強(qiáng)化間歇訓(xùn)練和中等強(qiáng)度持續(xù)訓(xùn)練對(duì)肥胖大學(xué)生體質(zhì)量指數(shù)、血壓和心肺機(jī)能的影響*

王紅雨， 嚴(yán)發(fā)萍， 張 林

(1. 蚌埠醫(yī)學(xué)院體育部， 2. 蚌埠醫(yī)學(xué)院臨床一系， 安徽 蚌埠 233030； 3. 蘇州大學(xué)體育學(xué)院， 江蘇 蘇州215021)

強(qiáng)化間歇訓(xùn)練和中等強(qiáng)度持續(xù)訓(xùn)練對(duì)肥胖大學(xué)生體質(zhì)量指數(shù)、血壓和心肺機(jī)能的影響*

王紅雨1△， 嚴(yán)發(fā)萍2， 張 林3

(1. 蚌埠醫(yī)學(xué)院體育部， 2. 蚌埠醫(yī)學(xué)院臨床一系， 安徽 蚌埠 233030； 3. 蘇州大學(xué)體育學(xué)院， 江蘇 蘇州215021)

目的：分析強(qiáng)化間歇訓(xùn)練(IIT)和中等強(qiáng)度持續(xù)訓(xùn)練(MICT)對(duì)肥胖大學(xué)生體重指數(shù)(BMI)、血壓和心肺機(jī)能的影響，比較二者對(duì)其改善的效果。方法：24名肥胖大學(xué)生，隨機(jī)分成IIT組和MICT組(n=12)，進(jìn)行12周(3次/周)的訓(xùn)練，比較試驗(yàn)前后受試者BMI、靜息心率(RHR)、收縮壓(SBp)、舒張壓(DBp)、肺活量體重指數(shù)(VCWI)和臺(tái)階指數(shù)(STI)的變化情況。結(jié)果：試驗(yàn)后，IIT組和MICT組BMI、SBP、DBP和RHR出現(xiàn)下降，肺活量BMI和臺(tái)階指數(shù)出現(xiàn)上升(P<0.05)，MICT組BMI、DBP和STI指標(biāo)差異有顯著性(P<0.05)；IIT提高肥胖大學(xué)生BMI、SBP、RHR、VCWI和STI的幅度更大，其中對(duì)VCWI的改善有顯著性(P<0.05)。結(jié)論：強(qiáng)化間歇訓(xùn)練和持續(xù)訓(xùn)練均能改善肥胖大學(xué)生的BMI、血壓和心肺機(jī)能，且強(qiáng)化間歇訓(xùn)練的改善效果可能更好。

間歇訓(xùn)練；身體質(zhì)量指數(shù)；血壓；心肺機(jī)能

intermittent training; body mass index; blood pressure; heart and lung function

【DOI】 10.12407/j.cjap.5392.2017.021

高強(qiáng)間歇訓(xùn)練(high-intensity intermittent training，HIIT)在競(jìng)技體育、康復(fù)和健身領(lǐng)域逐漸受到重視，成為運(yùn)動(dòng)減肥、降低高血壓、改善心肺功能的重要方式[1-3]。但是上述研究多限于監(jiān)控狀態(tài)下的試驗(yàn)研究，針對(duì)肥胖、高血壓、老年人和心肺功能不全者，中等強(qiáng)度的持續(xù)訓(xùn)練(moderate-intensity continuous training，MICT)仍然是最主要的運(yùn)動(dòng)療法[4]。強(qiáng)化間歇訓(xùn)練(intensity interval training，IIT)是一種以發(fā)展糖酵解和有氧代謝混合供能心肺功能的方法，具有高強(qiáng)間歇訓(xùn)練的特點(diǎn)，同時(shí)訓(xùn)練負(fù)荷又稍低于高強(qiáng)間歇訓(xùn)練，對(duì)于重度肥胖者、老年人和心肺功能不全者等安全性相對(duì)較高。但是目前關(guān)于強(qiáng)化間歇訓(xùn)練方案的設(shè)計(jì)、對(duì)相關(guān)生理機(jī)能的影響以及與持續(xù)訓(xùn)練改善效果的比較尚未涉及。本研究以肥胖大學(xué)生為研究對(duì)象，比較IIT和MICT對(duì)肥胖大學(xué)生某些生理指標(biāo)的影響，旨在為后續(xù)開(kāi)展特殊人群的健身和康復(fù)運(yùn)動(dòng)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 對(duì)象

