高甘油三酯血症（hypertriglyceridemia）作为代谢综合征的核心组分，与动脉粥样硬化性心血管疾病、代谢相关脂肪性肝病及胰岛素抵抗的发病风险显著相关^[1]。尽管运动被广泛证实为改善血脂代谢的非药物干预手段^[2-3]，但其作用机制尚未完全阐明。研究发现，运动可显著提高血清维生素D水平^[4-5]，补充维生素D可降低甘油三酯（TG）浓度，尤其在维生素D缺乏的个体中尤为显著^[6]。儿童和青少年正处于生长发育的关键阶段，对维生素D的需求量较高，中国儿童和青少年中维生素D缺乏（＜12 μg/L）的患病率为23%，维生素D不足（＜20 μg/L）的患病率为46.8%，其中中国北方青少年患病率显著高于南方，考虑与北部地区纬度较高、日照时间较短导致维生素D合成较少有关。此外，青少年人群维生素D不足的患病率随年龄增长而显著增加，这可能与年龄增长导致户外活动减少有关^[7]。基于此，本研究聚焦于青少年群体，探究维生素D在运动与甘油三酯代谢关联中的中介效应及其潜在分子机制，以期为青少年血脂代谢异常的早期预防与治疗提供参考依据。

对象与方法

1.1 研究对象

本研究为前瞻性横断面研究。采用便利抽样法，以2023年6月5日济宁市第七中学招募的2021级学生为研究对象。纳入标准：(1)年龄12~14岁；(2)自愿参加本研究。排除标准：（1）有心、脑、肺、肾及运动系统等严重器质性病变；（2）使用生长激素等直接影响生长发育的药物；（3）有精神病史；（4）无法完成随访或顺应性差。

本研究已通过北京协和医院伦理审查委员会批准（审批号：K3298），所有研究对象及监护人均签署知情同意书。

1.2 研究方法

1 问卷调查及体格测量：采用标准化问卷收集调查前1周中等强度运动（定义为运动时间在30 min以上，并感到气喘、流汗、脸红）的频率以及奶制品、甜品、快餐摄入频率。身高和体重由经过专业培训的医护人员采用相同的测量仪器（中国江苏南通贝斯特实业有限公司）现场测量。

2 生物标志物检测：25-羟基维生素D［25-hy-droxyvitamin D，25（OH）D］是维生素D在体内的主要循环形式，是反映维生素D营养状态的主要指标。采用化学发光法检测（IMMULITE2000，西门子）体内25(OH)D水平。采用cobas c702全自动生化分析仪（罗氏）检测TG水平。

1.3 样本量计算

采用G*Power 3.1软件，基于多元线性回归分析（fixed model, R²偏离0）进行样本量计算。设主要自变量2个（分类变量和连续变量各1），设定效应量f²=0.15（中等效应），在双侧α=0.05、power=95%条件下，计算得到最小样本量107例。考虑到20%失访率及需控制的混杂因素（年龄、性别等），最终纳入354名研究对象。

1.4 统计学处理

采用Excel建立数据库，通过Python的scipy、statsmodels库进行统计学分析。非正态分布的计量资料［包括年龄、体质量指数（BMI）、中等强度运动时间、TG、25(OH)D、奶制品等摄入频率］以中位数（四分位数）表示，组间比较采用Mann-whitney U 检验。计数资料（如性别）以频数（百分数）表示，组间比较采用χ²检验。采用Spearman秩相关分析法分析中等强度运动频率、TG和维生素D三者之间的相关性。

采用Baron & Kenny因果分析法构建中介模型，并分析维生素D的中介效应^[8]，该方法将暴露对结局的效应分为直接效应和间接效应（即中介效应），中介效应占比通过间接效应/总效应计算得到。具体步骤如下：

1 以TG为因变量，中等强度运动频率为自变量，建立回归方程，检验中等强度运动频率与TG的线性回归中自变量中等强度运动频率的标准化系数（c）。

2 以维生素D为因变量，中等强度运动频率为自变量，建立回归方程，检验中等强度运动频率与维生素D的线性回归中自变量中等强度运动频率的标准化系数（a）。

3 以TG为因变量，中等强度运动频率和维生素D为自变量，建立回归方程，检验加入维生素D后，TG线性回归中中介变量维生素D的标准化系数（b）及TG线性回归中中等强度运动频率的标准化系数（c'）。具体路径详见图1。

