國(guó)外青少年運(yùn)動(dòng)員HIIT訓(xùn)練對(duì)有氧能力影響的Meta分析*

田學(xué)禮

(廣東外語(yǔ)外貿(mào)大學(xué),廣東 廣州 510420)

1 研究目的

高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(HIIT)是指以≥無(wú)氧閾或最大乳酸閾穩(wěn)態(tài)的負(fù)荷強(qiáng)度進(jìn)行多次持續(xù)時(shí)間為幾秒到幾分鐘的練習(xí)，每?jī)纱尉毩?xí)之間安排使練習(xí)者不足以完全恢復(fù)的靜息或低強(qiáng)度練習(xí)的訓(xùn)練方法。依賴于運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、間歇恢復(fù)和重復(fù)次數(shù)、練習(xí)組數(shù)等，HIIT可以不同程度刺激氧的運(yùn)輸和利用，從而提高運(yùn)動(dòng)員的最大攝氧量(VO2max)或峰值攝氧量(VO2peak)。目前，HIIT已經(jīng)成為提高耐力相關(guān)健康體適能和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的重要訓(xùn)練方式。在競(jìng)技體育領(lǐng)域，HIIT在成年耐力項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員和團(tuán)隊(duì)運(yùn)動(dòng)、跆拳道、柔道、網(wǎng)球]等不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員中也流行起來(lái)。HIIT還被推薦用于提高適度訓(xùn)練人群、業(yè)余鍛煉人群、靜坐少動(dòng)人群和各種慢病人群的有氧耐力。針對(duì)青少年人群的高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練研究相對(duì)較少，但還是有一些研究證據(jù)表明HIIT與青少年運(yùn)動(dòng)員的VO2max、折返跑、沖刺跑、重復(fù)沖刺能力等的提高有關(guān)。目前，尚沒有單獨(dú)總結(jié)和梳理青少年運(yùn)動(dòng)員對(duì)HIIT的生理應(yīng)答，這是一項(xiàng)非常有意義的工作。本文旨在總結(jié)和分析各種不同強(qiáng)度、不同次數(shù)、不同間歇時(shí)間的HIIT與其他形式訓(xùn)練在國(guó)外青少年運(yùn)動(dòng)員有氧運(yùn)動(dòng)能力訓(xùn)練的比較，為HIIT在青少年運(yùn)動(dòng)員中的應(yīng)用提供有證可依的建議。

2 研究方法

2.1 文獻(xiàn)檢索

檢索了發(fā)表在Pubmed、EBSCO host、Web of Science、CNKI等數(shù)據(jù)庫(kù)中有關(guān)HIIT與青少年運(yùn)動(dòng)員的相關(guān)研究。不限制發(fā)表年限，最后一次檢索2019年9月16日。外文檢索以High intensity interval training，Aerobic interval training，Intensive interval training, Sprint interval training， Adolescent athletes, 等為主題詞進(jìn)行檢索。中文以高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練、國(guó)外青少年運(yùn)動(dòng)員等為主題詞進(jìn)行檢索。

2.2 文獻(xiàn)的納入與排除

2.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn)

1)訓(xùn)練方案明確的HIIT，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度≥90%VO2max，或90%～95%HRpeak，或次/最大強(qiáng)度間歇沖刺跑。2)測(cè)定了青少年運(yùn)動(dòng)員(≤18歲，男女不限)運(yùn)動(dòng)生理表現(xiàn)指標(biāo)。3)干預(yù)時(shí)間≥2周的HIIT或5～14天的壓縮HIIT。4)包含其他形式訓(xùn)練組作為對(duì)照組。5)可以提供樣本量、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差，或者組內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)誤、均值的95%置信區(qū)間。

2.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn)

1)實(shí)驗(yàn)對(duì)象為特異性患者，包括超重、肥胖、糖尿病、哮喘、殘疾、心血管疾病等。2)數(shù)據(jù)不完整，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組基線相差太大。3)會(huì)議摘要、研究綜述、開題報(bào)告以及只在非同行評(píng)議雜志上發(fā)表的文章。

