Abstract

目的． 本研究の目的は、成人期を通じて異なるタイプの日常生活身体活動（PA）と体力（PF）および健康との関係を検討することである。 方法は以下の通りである。 本研究では，1992年から2010年までの4回の測定時点において，28～76歳の男女723名が1681回参加した。 各調査年において、自己申告によるPA、身体測定値、身体的健康状態（HS）、PFを評価した。 測定値の解析には、階層的線形モデリング（HLM）を使用した。 結果 PFとHSは年齢が上がるにつれて悪化し、スポーツ活動（SA）は低下した。 モデル化の結果、PA、PF、HSに関しては、性、年齢、SESが重要な役割を果たすことが示された。 スポーツ選手は非選手と比較してHSとHFが高いことが示された。 習慣的活動（HA）もPFおよびHSと正の関係を示したが、その効果はSAの場合よりも低かった。 仕事関連活動（WRA）は、PFやHSと意味のある関係を示さなかった。 結論 同程度の量のPAが、PFやHSに異なる効果をもたらすことがある。 我々の発見は、健康またはフィットネス効果を扱う場合、PAの文脈、内容、目的の重要性を強調するものである。 単に体を動かすだけでは十分ではない

1. はじめに

定期的な身体活動（PA）が体力（PF）と健康を改善し，病気の予防に役立つというコンセンサスがある。 いくつかの研究により、様々な国や集団において、身体的に活発な成人は不活発な成人に比べてより健康であり、PFが高いことが示されている。 そのため、身体活動は健康的なライフスタイルの一部として推奨されています。 PA、PF、健康の関係についての現在の理解は、Bouchardらのモデルを使って視覚化することができます（図1）。 このモデルは、PAがフィットネスと健康に影響を与え、その関係も相互的であることを示している。 さらに、年齢、性別、社会経済的地位（SES）などの個人的・社会的属性が、PF、HS、PA、およびそれらの関係に影響を与えることが知られている。

一般的に知られているPAのポジティブな効果に加えて、PAとPFと健康の関係は、身体活動の量、強度、文脈の違いによって異なり、量、強度と効果の間の明確な用量反応原則はまだ知られていないことも知られている 。 例えば、仕事に関連した活動を評価する最近の研究では、身体組成や健康要因にプラスの影響を与えることは発見できず、特に高齢者では、PAによる怪我や身体の消耗は珍しいことではありません . それでも、無作為化比較試験から、管理された環境での計画的なPAである「質の高い」PAを行うことで、人生のあらゆるステージでフィットネスと健康を改善できることが分かっている。 しかし、移動のための習慣的な活動、長時間のスポーツクラブ活動、仕事に関連した活動など、非適用の長期的な日常生活におけるPAの長期的効果に関する研究の状況は、不足している。 Dionneらによるメタ分析では、日常生活PAと心血管体力の関係について、方法論的に質の高い6つの研究が記載されており、報告された相関は=0.25から=0.76の範囲であった。 他の著者は、PAと健康・体力測定との関係は、健康・体力測定と同様に、社会人口学的特性（年齢、性別、SESなど）、環境（余暇PA、通勤、スポーツなど）、身体活動の程度（強度、回数、時間）、体力レベルに強く依存すると示唆している

生涯を通じて異なる種類の長期PA、PF、健康との関係を分析するには、労力ある長期的研究が必要である。 しかし、実施された縦断的研究のほとんどは、2型糖尿病、うつ病、骨粗鬆症、慢性肺疾患などの非常に特定の健康疾患に対する身体活動の効果について言及しているか、PA体力と健康の傾向のみに焦点を合わせている. そこで本研究では、成人における様々なタイプの非適用型日常生活運動とPFおよびHSの縦断的関係を調べ、社会人口学的決定要因である年齢、性、SESの影響を評価することを目的とする。 研究方法＜4878＞ ＜5366＞2.1. 研究サンプルとデザイン

データは、1992年、1997年、2002年、2010年の4回の測定で、ドイツにおける地域密着型の縦断研究中に抽出されたものであった。 参加者は地域住民の登録所から無作為に選ばれた。 参加は任意であった。 被験者は、研究への参加に書面で同意した。 適用されたプロトコルは、科学諮問委員会、Schettler Clinic, Bad Schönborn, Germany、およびKarlsruhe Institute of Technology (KIT) の倫理委員会によって承認された。

