引用本文
陈天麒, 董彬, 张文静, 高迪思, 董彦会, 马军, 马迎华. 儿童青少年睡眠时间与速度和耐力成绩的相关性研究. 北京大学学报(医学版), 2018,50(3): 429-435
CHEN Tian-qi, DONG Bin, ZHANG Wen-jing, GAO Di-si, DONG Yan-hui, MA Jun, MA Ying-hua. Association between speed and endurance performance with sleep duration in. Journal of Peking University(Health Sciences), 2018,50(3): 429-435.  
Doi: 10.3969/j.issn.1671-167X.2018.03.007
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儿童青少年睡眠时间与速度和耐力成绩的相关性研究
陈天麒, 董彬, 张文静, 高迪思, 董彦会, 马军, 马迎华Δ
北京大学儿童青少年卫生研究所, 北京 100191
收稿日期: 2018-02-26
资助项目: 全国学生体质与健康调研项目资助
摘要

目的:分析睡眠时间与运动成绩的关系,为儿童青少年速度和耐力成绩的提高提供科学依据。方法:选取2014年全国学生体质与健康调研中9~15岁汉族儿童和青少年119 462名,测量身高、体重,测量50 m、耐力跑成绩并调查睡眠时间。计算体重指数(body mass index,BMI), 并对50 m、耐力跑成绩及睡眠情况进行判定。采用单因素Logistic回归比较不同睡眠情况组间优秀率的差异,多因素Logistic回归研究睡眠时间与速度和耐力成绩的相关性。结果:9~15岁儿童青少年睡眠不足检出率为94.67%, 其中,女生睡眠不足检出率为95.26%,高于男生(睡眠不足检出率为94.09%,χ2=80.99, P<0.001);城市学生睡眠不足检出率为95.41%,高于农村学生(睡眠不足检出率为93.93%,χ2=128.48, P<0.001)。睡眠充足的儿童青少年50 m和耐力跑优秀率略高(χ50m2=10.10, P50 m<0.01;χ耐力跑2=21.76, P耐力跑<0.001)。控制性别、城乡、学段、BMI后的Logistic回归分析显示,睡眠充足的儿童青少年50 m和耐力跑成绩优秀率较高( OR50 m=1.14,95% CI50 m =1.05~1.23, P50 m<0.01; OR耐力跑=1.21,95% CI耐力跑=1.11~1.31, P耐力跑<0.001)。分性别进行讨论,男生睡眠充足的儿童青少年50 m和耐力跑优秀率较高( P<0.001),女生不同睡眠情况组50 m及耐力跑成绩优秀率差异没有统计学意义。城市睡眠充足的儿童青少年50 m和耐力跑优秀率均高于睡眠不足组( P均<0.01),农村地区睡眠充足的儿童青少年耐力跑优秀率较高( P<0.01), 50 m优秀率差异无统计学意义。各学段睡眠充足的儿童青少年50 m和耐力跑优秀率均高于同学段睡眠不足组( P小学耐力<0.001,其余 P均<0.05)。BMI正常和超重组中睡眠充足的儿童青少年50 m优秀率高于睡眠不足组( P<0.05)。各BMI组别睡眠充足的儿童青少年耐力跑优秀率均高于同BMI组睡眠不足的儿童青少年( P营养不良<0.01, P正常<0.01, P超重<0.05, P肥胖<0.05)。将睡眠时间分层进行分析,睡眠时间<7 h的儿童青少年50 m优秀率低于睡眠时间较长的其余各组( P均<0.01), 其中睡眠时间≥9 h组儿童青少年50 m优秀率最高( P<0.001); 睡眠时间≥9 h的儿童青少年耐力跑优秀率显著高于其他组( P<0.001)。不同睡眠时间分层的儿童青少年50 m和耐力跑的优秀率无明显剂量反应关系。结论:我国儿童青少年睡眠不足检出率有所上升,睡眠不足情况严峻;睡眠时间充足的儿童青少年速度和耐力成绩略好,应继续改善儿童青少年睡眠不足,提高学生运动素质。

