單組仰臥起坐練習對健康男青年動脈硬度的短時影響

袁民紹 柯皓月 劉曉然 周志雄 朱蔚莉

1 山東省青島市即墨區(qū)人民醫(yī)院（青島266200）

2 首都體育學院（北京100191）

有研究顯示，以腦卒中和心梗為代表的心腦血管疾?。╟ardio-cerebrovascular disease，CVD）在青年人中的發(fā)生越來越多[1]。作為一種非傳染性慢性病，早期控制CVD危險因素可有效地預防CVD發(fā)生。

動脈硬度增大是CVD 的獨立危險因素，運動可通過降低動脈硬度對CVD 起到預防作用[2]。在當今體力勞動強度和密度極低的環(huán)境下，青年人普遍缺乏科學運動，但動脈硬化過程在健康青年階段就已啟動[3]，因此以健康青壯年為受眾，設計易于接受的、可行性強的運動處方以降低其動脈硬度，對于提高其血管健康水平、早期預防CVD有重要意義。

研究發(fā)現(xiàn)，有氧運動對動脈硬度有較明確的積極作用，而力量（抗阻）訓練對人體動脈硬度也能產(chǎn)生明顯影響，但不同研究的結論不同[4]。除了受試者基礎狀態(tài)的不同可能造成這種現(xiàn)象外，從干預措施的角度來看，這可能與力量訓練方案的高度復雜性有關，因為力量訓練不但可以有不同的強度（這往往是既往研究中力量訓練對動脈硬度作用效果不同的原因），還有許多不同的練習動作（不同部位的肌肉練習）。因此，從參與力量練習的肌肉所處人體的不同部位這個角度來分析，既往研究中的干預方案基本可歸結為4類，即全身（四肢和軀干）肌肉的練習動作[5-7]、四肢肌肉的練習動作[8-11]、上肢肌肉[12，13]和下肢肌肉練習動作[12，14，15]，但尚未見單獨的軀干肌肉力量練習動作對動脈硬度影響的研究。

仰臥起坐是腹肌力量鍛煉中最常用的練習動作，也經(jīng)常作為腰腹力量的測評指標而被廣泛應用于健康體質測評中。仰臥起坐通過自身體重施加負荷，具有經(jīng)濟實惠、居家可行的特點。因此，通過仰臥起坐觀察軀干肌肉力量練習動作對健康青年動脈硬度的短時影響，可能為血管健康的運動促進、預防心血管病方面提供一定的依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

招募15名健康在校男生自愿參與本實驗，受試者無糖尿病、高血壓和脂代謝紊亂和心血管病等病史，無系統(tǒng)的專業(yè)體育訓練史，其一般情況如表1 所示。向受試者詳細介紹實驗過程和要求后，每位受試者簽署知情同意書。

表1 受試者一般情況（n=15）

1.2 實驗設計

本研究采用均衡隨機交叉自身對照設計，每位受試者均按隨機順序原則實施空白對照（CON）和仰臥起坐（SIT-UP）方案。在SIT-UP 中，先在運動前基線（baseline，BL）狀態(tài)進行指標測量，而后進行80 秒共40個仰臥起坐，在運動結束后即刻（0 min）、20 min 和40 min 三個時間點上進行相關指標的重復測量；在CON 中，受試者保持靜坐，不對其進行任何干預，僅在BL、0 min、20 min和40 min四個時間點上進行相應的指標測量（圖1）。

圖1 實驗設計方案

為避免前一個方案對后一個方案的可能干擾和影響，兩個方案的間隔時間設置為7 天。第一個方案進行CON 的受試者在7 天后的第二個方案中進行SITUP，而第一個方案中進行SIT-UP的受試者則在7天后的第二個方案中進行CON，即進行實驗干預內容交叉。

受試者在每個方案進行前的24 小時內避免劇烈運動，不食用含酒精和咖啡因食物。實驗當天受試者晨起空腹進入實驗室，進入實驗室后至少需要休息15分鐘，實驗室溫度保持在23℃。

1.3 仰臥起坐運動方案

受試者仰臥于墊子上，膝關節(jié)屈于90 度位，前臂交叉抱于胸前，足部固定，運動時通過腹部肌肉主動發(fā)力實現(xiàn)軀干的屈伸。使用節(jié)拍器控制仰臥起坐的頻率，受試者每2 秒完成1 個完整動作（1 秒起、1 秒落），共40個，用時80秒。

1.4 指標測定

用脈搏波速度測定儀VS-1000（福田電子醫(yī)療儀器有限公司）對受試者進行動脈硬度，即心-踝血管指數(shù)（cardio-ankle vascular index，CAVI）的測定。目前可用于人體動脈硬度評價的指標主要包括脈壓、脈搏波傳導速度和反射波增強指數(shù)等，CAVI作為不受血壓影響的測定指標在國際范圍內廣泛應用，其值越高，動脈硬度越大[16]。

