高強度間歇訓練和有氧運動對肥胖青年脂代謝及慢性炎癥的影響

高艷敏王光明楊文禮喬秀芳

1中國礦業(yè)大學（徐州221116）2徐州醫(yī)科大學（徐州221004）

高強度間歇訓練和有氧運動對肥胖青年脂代謝及慢性炎癥的影響

高艷敏1王光明2楊文禮1喬秀芳1

1中國礦業(yè)大學（徐州221116）2徐州醫(yī)科大學（徐州221004）

目的：探討高強度間歇訓練和中等強度有氧運動對肥胖青年身體形態(tài)、血脂及肥胖性慢性炎癥的影響。方法：34名肥胖青年隨機分為高強度間歇訓練組（n=17）和有氧訓練組（n=17），分別進行12周的運動干預，并在實驗干預前、后兩次測試受試者形態(tài)學指標，清晨空腹同側肘靜脈采血檢測血脂代謝指標以及α-腫瘤壞死因子（TNF-α）、C-反應蛋白（CRP）、內脂素（Visfatin）等炎癥因子。結果：（1）與干預前比較，干預后高強度間歇訓練組和有氧訓練組受試者體重分別降低了7.3%和6.5%（P<0.01），腰圍分別下降了4.8%和4.6%（P<0.01）；體脂率分別下降了3.8%（P<0.01）和3.6%（P<0.05）；BMI分別顯著降低了6.3%和8.3%（P<0.05）；二組之間沒有顯著性差異。（2）干預后，高強度間歇訓練組和有氧訓練組受試者血液中TG（P<0.05）、TC（P<0.01）、LDL-C（P<0.05）均有顯著下降，而HDL-C顯著升高（P<0.05）；（3）干預后，高強度間歇訓練組受試者TNF-α、CRP顯著降低（P<0.01），Visfatin顯著降低（P<0.05）；有氧訓練組受試者TNF-α顯著降低（P<0.01），Visfatin、CRP顯著降低（P<0.05）；兩組之間沒有顯著性差異。結論：高強度間歇訓練能通過減少機體脂肪重量，改善肥胖青年體成分和脂代謝，使機體血液炎癥因子TNF-α、CRP、Vis?fatin等顯著降低；與中等強度持續(xù)有氧訓練減肥效果相比，二者之間沒有顯著性差異。高強度間歇訓練對改善肥胖青年的健康水平有積極影響。

肥胖青年；高強度間歇訓練；有氧運動；脂代謝；炎癥

肥胖是由于遺傳和環(huán)境因素所致能量攝入多于消耗、體內能量平衡被打破后體內脂肪積聚過多和分布異常的結果，是一種由多種相關因素引起的慢性代謝性疾病。有研究證實，肥胖往往是由多種炎癥因子誘導產生的一種慢性、全身性、程度較低的炎癥反應狀態(tài)[1]，而慢性炎癥則是引起各種代謝綜合征（如高血脂、高血壓、糖尿病等）的重要原因[2，3]。研究表明，肥胖者血液中的炎癥反應標志物濃度高于正常值的2～3倍[4]，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、內脂素（Visfatin）、白細胞介素-10（IL-10）等炎癥因子，因此有學者用“慢性炎癥反應狀態(tài)”描述肥胖的特征。慢性炎癥既可能在脂肪組織里發(fā)生，也可能在全身的系統(tǒng)中發(fā)生[5]。因此，如何運動干預肥胖性慢性炎癥對防治肥胖引發(fā)的一系列代謝類綜合癥的發(fā)生有重要現(xiàn)實意義。

1 對象與方法

1.1 實驗對象

招募某高校大學生50名作為受試者，男女各25名，經過BMI等指標初測，篩選符合肥胖標準的18名男生和16名女生參與本次實驗，平均年齡為21.6±1.4歲。篩選標準為：（1）近3個月體重基本保持穩(wěn)定；（2）除參加學校體育課外，平時無規(guī)律運動習慣；（3）排除心血管、內分泌等方面的運動禁忌癥，如高血壓、心絞痛、糖尿病等既往病史；（4）25 kg·m-2→BMI→30 kg·m-2；（5）體脂率→25%。

在運動干預前1個月采用詢問法調查并記錄受試者每天的飲食種類、食物成分及攝入量，并以此計算出攝入總能量。要求受試對象在整個3個月實驗期間保持和實驗前1個月能量攝入的一致。受試者在整個實驗期間除了實驗設定負荷之外，基本保持和實驗前相同的體力活動量，盡量避免其他因素的干擾。