28-76歳の合計723人の異なる被験者(女性366人、男性357人)が、研究の過程で1681回参加した。 1992年の初期サンプルの回答率は56%であった。 初回標本では、35歳、40歳、45歳、50歳、歳の5つのグループが招待された。 その後の各波では、脱落者を補うために、28歳から38歳までの新しい参加者を募集した。 4回の測定時点の参加者総数は、1992年：480人、1997年：456人、2002年：429人、そして2010年であった。 310. 電話インタビューでは、参加者と非参加者の間で、移住の背景を除き、選択したパラメータ（例：SES、身体的健康状態、身体活動）に有意差はなかった。 サンプルの記述統計は表1に示すとおりである。

サンプルはドイツの農村地域のBMIとSESに関する典型的特性を表しています。 しかし、PAはドイツの平均をわずかに上回る傾向がある。 測定方法

2.2.1. 身体活動

週のスポーツ活動、習慣的な活動、仕事に関連する活動をアンケートで評価した。 スポーツ活動（SA）は、頻度（週当たりの運動単位数）、時間（単位当たり分）、強度（あまり強くない、中程度の強度でやや発汗する、非常に強く発汗する）、週当たりのスポーツ活動の種類に関する質問から算出された。 3 つの強度ごとに、すべてのスポーツの種類に特定の MET 値が割り当てられ、使用時間と掛け合わせることで、1 週間当たりの MET 時間単位の SA が算出された。 習慣的活動（HA）は、移動のための歩行や自転車、家事やガーデニングの毎日の時間から導き出されたものである。 ここでも、Ainsworthらにより、それぞれのHAに特定のMET値が割り当てられ、1週間あたりのMET-hoursが計算された。 仕事関連活動（WRA）は、職場での滞在時間、職場での活動の種類（主に座っている、主に立っている、主に歩いている、および/または動いている）についての質問、および職場での活動の強度（あまり強くない、適度に強い、および高い強度）についての質問から導き出されました。 そして、WRAの1週間あたりのMET-hoursは、職場での活動に対するそれぞれのMETsを用いて計算された。

事前の分析により、身体活動量に加えて、質問「あなたは運動しますか」の二項対立変数が示された。 という質問からなる二項変数が、モデルの適合度を有意に向上させた。 また、運動量に加えて、運動する参加者と、完全に自称スポーツをしない参加者を分ける変数「アスリート」がモデルに含まれた。 これは、運動量に依存しない活動的なライフスタイルの効果を表すものである。 また、数値には以下の層別を用いた。 「スポーツなし」：継続的にSAを報告しなかった参加者、「スポーツをやめた人」：最初の検査でSAを報告したが、最後の検査では報告しなかった参加者、「スポーツ初心者」：最初の検査でSAを報告せず、最後の検査で報告した参加者、「継続的スポーツ者」：各検査でSAを報告した参加者。 質問票は信頼性（2週間後のテストリテスト：> .90, Cronbachʼs alpha = .94），要因妥当性，測定不変性を証明した． 体力（PF）

合計13の運動パフォーマンステストが体力の評価に用いられた。 心肺機能は2km歩行テスト、筋力は40秒間の腕立て伏せ回数、40秒間の腹筋回数、左右の握力、ジャンプ＆リーチテストにより測定した。 2回の試行のうち、最も良い成績を記録した。 協調性は、目を閉じて片足で立つ、片足で立ちながらもう片方の足をぐるぐる回す、ボールを使った3つのテスト項目で測定した。 それぞれのテストについて，訓練を受けたスタッフが，よくできた，できた，失敗したを判定した． 柔軟性は，座位とリーチテスト，体幹の側屈，肩首の可動性，ハムストリングと大腿直筋の伸展性で測定された． すべての検査項目は、1992年の35歳男性の初期標本を基準としてZ変換され、その算術平均によって体力指数（= 0.85）が構築された。 協調性、柔軟性、筋力、2km歩行テストの検査項目のうち50％以上が欠落している場合は、フィットネス指数は算出されなかった。 これには、例えば腹筋テストのような論理的なゼロは含まれない