2.3 數(shù)據(jù)提取

由2名檢索人員采用獨(dú)立雙盲的方式對(duì)納入的文獻(xiàn)進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的提取和錄入，包括：文獻(xiàn)作者、發(fā)表年份、實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的樣本量、性別、被試者年齡、干預(yù)方案(時(shí)間、頻率和周期等)和結(jié)局指標(biāo)等相關(guān)數(shù)據(jù)表(1)。如兩名評(píng)價(jià)人員在文獻(xiàn)篩選和數(shù)據(jù)提取過(guò)程中出現(xiàn)爭(zhēng)議，且反復(fù)核對(duì)無(wú)法解決時(shí)，邀請(qǐng)第三位評(píng)價(jià)人員參與，達(dá)成統(tǒng)一。

2.4 質(zhì)量評(píng)估

兩名獨(dú)立評(píng)價(jià)人通過(guò)偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估量表，對(duì)最終納入的文獻(xiàn)進(jìn)行偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。質(zhì)量評(píng)估結(jié)果以低風(fēng)險(xiǎn)、不清楚和高風(fēng)險(xiǎn)表示。在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，滿足5條及以上的為低風(fēng)險(xiǎn)、滿足3～4條為中度風(fēng)險(xiǎn)、滿足3條以下為高度風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

通過(guò)Stata 13.0 軟件進(jìn)行Meta分析，研究納入數(shù)據(jù)均為連續(xù)性數(shù)據(jù)，采用標(biāo)準(zhǔn)化均數(shù)差(standard mean difference, SMD)進(jìn)行合并效應(yīng)量，同時(shí)計(jì)算95%置信區(qū)間。根據(jù)卡方檢驗(yàn)(χ2或Chi2)進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)，P≤0.1說(shuō)明存在異質(zhì)性，采用隨機(jī)效應(yīng)模型分析，反之，P>0.1，認(rèn)為研究間是同質(zhì)的，不存在異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型分析；根據(jù)I2檢驗(yàn)判斷各研究間異質(zhì)性大小，I2取值范圍為0～100%之間，I2值越大說(shuō)明各研究間異質(zhì)性越大，根據(jù)Cochrane系統(tǒng)評(píng)價(jià)建議，I20～40%為輕度異質(zhì)性，可以接受；40%～60%為中度異質(zhì)性；60%～75%表示研究間異質(zhì)性較大；75%～100%表示研究間異質(zhì)性非常大。對(duì)異質(zhì)性的處理方法用亞組分析或Meta回歸分析。為了驗(yàn)證結(jié)果是否穩(wěn)健，進(jìn)行敏感性分析，其中，敏感性分析方法為每次去除1 篇納入研究，觀察合并結(jié)果是否發(fā)生顯著改變。若納入文獻(xiàn)無(wú)法進(jìn)行定量合并，不進(jìn)行Meta分析，進(jìn)行一般性描述分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 文獻(xiàn)檢索數(shù)據(jù)

通過(guò)4個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索與本研究主題相關(guān)的文獻(xiàn)共1089篇，NoteExpress軟件合并檢索文獻(xiàn)，剔除重復(fù)性文獻(xiàn)412篇，然后，閱讀題目、摘要和全文，根據(jù)文獻(xiàn)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)，最終納入文獻(xiàn)共25篇，其中外文25篇，中文文獻(xiàn)0篇(圖1)。

圖1 研究文獻(xiàn)納入過(guò)程示意

3.2 納入研究的基本特征

25項(xiàng)研究共有540名9～18歲不同項(xiàng)目青少年運(yùn)動(dòng)員納入分析。一共269名受試者完成了高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練，271名受試者進(jìn)行了其他形式的訓(xùn)練(見表1)作為對(duì)照組干預(yù)。所有研究的對(duì)照組都進(jìn)行了不同形式的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，絕大部分研究HIIT干預(yù)和其他形式訓(xùn)練訓(xùn)練量相當(dāng)，部分研究是在對(duì)照組訓(xùn)練基礎(chǔ)上增加的HIIT干預(yù)。納入研究的基本特征具體見表1。