图1 维生素D在运动和甘油三酯之间的中介模型

a×b：间接效应（即中介效应）；c：总效应；c'：直接效应

采用Bootstrap法和Sobel检验双重验证中介效应的显著性：

1 采用Bootstrap法（重复抽样5000次）计算中介效应的95%置信区间（confidence interval,CI），若95% CI不包含0，则中介效应显著。

2 采用Sobel法检验维生素D在中等强度运动频率和TG之间的中介效应，若| Z |＞1.96，则中介效应显著^[9]。以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

共纳入354名青少年，其中女性142名（40.11%），男性212名（59.89%），中位年龄13.25（12.83,13.83)岁。维生素D不足者253名（71.47%），维生素D缺乏者54名（15.25%），女性25(OH)D水平显著低于男性（P＜0.001）。男性与女性在年龄、中等强度运动时间、TG、饮食习惯等方面均无显著差异（P均＞0.05），详见表1。

表1 354名青少年的一般资料［M(P₂₅,P₇₅)］

BMI：体质量指数；TG（triglyceride）：甘油三酯；25(OH)D（25-hydroxyvitamin D）：25-羟维生素D

2.2 中等强度运动频率、TG和维生素D之间的相关性分析

Spearman秩相关分析法结果显示，中等强度运动频率与TG呈显著负相关(r=-0.21，P＜0.001)， 中等强度运动频率与维生素D呈显著正相关(r=0.26，P＜0.001），维生素D与TG呈显著负相关(r=-0.30，P＜0.001)（图2），满足建立中介模型条件。

图2 中等强度运动频率、甘油三酯和维生素D之间的相关性分析

2.3 维生素D在运动降低TG中的中介效应模型及检验

采用Baron & Kenny因果逐步回归法分析结果如下：

Y=1.163-0.033X（F=6.416，P=0.012）。

M=14.727+0.718X（F=27.460，P＜0.001）。

Y=1.509-0.016X-0.024M（F=15.020，P＜0.001）。

其中，Y为TG，X为中等强度运动频率，M为维生素D。中介效应为 -0.017，中介效应占比为52.22%。Bootstrap法验证结果显示，95% CI：-0.027~-0.009，中介效应显著。Sobel检验显示维生素D在中等强度运动频率和TG之间存在显著中介效应（Z=-3.50, P＜0.001）。校正混杂因素（包括年龄、性别、BMI、奶制品摄入、甜品摄入、快餐摄入）后进行分析，维生素D在中等强度运动频率和TG之间仍存在部分中介效应，中介效应占比为47.83%。Bootstrap法验证结果显示，95% CI：-0.019~-0.005，中介效应显著。Sobel检验亦显示维生素D在中等强度运动频率和TG之间具有显著中介效应（Z=-2.81, P＜0.001）。

亚组分析结果显示：

1 在BMI＜24 kg/m²的青少年中，维生素D在中等强度运动频率和TG之间具有部分中介效应，中介效应占比为82.01%（95% CI：-0.022~-0.005，P=0.005），校正混杂因素后，中介效应占比为81.20%（95% CI：-0.022~-0.005，P=0.005），中介效应显著。

2 在BMI≥24 kg/m²的青少年中，未校正混杂因素时中介效应占比为3.38%（95% CI：-0.014~0.009，P=0.760），校正混杂因素后中介效应占比为7.51%（95% CI：-0.019~0.012，P=0.621），中介效应均不显著（表2）。

表2 不同BMI亚组中维生素D在中等强度运动频率和甘油三酯水平之间的中介效应分析

3 讨论

青少年运动习惯正处于形成期，早期培养运动习惯可能对成年期健康产生积极影响，此外，维生素D缺乏会显著增加慢性代谢性疾病的发病风险^[10]，包括高脂血症、肥胖、胰岛素抵抗、2型糖尿病、高血压等。因此，本研究基于354名青少年的横断面数据，探讨运动、维生素D水平与TG之间的关系，首次在青少年群体中揭示了维生素D在运动与TG关联中的部分中介作用，为运动改善血脂代谢的生物学机制提供了新视角。