2.2.3. 身体的健康状態（HS）

身体的健康状態は、開業医によって行われた手間のかかる健康診断で評価された。 詳細な問診の後、医師は整形外科、神経科、循環器科に関する診断を行い、次のような結果を得た。 0＝「制限なし」、1＝「日常生活に影響しない程度の軽い制限」、2＝「日常生活に影響する制限」、3＝「日常生活に大きな影響を与える制限」。 身体的健康状態尺度（0～9）は、整形外科、神経科、循環器系の3つの制限尺度の合計から導き出された

2.2.4. 社会経済的地位（SES）

社会構造分析の手法に基づき、対象者を正規教育および職業上の地位に関する情報を用いて4つの社会経済的地位のカテゴリーに分類した。 参加者が働いていない場合は、ライフパートナーの職業的地位が用いられた。 低SES、中低SES、中高SES、高SESの4つのカテゴリーが形成された

2.3. 統計解析

SPSS Statistics 22.0を用いて統計解析を行った。 PFとHSの階層的線形モデルの実施には、MIXED MLという機能を使用した。 身体活動予測因子と年齢以外はすべて大平均中心（GMC）であった。 身体活動変数は、身体活動なしを意味する0と変換されず、年齢はその最小値28でゼロにされた。 この結果、定数項は平均的な不活発者である28歳を反映している。 モデルのパラメータは、年齢（28でゼロ）、年齢2（28でゼロ）、性（GMC）、社会的地位（GMC）、運動選手（いない＝0、いる＝1）、BMI（GMC）、SA、HA、WRA、およびすべての考えられる一階交互作用である。 最初のモデルには，すべてのパラメータと交互作用を含むステップワイズバックワード法が用いられた． 次の各ステップでは、最も高い値を示した予測因子または交互作用項を除去し、その後モデルを再実行した。 最終的な有意水準は、モデルの複雑さを補うため、また、適合度が著しく悪いモデルがあったため、設定された。 最終的なモデルは、0.10以上の値を示すパラメータや交互作用項がないときに到達した。 記述統計量

SA、HA、WRA、PF、HSデータの性・年齢群別の記述統計量を表2に示す。 は、723人の参加者の4つの測定点における観察数の合計である。

SAは28-40歳から41-50歳にかけてわずかに増加し、その後、観察された寿命の経過とともにゆっくりと減少していくことが示された。 一方、高齢者の運動量は、高齢になるにつれて増加し、高齢者の身体活動の大部分を占めている。 WRAの量は、28-60歳の間は比較的一定で、その後、仕事を引退すると減少する。 多くの人は少なくとも1日8時間は仕事をしているので、WRAの方がSAやHAよりもメッツアワーの絶対数が多い。 身体活動の性差は3種類とも男性に有利であった。

PFは予想通り男性に有利な性差を示し、年齢の上昇とともに常に減少している。 しかし、PFが低下するにつれて、男女間の差は小さくなる。

PFが低下すると、健康診断で検出される健康関連の制限の量が増加する。 28～40歳では健康関連の制限はわずかであったのが、時間の経過とともに、整形外科、神経科、心血管系のそれぞれで軽度の制限、または検討した領域の少なくとも1つで重度の制限がある場合、サンプルの健康状態は3.25の値まで低下する。 Physical Fitness

PFのHLMモデリングのパラメータ推定は表3に示す通りである。 数値は関連する2つの暗号を四捨五入した。

平均的な不活発な参加者は、93.74の体力スコアを示す（表3：「定数項」、説明は統計部参照）。 性別はPFの最も強い予測因子であり、男性は女性よりも7.00 -値高いPFを示す。 年齢の二乗と年齢は、PFの第二の重要な予測因子である。 負のパラメータ推定値は、年齢が上がるにつれてPFの低下が加速することを示している。

活動量に関係なく、運動すると答えた参加者は、運動しない人よりも1.50 -値高いPFを示した（表3：「運動する人」）。 また、運動量1MET-hあたり約0.052ポイント上昇する。 一方、HAでは1MET-hあたり約0.013ポイント上昇する。 WRAはPFに有意な影響を与えなかった。

図2は、4つの異なる運動グループの観察寿命の経過に伴うPFの発達を示す。 アスリートはすべての年齢層で非アスリートよりも高いPFを示した。 運動を始めた人はPFが増加するが、運動をやめた人はPFが減少する。 興味深いことに、運動をやめた人のPFの初期値は、継続的な運動をしている人よりも低い。

