力量与常见精神障碍的关系

抑郁和焦虑是常见的精神障碍，增加了身体健康风险，是导致全球残疾的主要原因。几种形式的身体健康可能是人群中常见精神障碍的可改变的风险因素。我们研究了心肺适能和握力的个体和组合指标与常见精神疾病发病率的关系。

对152978名英国生物库参与者进行了为期7年的前瞻性队列研究。分别用运动试验和测功机测量心肺功能和握力。我们使用患者健康问卷-9和广泛性焦虑障碍-7量表来评估随访时常见精神障碍的发生率。

完全调整后的纵向模型显示出剂量-反应关系。与高心肺适能相比，中低度心肺适能患抑郁症或焦虑症的几率分别高出1.485(95%CI，1.301至1.694，p <； ，0.001)和1.141(95%CI，1.005至1.297，p = 0.041)。与高握力相比，低和中等握力与普通精神障碍的患病几率分别高出1.381(95%CI，1.315至1.452，p <； ，0.001)和1.116(95%CI，1.063至1.172，p <； ，0.001)。

心肺健康和握力最低组的个体患抑郁症的几率高1.981(95%CI，1.553至2.527，p <； ；0.001)，患焦虑的几率高1.599(95%CI，1.148至2.118，p = 0.004)，患常见精神障碍的几率高1.814(95%CI，1.461至2.252p <； ，0.001)，而这两种健康类型的几率都很高。

目的心肺和肌肉适能指标是常见精神障碍的可改变的危险因素。减少常见精神障碍的公共卫生战略可以包括有氧活动和抵抗活动的结合。

常见的精神疾病是造成全球健康负担的主要因素，抑郁症和焦虑症分别是全球第一和第六大致残原因[1]。它们会严重影响日常功能，随着时间的推移，身体健康风险会增加，包括心血管疾病和过早死亡率的增加[2，3，4]。有组织的体力活动干预已被证明可以减少常见的心理健康症状，其效果从中到大[5，6，7，8，9，10，11][5，6，7，8，9，10，11]。低体力活动可能是常见精神障碍的一个可改变的人群水平的危险因素[12，13，14，15，16]。然而，之前几乎所有的研究都使用自我报告的活动测量方法，这容易产生偏见[17]。体力活动对心肺功能(CRF)和肌肉力量有重要影响[18，19]，这两个相关但不同的体能指标是整体健康、疾病风险和死亡率的可靠指标[20，21，22，23，24，25，26，27]。两者都可以在大群体中通过有效的健康测试来测量，这些测试产生客观的输出，也可以作为不依赖自我报告的习惯性体力活动的替代标记[18，28]。

关于身体健康指标与常见精神疾病发病率之间的关系的研究有限。最近一项前瞻性队列研究的荟萃分析发现，低CRF与常见精神疾病的发病率高47%(HR = 为1.47，95%CI为1.23，1.76)相关[28]。然而，这些结果来自一小部分研究(n = 4)，这些研究具有很强的异质性(I 2 = 85.1%)，而且大多集中在抑郁而不是焦虑上。很少有研究关注整体肌肉力量的作用，握力是一个简单的临床替代指标[29，30，31]。一些小的横截面[32，33]和纵向[34，35，36]研究表明，握力低与抑郁和焦虑的发生率高相关[37]。然而，纵向研究结果并不一致，需要从大样本中获得更多高质量的数据。大多数研究只关注抑郁症，尽管焦虑症是全球残疾的另一个主要来源，并与抑郁症高度共存[38]。

身体素质低下，以CRF或握力为指标，可能是人群中常见精神障碍的一个有用的风险因素。据我们所知，目前还没有任何大规模的研究集中于单个或联合CRF和握力与常见精神障碍发病率之间的关系。CRF和握力反映了不同的生理特征，反映了不同类型的习惯性体力活动，即有氧训练和抗阻训练。同时增加CRF和力量的联合训练比单独关注身体健康的任何一个组成部分都能改善身体健康结果[39，40，41，42]，精神健康也可能是如此。最近在青少年中进行的一项横断面研究发现，慢性肾功能衰竭而不是MUS

为了解决这些知识差距，我们进行了第一项前瞻性研究，以检验慢性肾功能衰竭和握力的单独和联合标志物与抑郁和焦虑的发生率之间的关系。我们的目标是(1)检查慢性肾功能衰竭、握力和常见精神障碍发生率之间的纵向联系，(2)调查综合健康水平与常见精神障碍发生率之间的联系。