本研究发现，运动水平与维生素 D 水平呈显著正相关，与既往研究^[4-5]结果相一致。其机制除通过增加紫外线暴露促进皮肤合成维生素D外^[11]，还包括：

1

通过上调骨骼肌和肾脏中25(OH)D3 1-α-羟化酶（CYP27B1）的基因表达，促进25(OH)D向活性形式1,25(OH)₂D₃转化^[12]；

2

高强度间歇性训练和抗阻运动可显著提高血清甲状旁腺激素水平，通过激活肾小管CYP27B1促进1,25(OH)₂D₃合成^[13]；

3

促进脂肪组织释放储存的维生素D并增强骨骼肌对维生素D的摄取与储存^[14-15]；

4

上调维生素D受体（VDR）的表达从而提高维生素D的生物利用度^[16]。 

而维生素D可能通过以下机制介导运动对TG的调控作用：

1

胆固醇调节元件结合蛋白（SREBPs）是脂类合成的重要调节因子，25（OH）D可通过诱导SREBPs剪切激活蛋白的水解过程并加速其泛素介导的降解进程来抑制SREBPs的活性，从而降低SREBPs水平，减少肝脏中TG合成^[17]。

2

维生素D是机体瘦素合成的必需物质，而瘦素可通过抑制脂肪细胞内乙酰辅酶A羧化酶基因的表达抑制脂肪合成^[18]。

3

在高脂饮食诱导的代谢相关脂肪性肝病小鼠模型中发现，补充维生素D可下调与脂肪酸合成和摄取相关的基因（FAS、PPARγ）并上调脂肪酸氧化基因的表达，从而降低肝脏中的TG水平^[19]。

4

维生素D通过降低白细胞介素（IL）-6、肿瘤坏死因子α等促炎因子水平，改善全身炎症状态，从而增强胰岛素信号通路活性，抑制肝脏糖异生和脂质释放^[20]。

本研究通过校正年龄、性别、BMI、奶制品摄入、甜品及快餐摄入等潜在混杂因素，发现维生素D在运动与TG关联中的中介效应仍显著（47.83%，95% CI：-0.019~-0.005）。这一结果表明，维生素D的中介作用独立于年龄、性别、BMI及饮食习惯的影响，进一步支持其作为运动改善脂代谢的关键分子桥梁。值得注意的是，奶制品作为维生素D的重要膳食来源，甜品和快餐摄入作为可能影响血脂的饮食习惯，其摄入频率已被纳入模型校正，提示本研究揭示的关联可能更多源于运动对维生素D代谢的直接调控，而非单纯通过饮食途径。

然而，尽管已校正多种混杂因素，日照时间等环境变量因难以量化未能纳入分析，未来研究需通过穿戴式设备定量监测日晒时长，以更精准地控制这一干扰。其他潜在混杂因素还包括遗传异质性及家庭收入与教育水平等，维生素 D通过VDR参与脂肪组织的代谢调控，VDR基因多态性可能与血脂水平相关^[21]，家庭收入与教育水平可能通过影响维生素D补充剂使用、膳食结构、户外活动时长及健康知识应用等方面产生混杂。

上述潜在混杂因素的遗漏可能导致中介效应被高估。运动除通过提高维生素D水平降低TG外，还可通过影响脂代谢相关酶（如脂肪甘油三酯酶、激素敏感性脂肪酶、单酰甘油脂肪酶等）含量及活性以及脂代谢相关受体（β-肾上腺素受体、脂联素受体等）促进脂肪分解，释放更多的游离脂肪酸进入血液循环^[22]。

本研究按照不同BMI进行亚组分析，发现在BMI＜24 kg/m²的青少年中，维生素D在运动和TG之间存在部分中介效应，校正混杂因素后中介效应占比为81.20％（95% CI：-0.022~-0.005，P=0.005），中介效应显著。而在BMI≥24 kg/m²的青少年中维生素D在运动和TG之间的中介效应不显著（95% CI：-0.019~0.012，P=0.621）。有研究发现，肥胖人群 CYP2J2和CYP27B1的表达降低，导致25(OH)D向活性形式1,25(OH)₂D₃的转化减少^[23]，从而削弱其对TG代谢的调控作用。此外，巴西一项研究发现，在12~14岁青少年中，肥胖与 TG/高密度脂蛋白（HDL）和胰岛素抵抗指数之间的关联比在年龄≥14岁的青少年中更强^[24]。

因此，在BMI≥24 kg/m²的12~14岁青少年中胰岛素抵抗的作用可能导致维生素D在运动和TG之间的中介效应不显著。此外，这一结果可能与样本量较小及统计效力受限有关，未来需扩大样本量加以验证。

