Sedentary Behavior: A Key Component in the Interaction between an Integrated Lifestyle Approach and Cardiac Autonomic Function in Active Young Men

June 2019 International Journal of Environmental Research and Public Health 16(12):2156

DOI: 10.3390/ijerph16122156

Abstract:

This study aimed to verify the association between autonomic cardiac function (CAF) and the integration of caloric expenditure by physical activity (PA) intensity, sedentary behavior (SB), and sleep quality (PSQI) in active young men. Thirty-five subjects were included, and caloric expenditure in moderate-to-vigorous and light-intensity PA, SB, and PSQI were assessed using questionnaires. Heart rate variability (HRV) was recorded for short periods of time in the supine and orthostatic positions. Multiple linear regression was realized unadjusted and adjusted for covariables, such as age, body mass index, and fat mass. No adjusted analysis indicated that, in the supine position, there were negative associations between the SB and the TP, HF, and NorHF indices, and positive associations between SB and NorLF and LF/HF. In the orthostatic position, an interaction between SB and NorLF was found. Significance of proportion with the TP, HF, and LF/HF indices was confirmed. When adjusted, for the supine position, negative interactions were documented between SB and the TP as well as the HF indices, and between PSQI and the LF/HF index, with interference under the HF and LF/HF indices. Finally, our findings indicate that the proposed approach interacts with CAF, and SB is significantly related to CAF in young active men.

Keywords:

この研究は、活動的な若い男性の自律神経機能（CAF）と身体活動（PA）強度、座りがちな行動（SB）、睡眠の質（PSQI）によるカロリー消費の統合との関連を検証することを目的としています。 35人の被験者が含まれており、中等度から高強度および光強度のPA、SB、およびPSQIでのカロリー消費がアンケートを使用して評価されました。心拍変動（HRV）は仰臥位および起立位で短期間記録されました。多重線形回帰は、年齢、肥満度指数、体脂肪量などの共変量に対して未調整および調整済みで実現されました。仰臥位では、SBとTP、HF、およびNorHF指数の間に負の関連性があり、SBとNorLFおよびLF / HFの間に正の関連性があることを示す調整された分析はありません。起立姿勢では、SBとNorLFの相互作用が見つかりました。 TP、HF、およびLF / HF指数との比率の重要性が確認されました。調整すると、仰臥位について、SBとTPおよびHFインデックス間、およびPSQIとLF / HFインデックス間の負の相互作用が、HFおよびLF / HFインデックスの下での干渉とともに記録されました。最後に、我々の発見は、提案されたアプローチがCAFと相互作用し、SBが若い活動的な男性のCAFと有意に関連していることを示しています。

Introduction

健康的なライフスタイルは、健康的な老化を促進し、心血管イベントのリスクを軽減するための重要な要素です。とりわけ、定期的な身体活動（PA）、座りがちな行動（SB）の低減、および睡眠の質の向上を伴います。

自律神経系（ANS）は、恒常性、血圧、心拍数、末梢血管抵抗の調節に重要な役割を果たします。 さらに、安静時と異なる刺激に対する反応の両方において、ANS機能は健康の重要な指標です。 心拍変動（HRV）は、心臓の神経調節を評価するための非侵襲的で低コストの方法であり、心血管の罹患率と死亡率のより高いリスクを予測できます。

アクティブなライフスタイルを持つ健康な成人は、座りがちな仲間よりも高いHRVを示します。しかし、高レベルのSBは、安静時の有害なHRVレベルを促進することにより、自律神経の不均衡を示唆することにより、アクティブなライフスタイルの好ましい効果を打ち消す可能性があります。 ANSは睡眠生理学でも重要な役割を果たしており、異なる睡眠段階間の移行中に交感神経支配と副交感神経支配の間に変動があります。これは、弱毒化したHRVが慢性疲労症候群の被験者の睡眠の質が悪いことの重要な予測因子であることを示しています。実際、Hallらは、健康な成人の睡眠中に急性の精神生理学的ストレスがHRVに影響を与え、より高い交感神経支配と睡眠維持不良を促進することを指摘しています。これは無数の障害と生活の質の低下につながります。