英国生物库是一项前瞻性队列研究，在2007年4月至2010年12月期间，从英格兰、苏格兰和威尔士的普通人群中招募了502,682名年龄在40岁到69岁(回应率为5.5%)的参与者[44]。参与者在英国22个研究中心完成了一系列触摸屏问卷、体格测量、成像、基因和生物学评估[45]。我们的样本包括参与者，他们有有效的基线症状测量和至少一种握力或CRF(n = 491,278)基线测量。对于纵向分析，我们将样本限制在那些在随访(2017年)时也有完整的患者健康问卷-9(phq-9)和广泛性焦虑障碍-7(gad-7)以及至少一项握力或慢性肾功能衰竭(n = 152,978)的参与者。

Biobank参与者的一部分在2009年8月至2010年12月期间完成了体能测试。参与者在固定自行车(通用电气的eBike舒适性测力仪)上完成了6分钟的次极量运动测试。根据参与者的年龄、身高、体重、性别和静息心率，制定了个性化的方案来计算适当的工作量。四导联心电图用于监测测试前、测试中和测试后恢复期的心率。

我们遵循先前研究中的方案，从次极大试验中估计CRF[46，47]。我们首先估计了参与者在最大体能测试中所能达到的工作效率。最大工作速率对应最大耗氧量(VO2 Max)，这是慢性肾功能衰竭的一个指标。我们根据测试前的心率、测试期间的最大心率和测试结束时的工作速率来估算最大工作速率(以瓦特为单位)。然后，我们假设参与者的年龄预测的最大心率的回归线为：208岁-7 × 年龄[48]，假设是线性关系。

为了估算最大耗氧量，我们使用了以下公式：7 + (10.8 × 最大工作速率(瓦特))/体重(公斤)[49]。最大耗氧量是对慢性肾功能衰竭的连续测量，以每分钟体重每千克(ml kg-1.min-1)的氧气毫升表示。我们使用代谢当量(METS)来表示CRF的输出量，其中1 MET是3.5min-1 ml kg-1.min-1。

每只手使用Jamar j00105液压手部测功器测量握力。参与者以直立的姿势握住手柄，并尽可能用力挤压3 。输出以公斤(Kg)表示，取每只手的平均值。

在主要分析中，我们创建了年龄和性别调整的握力和慢性肾功能衰竭等级，这与之前的工作一致[47]。三合一代表低、中、高三种体能水平的人群。这些分组是为了帮助解释，并解释健康和心理健康之间可能存在的非线性关联。我们还在二次分析中使用了连续的慢性肾功能衰竭和握力暴露变量，慢性肾功能衰竭出现在METS中，握力以5 kg为增量，与先前的研究一样[46]。

在基线(2006年至2010年)，使用患者健康问卷-9(PHQ-9)中的3个问题来衡量常见的心理健康症状，这些问题涵盖了抑郁症的核心特征(情绪低落、快感缺乏和嗜睡)[50]。它包含了一个改编自PHQ-9的额外问题，以涵盖紧张感，这是焦虑症的一个常见特征。这份问卷使用了从0(根本不是)到3(几乎每天)的4分序号，得分范围从0到12。超简短的PHQ-9改编版与较长的抑郁和焦虑症状量表有很好的一致性[51]。由于缺乏有效的临界值，我们使用连续的症状评分来衡量这一指标。

在随访中，在2017年心理健康问卷中测量了常见的心理健康症状，其中包括PHQ-9和广泛性焦虑障碍-7(GAD-7)问卷。PHQ-9是一种抑郁症筛查工具，有9个问题，从0(根本不是)到3(几乎每天)[50]。总分从0到27，得分越高，症状越严重。我们定义了抑郁症的可能发生率，主要分析使用了一个确定的分界点(得分≥ 为10)，并使用了一个连续的症状评分(二级分析)。先前的研究表明，以≥ 10作为临界值，对于识别偶发性重度抑郁症有88%的敏感性和特异性[50]。

GAD-7是一个由7个条目组成的焦虑量表，使用与PHQ-9相同的四分序号量表[52]。分数从0到21不等。我们在主要分析中使用一个确定的分界点(得分≥ 为10)来定义广泛性焦虑症的可能发生率，在辅助分析中使用连续的症状评分。这个临界值的灵敏度为89%，特异度为82%[52]。

