高強度間歇訓(xùn)練在健康人群和慢性病患者中的應(yīng)用

婁婧婧　高雪峰　楊帆　胡穎　陳曉

摘 要：在全球經(jīng)濟高速發(fā)展的同時，心血管疾病、糖尿病等慢性病的發(fā)病率也迅速上升，并呈現(xiàn)年輕化的趨勢。雖然人們都知道運動對體質(zhì)健康有許多益處，但傳統(tǒng)的中低強度的持續(xù)性運動鍛煉比較枯燥、耗時長，大多數(shù)人都無法堅持。近年來，高強度間歇訓(xùn)練成為大眾健身和慢性病防治領(lǐng)域的一種新興手段。大量的研究表明，高強度間歇訓(xùn)練能提高有氧和無氧能力，降脂、降血糖，提高胰島素敏感性，對骨骼肌的代謝能力、心血管和血糖、血脂的調(diào)節(jié)均有積極作用。而且由于高強度間歇訓(xùn)練大大減少了運動時間，使人更容易接受和堅持。本文對高強度間歇訓(xùn)練在健康人群和慢性病患者中的應(yīng)用進(jìn)行了簡要的總結(jié)，并和傳統(tǒng)的中等強度持續(xù)性鍛煉作了比較。

關(guān)鍵詞：高強度間歇訓(xùn)練 中等強度持續(xù)性訓(xùn)練 慢性病

中圖分類號：G804.49 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2813（2018）09（c）-0020-03

隨著人們生活方式和飲食結(jié)構(gòu)的變化，久坐、體力活動不足和高熱量飲食導(dǎo)致心血管疾病、糖尿病、脂代謝異常等慢性病的發(fā)病率居高不下。眾所周知，運動鍛煉是防治此類慢性疾病的基礎(chǔ)手段，但能付諸行動并長期堅持的人少之又少。美國運動醫(yī)學(xué)會（ACSM）明確建議每個成年人為增強和保持心肺機能，應(yīng)進(jìn)行每天30min以上、每周5d以上（每周共150min以上）的中等強度鍛煉，或每天20min以上、每周3d以上（每周共75min以上）的高強度鍛煉[1]。然而，要長期堅持這樣做對大多數(shù)人來說都是有困難的。因此，探索高效、容易堅持的運動方式成為了學(xué)者們關(guān)注的問題。

在運動訓(xùn)練中兩種最常見的模式是高強度間歇訓(xùn)練（high-intensity interval training，HIIT）和中等強度持續(xù)性訓(xùn)練（moderate-intensity continuous training，MCT）。HIIT是指進(jìn)行多次短時間高強度運動訓(xùn)練，在每兩次高強度訓(xùn)練之間以較低的強度運動或完全休息形成間歇期。常采用全力沖刺或90%左右最大攝氧量（VO2max或VO2peak）強度，單次運動時間和間歇期可持續(xù)幾秒到幾分鐘不等[2]。高強度階段（也稱為工作期）和中低強度（也稱為恢復(fù)期）的強度可以用以下方法測量：最高心率百分比（%HRmax），心率儲備百分比（%HRR），VO2max百分比，VO2儲備百分比（%VO2R），主觀感覺疲勞程度（RPE），代謝當(dāng)量。這些測量方法都是用來描述工作期和恢復(fù)期的運動強度比例。越來越多的研究表明，與MCT相比，HIIT提高了運動強度，顯著減少了鍛煉持續(xù)時間，使人更容易接受和堅持。許多針對慢性病患者的相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)，HIIT對促進(jìn)健康有很大益處，效果甚至優(yōu)于傳統(tǒng)的MCT。本文對HIIT在健康人和慢性病患者中的應(yīng)用進(jìn)行了簡要的論述，比較了HIIT和MCT的效果。