総合すると、これらの発見は、PAのレベルに関係なく、SBと睡眠の質の悪さが健康に有害な影響を及ぼし、この影響が心臓自律神経機能（CAF）に関係することを示しています。さらに、オーストラリア、英国、および米国の一部の保健当局は、子どもと大人の毎日の座り込み時間を短縮するための推奨事項を提供しました。ただし、ライフスタイルの行動と組み合わせたシナリオでCAFにSBの影響についてはほとんど知られていません。したがって、この研究は、CAFとアクティブな若い男性のPA強度、SB、睡眠の質によるカロリー消費などのライフスタイルの側面への統合アプローチとの関連を調査することを目的としています。これらの側面と心血管生理学との関係についての私たちの理解の高まりは、PA、SB、および睡眠の積極的な変化を目指した将来の介入の重要な情報を提供するかもしれません。

Materials and Methods

Sample

サンプルは、次の基準を満たす35人の若い成人で構成されていました。18〜40歳。男性;ボディマスインデックス（BMI）18.5〜30 kg / m2。医学史によると、健康上のリスクが低いと考えられる非喫煙者;見かけの病気（心臓病、高血圧、糖尿病、または他の慢性疾患など）または身体障害（主観的なアンケートで判断）がない。過去6か月（IPAQ）における週150分以上の身体活動レベル;および評価された結果に影響を与える可能性のある薬物による不在治療（アドレナリン作動性、抗アドレナリン作動性、コリン作動性、抗コリン作動性）。

さらに、以前に実行された統計的検出力の計算では、35人の参加者のサンプルで、5つの予測子を持つモデルが0.80の適切な統計的検出力に対して最大0.25（平均）の効果サイズ（r2）の関連値を検出するのに十分であることを示していますそして有意水準0.05。

この研究は、CEP-FS No. 1.660.676に基づき、ブラジリア大学健康科学部の人間との研究における倫理委員会によって承認されました。これは、National Health Councilの決議196/96に基づいています。ブラジルでの人間の研究を規制する保健省、およびすべての参加者が書面によるインフォームドコンセントを行いました。

Experimental Design

Instruments

Physical Assessment

Physical Activity and Sedentary Behavior

Sleep Quality

Heart Rate Variability Analysis

R-R間隔の時系列の自動生成は、POLAR®V800を使用して実行されました。安静時のHRV分析の時系列記録が収集され、オンラインソフトウェアPolar Flowによってテキストファイル（.txt）に変換されました。 .txt（データ）ファイルを処理し、特定のソフトウェア機能（Kubios HRV©、（Kubios HRV v2.0、University of Kuopio、フィンランド））によって自律神経反応を分析しました。

HRV分析の前に、各シリーズのR-R間隔は、洞調律の検証と、非正弦波および異所性拍動、アーチファクト、および信号信頼性の識別のために、拍動ごとに視覚的にチェックされました。新しい範囲を追加せずに、スプリアス、不定期、および場合によっては矛盾するビートをシリーズから除外しました。 R-R範囲シリーズは、シリーズの3つの分割されたセグメント間の平均値の差と標準偏差から推定されるように、非常に安定しており、静止していました。 HRVは、さまざまな確立された標準によって周波数領域で分析されました

インデックス。以下の指標が得られました：周波数の全スペクトルを含む合計パワースペクトル領域（TP）、最大限界0.50 Hzまで、これはグローバルな自律変調を表します。低（LF：0.04–0.15）および高（HF：0.15–0.50 Hz）スペクトル周波数。それぞれ、交感神経変調と迷走神経変調の組み合わせ、および主に副交感神経変調を表します。交感神経迷走神経バランスを推定する低および高スペクトル周波数の帯域の絶対領域（LF / HF）と、低（NorLF）および高（NorHF）周波数帯域の正規化されたパワー領域の比率（割合）両方の絶対面積の合計に対する各帯域の絶対パワー面積の。この分析では、低周波数帯域と高周波数帯域の絶対面積の比で得られた値、つまりLF / HF比> 1に従って、ANSの交感神経部分と副交感神経部分のバランスの観点から個人を分類できます。 ：「交感神経緊張」（交感神経優位）; LF / HF比= 1：「非フォトニック」（交感神経迷走神経バランス）; LF / HF比<1：「迷走神経」（副交感神経優位）。すべての分析は、HRV研究のために1996年に設立されたタスクフォースの勧告に従った。

Statistical Analysis

Results

Discussion

本研究では、高強度および中強度のPAでのカロリー消費と低強度PA、SB、および睡眠の質でのカロリー消費を組み合わせたライフスタイルアプローチが自律神経機能に関連するかどうかを検証しました。ただし、いくつかの側面を強調する必要があります。（1）体位の変化により、評価された血行動態パラメーターに大きなストレスが発生し、調査した体位の有機的制御の違いが確認されました。 （2）SBは他の分析された側面よりも重要性を示し、ANS活動に有害な方法で相互作用し、より大きな交感神経活動を支持し、仰臥位および起立安静位で副交感神経活動を減少させた。共変量を追加しても、この側面は依然として重要です。 （3）睡眠の質は、仰臥位での交感神経迷走神経バランスとの負の相互作用を示した。 （4）この研究で使用されたライフスタイルアプローチは、迷走神経成分の主なメディエーターとして、孤立した方法と共変量セットの両方でCAFとの重要な相互作用を示しました。