表1 本研究納入文獻(xiàn)

續(xù)上表

3.3 納入研究的質(zhì)量評(píng)估

對(duì)納入的25項(xiàng)研究進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估(圖2和圖3)，其中有22篇文獻(xiàn)描述了隨機(jī)方法，1項(xiàng)不確定，2項(xiàng)用了非隨機(jī)對(duì)照研究，有6篇達(dá)到低度偏倚風(fēng)險(xiǎn)，其余19篇達(dá)中度偏倚風(fēng)險(xiǎn)。只有3項(xiàng)研究交代了單盲，其余均未明確說(shuō)明。

圖2 方法學(xué)質(zhì)量評(píng)估示意

圖3 方法學(xué)質(zhì)量評(píng)估各項(xiàng)目占比

3.4 Meta分析結(jié)果

3.4.1 最大攝氧量

25項(xiàng)研究中的12項(xiàng)測(cè)試了受試者的最大攝氧量(VO2max)，訓(xùn)練前受試者VO2max范圍在34.0-69.3ml/min/kg。Meta分析結(jié)果顯示研究間存在輕度異質(zhì)性(P=0.104，I2=35.8%)，采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行Meta分析，SMD值=0.56 95%CI [0.30，0.82]，其他形式訓(xùn)練與HIIT相比對(duì)青少年運(yùn)動(dòng)員VO2max的提高更有優(yōu)勢(shì)(P=0.00)。研究間SMD值差異較大，Helgerud等的研究SMD值最大達(dá)1.86，還有兩項(xiàng)研究的SMD為負(fù)值[40,45]，見圖4。

圖4 HIIT與其他形式訓(xùn)練對(duì)青少年運(yùn)動(dòng)員最大攝氧量影響的比較γ

3.4.2 遞增負(fù)荷實(shí)驗(yàn)最大有氧速度

25項(xiàng)研究中的8項(xiàng)通過(guò)不同形式的遞增負(fù)荷實(shí)驗(yàn)測(cè)試了受試者的最大有氧表現(xiàn)，用最大有氧速度表示，運(yùn)動(dòng)形式均為跑(表1)。其中，有5項(xiàng)測(cè)試采用了30-15IFT間歇體能測(cè)試，3項(xiàng)使用了類似的遞增負(fù)荷跑，結(jié)果均以最大有氧跑速(km/h)表示，Meta分析結(jié)果表明，研究間不存在異質(zhì)性(P=0.15，I2=34.8%)，采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行Meta分析，SMD合并效應(yīng)量，SMD=0.01，95%CI[-0.31，0.33]。HIIT與其他形式訓(xùn)練之間沒有顯著性差異(P=0.96)，見圖5。

圖5 HIIT與其他形式訓(xùn)練對(duì)青少年運(yùn)動(dòng)員遞增負(fù)荷跑影響的比較

2.4.3 Yo-Yo間歇性恢復(fù)測(cè)試表現(xiàn)

還有4項(xiàng)研究通過(guò)Yo-Yo間歇性恢復(fù)測(cè)試(YYIRTL1)對(duì)受試者的高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)能力進(jìn)行了研究，結(jié)果以跑動(dòng)距離表示(m)，研究間存在高度異質(zhì)性(P=0.001，I2=81.2%)，采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行Meta分析，SMD合并效應(yīng)量，SMD=0.68，95%CI[-0.30，1.66]，HIIT與其他形式訓(xùn)練之間無(wú)顯著差異(P=0.17)。因?yàn)榧{入文獻(xiàn)過(guò)少，為了探究異質(zhì)性的來(lái)源，通過(guò)逐一排除文獻(xiàn)進(jìn)行敏感性分析，當(dāng)剔除Howard 等的研究后，研究間異質(zhì)性顯著下降(P=0.25，I2=27.5%)，SMD=1.11 95%CI[0.50，1.72]，與其他形式訓(xùn)練相比，HIIT在提高YYIRTL1表現(xiàn)上有顯著性差異(P=0.00)，可能與這項(xiàng)研究的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方案設(shè)計(jì)有關(guān)，對(duì)照組為每周3次，每次20～30min持續(xù)耐力跑訓(xùn)練，HIIT組為每周3次，每次4～6組30s全力沖刺跑，組間間歇4.5min，更大的運(yùn)動(dòng)量的可能是對(duì)照組YYIRTL1表現(xiàn)更好的原因。Meta分析結(jié)果的不穩(wěn)健說(shuō)明還需要更多的研究才能得出更加穩(wěn)健的結(jié)論。