关键词: 儿童; 青少年; 睡眠; 速度; 耐力
中图分类号:R179 文献标志码:A 文章编号:1671-167X(2018)03-0429-07
Association between speed and endurance performance with sleep duration in
CHEN Tian-qi, DONG Bin, ZHANG Wen-jing, GAO Di-si, DONG Yan-hui, MA Jun, MA Ying-huaΔ
The Institute of Child and Adolescent Health,Peking University,Beijing 100191, China
Δ Corresponding author’s e-mail,yinghuama@bjmu.edu.cn
Fund:Supported by Chinese National Surveys on Students’ Constitution and Health Project
Abstract

Objective:To analyze the association between sleep duration and athletic performance, and provide scientific basis to improve the 50 m and endurance performance in children and adolescents.Methods:All the 119 462 subjects aged 9-15 years in both genders were sampled from 2014 National Physical Fitness and Health Surveillance by using stratified random cluster sampling method, to measure the height, weight, 50 meters and endurance performance and investigate sleep duration with questionnaire. Their body mass indexes (BMI) were calculated and the students’ 50 m, endurance run scores and sleep durations were assessed. Binary Logistic regression was used to analyze the difference between the different sleep groups, and multi-factor Logistic regression was used to analyze the relationship between the sleep condition and athletic performance.Results:The prevalence of insufficient sleep was 94.67% in the total subjects, the prevalence was higher among the girls (95.26%)than the boys (94.09%, χ2=80.99, P<0.001), and higher among the urban (95.41%) than the rural students(93.93%, χ2=128.48, P<0.001).The children with sufficient sleep had better performance in 50 m and endurance run scores( χ250 m=10.10, P50 m<0.01;χendurancerun2=21.76, P<0.001). Logistic regression analysis after controlling the gender, area, grade and BMI showed that children with adequate sleep showed better results( OR50 m=1.14, 95% CI50 m=1.05-1.23, P50 m<0.01; ORendurance run=1.21, 95% CIendurance run=1.11-1.31, Pendurance run<0.001). As for gender, the excellent rates of 50 m and endurance run scores in the boys with adequate sleep were higher ( P<0.001), but there were no signi-ficant difference in 50 m and endurance run excellent rates in the girls of different sleep conditions. The excellent rates of 50 m and endurance run in the urban children and the endurance rate in the rural children and adolescents with adequate sleep were higher than those with insufficient sleep ( P<0.01) while there were no significant difference in the 50 m excellent rates between the different sleep groups in rural areas. The 50 m and endurance run excellent rates of the children and adolescents with adequate sleep in each grade were higher than those of the children in the same grade with insufficient sleep ( Pprimary students’ endurance performance<0.001, and the rest P<0.05). Children and adolescents with normal BMI and overweight who slept well had better performance in 50 m ( P<0.05). The endurance run excellent rate of children and adolescents with adequate sleep in each BMI group was higher than that in children and adolescents with insufficient sleep in the same BMI group ( Pmalnutrition<0.01, Pnormal<0.01, Poverweight<0.05, Pobesity<0.05). The children and adolescents were divided into different groups according to the sleep duration,the one who slept less than 7 hours had lower 50 m excellent rate than the other groups with longer sleeping duration ( P<0.01) and the rate in the ones who slept more than 9 hours was the highest ( P<0.001).The endurance excellent rate in the children and adolescents who slept more than 9 hours was significantly higher than that in the other groups ( P<0.001).There was no significant dose-response relationship in excellent rates and sleep durations.Conclusion:The prevalence of insufficient sleep has increased, and the sleep condition in children and adolescents is severe. Children and adole-scents with sufficient sleep have better athletic performance, so we should strengthen the prevention and control of the lack of sleep in children and adolescents.