在實施運動方案前，通過測試34名受試者身高、體重、最大攝氧量、腰圍、臀圍和血液學指標，將被試者分為2組（每組男生9，女生8人），即高強度間歇訓練組（HIITG組）和有氧運動組（AEG組）。

1.2 運動方案

所有被試均采用Pusar cosmos 4.0跑臺結合AE?GER Oxygen Analyzer進行遞增負荷試驗測定最大攝氧量（VO2max）。經過3天的適應后，提取85%VO2max以及60%VO2max的心率（HR）及監(jiān)測自我用力感覺（RPE）。

實驗方案均采用為期12周的跑臺訓練，每周運動5天。運動前有10分鐘的50%VO2max的準備活動，運動后有5分鐘的放松活動。高強度間歇訓練組的運動強度確定為85%VO2max，運動時心率需達到174次/min，運動時間為4 min，后接2 min運動強度為50%VO2max的運動，組間間歇時間為5 min，重復5次?？刂朴醒踹\動組和高強度間歇訓練組能量消耗基本相同，方法：用VO2max測試算出高強度間歇訓練組受試者靶心率下的實際攝氧量，以此計算出每次運動訓練時的總耗能量，然后用總耗能量除以有氧運動組靶心率強度下的平均耗能量，計算其訓練所需時間。有氧運動組的運動強度控制在60%VO2max，持續(xù)運動無間歇，運動時心率需要達到140次/min左右，持續(xù)運動40 min。

注重酒店管理系統(tǒng)所包含有序子系統(tǒng)，進行子系統(tǒng)構件時根據酒店具體部門進行設置構建，按照酒店規(guī)模擴大或縮小系統(tǒng)構建范圍，方便酒店員工對不同類型客人的識別和專業(yè)化服務。比如部門子系統(tǒng)滿足部門經理人員管理需求，整體酒店管理系統(tǒng)滿足高層管理者經營需求等等，以此為基于需求的酒店管理系統(tǒng)的實質性價值作用得以完全發(fā)揮[3]。

1.3 指標測試

1.3.1 形態(tài)學功能指標

測試指標包括受試者身高、體重、腰圍、臀圍、體脂率、BMI等。身高測定利用身高坐高計，體重測定利用杠桿式體重計，圍度測量使用軟帶尺，腰圍取肋骨與髂嵴之間腰部最細處水平繞行一周的圍長；體成分測量試用Inbody3.0人體成分分析儀。運動干預前和運動干預后一天對上述形態(tài)學指標進行測試。

1.3.2 血液學指標

分別于運動干預前、后采集所有受試者清晨空腹的同側肘靜脈血樣。利用全自動生化儀測定血液中甘油三脂（TG）、總膽固醇（TC）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）。用酶聯(lián)免疫吸附法測試受試者血清腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、C-反應蛋白（CRP）、內脂素（Visfatin）等炎癥因子。

1.4 數據處理

數據統(tǒng)計采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件包和Excel 2010軟件，結果以平均數±標準差表示，運動干預前后比較采用配對樣本t檢驗，運動干預后組間比較采用獨立樣本t檢驗，P＜0.05表示比較具有顯著性差異，P<0.01表示比較具有極顯著差異。

2 研究結果

2.1 運動干預前后受試者身體形態(tài)指標變化

由表1可知，與干預前比較，12周運動干預后，高強度間歇訓練組和有氧運動組受試者體重均顯著降低（P<0.01），分別降低了7.3%和6.5%，腰圍顯著下降（P<0.01），分別下降了4.8%和4.6%；體脂率相比干預前，高強度間歇訓練組有非常顯著性差異（P<0.01），下降了3.8%，有氧運動組的下降幅度有顯著性降低（P<0.05），下降了3.6%；BMI指數分別顯著降低了7.3%和6.3%。兩組之間各項指標比較無顯著性差異。

表1 兩組干預前后身體形態(tài)指標變化

2.2 有氧運動和高強度間歇運動后血脂指標變化

由表2可知，高強度間歇訓練方案干預后，受試者血液中TG（P<0.05）、TC（P<0.01）、LDL-C（P<0.05）均有顯著下降，而HDL-C顯著升高（P<0.05）；中等強度持續(xù)有氧運動后，受試者血液中TG（P<0.01）、TC（P<0.01）、LDL-C（P<0.05）均有顯著下降，而HDL-C顯著升高（P<0.05）。兩組間比較，各血脂指標無顯著性差異。