3.4.4 最大血乳酸

25項(xiàng)研究中的4項(xiàng)測(cè)定了受試者在遞增負(fù)荷實(shí)驗(yàn)測(cè)定VO2max的峰值血乳酸，結(jié)果用毫摩爾/升為單位。研究間不存在異質(zhì)性(P=0.55，I2=0%)，采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行Meta分析，SMD合并效應(yīng)量，SMD=-0.04，95%CI [-0.50，0. 42]，見圖6。 HIIT與其他方式訓(xùn)練之間沒有顯著性差異(P=0.86)。各研究間的SMD值差異較大，為了驗(yàn)證結(jié)果的可靠性，通過(guò)敏感性分析逐一去除文獻(xiàn)，總體異質(zhì)性不變，HIIT與其他形式訓(xùn)練之間依舊沒有顯著性差異。

圖6 HIIT與其他形式訓(xùn)練對(duì)青少年運(yùn)動(dòng)員YYIRTL1表現(xiàn)影響的比較

3.4.5 發(fā)表偏倚

最終納入的25篇文獻(xiàn)中，12篇描述了HIIT與其他形式訓(xùn)練對(duì)VO2max的影響，8篇描述了HIIT與其他形式訓(xùn)練對(duì)遞增負(fù)荷跑最大速度的影響，4篇描述了HIIT與其他形式訓(xùn)練對(duì)Yo-Yo間歇性恢復(fù)測(cè)試表現(xiàn)的影響，還有4篇描述了HIIT與其他形式訓(xùn)練對(duì)遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)最大血乳酸的影響。漏斗圖顯示所有指標(biāo)漏斗圖基本對(duì)稱。通過(guò)Egger法進(jìn)一步檢測(cè)發(fā)表偏倚大小。

如表2所示，Egger檢驗(yàn)顯示最大有氧跑速、YYIRTL1、最大血乳酸P>0.05，不存在發(fā)表偏倚，但VO2maxP<0.05，且95%CI截距不包括0，存在明顯的發(fā)表偏倚(圖7)。通過(guò)非參數(shù)剪補(bǔ)法增加4項(xiàng)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，固定效應(yīng)模型下剪補(bǔ)前效應(yīng)量0.56，95%CI[0.30，0.82]，剪補(bǔ)后效應(yīng)量0.32，95%CI[0.09，0.69]，隨機(jī)效應(yīng)模型下，剪補(bǔ)前效應(yīng)量0.59，95%CI[0.27，0.92]，剪補(bǔ)后效應(yīng)量0.33，95%CI[-0.03，0.69]，均說(shuō)明合并效應(yīng)量發(fā)生顯著變化，剪補(bǔ)前合并效應(yīng)量均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，剪補(bǔ)后合并效應(yīng)量均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示結(jié)果穩(wěn)健(圖8)。

圖7 HIIT與其他形式訓(xùn)練對(duì)青少年運(yùn)動(dòng)員最大血乳酸濃度影響的比較

表2 文獻(xiàn)發(fā)表偏倚檢驗(yàn)