我们构建了暴露、结果和混杂变量之间的拟议因果假设的有向无环图(DAG)，这些变量为我们的分析提供了依据(图1中的附加文档1)。这一分析可能的混杂变量包括：年龄、性别、社会经济地位(家庭收入<； GB 18,000；GB 18,000至GB 30,999；GB 31,000至GB 51,999；GB 52,000至GB 100,000；以及>；指标包括：精神健康症状( GB 100,0000)、基线精神健康症状、吸烟状况(目前、以前或从未)、总体力活动(国际体力活动问卷调查显示每天步行和进行中等或剧烈活动的总分钟数)、受教育程度(学位、A/AS水平、O-Level/GCSE、CSE、NVQ/HND/HNC、其他资格，无)、父母抑郁、慢性病(自我报告是或否)和饮食(每天吃水果和蔬菜)。

我们的DAG表明，肥胖(体脂百分比)可能是健身和常见心理健康症状之间的因果关系。为了避免过度调整，我们在敏感性分析中只把体脂作为一个混杂变量。敏感性分析中使用的其他变量包括自我报告的指标，即过去曾因抑郁、神经或焦虑去看过医生或精神病学家，以确定参与者是否有常见精神障碍的病史。

描述变量包括正态分布变量的平均值和标准差，以及非正态分布变量的中位数和四分位数范围。

主要分析由两个主要部分组成。第一个目标是确定慢性肾功能衰竭的各个领域、握力和常见的精神健康症状和障碍之间的纵向联系(目标1)。第二部分调查了综合健康和常见精神障碍发病率之间的纵向联系(目标2)。

首先，我们使用Logistic回归模型，以抑郁和焦虑发生率作为结果，握力和CRF作为分类暴露，在不同的模型中。我们对所有模型进行了粗略和完全调整的迭代。其次，通过对CRF和握力组合作用的分析，得出了Logistic回归模型，其心理健康结果和调整与我们最初的纵向模型相同，但以综合适合度为主要分类暴露。综合体能包括CRF和握力，两者呈正相关(r = 为0.40)。我们以高CRF组和高握力组为参照组，比较CRF和握力的组合。

在第二次分析中，我们检查了慢性肾功能衰竭和握力与基线时常见精神健康症状之间的横截面关联(n = 491,278)。我们使用负二项回归模型作为准连续尺度上的症状评分。我们使用负二项回归来解释症状评分的高度正向偏斜和过度离散性。我们将负二项回归的输出表示为症状分数的百分比变化。高适合度是两种暴露模式的参考类别。

我们还使用连续暴露变量重新运行了主要分析的第一部分(每1-MET用于慢性肾衰竭，每5 kg用于握力)。然后，我们为每一次暴露创建了年龄和性别标准化的z得分，并将年龄和性别暴露作为乘性交互项运行相同的模型，以检查可能的交互作用。

我们还进行了几项敏感性分析，确定了先验，以检验我们主要发现的稳健性，并探索替代解释。这些措施包括：(1)重新运行主要分析第一部分的纵向模型，并使用不同的模型：(1)排除基线之前有抑郁或焦虑自我报告病史的参与者，以进一步降低反向原因造成的残留混淆的风险，(2)将肥胖作为一个可能的混淆变量来检验肥胖不在因果路径上的替代假说，以及(3)使用较低的阈值来定义抑郁症(PHQ≥ 8)和焦虑症(GAD-7≥ 8)障碍[53，54]。

然后，我们进行了调整后的多变量线性模型，将CRF和握力作为连续暴露，PHQ-9和GAD-7得分作为连续结果。这是为了评估这两种暴露是否与抑郁和焦虑的结果独立相关，方法是通过测试两种结果的每个暴露系数，来评估这两种暴露是否独立地与抑郁和焦虑的结果相关。我们还计算了e值来评估未测量的混杂影响我们的研究结果的似是而非[55]。E值估计了未测量的混杂变量的所需强度，该混杂变量将抵消我们暴露与结果之间的观察到的关联，同时考虑到所有测量的协变量[56]。

我们在全队列中重新运行主要纵向分析的第一部分，并输入缺失数据，以评估纵向样本(n = 152,978)中的风险选择偏差。我们使用带有链式方程的多个补偿模型来估计丢失的数据，详见方法1(附加文件1)。