于2015年3月～6月，采用隨機(jī)抽樣方式，抽取BMI≥28的肥胖大學(xué)生24名(男10名，女14名)，年齡(20.8±2.6)歲，試驗(yàn)前對(duì)受試者的身高、體重、靜心心率(resting heart rate，RHR)、收縮壓(systolic blood pressure，SBP)、舒張壓(diastolic blood pressure，DBP)、肺活量體重指數(shù)(vital capacity weight index，VCWI)、臺(tái)階試驗(yàn)指數(shù)(step test index，STI)等進(jìn)行測(cè)量，采用隨機(jī)數(shù)方法，把受試者分為IIT組和MICT組，每組各12名(男5名，女7名)，兩組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。納入標(biāo)準(zhǔn)：未進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練；沒(méi)有心肺系統(tǒng)疾病及影響運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的慢性疾?。环e極主動(dòng)性較強(qiáng)，能認(rèn)真參與試驗(yàn)的全過(guò)程。本研究通過(guò)蚌埠醫(yī)學(xué)院倫理委員會(huì)審核，所有受試者均自愿參加試驗(yàn)，且簽署了知情同意書(shū)。

1.2 試驗(yàn)方案

依據(jù)強(qiáng)化間歇訓(xùn)練的特點(diǎn)(運(yùn)動(dòng)時(shí)間40～180 s，運(yùn)動(dòng)心率170～180 beats，間歇方式為走或輕跑，間歇時(shí)間不充分，間歇心率120～140 beats)和前期研究文獻(xiàn)[5]設(shè)計(jì)如下訓(xùn)練方案：采用腳踏功率自行車訓(xùn)練，觀察IIT與MICT的改善效果，訓(xùn)練周期12周，訓(xùn)練頻率3次/周，訓(xùn)練間隔為1 d，每次訓(xùn)練安排在16∶30～18∶30。考慮到受試者為肥胖人群，本試驗(yàn)受試者的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度采用最大運(yùn)動(dòng)心率(%)控制，其中最大運(yùn)動(dòng)心率采用改良的Bruce方案，通過(guò)活動(dòng)平板試驗(yàn)獲取，IIT組運(yùn)動(dòng)靶心率=80%～90%最大運(yùn)動(dòng)心率強(qiáng)度，訓(xùn)練時(shí)間2 min，采用50%最大運(yùn)動(dòng)心率強(qiáng)度進(jìn)行間歇調(diào)整，間歇時(shí)間1 min，運(yùn)動(dòng)總時(shí)間控制在20 min左右，MICT運(yùn)動(dòng)靶心率=60%～70%最大運(yùn)動(dòng)心率強(qiáng)度，為避免運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同造成兩組之間不具有可比性，運(yùn)動(dòng)時(shí)間每次也為20 min。訓(xùn)練過(guò)程中要求受試者均佩戴Fitbit-Charge HR智能手環(huán)進(jìn)行心率全程監(jiān)測(cè)，并有專業(yè)人員在場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)和醫(yī)療監(jiān)護(hù)，試驗(yàn)結(jié)束后再次測(cè)量身高、體重、RHR、SBP、DBP、VCWI、STI等指標(biāo)。

1.3 測(cè)量指標(biāo)

(1)身高、體重：采用身高體重測(cè)試儀(型號(hào)為M321403，身高分度值0.1 cm，誤差0.2 cm，體重分度值0.1 kg，誤差0.1 kg)進(jìn)行身高、體重測(cè)量，按照《國(guó)家學(xué)生體質(zhì)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)》要求，連續(xù)測(cè)量3次取平均值進(jìn)行記入。依據(jù)測(cè)量的身高、體重，計(jì)算BMI=體重(kg)/身高(m2)。

(2)血壓：采用水銀血壓計(jì)和醫(yī)用聽(tīng)診器測(cè)量受試者右側(cè)橈動(dòng)脈血壓，連續(xù)測(cè)量3次，取收縮壓和舒張壓的中間數(shù)，要求受試者測(cè)試前無(wú)劇烈運(yùn)動(dòng)、保持情緒安定，詢問(wèn)是否有高血壓病史，如有高血壓，記入沒(méi)有服用降壓藥的血壓值。

(3)靜息心率：采用秒表測(cè)量橈動(dòng)脈脈搏。測(cè)試前，先連續(xù)測(cè)量3次10 s的脈搏數(shù)，以判定是否處于安靜狀態(tài)，當(dāng)3次測(cè)量值相同或者十分接近時(shí)，可以判定是相對(duì)安靜狀態(tài)。在安靜狀態(tài)下，正式測(cè)量30 s的脈搏數(shù)，然后換算成1 min的脈搏數(shù)。要求在測(cè)量前要保持安靜、清醒、坐立姿勢(shì)，心理不能出現(xiàn)很大波動(dòng)，情緒不能緊張。