性、年齢、身体活動以外に、SESおよびBMIはPFの有意な予測因子であった。 SESが1項目増加するごとに、PFが0.91 -値増加することが示された。 BMIは、PFと負の相関がある。 BMIが1ポイント上昇するごとに、PFは0.18ポイント減少することが観察された。 さらに、年齢とBMIの交互作用パラメータの推定値が正であれば、年齢が上がるにつれてBMIあたりのPFの損失が増加することが示された。 しかし、年齢の二乗とBMIの交互作用パラメータを正に推定すると、超高齢群ではこの関係が逆転することが示された。 しかし、それぞれ、、、では、これらの交互作用項は臨界値の端にある。

最後に、定数項、BMI、年齢の有意なランダム効果は、これらのパラメータ、それぞれフィットネスパフォーマンスの初期値における個人内分散の著しい量を示唆するものである。 身体的健康状態

HSのHLMモデル化の結果を表4に示す。

28歳の不活発な平均参加者は、HSスコア 1.12 （定項）を示し、成人初期のサンプル平均参加者には健康制限に影響を及ぼすライフスタイルはほとんどないことが示された。 年齢がHSの最も強い予測因子であり、1年ごとに制限スコアが0.053ずつ増加する。 年齢の2乗は有意な予測因子ではなく、HSスコアの年齢による直線的な増加を示している。 BMIもまたHSの強い予測因子であり、BMI1点につき制限スコアが0.10点増加する。 さらに、SESはHSの有意な予測因子であり、SESが高いほどHSは良好である。

一般に運動は良好なHSの維持に有意な正の効果を示す。 スポーツ選手では，成人期初期および中期における加齢に伴うHSの直線的な減少が無効となった（ageathlete：-0.068，年齢：+0.053）。 しかし、年齢の2乗とスポーツ選手の間の有意で負の交互作用項は、スポーツ選手もまた、高年齢においてより速く健康状態を失うことを示している。 図3は、4つの異なる運動グループにおける、観察された寿命の経過に伴うHSの発達を示す。

＜9615＞SAの量とHSには正の関係がないが、高いBMI値（SABMI）と組み合わせると負の関係があることが示される。 HAはHSに正の影響を示したが、男性のみであった（sexHA）。 WRAとHSの関係は年齢によって調節される。 WRAとHSの関係は、年齢が高くなるほど負の相関が強くなる（ageWRA）ことから、年齢が高くなるほどWRAとHSの関係は逆転し、WRAの高値が高齢者における良好なHSの予測因子であることが判明した（age2WRA）。 PFとは異なり、HSモデルの定数項には有意なランダム効果がなく、28歳の参加者間で初期値がほぼ同じであることを示している。 しかし、年齢による有意なランダム効果は、HSの傾きが参加者間で異なることを示している＜5829＞＜4443＞4． 考察＜4878＞＜5366＞4.1. 主な結果

年齢が上がるにつれて、PFは減少し、身体的健康制限は増加し、SAは減少することがわかった。 これらの知見は他の多くの研究と一致しており、身体的健康パラメータだけでなくSAも年齢が上がるにつれて低下することを示している。

SAは、BMIレベルが高いときにSAの量が多いことを除いて、フィットネスと健康に正の相関があった。 同量の習慣的活動は有意に小さな利益を示し、WRAはPFと関係を示さず、HSとは低く一貫性のない関連しか示さなかった＜5829＞＜5366＞4.2. 異なるタイプのPAがPFに及ぼす影響

性別と年齢以外に、SAがPFの最も意味のある予測因子であることが判明した。 アスリートはどの年齢層でも非アスリートよりも良好なPFを有しており、研究期間中に運動を開始した参加者はPFが増加したが、運動をやめた参加者はPFが減少した。 これは、SAとPFに関する他の研究とも一致する。 また、報告されたSAの量もPFと正の関係を示した。 この結果は、ライフステージのどの段階においても、十分な運動能力を維持するためにはSAが不可欠であることを裏付けるものである。 中年期にはHAとSAの量は同程度であり、高齢者ではHAがSAを上回っているにもかかわらず、HAとPFの関係はSAとPFの関係よりかなり低いことが判明した。 これは、HAの非系統的な性質と、全体的な強度が低いためと思われる。 他の研究では、HAとSAを区別したものはほとんどないが、区別したものも同様の結果を示している。 有酸素性体力、運動トレーニング、HAに関する最近の研究では、運動トレーニングは有酸素性体力を高めるが、HAは青年期の体力と意味のある関係を示さないことが示された .