Key words: Children; Adolescents; Sleep; Speed; Endurance

随着社会的发展, 儿童青少年睡眠问题日益凸显。睡眠时间不足、睡眠质量下降已经成为儿童青少年的常见问题之一。有学者对美国1991— 2012年青少年睡眠时间进行的分析结果显示, 青少年的睡眠时间在这20年间呈现下降趋势[1]。睡眠影响着儿童青少年的健康, 良好的睡眠能够促进儿童青少年的体格生长与学习记忆功能发展[2]。研究表明, 睡眠不足会影响运动员的运动表现[3, 4]及其心肺功能和耐力素质[5], 但由于睡眠功能的复杂性及参与睡眠研究人群的有限性, 尚缺少有关儿童青少年睡眠时间与速度、耐力成绩关系的全国范围、大样本的研究。本研究利用2014年全国学生体质与健康调研数据, 对全国各省、自治区、直辖市汉族小学及初中生的睡眠时间与速度、耐力成绩的关系进行分析, 旨在为改善学生睡眠情况、提升速度和耐力成绩提供科学依据。

1 资料与方法
1.1 研究对象

研究对象选自 2014年全国学生体质与健康调研资料, 采用分层随机整群的抽样方法, 抽取全国30个省、自治区、直辖市(港、澳、台及西藏除外)的汉族学生。由于低年级学生不具备独立填写问卷的能力, 故选择性别、年龄、民族、城乡以及睡眠问卷、运动成绩等指标资料完整的城、乡、男、女4类9~15岁儿童青少年作为研究对象, 共计119 462名。

1.2 研究方法

1.2.1 研究指标 研究指标通过2014年全国学生体质与健康调研获得。由经培训合格的测量人员采用统一的方法和仪器测定所有研究对象身高、体重、50 m和耐力跑成绩。测量方法依据《全国学生体质与健康调研实施细则》[6]执行。利用身高、体重计算出体重指数(body mass index, BMI), BMI=体重(kg)/身高2(m2)。用50 m跑成绩反映学生的速度素质, 耐力跑成绩反映学生的耐力素质, 其中9~12岁小学生的耐力跑测试项目为50× 8折返跑, 13~15岁初中生的耐力跑测试项目为800 m(女)/1 000 m(男)测试。应用全国学生体质与健康调研调查问卷, 调查组织学生填写问卷, 问卷统一发放, 限时统一收回, 由学生独立完成。针对学生最近1年平均睡眠时间进行调查。学生可根据问卷选项选择相对应的睡眠时间:不足6 h、6 h~、7 h~、8 h~、9 h~、10 h以上。

1.2.2 筛查标准 依照《中国学龄儿童青少年超重、肥胖筛查体重指数值分类标准》[7]进行超重、肥胖的筛查, 同时依照2014年颁布的国家卫生标准《学龄儿童青少年营养不良筛查标准》(WS /T456-2014)[8]进行营养不良的筛查, 将儿童青少年分为营养不良组、正常组、超重组和肥胖组。根据《国家学生体质健康标准(2014修订版)》[9], 90分以上可判断为优秀, 因此本研究采用各年龄、性别组的P10作为筛查标准, 即实测成绩≤ 该年龄、性别组的P10判定为优秀。睡眠情况按照《中小学生一日学习时间卫生要求》(GB/T17223-2012)[10]标准进行分类, 将小学生每天平均睡眠时间< 10 h、初中生< 9 h定义为睡眠不足。

1.3 统计学分析

采用2014年全国学生体质检测调研系统进行资料录入, 使用 SPSS 20.0 进行数据分析。采用率或构成比进行描述性统计分析; 采用单因素Logistic回归对不同性别、城乡、学段、BMI和睡眠情况组的运动成绩优秀率差异进行比较; 控制性别、城乡、学段和BMI等因素后, 使用多因素Logistic回归分析睡眠时间与速度、耐力成绩的关系。以P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 2014年全国儿童青少年睡眠不足情况

