HIIT對成年人心肺功能影響的meta對比分析

王斌

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HIIT對成年人心肺功能影響的meta對比分析

王斌

（南京信息職業(yè)技術學院，江蘇 南京 210023）

目的：分析高強度間歇運動（HIIT）對成年人心肺功能的影響。方法：以“HIIT”“高強度間歇運動、訓練”等為關鍵詞）檢索相關數(shù)據(jù)庫，搜集相關文獻，并設定研究納入和剔除標準，提取各研究VO2max變化值（±），通過Rev Man 5.3進行meta分析。結(jié)論：HIIT能有效的改善成年人的心肺功能，是一種安全有效的改善成年人心肺功能的運動方式。

HIIT；心肺功能；meta分析

1 研究方法

1.1 文獻檢索

以“HIIT”和“高強度間歇運動/訓練”為主題詞（關鍵詞）檢索知網(wǎng)、萬方、百鏈，以(“HIT”或“high intensity”或“interval training”或“interval exercise”)和(“maximal aerobic power”或“maximal oxygen uptake”或“aerobic capacity”或“VO2max”)為主題詞（關鍵詞）對PubMed、Ebsco、Springer Link、Science Direct進行檢索。

1.2 研究納入和剔除標準

1.2.1 研究納入標準

所有文獻出自期刊，實驗前和實驗后數(shù)據(jù)VO2max用表示；受試對象年齡≥18歲；受試對象未受過系統(tǒng)訓練或未曾規(guī)律參與運動的普通人（包括健康、久坐、超重和肥胖人群），但是未患有其他慢性疾??；文獻有多組數(shù)據(jù)按照多項研究進行分析。

1.2.2 研究剔除標準

缺乏必要實驗數(shù)據(jù)、無對照組或控制組、或者CMT運動強度>80%VO2max；文獻是會議論文或者只有摘要；文獻既不是中文也不是英文；研究數(shù)據(jù)與其他文獻數(shù)據(jù)重復則視為同一研究；研究中同一組除采用運動干預外還采用其他干預措施，如：HIIT+抗阻訓練、飲食等。

1.3 文獻質(zhì)量評估

采用經(jīng)典Jadad評分量表對每項研究的質(zhì)量進行有效評價，總分5分，規(guī)定得分1-2分視為低質(zhì)量，3-5分視為高質(zhì)量，得分指標包含是否隨機、是否雙盲、是否有退出者的數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)提取

對篩選的文獻進行數(shù)據(jù)提取，包括受試對象的特征（樣本量、健康狀況等）、運動干預的特征（運動持續(xù)時間、頻率、方式、強度等）及心肺功能指標等。

1.5 統(tǒng)計處理

使用Rev Man 5.3進行meta分析，計算95%的置信區(qū)間(CL)。文章的異質(zhì)性檢驗采用卡方檢驗（值）和一致性系數(shù)I進行綜合分析，以卡方檢驗（值）為主，同質(zhì)性時，采用固定效應模型進行分析，異質(zhì)性時，采用隨機效應模型進行分析。對文章發(fā)表偏倚檢驗，采用漏斗圖進行分析。本研究數(shù)據(jù)為連續(xù)性變量，效應量單位統(tǒng)一以加權均差( WMD) 表示。

2 結(jié)果與分析

從1049篇文獻（中文文獻227篇、英文文獻810篇、12篇出自參考文獻，文獻年限：1967-2016年）中篩選，最終35篇文獻（1979-2015年）符合研究標準。實驗周期為12天-24周，運動方式以跑步和騎功率自行車為主，受試對象包括健康人群（19篇）、久坐人群（8篇）和超重/肥胖人群（8篇）。

2.1 HIIT與不運動的控制組（CON）對VO2max的影響

2.1.1 HIIT對VO2max的整體影響

HIIT與CON對VO2max的影響的meta分析結(jié)果（表1），結(jié)果顯示HIIT對VO2max的影響具有統(tǒng)計學意義（+4.85mL?Kg-1?min-1，<0.01），但是研究具有高度異質(zhì)性（I=88%，<0.01）。

表1 HIIT對VOmax的影響

組別研究數(shù)量/項 樣本量/人異質(zhì)性檢驗及效應模型MD及95%CL HIITCONI2 /%p效應模型 總體效應**2023424077<0.01隨機4.85[3.32-6.39]

注：MD：表示均數(shù)差；I：表示一致性系數(shù)；CL：表示置信區(qū)間；*：表示HIIT對VO2max的改善效果有顯著性差異（<0.05）；**：表示<0.01；MD及95%CL的單位是mL?Kg-1?min-1。（下同）