(4)肺活量：采用便攜式無(wú)線肺活量計(jì)(分度值1 ml；精度2.5%)，連續(xù)測(cè)量2次，取最大值。測(cè)試前應(yīng)向受試者講解測(cè)試方法和動(dòng)作要領(lǐng)，并做示范。依據(jù)測(cè)量的肺活量和體重?cái)?shù)據(jù)，計(jì)算肺活量體重指數(shù)=肺活量(ml)/體重(kg)。

(5)臺(tái)階試驗(yàn)指數(shù)：采用中體同方CSTF-5000臺(tái)階試驗(yàn)測(cè)試儀測(cè)量臺(tái)階指數(shù)。要求上、下臺(tái)階的頻率是30 beats/min ，節(jié)拍器節(jié)奏為120 beats/min(上、下1次是4個(gè)動(dòng)作)，男生采用40 cm臺(tái)階，女生采用35 cm臺(tái)階，運(yùn)動(dòng)時(shí)間3 min，要求運(yùn)動(dòng)結(jié)束后30 s內(nèi)把手指伸入指脈夾，測(cè)定脈搏的時(shí)間段有3次，分別為運(yùn)動(dòng)后的1～1.5 min、2～2.5 min和3～3.5 min，臺(tái)階指數(shù)由儀器軟件自動(dòng)生成并保存。臺(tái)階試驗(yàn)指數(shù)=臺(tái)階運(yùn)動(dòng)時(shí)間(s)×100/2×3次測(cè)量的脈搏數(shù)之和(beats)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 試驗(yàn)前后不同訓(xùn)練方式改善BMI、血壓和心肺功能的效果比較

12周訓(xùn)練后，IIT組和MICT 組肥胖大學(xué)生的BMI、SBP、DBP和RHR均出現(xiàn)下降，VCWI和STI均出現(xiàn)上升，與訓(xùn)練前比較，IIT組除RHR外，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，P<0.01)，MICT 組BMI、DBP和STI差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，表1)。

2.2 試驗(yàn)后不同訓(xùn)練方式改善BMI、血壓和心肺功能的效果比較

與MICT組比較，IIT組提高肥胖大學(xué)生BMI、SBP、RHR、VCWI和STI的幅度更大，其中對(duì)VCWI的改善效果有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，表2)。

3 討論

本研究選取24名肥胖大學(xué)生隨機(jī)分組后進(jìn)行不同運(yùn)動(dòng)方式干預(yù)，研究結(jié)果顯示，MICT和IIT均能降低BMI水平，其中IIT降低BMI幅度更大，分析其原因可能與運(yùn)動(dòng)后的過(guò)量氧耗有關(guān)，運(yùn)動(dòng)中的能量消耗對(duì)于減肥來(lái)說(shuō)只是其中一部分，運(yùn)動(dòng)后能源物質(zhì)的消耗同樣起作用。有研究表明運(yùn)動(dòng)后過(guò)量氧耗的能量來(lái)源主要為脂肪[6]。

GroupBMI(kg/m2)SBP(mmHg)DBP(mmHg)RHR(beats/min)VCWI(ml/kg)STI(s/beats)IIT Before28.8±3.2128.8±14.279.4±5.278.4±11.337.4±8.341.1±9.7 After25.5±3.1*114.4±16.8*73.8±4.6*74.2±8.946.5±8.1*53.4±9.9**MICT Before28.7±3.5128.6±15.878.8±4.877.8±10.936.9±7.641.2±9.4 After25.7±2.9*118.7±17.173.1±5.7*74.1±8.439.4±7.849.4±9.6*

BMI: Body mass index; SBP: Systolic blood pressure; DBP: Diastolic blood pressure; RHR: Resting heart rate; VCWI: Vital capacity weight index; STI: Step test index; MICT: Moderate-intensity continuoust tring; IIT: Intensity in terval training

*P<0.05,**P<0.01vsbefore group

GroupBMI(kg/m2)SBP(mmHg)DBP(mmHg)RHR(beats/min)VCWI(ml/kg)STI(s/beats)MICT-3.0(10.5)-9.9(7.7)-5.7(7.2)-3.7(4.8) 2.5(6.8)8.2(19.9)IIT-3.3(11.5)-14.4(11.2)-5.6(7.1)-4.2(5.4)9.1(24.3)*12.3(29.9)

MICT: Moderate-intensity continuoust raining; IIT: Intensity interval training; BMI: Body mass index; SBP: Systolic blood pressure; DBP: Diastolic blood pressure; RHR: Resting heart rate; VCWI: Vital capacity weight index; STI: Step test index