Hemodynamic Variables and Heart Rate Variability in the Different Positions

体位の変化は、恒常性を維持するための調整につながります。ただし、このプロセスが発生するメカニズムはさまざまであり、他の要因の中でも特に、個人の年齢と体調に依存します。 Laitinenらによって示されているように、若い被験者では、姿勢変化の機能における器質的調整のモードとして、MAPと心拍出量の同時増加なしにHRが増加しました。しかし、同じ研究では、健康な男性と女性のHRVパラメーターに変化は観察されませんでした。一方、カーネトンらは、心血管疾患の危険因子を示した高齢者の血行動態パラメーター（HRおよびBP）の変化を観察しました。

それにもかかわらず、本研究の発見は、Acharyaら、Gilder and RamsbottomおよびChanらの研究によって示されるように、健康な成人に対する一般的な生理学的反応として主題の文献と一致します。心血管系の調整として、課せられたチャレンジに対する姿勢の変化（起立性のために仰向け）、より高いHR、より低いHRVを提出しました。

Unadjusted Model and Heart Rate Variability

粗モデルの各変数とHRVインデックスの関連付けは、SBが活動的な若い男性のHRVに最も顕著な影響を与える変数であり、より「交感神経性」プロファイルの仰su位での迷走神経調節の減少を予測することを示しています。安静時およびこの習慣による起立姿勢でのより大きな交感神経成分（NorLF）。この意味で、文献は前世紀の間にこのテーマの理解を深めてきました。PAのレベルとは無関係に、SBへの過剰な曝露は死亡リスクの増加と関連していることは周知の事実です。 Stamatakisらによると、SBと長期的な結果との関連付けは、このタイプの行動に1日中に費やす時間を減らすためのガイドラインに貢献する可能性があります。メタ分析研究でKartzmarzykらが示したように、座位で過ごす時間が3時間/日未満に短縮されると、平均寿命が2年延長されます。座りがちな行動がテレビ視聴の1日2時間未満に制限されている場合、1.38年の増加があります。

ただし、SBの有害な影響の根底にあるメカニズムを分析する研究はまだ不足しており、SBは健康に影響を与えるためにPAとは独立して行動する可能性があります。最近の研究では、SBにPAの突然のバーストが散在している場合、心血管転帰を改善するための効果的な代替法である可能性が示されています。これは本研究の焦点では​​ありませんでしたが、事実は、参加者が推奨事項に従う特徴を提示したことであり、健康な集団において介入が予防的に向けられるべき方法である可能性があります。

Chauらは、6つの以前の研究で595,086人の参加者のメタ分析を実施し、総時間座位と全死因死亡率との関連を調べました。彼らは、SBの有害な影響にもかかわらず、特に日中座っている時間が長い個人では、PAが部分的に保護的な方法で行動するように見えることを発見しました。しかし、Rees-Puniaらは、非常に活動的な被験者が中程度から激しい強度のPAにより長時間SB置換と考えられる場合、全死因死亡に追加の利益をもたらすとは思われないことを示しています。

PAの強度によるカロリー消費に採用された変数のケースに関する本研究の結果の相対的な有意性の欠如は、調査されたサンプルのPAレベル（激しい、中程度、軽い）によって決定されました。主要な介入としてSBがどのように機能するかを検証するために、同じサンプリング特性を使用した今後の研究を実施する必要があります。これに関連して、HallmanらはSBを自律神経機能に直接結び付け、ブルーカラー労働者の間でHRVと職業的（余暇ではなく）SBとの負の関連を示した。それらの結果は本研究の結果を裏付けているが、彼らはSBがさらなる調査を必要とする差別化された生理学的行動をもたらす微妙なニュアンスを持っていることを強調している。