2014年我国9~15岁儿童青少年平均每天睡眠不足的比例为94.67%(表1), 其中女生睡眠不足检出率为95.26%, 高于男生(睡眠不足检出率为94.09%), 差异具有统计学意义( χ2=80.99, P< 0.001)。城乡对比的结果显示, 城市学生睡眠不足检出率为 95.41%, 高于农村学生(睡眠不足检出率为93.93%), 差异有统计学意义( χ2=128.48, P< 0.001)。从学段来看, 小学生的睡眠不足检出率为96.16%, 显著高于初中生(睡眠不足检出率为92.82%), 差异具有统计学意义( χ2=655.91, P< 0.001)。

表1 2014年中国9~15岁汉族儿童青少年睡眠不足检出率 Table 1 The detection rates of insufficient sleep of Chinese children and adolescents aged 9 to 15 years in 2014

进一步分性别分析发现, 城市、农村女生睡眠不足检出率分别为96.13%和94.38%, 均高于同地区男生(睡眠不足检出率分别为94.69%和93.49%), 差异具有统计学意义( χ城市2=70.86, P城市< 0.001; χ农村2=21.04, P农村< 0.001)。小学女生和初中女生睡眠不足检出率分别为96.60%和93.59%, 高于同学段男生(睡眠不足检出率分别为95.72%和92.06%), 差异具有统计学意义( χ小学2=34.39, P小学< 0.001; χ初中2=46.81, P初中< 0.001)。

分学段和性别进行分析可以发现, 小学男生城乡睡眠不足检出率分别为96.01%和95.29%, 均高于其所在地区的初中男生(睡眠不足检出率分别为93.03%和91.08%); 小学女生城乡睡眠不足检出率分别为96.80%和96.40%, 均高于其所在地区的初中女生(睡眠不足检出率分别为 95.43%和91.90%), P均< 0.001。城乡各学段女生睡眠时间不足检出率均高于男生(P均< 0.05), 其中城市小学女生的睡眠时间不足检出率最高, 为96.80%(图1)。

图1 不同学段城乡男、女生睡眠不足检出率Figure 1 The detection rates of children and adolescents with insufficient sleep in different grades, areas and genders

2.2 儿童青少年运动成绩的影响因素分析

采用单因素Logistic回归, 比较不同性别、城乡、学段、BMI组及睡眠情况的儿童青少年50 m和耐力跑优秀率的差异(表2), 结果显示, 性别、学段、BMI和睡眠因素在50 m优秀率的差异具有统计学意义, 其中, 男生50 m优秀率低于女生(χ 2 =28.85, P< 0.001), 初中生50 m优秀率高于小学生( χ2=11.92, P< 0.01)。与BMI正常的儿童青少年相比, 营养不良组、超重组和肥胖组50 m优秀率较低( χ营养不良2=230.29, χ超重2=325.11, χ肥胖2=576.54, P均< 0.001)。睡眠充足的儿童青少年50 m优秀率高于睡眠不足组( χ2=10.10, P< 0.01)。

表2 儿童青少年运动成绩影响因素的单因素Logistic回归分析 Table 2 The Logistic regression analysis of the influencing factors of athletic performance in children and adolescents

城乡、BMI和睡眠是影响耐力跑优秀率的因素。农村儿童青少年耐力跑优秀率高于城市( χ2=77.55, P< 0.001)。BMI正常的儿童青少年耐力跑优秀率显著高于其他各BMI组( χ营养不良2=69.15, χ超重2=624.59, χ肥胖2=626.28, P均< 0.001)。睡眠充足的儿童青少年耐力跑优秀率高于睡眠不足组( χ2=21.76, P< 0.001)。

2.3 儿童青少年睡眠情况与运动成绩的关系分析

控制性别、城乡、学段、BMI后的多因素Logistic回归分析显示, 不同睡眠情况组学生50 m和耐力跑优秀率差异均具有统计学意义( χ50m2=10.83, P50 m< 0.01; χ耐力跑2=21.45, P耐力跑< 0.001)。睡眠充足的儿童青少年50 m成绩优秀率是睡眠不足组的1.14 倍(OR=1.14, 95% CI=1.05~1.23), 耐力跑成绩优秀率是睡眠不足组的1.21倍(OR=1.21, 95%CI=1.11~1.31, 表3)。

