，本研究有几个局限性。首先，它采用了横断面研究设计，结果来源于收集到的数据，这限制了推断身体活动与腹膜透析相关肌少症之间因果关系的能力。其次，身体活动水平是通过问卷调查评估的，这可能导致回忆偏倚。第三，由于本研究中参与中高强度身体活动的患者数量较少，未观察到用中高强度身体活动替代久坐/躺卧行为对三个肌少症参数的影响。最后，关于身体功能的评估，本研究单独使用五次坐站试验具有一定的局限性。我们没有采用多种测量方法（如SPPB和步行速度）来评估身体功能。未来的研究应采用纵向设计，并利用可穿戴设备客观监测腹膜透析患者的身体活动水平，从而阐明身体活动与肌少症之间的因果关系。此外，需要进行严格的临床试验，以解决关于身体活动的累积效应以及逆转或延缓肌少症及其关键参数进展所需的最短干预持续时间等未解决的问题。
结论
本研究发现，用低强度身体活动替代日间静态行为与肌少症的参数显著相关。用步行替代日间静态行为与五次坐站试验显著相关。在制定运动计划时，不仅应考虑运动量，还应考虑患者可接受的运动类型和强度，以提高运动依从性。建议腹膜透析患者应优先考虑步行和低强度身体活动。对于有久坐或躺卧行为的腹膜透析患者，建议用步行、低强度身体活动替代久坐行为。应实施久坐/躺卧行为的打断策略，以改善骨骼肌质量、肌力和身体功能。