WRAが体力にプラスの効果を示さないという事実は、これまでの研究でも示されている。 4022人が参加したカナダの職場管理プログラムの最近の結果では、職場での身体活動のレベルは、心肺フィットネスや人体測定、心代謝リスクプロファイルと関係がないことが示された 。 他の研究では、WRAが健康パラメータに及ぼす悪影響さえも報告されている。 Gutiérrez-Fisacらのデータでは、WRAの量が多いと脂肪率パラメータと数値的に関連することが示された。 この論文では、運動パフォーマンス能力間のフィットネスを区別した分析は提示されていないが、WRAは特に高齢になると柔軟性と負の関連があることが示された

4.3. 異なるタイプの運動がHSに及ぼす影響

運動していると報告した参加者は、運動していない参加者よりも有意にHSが良好であった。 しかし、運動不足の結果と比較すると、運動不足はHSにあまり影響を及ぼさないことがわかった。 他の多くの研究では、SAとHAを区別していないにもかかわらず、余暇のPAと健康パラメータとの間には全体的に正の関係があるという点で意見が一致している。 興味深いことに、我々のデータは、高齢のアスリートでは、より高いレベルから始めると、非アスリートに比べてHSの損失が大きいことを示している。 このことは、アスリートは生涯にわたって優れた健康状態を維持することができず、アスリートと非アスリートの健康状態は高年齢になるほど収束していくことを示している。 この知見を検証する高年齢者を対象としたさらなる研究が必要である。

運動一般とHSの正の関係に加え，SA量とHSの正の関係も観察されなかった。 逆に，SA量が多い場合，BMI値が高いとHSとの間に負の関係が認められた。 このことは、Dornらの研究と一致している。 著者らは、PAと死亡リスクとの間に正の関係を報告しているが、それは非肥満の男女についてのみである。 我々は、整形外科を含む健康上の制限について話すとき、長期間にわたる高い量および/または強度のSAは無制限に健康的ではなく、うまく実行されないとBMIスコアが高い人々にとって有害でさえあると結論付けている。 この論文は、PAと健康の間にU字型の関係があり、PAが非常に高いレベルで死亡リスクが高まることを示すAremらのデータによって支持されています。 現在までのところ、PAとHSに関するレビューの一般的な記述は、どのBMIでも、どのライフステージでもPAは健康に良いということを示唆している。 本研究では，WRAは成人期初期および中期においてHSと負の相関を示したが，年齢の二乗とWRAの有意な正の相関は，高齢になるとWRAを多く報告する人はHSが良好であることを示している。 WRA年齢とHSの負の相関は、WRAとHSの間に相関がない、あるいは負の相関があるとする他の研究と一致しているが、WRA年齢2とHSの正の相関は、高齢者において健康な人だけが高いWRA量を実行できることに起因している可能性がある。 最近のスカンジナビア研究では、職業的身体活動量が多い中等度の人および非体重の人は、心血管および全死因死亡のリスクが高いことが示された 。 WRAに関するこれらの知見は、Morrisのロンドン交通局員研究での初期の知見とは異なっている。しかし、最近の研究では、より幅広い仕事に関連した活動に焦点を当て、仕事中の身体的強度の高い活動も含まれている。 我々の研究では、運動量と性別の間に有意な相互作用があり、特に男性が運動量から利益を得ていることが示された。 これは、男性の方がより高い強度とより高い量のHAを行い、成人期後期に重要な健康効果の閾値に達することに成功したためと思われる。 社会人口学的変数とBMIの影響

男性は女性より高いレベルのPFを示したが、性と年齢の有意な相互作用項により、この差は年齢の増加とともに減少することが示された。 男性は女性に比べてHSがやや悪いことが示された。 また，SESとBMIはともにPFとHSに有意な影響を与えた。 SESとBMIは、年齢以外に最も意味のあるHSの予測因子であることが判明した。 SESのHSへの影響は、SESが高いほど健康に良いことを示す他の研究と一致しているが、SESと健康アウトカムとの関連について一貫したパターンを見いだせない研究もある。 SESが低い住民のPAとPFの値が低いことは、成人だけでなく青年を対象とした多くの研究で報告されている。