*P<0.05vsMICT

心率和血壓是監(jiān)測(cè)人體生命體征的重要指標(biāo)，以往研究表明運(yùn)動(dòng)能夠降低心率和血壓[7，8]。本研究顯示，MICT和IIT均能促使肥胖大學(xué)生的RHR、SBP及DBP出現(xiàn)下降，其原因可能與較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)后心臟左心室收縮能力增強(qiáng)、每搏輸出量增高、舒張時(shí)充盈量增加以及血管的外周阻力降低有關(guān)。此外，研究還發(fā)現(xiàn)IIT降低RHR、SBP和DBP的幅度大于MICT，這與劉向輝等[9]的研究結(jié)果一致，提示運(yùn)動(dòng)降血壓的作用與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度存在量效關(guān)系。原因可能與不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的間歇練習(xí)對(duì)機(jī)體細(xì)胞與分子功能的影響不同有關(guān)。

肺活量是肺充氣或排氣的容量，與呼吸深度有關(guān)，可以反映呼吸機(jī)能的潛力?？紤]到體重對(duì)肺活量的影響，本研究采用VCWI進(jìn)行測(cè)量。研究結(jié)果顯示：IIT可以顯著提高肥胖大學(xué)生的VCWI，而MICT的改善效果不明顯，且兩者的改善效果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。原因可能與MICT對(duì)呼吸肌和調(diào)控呼吸的中樞刺激不足有關(guān)。最大攝氧量是反映心肺耐力的金標(biāo)準(zhǔn)，而臺(tái)階試驗(yàn)是間接測(cè)量最大攝氧量的方法之一，同時(shí)考慮到臺(tái)階試驗(yàn)已經(jīng)在學(xué)生體質(zhì)測(cè)試中廣泛開(kāi)展，本研究采用臺(tái)階指數(shù)來(lái)反映學(xué)生的心肺耐力。研究結(jié)果顯示，IIT和MICT均能改善學(xué)生的心肺耐力，其中IIT的提高幅度更大，與Helgerud[10]的研究結(jié)果一致。原因可能與IIT的特點(diǎn)有關(guān)，有研究表明多次重復(fù)的高、低強(qiáng)度交替運(yùn)動(dòng)可以引起身體氧氣需求的波動(dòng)變化，以便最大化地誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生適應(yīng)性變化[11]。

[1] 王京京， 韓 涵， 張海峰. 高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對(duì)青年肥胖女性腹部脂肪含量的影響[J]. 中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志， 2015， 34(1)： 15-20.

[2] 王 剛, 章志紅, 劉曉群, 等. 大學(xué)生極量運(yùn)動(dòng)前后的血壓心率變化及影響因素分析[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2012， 39(20)： 5315-5316.

[3] 孫景權(quán)， 蘇 浩， 嚴(yán) 翊， 等. 高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)改善心肺耐力的線粒體合成機(jī)制[J]. 中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志， 2015， 34(10)： 1022-1027.

[4] Pescatello LS, Franklin BA, Fagard R,etal. American College of Sports Medicine position stand: exercise and hypertension[J].MedSciSportsExerc, 2004, 36(3): 533-553.

[5] Ciolac EG, Bocchi EA, Bortolotto LA,etal. Effects of high-intensity aerobic interval training vs moderate exercise on hemodynamic, metabolic and neurohumoral abnormalities of young normotensive women at high familial risk for hypertension[J].HypertensRes, 2010, 33(8): 836-843.

[6] Matsuo T, Ohkawara K, Seino S,etal. Cardiorespiratory fitness level correlates inversely with excess post-exercise oxygen consumption after aerobic-type interval training[J].BMCResNotes, 2012, 5(1): 646.

[7] Chen YL, Liu YF, Huang CY，etal. Normalization effect of sports training on blood pressure in hypertensives[J].JSportsSci, 2010, 28(4): 361-367.

[8] 于 霞. 運(yùn)動(dòng)減肥對(duì)肥胖女大學(xué)生身體形態(tài)和心率影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 大連大學(xué)學(xué)報(bào)， 2013， 34(3)： 101-103.

[9] 劉向輝， 郝選明. 大強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)對(duì)高血壓患者血壓及免疫穩(wěn)態(tài)的影響[J]. 2011， 18(4)： 127-132.

[10]Helgerud J, Hoydal K, Wang E,etal. Aerobic high-intensity intervals improve V02max more than moderate training[J].MedSciSportsExerc, 2007, 39(4): 665-71.

[11]Daussin F, Zoll J, Dufour S,etal. Effect of interval versus continuous training on cardiorespiratory and mitochondrial functions: relationship to aerobic performance improvements in sedentary subjects[J].AmJPhysiolRegulIntegrCompPhysiol, 2008, 295(1): R264-272.

安徽省教育廳高校質(zhì)量工程重點(diǎn)項(xiàng)目(2014jyxm204)；安徽省高校青年人才基金重點(diǎn)項(xiàng)目(gxqzd2016156)

2015-12-06 【修回日期】2016-10-15

G804.2

A

1000-6834(2017)01-082-03

△【通訊作者】Tel： 13966073038； E-mail： wanghongyu81920@163.com