本研究为青少年健康管理提供了双重启示：

其一，维生素D水平（尤其低于20 μg/L时）可作为运动干预疗效的预测标志物，对于运动降低TG效果不佳的个体，建议筛查25(OH)D水平；

其二，针对维生素D缺乏的青少年，联合运动与维生素D补充可能产生协同降脂效应，这一策略与DO-HEALTH试验中老年人干预方案^[25]形成呼应；基线25(OH)D＜10 μg/L者，推荐每日口服维生素D3 6000 IU（持续3个月），后调整为维持剂量每周50 000 IU（持续1.5~2个月）；基线25(OH)D为10~30 μg/L者，推荐每日口服维生素D3 800~2000 IU（持续2个月），后调整为维持剂量每周25 000 IU（持续2个月）^[26]；运动方面，建议每天至少完成60 min中等至高强度的有氧运动，或保证每周至少3 d，每次20～60 min高强度的有氧运动，鼓励学校推广课间户外活动以增加日晒时长。

由于中等强度运动相比高强度运动更安全、普适，且已被广泛接受为各种疾病的预防和治疗策略，因此本研究调查了青少年中等强度运动频率，但DO-HEALTH试验中的运动干预为简单的力量锻炼，对于青少年群体需进一步细化运动类型和运动强度，以明确最佳运动方案。

本研究仍存在以下局限性：首先，横断面设计无法充分证明因果关系，样本量较小，年龄范围局限于12~14岁，未纳入不同种族群体。有研究表明，前青春期（Tanner Ⅰ）维生素D水平显著低于青春期（Tanner Ⅱ-Ⅳ）^[27]，本研究部分受试者通过Tanner分期评估了性成熟度（女性基于乳房发育、男性基于睾丸体积），其中女性受试者均处于青春期中后期（Tanner Ⅲ-Ⅳ），而男性覆盖Tanner Ⅰ-Ⅳ期，但受限于各Tanner分期的样本量不足，无法开展基于发育阶段的分层比较。

另有研究发现，在不同种族之间维生素D与代谢综合征的关联强度不同^[28]，本研究聚焦于我国青少年，未纳入其他种族。此外，本研究在夏季且于中国北部进行，而地理及季节差异均会影响维生素D合成。其次，研究中维生素D水平的测量仅限于血清25(OH)D，未进一步分析1,25(OH)₂D₃的具体作用。

综上，本研究发现运动与TG水平呈显著负相关，且部分通过维生素D中介实现，强调了青少年阶段规律运动的必要性，对于运动较少或维生素D水平不足的青少年群体，可适当补充维生素D，以降低TG水平并预防代谢性疾病，凸显了青春期作为代谢干预“黄金窗口”的潜在价值。未来可进一步探讨不同类型、不同强度的运动以及不同剂量维生素D对血脂代谢的影响，为青少年健康管理策略提供更多实证支持。

参考文献

［1］高甘油三酯血症临床管理多学科专家共识工作组. 高甘油三酯血症临床管理多学科专家共识［J］. 中国循环杂志, 2023, 38(6): 621-633.

［2］高艳敏, 王光明, 杨文礼, 等. 高强度间歇训练和有氧运动对肥胖青年脂代谢及慢性炎症的影响［J］. 中国运动医学杂志, 2017, 36(7): 628-632.

［3］Mann S, Beedie C, Jimenez A. Differential effects of aerobic exercise, resistance training and combined exercise modali-ties on cholesterol and the lipid profile: review, synthesis and recommendations［J］. Sports Med, 2014, 44(2): 211-221.

［4］Scragg R, Holdaway I, Jackson R, et al. Plasma 25-hydroxyvitamin D3 and its relation to physical activity and other heart disease risk factors in the general population［J］. Ann Epidemiol, 1992, 2(5): 697-703.

［5］Scragg R, Holdaway I, Singh V, et al. Serum 25-hydroxyvitamin D3 is related to physical activity and ethnicity but not obesity in a multicultural workforce［J］. Aust N Z J Med, 1995, 25(3): 218-223.

［6］Dibaba D T. Effect of vitamin D supplementation on serum lipid profiles: a systematic review and meta-analysis［J］. Nutr Rev, 2019, 77(12): 890-902.

［7］Liu W H, Hu J, Fang Y Y, et al. Vitamin D status in Mainland of China: a systematic review and meta-analysis［J］. EClinicalMedicine, 2021, 38: 101017.

［8］Baron R M, Kenny D A. The moderator-mediator variable distinction in social psychological research: conceptual, strategic, and statistical considerations［J］. J Pers Soc Psychol, 1986, 51(6): 1173-1182.

［9］温忠麟, 叶宝娟. 中介效应分析: 方法和模型发展［J］. 心理科学进展, 2014, 22(5): 731-745.