表2 兩組干預前后血脂指標變化

2.3 運動干預前后受試者血液炎癥指標變化

由表3可知，經過12周的運動干預后，高強度間歇訓練組TNF-α顯著降低（P<0.01），CRP顯著降低（P<0.01），Visfatin顯著降低（P<0.05）；而經過中等強度持續(xù)有氧運動干預后，受試者TNF-α顯著降低（P<0.01），CRP顯著降低（P<0.05），Visfatin顯著降低（P<0.05）。兩組之間比較，各血液炎癥指標無顯著性差異。

表3 兩組干預前后血液炎癥因子變化

3 討論

3.1 高強度間歇訓練和持續(xù)有氧運動對肥胖青年形態(tài)學的影響

關于有氧運動對肥胖者的干預研究頗多，基本都得出了正面結論，即堅持長時間中低強度有氧運動能夠消耗脂肪，達到較好的減脂效果。但在實際操作中，由于中低強度有氧運動減肥的每單元持續(xù)時間較長造成多數肥胖人群難以堅持，最終導致減肥失敗。于是，有學者提出在身體條件允許的情況下，高強度間歇運動更有利于脂肪消耗[10]，一些學者證實了高強度間歇訓練的減肥效果。Schjerve等[9]對肥胖成人（年齡46.9±2.2歲；體脂率40.6%±1.4%）進行高強度間歇訓練，采用跑臺方式，以85%～95%HRmax強度運動4 min后接3 min的50%～60%HRmax強度，重復4組，12周后發(fā)現(xiàn)受試者體脂率下降了2.2%，相似的研究結果也出現(xiàn)在肥胖女性[11]和肥胖青少年群體中[8]。國內學者王京京研究青年肥胖女性以85%～95%HRmax強度在跑臺上運動4 min后接7 min休息，受試者均能順利完成，運動過程中均無不良反應[12]。另外，國外有以Ⅱ型糖尿病[13，14]、心血管疾病[15，16]、代謝綜合征[17，18]人群為研究對象進行高強度訓練干預，其安全性得到初步證實。在美國運動醫(yī)學學會公布的2015年健身行業(yè)鍛煉方式中，高強度間歇訓練法是僅次于自重訓練的有效減肥方法之一，受到減肥人群的青睞[19，20]。

本研究結果表明，經過2種不同方式的運動干預后，體脂率和腰圍均有下降，但高強度間歇訓練組下降幅度更大，兩組之間不存在顯著差異。與其它研究結果基本一致。原因可能是高強度間歇訓練造成了運動后的過量氧耗，這些能量氧耗的底物是脂肪。在大強度運動中機體需要分泌較多的腎上腺素和去甲腎上腺素控制肌肉，運動后機體仍然會維持較長一段時間的高代謝水平[21]，而且會分泌更多的生長激素和甲狀腺素[22]，這些都會造成機體靜息代謝水平增加，刺激脂肪的燃燒，促進減肥。從能量攝入來講，高強度間歇訓練后往往在短時間內會出現(xiàn)食欲減退，如果長期堅持運動，就會造成身體能量攝入減少達到能量負平衡[23]。

研究表明，同等氧耗的情況下，高強度間歇運動可以在較短時間內取得和中等強度有氧運動相同的減脂效果，但在減少腹部脂肪量方面，高強度間歇訓練效果更好[12]。另外一項針對肥胖青少年的研究中，經過13周每周2天的高強度間歇訓練，受試者體脂率下降了1.3%[24]。也有研究顯示，經過1周的運動干預后，受試者體脂率下降2.0%[8]。在其他研究中，也取得了體脂率下降2.2%[21]和9.9%[12]的結果，下降的程度不一樣，主要原因與運動頻率和強度不同有關。

本研究表明，相比干預前，高強度訓練組和有氧運動組體脂率均顯著性降低，分別降低了12.06%和11.14%，說明高強度間歇訓練和有氧運動一樣具有良好的脂肪燃燒效果。在本實驗中，運動干預雖然使體脂和圍度指標下降較為明顯，但體重和BMI指數變化卻沒有與之相一致，特別是高強度間歇訓練組體重下降幅度更小。推測原因可能是運動在引起脂肪比例下降的同時，對于缺乏鍛煉的人來講，運動刺激會同時促進肌肉生長，增加瘦體重，這樣可以抵消部分脂肪消耗引起的體重下降。