ANSの睡眠障害と睡眠量には逆説的な関係があることを強調する必要があります。睡眠時間の延長はSBと明確に関連し、睡眠時間の短さは生活の質の低下とさまざまな心血管転帰に関連します。 Roachらは、分割睡眠覚醒プロトコルを遵守した参加者と統合プロトコルを遵守した参加者によって得られた睡眠の量/質を比較することにより、分割作業レジメンの有効性を検証した。彼らの研究では、2つのプロトコルの違いは明らかになりませんでした。代わりに、日中の睡眠の段階への分割が、生物の「回復」の適切な代替手段であることを示しました。対照的に、Van Dongenらは、蓄積された睡眠喪失が健康な成人の覚醒の神経行動機能に有害な影響を与えることを実証しました。 Basset et alは、量ではなく睡眠の質が、若年成人の急性心理社会的ストレスの関数としてのホルモンコルチゾールの反応に影響すると結論付けました。すでに、シンプソンらは、睡眠の質の向上が運動選手の身体的および認知的パフォーマンスに関連するいくつかの結果にプラスの影響を与えることを強調しています。睡眠は複雑な生理学的状態です。睡眠段階の変化と行動習慣に関連した自律神経制御については、さらなる研究が必要です。

この研究で使用される統合されたライフスタイルのアプローチは、グローバルな心臓の自律変調と迷走神経のコンポーネント間の相互作用の重要性を確認します。ライフスタイルの構成要素は他の研究ですでに取り上げられていますが、ここで提案されている分析は革新的であり、心血管生理学とライフスタイル介入に関連する将来の研究に関連しています。

Adjusted Model and Heart Rate Variability

この研究で指摘されている年齢と体組成のパラメーター（脂肪とBMIの割合）に対するライフスタイルアプローチの調整は、SBとグローバル変調TPインデックス、および迷走神経HFインデックス、睡眠間の相互作用の優位性との負の相互作用を示しています品質と「交感神経迷走神経」LF / HF比は類似していた。この意味で、現在の文献は、年齢が自律神経制御に反比例するという証拠を提示しています。体組成パラメータに関して、Aroraらは、2型糖尿病患者の潜在的なメディエーターとしてBMIを用いて、睡眠量と質がインスリン抵抗性に及ぼす直接的および間接的な影響を調べました。彼らは、睡眠の質がインスリン抵抗性に重要な役割を果たし、BMIがこの関係を仲介すると結論付けました。 Raheらは、753人の成人被験者で睡眠の質と肥満のさまざまなマーカー（一般的な肥満、腹部肥満、および脂肪率）との関連性を調査したときに、この要因が肥満と高い脂肪量の割合を予測できることを明らかにしました。

Kahlhöferらは、客観的に測定された睡眠（睡眠の質と量）と127人の若年成人の身体組成との関連を調べました（本研究と同様）。しかし、彼らの分析は、PA、食習慣、自律神経機能をこの関係の潜在的な決定要因として考慮して行われました。睡眠の質が脂肪の割合と反比例することを超えて、SNAはこのプロセスのメディエーターになる可能性があります。LF/ HF比と交感神経指標LFは、この母集団の脂肪量の高い割合と正に関連しているためです。したがって、罹患率と死亡率の重要な結果の共変量を考慮すると、睡眠の質とLF / HF比との関連性が促進され、ANSの行動に関する将来の研究で考慮に入れることが重要です。日常生活で構造が不十分な場合に有害な行動プロセスの媒介者。

また、調整されたモデルとHRVの間、より具体的には迷走神経HF指数とLF / HF比との相互作用の比率を検証するときの相対値の増加と有意性の維持により、心血管系と生理学的行動の間の相互作用のグローバルなコンテキストで前述の関連の重要性が確認されると考えられています。

Limitations of the Study

この研究にはいくつかの方法論的な制限があります。 まず、すべてのライフスタイルの側面のデータは、自己申告のアンケートから抽出されました。 同じ有効性と再現性を持つ代替ツールはまだ発見されていません。 第二に、データのLog10への統計的変換では、行動データからHRV値を推定する式を作成できないため、データの推定はLog10の値のみを提供し、後でLog10に再変換される場合 データ、既に関連付けを失います。 この場合、変換には適切な統計的サポートがあり、ここで提案されている質問への回答に基づいています。 ただし、コードから「通常でない」データを推定することは、ここで得られた結果では不可能なステップです。 最後に、サンプルサイズが限られているため、結果を一般化することは困難です。

Conclusions

この研究は、「若い活動的な男性」の心拍数変動指数によって評価される、激しいおよび中程度の強度の身体活動におけるカロリー消費、高強度身体活動におけるカロリー消費、座りがちな行動、および睡眠の質による統合されたライフスタイルアプローチが心臓自律神経機能と関連していることを検証しました 。 この集団では、座りがちな行動が、安静時の自律神経機能に関連する主な生活習慣関連因子でした。