興味深いことに、PFに関する年齢とBMI、年齢とBMIの2乗の有意交互作用の組は、BMIとPFの関連性が年齢の上昇とともに悪くなり、その後高齢者で逆転することを示した。 BMIage2とPFとの正の相関は、人生の後期において、高いBMIがより良いPFの予測因子であることを示している。 この理由は、高齢者では筋肉量が減少するサルコペニアという現象があり、成人後期にはBMIが低下していることが示されているためと考えられる。 BMIが筋肉量と脂肪量を区別しないことが、PFに対するBMIの有意なランダム効果を観察した理由である可能性がある。 筋肉量の増加によるBMIの上昇はPFの上昇と一致する個体がある一方で、体脂肪によるBMIの上昇はPFと負の相関を示す個体も存在する

4.5. 本研究の長所と限界

本研究の主な長所は、18年間の縦断的データとPA、PF、HSの視野が広がったことである。

週当たり平均約10MET時間というSAは、ドイツ人の平均で、週当たりSAなしの33.7%、2時間までSAのある40.9%、2時間以上SAのある25.4%と報告しているドイツの代表的研究の範囲内であった。 しかし、61-80歳の参加者のSAとHAの値が比較的高いことから、より活動的な長期参加者にバイアスがかかっていることが示唆された。 非回答者の分析では、平均的な最終検査におけるHS、PF、PAの回答者と非回答者の差は10％未満であることが示された。 縦断的な偏りが比較的少ない理由は、検査中に健康に明確な焦点が当てられているためと推測される。 本研究では、日常生活での運動が体力や健康に及ぼす影響についての知見が不足していると考え、観察的縦断研究により日常生活での運動と体力・健康についての結論を導き出した。 しかし、このデザインは対照群を欠いており、HLMモデルにおけるPAの有意なパラメータ推定値は、HSやHFに対するPAの因果効果を示すものではないのである。 クロスラグド・パネルデザインから、PAと健康の関係は双方向であり、明確な用量反応原理を解明するためには、ランダムコントロール研究が必要であることが分かっている。 しかし、本研究の目的は、PAの文脈と内容の影響が大きいことを認識することであり、したがって、我々の目標は、第一線で因果関係を表現することではなかった

データ収集方法に関して言えば、PFとHSを詳細に評価することは、本研究の特筆すべき強みである。 しかし、PAを評価するために質問紙を使用すると、変数の妥当性と信頼性が低くなる傾向がある。 しかし、日常生活におけるPAを評価するための真の客観的基準は存在しないため、基準の妥当性についてはほとんど知られていない。 加速度計で比較可能なデータを得るためには、参加者は広い期間（例えば1年間）にわたって加速度計を装着し、さらに活動の背景に関する日記をつける必要がある。 二重標識水法で異なるタイプのPAの時間枠を定義することは、さらに顕著であり、実行不可能である。 それにもかかわらず、PAの過大評価と反応の偏りは、報告されたHA、SA、WRAのレベルに影響を与えた可能性がある。 結論＜8238＞＜9615＞本研究は、日常生活の身体活動の種類が異なると、大きな時間の経過が観察された場合、体力と健康への影響に意味のある違いがあることを示している。 SAは高BMI値でSA量が多い場合を除き体力や健康と正の相関を示したのに対し、同等の量の習慣的活動はわずかな効果しか示さず、WRAは効果がないか一貫性がなかった。 これらの知見は、PAの文脈と内容、例えば、十分な強度、頻度、実行が、その恩恵を日常生活で活用するために非常に重要であることを示している。 アスリートにおけるHSの加速度的低下と、スポーツを辞めた人の健康制限の高い平均値については、さらに検討する必要がある。

略語

倫理的承認

本研究はカールスルーエ工科大学の倫理委員会によって承認された。

利益相反

著者は利益相反がないことを宣言した。

謝辞

著者はドイツ研究協会およびカールスルーエ工科大学のオープンアクセス出版基金による支援を認める。