3.2 高強度間歇訓練和持續(xù)有氧運動對肥胖青年血脂變化的影響

目前比較一致的觀點是長時間中、小強度有氧運動可以降低血清中TC、TG、LDL水平，但是對HDL的影響仍有很多不一致的地方。有研究認為運動可以直接升高HDL含量[25]，也有研究認為運動只是可以提高載脂蛋白（apoA）表達，并不能直接升高HDL[26]，但動物實驗證實有氧運動可以通過提高膽固醇脂酰轉移酶mRNA而直接升高HDL，加強TC的降解[27]。Kodama在總結了有氧運動對血清HDL水平影響的相關文獻后得出每周運動時間超過2小時或運動消耗熱量達到900 kcal以上時，血清HDL含量才會有明顯的變化；他還指出單次運動時間每延長10分鐘，HDL含量將增加1.4 mg/dl[28]。提示運動的時間和強度大小是影響HDL水平的兩個主要因素。

有研究顯示，高強度間歇訓練對超重青少年[29]、心臟病病人[24]和代謝綜合征患者[17]的血脂有明顯的改善作用。本研究結果顯示，高強度間歇訓練組在運動干預后TG（P<0.05）、TC（P<0.01）、LDL-C（P<0.05）均有顯著下降，而HDL-C顯著升高（P<0.05）。高強度間歇訓練組運動干預后血脂各項指標與有氧運動組的下降趨勢一致，兩組之間不存在顯著性差異。

3.3 高強度間歇訓練和持續(xù)有氧運動對肥胖性慢性炎癥的影響

血脂異常是心血管病的主要致病風險因素，除血脂本身的影響之外，人體炎癥標記物C反應蛋白（CRP）也是導致心血管病的高危因素。CRP可以作為炎癥反應的標志物，與肥胖導致的代謝綜合癥等密切相關[30]。規(guī)律運動等改變生活方式，可以有效地降低CRP水平。有研究發(fā)現(xiàn)規(guī)律運動可使健康老年人安靜時CRP水平降低，且與運動量呈負相關[31]，與不運動者相比，每周鍛煉只要多于1小時就可以使機體CRP降低[32]，另外一項研究中，有氧運動可使中老年女性CRP下降43.41%[33]。

脂肪組織除了儲存和釋放能量之外，還可以分泌多種細胞因子和激素，重要的有（TNF-α）和內脂素（Visfatin）。TNF-α升高可能與肥胖程度成正相關，并可進一步引起胰島素抵抗。高脂飲食的持續(xù)攝入會引起體內糖、脂代謝紊亂，引起TNF-α過度表達，進一步誘發(fā)炎癥反應。Visfatin是主要存在于內臟脂肪組織的一種細胞因子，作用主要是促進脂肪細胞的分化、成熟和積聚，引起肥胖。很多研究認為Visfatin參與了肥胖的發(fā)病過程，能夠促進葡萄糖向脂肪的轉化，最終導致脂肪的積累，血漿中Visfatin與腰臀比成正相關[34]。徐建方等將肥胖青年分為有氧訓練組和抗阻訓練組，進行4周（1.5 h/天，6天/周）的訓練，分別在運動前、運動結束后、停訓1個月后3次測量血清TNF-α和Visfa?tin水平、體重、體脂，發(fā)現(xiàn)運動前后各項指標都出現(xiàn)了顯著性差異，認為有氧運動和抗阻運動均可以改善肥胖機體的慢性炎癥狀態(tài)[35]。

本研究表明，12周運動干預后，高強度間歇訓練組血清中的TNF-α、CRP和Visfatin與運動前相比均顯著降低；有氧運動組的各項指標與高強度間歇訓練組的下降趨勢一致，下降幅度不如高強度間歇訓練組大，這與徐建方[35]、王京京[12]等的研究一致。

4 總結

高強度間歇訓練可減少機體脂肪重量，改善肥胖青年體成分和脂代謝，使機體血液炎癥因子TNF-α、CRP、Visfatin等顯著降低；與中等強度持續(xù)有氧運動減肥效果相比，二者之間沒有顯著性差異。因此，高強度間歇運動對于改善肥胖青年的健康水平有積極影響。但不同身體機能水平的人群采用高強度間歇運動減肥時，應根據年齡大小及個體實時健康狀況，遵循循序漸進原則，在間歇時間、每組運動時間、總運動量上也應區(qū)別對待。

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