對各研究進行敏感性分析，發(fā)現(xiàn)當剔除文獻C Barnett [2004]后，一致性系數(shù)I=29%，=0.12，表明剩余各文獻不具有異質(zhì)性，提高了整體同質(zhì)性程度。通過仔細閱讀該文獻，發(fā)現(xiàn)該研究控制組雖然沒接受過系統(tǒng)訓練和規(guī)律活動，但是平時有參與籃球、網(wǎng)球等體育項目的習慣，使得結(jié)果與HIIT干預組的影響相差不是很大。同時結(jié)果顯示HIIT對VO2max產(chǎn)生顯著的改善作用（+5.59mL?Kg-1?min-1，<0.01）。

2.1.2 不同亞組分析結(jié)果

不同健康狀況人群亞組分析結(jié)果（表2）顯示，HIIT對超重肥胖、久坐和健康人群的VO2max的提高都具有顯著性效果（三者<0.01），且各研究不具有異質(zhì)性（I分別為22%、11%、3%）。19項研究亞組分析結(jié)果表明不同運動周期的HIIT對VO2max的改善都具有顯著性效果（<0.01）。大于8w的HIIT干預存在異質(zhì)性（I=72%，=0.001），結(jié)果具有統(tǒng)計學意義（<0.01）；其他干預時間研究不具有異質(zhì)性（I均為0）。不同work/rest比值亞組分析（表3）結(jié)果顯示無論HIIT的work/rest的比值大小都能對VO2max的改善起到顯著性作用（<0.05）。但是研究存在一定的異質(zhì)性（I=43%，=0.04），不過總體結(jié)果具有統(tǒng)計學意義（<0.01）。

表2 不同健康狀況、運動干預時間和work/rest比值亞組分析

健康狀況結(jié)果運動周期結(jié)果work/rest比值結(jié)果 MD及95%CLMD及95%CLMD及95%CL 超重肥胖**3.83[2.25-5.40]（0，4w]**4.58[2.81-6.35](0，1/2]**4.70[3.14-6.26] 久坐**6.96[5.18-8.74]（4w，8w]**5.25[3.30-7.19]（1/2，1]*5.53[0.42-10.65] 健康**6.07[4.77-7.36]（8w，+∞）**5.66[3.24-8.08]（1，+∞）**5.32[1.81-8.82] 總體**5.59[4.72-6.47]總體**5.59[4.72-6.47]總體**5.12[3.70-6.53]

對性別進行亞組分析，結(jié)果（表3）顯示無論男女VO2max都得到了顯著性改善（<0.01）。其中男性各研究不具有異質(zhì)性（I=0）；女性各研究具有異質(zhì)性（I=68%，=0.003）?？傮w效果具有顯著性差異（<0.01）。不同運動方式進行亞組分析結(jié)果（表3）跑步的研究有3項，結(jié)果表明對VO2max的改善有顯著性效果（+3.35mL?Kg-1?min-1，<0.01），且各研究沒有異質(zhì)性（I=22%，=0.28）；騎功率自行車的研究有15項，結(jié)果具有統(tǒng)計學意義（+5.30 mL?Kg-1?min-1，<0.01），不過研究間存在高度異質(zhì)性（I=82%，<0.01）?？傮w也存在高度異質(zhì)性（I=82%，<0.01），不過其結(jié)果具有統(tǒng)計學意義（<0.01）。

表3 不同性別和運動方式亞組分析

不同性別結(jié)果不同運動方式結(jié)果 效應模型MD及95%CL效應模型MD及95%CL 男**固定5.05[3.39~6.71]跑步**固定3.35[1.60~5.11] 女**隨機5.41[3.38~7.44]騎車**隨機5.30[3.36~7.24] 總體**固定5.69[4.79~6.58]總體**隨機4.84[3.26~6.42]

3 討論

通過meta分析，結(jié)果顯示，HIIT對VO2max的改善具有統(tǒng)計學意義（+4.85 mL?Kg-1?min-1，95%CL：3.32-6.39，<0.01）。進行不同類別的亞組分析，結(jié)果均表明HIIT對VO2max的改善具有顯著性效果。