表3 儿童青少年睡眠情况与速度、耐力成绩的关系 Table 3 The relationship between sleep condition and speed and endurance performance
2.4 不同亚组儿童青少年睡眠情况与运动成绩的关系分析

分性别分析发现, 与睡眠不足组学生相比, 睡眠充足的男生50 m和耐力跑优秀率较高。睡眠充足的男生50 m优秀率的OR值为1.21(95% CI=1.09~1.34, P< 0.001), 耐力跑优秀率的OR值为1.29(95% CI=1.16~1.43, P< 0.001)。女生睡眠充足组与睡眠不足组的50 m和耐力跑优秀率差异无统计学意义(表4)。

表4 不同睡眠情况儿童青少年50m和耐力跑成绩的多因素Logistic回归分析 Table 4 The Multi-factor Logistic regression analysis of 50m and endurance performance of children and adolescents with different sleep conditions

分城乡进行讨论, 城市睡眠充足的儿童青少年50 m和耐力跑优秀率均高于睡眠不足组(P均< 0.01)。农村地区不同睡眠情况组的50 m成绩优秀率差异无统计学意义, 农村睡眠充足儿童青少年的耐力跑优秀率高于睡眠不足组, OR值为1.18(95% CI=1.06~1.31, P< 0.01)。

各学段睡眠充足的儿童青少年50 m和耐力跑优秀率均高于同学段睡眠不足组(P小学耐力< 0.001, 其余P均< 0.05)。

分BMI进行讨论可以发现, BMI正常组中睡眠充足的儿童青少年50 m优秀率高于睡眠不足组(OR =1.11, 95% CI =1.01~1.21, P< 0.05), 超重组中睡眠充足的儿童青少年50 m优秀率高于睡眠不足组(OR =1.33, 95% CI =1.08~1.66, P< 0.05)。各BMI组睡眠充足的儿童青少年耐力跑优秀率均高于同BMI组睡眠不足的儿童青少年(P营养不良< 0.01, P正常< 0.01, P超重< 0.05, P肥胖< 0.05)。

2.5 不同睡眠时间分层的儿童青少年运动成绩分析

将儿童青少年睡眠时间分为< 7 h, 7 h~, 8 h~, ≥ 9 h 4组。控制了性别、城乡、学段、BMI后多因素Logistic回归结果显示, 不同睡眠时间的儿童青少年50 m优秀率差异具有统计学意义, 睡眠时间不足7 h的儿童青少年50 m优秀率低于睡眠时间较长的其余各组(P均< 0.01), 其中睡眠时间≥ 9 h组儿童青少年50 m优秀率最高(P< 0.001)。睡眠时间≥ 9 h的儿童青少年耐力跑优秀率显著高于其他组(P< 0.001, 表5)。

表5 不同睡眠时间分层的儿童青少年运动成绩的多因素Logistic回归分析 Table 5 The multi-factor Logistic regression analysis of athletic performance in children and adolescents of different sleep durations

不同睡眠时间分层的儿童青少年50 m和耐力跑的优秀率无明显剂量反应关系。

3 讨论

随着社会的发展和生活节奏的加快, 学生睡眠不足的问题日渐凸显。有学者于2012年在全国9省市开展的各年龄段儿童睡眠问题的调查显示:我国小学生和初中生中平均每日睡眠时间分别为9.2和8.1 h[11]。有学者依据我国颁布的《学生健康和卫生工作条例》计算睡眠不足发生率, 结果显示睡眠不足的中小学生超过70%以上[12]。与美国、意大利、瑞士等国家同年龄段人群相比, 我国的儿童青少年平均睡眠时间约少40~50 min[13, 14]。