1 HIIT在健康人群中的應(yīng)用

1.1 提高有氧和無氧能力

Tabata等比較了HIIT和MCT在健康人中有氧和無氧能力方面的鍛煉效果。研究對象分成兩組，分別進(jìn)行了6周的HIIT和MCT自行車鍛煉。MCT組采用70%VO2max強度、每天60min、每周5d的方案；HIIT組為170%VO2max強度、持續(xù)20s為一組、組間休息10s、共進(jìn)行8組、每周5d的方案。訓(xùn)練結(jié)束后，MCT組的VO2max出現(xiàn)非常顯著增加，而無氧能力沒有顯著變化；HIIT組VO2max 增加幅度更大，無氧能力則增加28%[3]。王正將30名健康青年男性隨機分為HIIT組和MCT組。HIIT組取峰值功率的95%，以1min運動、1min休息的形式進(jìn)行，MCT組取峰值功率的75%以持續(xù)運動的方式進(jìn)行，所有受試者每次訓(xùn)練30min，隔日1次，共進(jìn)行6周。訓(xùn)練后，受試者的VO2max較訓(xùn)練前顯著增加（P<0.05），HIIT組更明顯；而無氧能力只有HIIT組有明顯提高[4]。顯然，HIIT方案運動持續(xù)時間顯著減少，有氧能力和無氧能力都得到了更大的提升，顯示出明顯的經(jīng)濟性和實用性優(yōu)勢。HIIT比MCT能更好地提高最大攝氧能力可能是因為HIIT提高了有氧工作能力，減慢了儲存的有氧燃料的消耗速度，延遲了能量的耗盡。

1.2 減肥降脂

在大眾健身領(lǐng)域，關(guān)于HIIT的研究主要集中在減肥降脂等方面。邵威等比較了HIIT和MCT兩種運動方式對肥胖青少年的減肥效果。將受試者分成 HIIT組和MCT組，進(jìn)行9周運動干預(yù)。試驗前后分別對兩組受試者身體形態(tài)指標(biāo)、血液指標(biāo)測試并進(jìn)行比較。結(jié)果表明，試驗后兩組受試者身體形態(tài)指標(biāo)明顯下降，HIIT組在運動后腹部內(nèi)臟脂肪面積、腹部皮下脂肪面積明顯低于MCT組[5]。由此推測HIIT對內(nèi)臟的減脂效果更好。洪敏等觀察了大強度間歇游泳運動對青年肥胖女性減肥的效果。結(jié)果表明，比起不進(jìn)行干預(yù)的對照組，HIIT組的身體形態(tài)和身體成分指標(biāo)都發(fā)生了明顯的改善[6]。Sijie等發(fā)現(xiàn)HIIT對青年肥胖女性的減肥效果比MCT更好（前者體脂百分比下降9.9%，后者下降5.2%）[7]。Trapp等人將普通女性分成HIIT組、MCT組和對照組（無訓(xùn)練）進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)只有HIIT組體重和脂肪含量發(fā)生顯著下降[8]。國內(nèi)外類似的研究還有很多，總的來說，盡管HIIT在減肥降脂方面有明顯的效果，但沒有明確的證據(jù)表明HIIT的效果優(yōu)于MCT。

2 HIIT在慢性病患者中的應(yīng)用

2.1 心血管疾病

在運用HIIT進(jìn)行慢性病康復(fù)的研究中，關(guān)于心血管疾病的是最多的。大量文獻(xiàn)表明HIIT可以提高心臟病患者的VO2peak。這些文獻(xiàn)都強調(diào)了在心血管疾病康復(fù)中HIIT比MCT的效果更好。由于VO2peak是發(fā)病率和死亡率的強預(yù)測因子，臨床醫(yī)生對HIIT提高VO2peak的生理機制非常感興趣，有的科學(xué)家認(rèn)為HIIT中的恢復(fù)期使心臟病人有可能高強度地完成短時間的運動，而短時間的高強度比起MCT來說給了心臟更大的刺激。Rognmo 等使用隨機對照試驗，將心臟病人分成HIIT組和MCT組，進(jìn)行10周的鍛煉并評估VO2peak。HIIT組執(zhí)行4組4min高強度運動伴隨低強度運動的方案，總時間為33min。MCT組以同一強度持續(xù)鍛煉41min。兩組的總訓(xùn)練量相同。結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組的VO2peak在訓(xùn)練后都有了顯著提高，HIIT組比訓(xùn)練前提高了17.9%，MCT組比訓(xùn)練前提高了7.9%。兩組受試者在訓(xùn)練過程中都沒有發(fā)生心血管危險事件[9]。Wisl?ff等選取了心力衰竭患者進(jìn)行隨機對照試驗，分成HIIT組、MCT組和對照組，完成12周的訓(xùn)練計劃并評估其VO2peak的變化。HIIT組以90%～95%最大心率運動4min，然后以50%～70%最大心率運動3min，如此循環(huán)，總時間為38min。MCT組以70%～75%最大心率持續(xù)運動47min。兩組消耗的熱量相當(dāng)。結(jié)果HIIT組的VO2peak提高了46%，MCT組提高了14%。由于左心室的重塑，HIIT組的射血分?jǐn)?shù)、每搏輸出量和心室舒張功能都得到了改善，心肌收縮功能得到了全面提升[10]。這些研究證明了在提高心力衰竭患者的有氧能力方面，HIIT比MCT更安全、有效。