圖8 VO2max的漏斗圖和Egger檢驗(yàn)圖

圖9 剪補(bǔ)后所得漏斗

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

有氧能力水平很大程度上決定了重復(fù)高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的能力，能在間歇恢復(fù)期起作用，也能延緩疲勞的發(fā)生，還有助于運(yùn)動(dòng)員在疲勞情況下做出更好的選擇，進(jìn)而保證技戰(zhàn)術(shù)穩(wěn)定。本研究主要探索HIIT對(duì)<18歲青少年運(yùn)動(dòng)員有氧能力相關(guān)指標(biāo)的效應(yīng)，為客觀評(píng)價(jià)提高科學(xué)依據(jù)。VO2max是評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員有氧耐力運(yùn)動(dòng)能力的黃金指標(biāo)，是決定競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)成功的關(guān)鍵元素。與持續(xù)訓(xùn)練或持續(xù)結(jié)合間歇訓(xùn)練等其他形式運(yùn)動(dòng)相比，HIIT對(duì)青少年和<45歲成年人 VO2max產(chǎn)生較大的正向效應(yīng)，組間有顯著性差異，彰顯HIIT在提高VO2max上的優(yōu)越性。在18～45歲靜坐少動(dòng)成年人群中，與非運(yùn)動(dòng)組相比，HIIT同樣產(chǎn)生較大的正向效應(yīng)量，組間有顯著性差異。同樣，在本研究中，HIIT在提高VO2max較傳統(tǒng)耐力訓(xùn)練或小場(chǎng)地訓(xùn)練等其他形式訓(xùn)練有顯著優(yōu)勢(shì)(SMD=0.56,95%CI 0.30-0.82，P=0.00)。在VO2max提高絕對(duì)值上，HIIT組為4.0±2.1ml/min/kg，其他形式訓(xùn)練組為2.5±2.4 ml/min/kg?；诓煌琀IIT訓(xùn)練周期產(chǎn)生的效應(yīng)可能不同，我們?cè)u(píng)估了每次HIIT訓(xùn)練VO2max提高的絕對(duì)值為0.28±0.17 ml/min/kg，其他形式訓(xùn)練組為0.18±0.21 ml/min/kg。

通過(guò)遞增負(fù)荷測(cè)定最大有氧速度也是評(píng)定有氧工作能力的重要途徑，如30-15IFT在足球、籃球、曲棍球、冰球等團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目中被廣泛采用。30-15 IFT的優(yōu)勢(shì)在于可以用30-15 IFT最后達(dá)到的最大跑速(VIFT)來(lái)有效的界定個(gè)體HIIT運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，這樣能提高整個(gè)干預(yù)組的同質(zhì)性。本研究中，在VIFT上HIIT與其他形式訓(xùn)練相比沒有顯著性差異(SMD=0.01,95%CI [-0.31，0.33])，P=0.96，事實(shí)上，納入的研究中對(duì)照組有6項(xiàng)為小場(chǎng)地游戲，1項(xiàng)為100%～120% VIFT高強(qiáng)度間歇跑，1項(xiàng)為85%～95%個(gè)體無(wú)氧閾強(qiáng)度法特萊克跑，這些訓(xùn)練方式均能有效提高最大有氧速度，至少在提高幅度上同HIIT相當(dāng)。

Yo-Yo間歇性恢復(fù)測(cè)試是評(píng)價(jià)持續(xù)進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大激活有氧系統(tǒng)能力的重要遞增負(fù)荷體能測(cè)試方式。在本研究中，剔除變異性較大的研究后，HIIT與其他形式訓(xùn)練相比在提高YYIRTL1表現(xiàn)上有顯著優(yōu)勢(shì)(SMD=1.11，95%CI [0.50，1.72] )，P=0.00。

最大血乳酸濃度也常用于評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員有氧工作能力的重要指標(biāo)，HIIT與其他形式訓(xùn)練相比對(duì)遞增負(fù)荷實(shí)驗(yàn)下受試者最大血乳酸濃度沒有明顯影響。

4.2 建議

與其他形式訓(xùn)練相比，HIIT在提高青少年運(yùn)動(dòng)員的有氧能力上有顯著優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在VO2max。HIIT省時(shí)高效的特點(diǎn)能減少青少年運(yùn)動(dòng)員體能訓(xùn)練的時(shí)間，有更多的時(shí)間給專項(xiàng)和技戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練。