本研究通过对2014年全国儿童青少年睡眠情况进行调查, 结果显示9~15岁儿童青少年睡眠不足检出率高达94.67%, 较2010年全国学生体质调研结果高(睡眠不足检出率为93.64%), 其中男生睡眠不足检出率为94.09%, 女生为95.26%, 睡眠情况的性别差异有统计学意义; 城乡睡眠不足检出率分别为95.41%和93.93%, 睡眠情况的城乡差异有统计学意义。9~12岁儿童青少年睡眠不足检出率为96.16%, 13~15岁为92.82%, 与2010年全国学生体质调研结果接近(睡眠不足检出率分别为96.42%和92.76%)[15]。本研究结果与2010结果比较, 儿童青少年睡眠不足检出率有所上升, 学生睡眠时间不足情况严峻, 需要进一步干预, 改善学生睡眠时间不足的现状。

儿童青少年睡眠的因素包括生理变化和外界环境等。生理因素例如睡眠觉醒时相延迟障碍(表现为白天倦睡, 入睡晚和起床晚)[16], 会导致儿童青少年的睡眠时间难以保证。课业负担过重和上学过早是导致儿童青少年睡眠不足的环境因素之一, 研究显示推迟学校上学时间的措施可能对保障儿童睡眠“ 质” 和“ 量” 具有积极作用[17]。此外, 儿童青少年睡眠状况改善也依赖于良好睡眠习惯的养成。有学者认为, 学龄初期是良好睡眠卫生习惯形成期[16], 提醒我们在这期间要注意为儿童青少年建立温馨舒适的睡眠环境, 帮助形成良好睡眠卫生习惯。

由于睡眠功能的复杂性, 参与睡眠研究的人群有限, 少有研究关注睡眠与儿童青少年运动表现的关系。本研究以速度和耐力运动成绩为切点进行评估。结果发现, 不同睡眠情况组儿童青少年50 m和耐力跑的优秀率差异有统计学意义。在控制了性别、城乡、学段、BMI等因素后, 睡眠不足仍是影响学生速度和耐力运动表现的独立因素。进一步分性别、城乡、学段和BMI进行分析可以发现, 总体而言睡眠充足学生的50 m和耐力跑成绩优秀率均优于睡眠不足者, 说明充足的睡眠时间可能与学生较好的速度和耐力表现有关。将儿童青少年睡眠时间分层进行分析的结果显示, 睡眠时间≥ 9 h组的儿童青少年50 m和耐力跑优秀率高于其他睡眠时间组, 但不同睡眠时间分层的儿童青少年50 m和耐力跑优秀率无明显剂量反应关系。

睡眠对运动表现的影响机制包括减少机体耗能和促进神经系统恢复等。研究显示睡眠的非快速眼动期对组织再生和生长至关重要[18], 同时该阶段可以降低机体耗氧量[19]、减少机体能耗。此外, 睡眠可以增加蛋白质合成并调动游离脂肪酸提供能量, 从而防止氨基酸分解代谢[20], 对于肌肉损伤的运动人群的机体修复具有重要意义。一些干预研究也显示, 睡眠不足与运动表现下降有关。Souissi等[21]对儿童青少年进行1晚的睡眠干预后发现, 在Wingate无氧循环测试中睡眠缺乏的受试者的平均功率和峰值功率下降, 说明睡眠缺乏会对运动表现产生负面影响。Skein等[22]报道, 在对10名运动员进行 30 h的睡眠剥夺后, 运动员的平均冲刺速度变慢, 主观疲劳感觉加剧, 说明睡眠缺乏会导致速度表现不佳, 与本研究结果一致。

本研究为横断面研究, 结论尚需进一步的干预研究进行验证。此外, 本研究缺乏内分泌指标和代谢指标, 无法进一步阐述睡眠对速度、耐力成绩的影响机制。但是通过对2014年全国汉族儿童青少年睡眠状况进行分析发现, 我国儿童青少年睡眠不足检出率较2010年高, 且存在明显的性别、城乡和学段差异。对睡眠与速度、耐力成绩的研究显示, 睡眠充足的儿童青少年运动成绩较好, 说明充足的睡眠时间对儿童速度、耐力素质的提高可能具有重要意义。这些研究结果对于制定相关干预措施, 改善学生睡眠不足, 提高学生运动素质具有一定的实际意义。

The authors have declared that no competing interests exist.

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