［10］Fu J L, Han L W, Zhao Y L, et al. Vitamin D levels are associated with metabolic syndrome in adolescents and young adults: the BCAMS study［J］. Clin Nutr, 2019, 38(5): 2161-2167.

［11］Makida K, Nishida Y, Morita D, et al. Low energy irradiation of narrow-range UV-LED prevents osteosarcopenia associated with vitamin D deficiency in senescence-accelerated mouse prone 6［J］. Sci Rep, 2020, 10(1): 11892.

［12］Makanae Y, Ogasawara R, Sato K, et al. Acute bout of resistance exercise increases vitamin D receptor protein expression in rat skeletal muscle［J］. Exp Physiol, 2015, 100(10): 1168-1176.

［13］Dzik K P, Grzywacz T, Łuszczyk M, et al. Single bout of exercise triggers the increase of vitamin D blood concentration in adolescent trained boys: a pilot study［J］. Sci Rep, 2022, 12(1): 1825.

［14］Zhang J H, Cao Z B. Exercise: a possibly effective way to improve vitamin D nutritional status［J］. Nutrients, 2022, 14(13): 2652.

［15］Mason R S, Rybchyn M S, Abboud M, et al. The role of skeletal muscle in maintaining vitamin D status in winter［J］. Curr Dev Nutr, 2019, 3(10): nzz087.

［16］Aly Y E, Abdou A S, Rashad M M, et al. Effect of exercise on serum vitamin D and tissue vitamin D receptors in experimentally induced type 2 Diabetes Mellitus［J］. J Adv Res, 2016, 7(5): 671-679.

［17］Asano L, Watanabe M, Ryoden Y, et al. Vitamin D metabolite, 25-hydroxyvitamin D, regulates lipid metabolism by inducing degradation of SREBP/SCAP［J］. Cell Chem Biol, 2017, 24(2): 207-217.

［18］Van Rossum C T M, Hoebee B, Van Baak M A, et al. Genetic variation in the leptin receptor gene, leptin, and weight gain in young Dutch adults［J］. Obes Res, 2003, 11(3): 377-386.

［19］Miao Y F, Jiang Z Y, Song H L, et al. Vitamin D supplementation alleviates high fat diet-induced metabolic associated fatty liver disease by inhibiting ferroptosis pathway［J］. Eur J Nutr, 2024, 64(1): 50.

［20］Ando Y, Shinozawa Y, Iijima Y, et al. Tumor necrosis factor (TNF)-α-induced repression of GKAP42 protein levels through cGMP-dependent kinase (cGK)-Iα causes insulin resistance in 3T3-L1 adipocytes［J］. J Biol Chem, 2015, 290(9): 5881-5892.

［21］Fronczek M, Osadnik T, Banach M. Impact of vitamin D receptor polymorphisms in selected metabolic disorders［J］. Curr Opin Clin Nutr Metab Care, 2023, 26(4): 316-322.

［22］Zhu J Y, Guo L. Exercise-regulated lipolysis: Its role and mechanism in health and diseases［J/OL］. J Adv Res,2024. https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.11.031.

［23］Wamberg L, Christiansen T, Paulsen S K, et al. Expression of vitamin D-metabolizing enzymes in human adipose tissue--the effect of obesity and diet-induced weight loss［J］. Int J Obes (Lond), 2013, 37(5): 651-657.

［24］Deusdará R, De Moura Souza A, Szklo M. Association between obesity, overweight, elevated waist circumference, and insulin resistance markers among Brazilian adolescent students［J］. Nutrients, 2022, 14(17): 3487.

［25］Bischoff-Ferrari H A, Gängler S, Wieczorek M, et al. Individual and additive effects of vitamin D, omega-3 and exercise on DNA methylation clocks of biological aging in older adults from the DO-HEALTH trial［J］. Nat Aging, 2025, 5(3): 376-385.

［26］Bleizgys A. Vitamin D dosing: basic principles and a brief algorithm (2021 update)［J］. Nutrients, 2021, 13(12): 4415.

［27］Dos Santos Haber J F, Quesada K, Lopes R N, et al. Association of vitamin D levels with the metabolic profile and sexual maturation stage of adolescents［J］. J Diabetes Mellitus, 2018, 8(4): 114-124.

［28］Ahluwalia N, Raghavan R, Zhang G Y, et al. Vitamin D status and prevalence of metabolic syndrome by race and Hispanic origin in US adults: findings from the 2007—2014 NHANES［J］. Am J Clin Nutr, 2022, 116(5): 1400-1408.

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