還有許多研究涉及到其他的心血管疾病，研究對象包括做過冠狀動脈搭橋手術(shù)、經(jīng)皮冠狀動脈介入、支架植入和心肌梗死的病人。這些研究中最重要的發(fā)現(xiàn)都是相比對照組，HIIT和MCT組病人的心臟功能都有提高。有趣的是，在研究對象包括不進(jìn)行運動干預(yù)的對照組的研究中，對照組相比HIIT和MCT組有更高的心臟病發(fā)病率?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)顯示HIIT可以減少C反應(yīng)蛋白血濃度，提高心臟和血管內(nèi)皮功能[11]。Moholdt等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)不同強度的HIIT訓(xùn)練組進(jìn)行比較，工作期的強度越高，有氧能力的提高越大[12]。

2.2 肺部疾病

研究已經(jīng)證實HIIT對慢性阻塞性肺病有改善，HIIT對慢阻肺患者至少跟MCT有同樣的效果。而采用HIIT鍛煉能減少腿部不適和呼吸困難的出現(xiàn)。通常情況下，中度至重度患者不太可能持續(xù)長期高強度運動而不產(chǎn)生呼吸困難等癥狀。Vogiatzis等選取慢阻肺患者進(jìn)行隨機對照試驗，將其分成HIIT組和MCT組，完成12周的訓(xùn)練。結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者在改善疾病方面的差異不明顯，只是在HIIT組中，發(fā)生腿部不適和呼吸困難的情況大大少于MCT組[13]。Arnardóttir 等對60名中至重度慢阻肺患者進(jìn)行16周的運動干預(yù)發(fā)現(xiàn)，干預(yù)后HIIT組和MCT組的VO2peak， peak呼出二氧化碳和峰值運動能力都顯著增加，但組間沒有差異。而比較兩組同一功率下氧氣的消耗、二氧化碳呼出和通氣速率發(fā)現(xiàn)，只有HIIT組顯著下降[14]。

2.3 糖尿病

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展、人們的生活方式和飲食結(jié)構(gòu)的變化，全球糖尿病人數(shù)達(dá)到了前所未有的數(shù)值。與其他許多疾病不同，運動在糖尿病的管理中占重要地位，尤其對2型糖尿病。運動可增加胰島素的敏感性，有助于控制血糖和體重，提高藥物療效。Gillen和他的同事們運用連續(xù)血糖監(jiān)控的方法觀察了高強度間歇運動后24h內(nèi)的血糖濃度變化。他們對7名2型糖尿病患者作了兩次血糖監(jiān)控，一次記錄的是不進(jìn)行任何運動的情況下的24h血糖濃度，一次記錄的是高強度間歇運動（以90%最大心率蹬一分鐘腳踏車然后休息1min，循環(huán)10次）后的。兩次監(jiān)控過程中的飲食都是統(tǒng)一的[15]。結(jié)果顯示，HIIT顯著降低了血糖濃度，餐后血糖濃度也比不進(jìn)行運動的值低。Terada等在2016年做了一組隨機對照試驗，比較不同運動方式對2型糖尿病患者血糖的影響。研究對象被隨機分成HIIT和MCT組，HIIT組以100%最大攝氧量強度運動1min，接著以40% 最大攝氧量強度運動1min，如此循環(huán)，總共60min。MCT組以55%最大攝氧量強度持續(xù)運動60min。兩組運動方式的能量消耗相當(dāng)[16]。結(jié)果表明，HIIT比MCT更有效地降低運動后一天的夜間和空腹血糖。

越來越多的證據(jù)表明HIIT有助于慢性病患者的康復(fù)，對心血管疾病、慢阻肺和糖尿病患者起到的效果優(yōu)于MCT，而且由于運動總時間減少，一定程度上降低了運動損傷風(fēng)險。更讓大多數(shù)人感興趣的是，HIIT大大縮短了鍛煉時間。未來關(guān)于HIIT的研究將著眼于選擇更大的研究樣本，比較不同強度或方式的HIIT方案，運用于不同種類的慢性疾病，以及進(jìn)一步揭示HIIT的生理機制，如何安全地進(jìn)行HIIT等。當(dāng)然，為了最大化運動訓(xùn)練的好處，在為慢性病患者制定運動處方的時候，應(yīng)該根據(jù)個人的需要量身定做。

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