在基线时，有491,278名参与者拥有完整的CRF或握力数据。在调整后的纵向(主要)分析中，147,141名参与者拥有完整的握力数据，22,667名参与者拥有CRF的完整数据。在横截面(二级)分析中，有465,757名参与者参与了完全调整后的握力分析，60,838名参与者参与了CRF数据的调整分析。根据PHQ-9和GAD-7量表，在7年的随访中，9156名参与者(5.99%)符合抑郁的标准，5282名(3.45%)的参与者符合焦虑的标准，11295名(7.39)的参与者符合任何一种常见精神障碍的标准。表1和表2(附加文件1)分别包含按CRF组和按握力组划分的参与者的基线特征。

慢性肾功能衰竭和握力作为单独暴露的纵向模型，以抑郁、焦虑和抑郁或焦虑作为结果变量。调整后的模型显示，与高慢性肾功能衰竭组相比，低慢性肾功能衰竭组患抑郁症的几率增加1.596(95%顺式，1.378，1.849 p <； (0.001))，中度慢性阻塞性肺功能衰竭组患抑郁症的几率增加1.154(95%顺式，0.999，1.334，p = 0.051)。与高CRF组相比，低CRF组患焦虑症的几率增加1.230(95%Cis，1.020，1.483，p = 0.030)。与高CRF相比，低CRF与1.485(95%顺式，1.301，1.694，p <； ，0.001)和中度CRF，患常见精神障碍的几率增加1.141(95%顺式，1.005，1.297，p = 0.041)。

与高握力相比，低握力与1.410(95%cis，1.355，1.490，p <； (0.001))和中等(95%cis，1.066，1.189，p <； (0.001))患抑郁症的几率增加相关。与高握力相比，低握力与焦虑的几率增加1.380(95%cis，1.286，1.480，p <； (0.001))和1.145(95%cis，1.068，1.228，p <； (0.001))。低握力与1.381(95%cis，1.315，1.452，p <； ，0.001)和中等水平(95%cis，1.063，1.172，p <； ，0.001)抑郁或焦虑的几率高相关。

表2显示了CRF和握力的综合健身暴露结果。与高体能组(高CRF和握力)相比，低体能(低CRF和低强度)与1.981(95%的顺位，1.553，2.527，p <； ，0.001)和中等的1.427(95%的顺位，1.117，1.825，p = 0.004)患抑郁症的几率有关。与高体能相比，低体能人群患焦虑症的几率高出1.599(95%Cis，1.148，2.118，p = 0.004)。与高综合体能相比，低体能与1.814(95%Cis，1.461，2.252，p <； ，0.001)和中等(95%Cis，1.067，1.645，p = 0.011)抑郁或焦虑症的几率增加有关。

这项全面调整的横断面分析研究了慢性肾功能衰竭与常见精神健康症状之间的关系，包括63,372名参与者。模型显示，与重度慢性肾衰组相比，中度慢性肾衰组的症状评分高7%(95%的顺位，4.4%，9.6%，p <； =0.001)，低慢性肾衰组的症状评分高17.5%(95%的顺位，14.6%，20.6%，p <； ，0.001)，而中度慢性肾衰组的症状评分比重度慢性肾衰组高出7%(95%的顺位，4.4%，9.6%，p <； ：0.001)。与高握力组相比，中等强度组得分高8.6%(95%CI，7.7%，9.6%，p <； (0.001))，低强度组得分高26.8%(95%CI，25.7%，27.9%，p <； ，0.001)。

连续暴露的完全调整的纵向模型显示，慢性肾功能衰竭每增加1个MET，抑郁得分降低2.4%(95%CI，− 3%，− 1.8%，p <； ：0.001)，焦虑得分降低1.22%(95%CI，− 2%，− 0.3%，p <； (0.001))。握力每增加5 kg，抑郁得分降低4.4%(95%CI，− 4.8%，− 3.9%，p <； (0.001))，焦虑得分降低4.8%(95%CI，− 5.4%，− 4.2%，p <； (0.001))。

有一些证据表明，握力和性别(p = 0.018)、握力和年龄(p = 0.001)之间存在交互作用，导致焦虑症。对于男性来说，握力每增加5 kg，患焦虑症的几率就会降低(OR = 0.901，95%CI，0.855，0.950，p <； ，0.001)；对于女性，减少的几率更大(OR = 0.840，95%CI，0.809，0.873，p <； ，0.001)。在那些上了54岁的人中，握力增加5公斤与 相关。

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