不同于對低強度持續(xù)運動提高VO2max機制的清楚認識，人們對HIIT促進VO2max提高的機制尚不清楚[1]，不過VO2max增加通常伴隨著搏出量（SV）的增大，VO2max和SV之間有高度相關的關系[2]。Trilk等[3]通過4周HIIT明顯提高久坐超重/肥胖受試對象的VO2max和亞極量運動時的SV（+11.4%，<0.05）。VO2max不僅反映心肺功能的健康狀態(tài)，同時也反映出血管結(jié)構和功能的健康程度，有研究表明VO2max與血管內(nèi)皮功能有正相關的關系（=0.54，<0.001）[4]。前人很多研究表明血管功能與心肺功能關系十分密切，Ramos[5]及其同事作了HIIT和CMT對血管功能影響的meta分析，結(jié)果表明HIIT對于血管功能的改善效果比持續(xù)運動更好，同時認為或許是因為這種原因HIIT對改善心肺功能、傳統(tǒng)的冠心病危險因素、胰島素敏感性、氧化應激等效果較持續(xù)運動更明顯。血管內(nèi)皮功能的好壞，表明血管的自我修復能力強弱，決定著血管能否維持循環(huán)系統(tǒng)的正常功能。

近期有研究表明即使在未達到體力活動推薦量的人群中，高水平的心肺功能或許能夠減輕靜坐少動相關的心血管疾病的風險[6]。通過本研究至少可以肯定的是HIIT能有效改善心肺功能。出于安全的考慮可能會影響人們參與HIIT。本研究的納入人群不僅包括健康人群，而且還涉及久坐和超重肥胖人群，對不同健康狀況亞組分析結(jié)果均表明HIIT對于心肺功能的改善具有顯著性效果（<0.01），且在久坐和超重肥胖人群的相關HIIT研究中未報道出現(xiàn)不適癥狀。這也說明HIIT能夠用于心血管病人且有良好的療效。提示，通過有效的安全監(jiān)督的HIIT是相對安全的，這為HIIT在實踐中的應用提供更多的臨床支持，同時也表明HIIT能得到更廣泛的應用。

研究者進行HIIT試驗通常采用跑步、騎車的運動方式，在實踐推廣中還需要探索新的方式，以增加運動形式的多樣應，滿足不同人群的需求。此外，由于一些特定的原因造成了本研究的局限性：

文獻搜集不全，還有一些未發(fā)表的研究可能更有研究意義；一些問題尚待解決，如work/rest不同比值、HIIT的單次運動時間對實驗結(jié)果的影響等，需要在以后的研究中進一步分析；采用Jadad評分量表對各文獻進行評分，得分普遍很低，不能單單說明文獻的質(zhì)量差，可能Jadad評分量表不能很好地評估體育類文獻質(zhì)量。

4 結(jié)論

通過meta分析可以初步得出結(jié)論：HIIT對于成年人的心肺功能的改善是一種有效的方式，其運動方式通常以跑步、騎車為主，在有效的安全監(jiān)督下是相對安全的。同時還發(fā)現(xiàn)HIIT的work/rest比值和單次高強度運動時間或許是影響HIIT效果的主要因素，其影響機理還是不清楚的。不過為了取得較好的運動效果，建議把HIIT的work/rest比值控制在1或者大于1。

[1]Mcrae G, Payne A, Zelt J G, et al. Extremely low volume, whole-body aerobic-resistance training improves aerobic fitness and muscular endurance in females [J]. Applied Physiology Nutrition & Metabolism, 2012, 37(6):1124-1131.

[2]Helgerud J, H?ydal K, Wang E, et al. Aerobic high-intensity intervals improve VO2max more than moderate training[J]. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2007, 39(4):665-71.

[3]Trilk J L, Singhal A, Bigelman K A, et al. Effect of sprint interval training on circulatory function during exercise in sedentary, overweight/obese women[J]. European Journal of Applied Physiology, 2011, 111(8):1591-1597.

[4]Schjerve I E, Tyldum G A, Tj?nna A E, et al. Both aerobic endurance and strength training programmes improve cardiovascular health in obese adults[J]. Clinical Science, 2008, 115(9):283-93.

[5]Ramos J S, Dalleck L C, Tjonna A E, et al. The Impact of High-Intensity Interval Training Versus Moderate-Intensity Continuous Training on Vascular Function: a Systematic Review and Meta-Analysis[J]. Sports Medicine, 2015, 45(5):679-692.

[6]Nauman J, Stensvold D, Coombes J S, et al. Cardiorespiratory Fitness, Sedentary Time, and Cardiovascular Risk Factor Clustering[J]. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2015（48）.

A Meta-Analysis of the Effects of HIIT on Adults’ Cardiopulmonary Fitness

WANG Bin

(Nanjing College of Information Technology, Nanjing 210023, Jiangsu , China)

王斌（1983-），山西太原人，本科，講師，研究方向：體育教學與訓練。