受試者取仰臥位，四肢伸展，測定時上肢袖帶結扎于上臂，袖帶下緣平肘關節(jié)，下肢袖帶結扎于踝關節(jié)以上，袖帶下緣平內踝高度，松緊以可插入1～2個手指為度。肘部及腳跟部放置軟墊將肢體墊起，心電電極夾于左右手腕，放置心音傳感器于胸骨角附近并進行調整，以心音基線平穩(wěn)、能明確區(qū)分第一和第二心音為標準。儀器自行運算出CAVI，左右側CAVI 取均值后用于后期的統(tǒng)計分析。

脈搏波速度測定儀能同時測量受試者的心率和血壓。

1.5 統(tǒng)計分析

所有數(shù)據(jù)均表示為平均數(shù)±標準差。用GraphPad Prism Software 5.0 進行雙因素重復測量ANOVA 分析干預措施對CAVI 及各項指標隨時間變化的影響，用Bonferroni 事后檢驗（Bonferroni post-test）分析不同試驗方案在同一時間點上的差異是否有顯著性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 仰臥起坐對健康青年心率和血壓的短時影響

如表2 所示，在SIT-UP 中受試者的心率從BL 的57.20 ± 8.27 次/分鐘明顯升高至0 min 的66.47 ±7.24 次/分鐘（P＜0.05），隨后下降至20 min 的61.73 ±10.06 次/分鐘和40 min 的61.80 ± 6.96 次/分鐘；在CON 中心率無明顯變化。受試者在CON 和SIT-UP 中的收縮壓和舒張壓均沒有出現(xiàn)顯著性變化（P＞0.05）。

表2 仰臥起坐對心率和血壓的影響（n=15）

2.2 仰臥起坐對健康男青年動脈硬度的短時影響

在CON 中受試者的動脈硬度即心-踝血管指數(shù)（CAVI）基本保持不變（P＞0.05），在BL、0 min、20 min和40 min 四個時間點分別為6.6 ± 0.7，6.6 ± 0.6，6.6± 0.8和6.5 ± 0.7。而在SIT-UP方案中，受試者CAVI值從BL 的6.5 ± 0.5 顯著降低至0 min 的6.0 ± 0.6、20 min 的6.1 ± 0.5（P＜0.05），隨后回升至40 min 的6.3 ± 0.5。在運動結束后即刻（0 min），CON 和SITUP的CAVI的差異有顯著性（P＜0.05，圖2）。

圖2 單組仰臥起坐練習對健康男青年CAVI的短時影響

3 討論

本研究是急性運動干預實驗，其主要結果顯示：以自身體重為負荷的一組40 個仰臥起坐練習能使青年男性動脈硬度出現(xiàn)明顯下降，隨后逐漸恢復至運動前的基線水平，這說明純粹的軀干肌肉力量練習對人體動脈硬度有一定的良好調節(jié)作用。

雖然運動可通過降低動脈硬度預防CVD[2]，但目前力量訓練對動脈硬度影響的研究結果不一致。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是多方面的，在力量訓練的方案上至少存在著運動強度和參與訓練的肌肉部位等變量。有研究發(fā)現(xiàn)全身高強度肌肉長期抗阻力訓練后，動脈硬度明顯增加[5，6]，而急性全身肌肉抗阻練習后動脈硬度也出現(xiàn)增加[17]。但每周2 次、共10 周的低強度全身肌肉的抗阻力訓練后受試者的動脈硬度出現(xiàn)明顯下降[7]，這提示過高的強度可能是動脈硬度升高的原因，而低強度力量訓練則可能無此不良作用[18]。因此，多數(shù)人認為，力量訓練對人體動脈硬度的不同影響可能是運動強度的不同導致的。

但是，從參與力量訓練的肌肉所處部位這個角度來看，既往力量訓練對動脈硬度影響的研究中的練習方案大致可以分為4種情況，即全身肌肉[5-7]、四肢肌肉[8-11]、上肢肌肉[12，13]和下肢肌肉[12，14，15，19]。這提示，不同部位肌肉的抗阻訓練對動脈硬度的影響可能不同：上肢力量訓練能增大動脈硬度[12，13]，這主要因為較下肢訓練而言，上肢力量訓練會導致明顯的去甲腎上腺素的增高[12]和血壓升高[20，21]，而血壓升高會導致動脈彈性下降[12]，也就是動脈硬度上升。與上肢不同，下肢力量訓練對動脈硬度往往無影響[12，14，19]或者使其下降[15]。而在上下肢結合的力量訓練中往往會出現(xiàn)動脈硬度增加[8，9]或者不變的情況[10，11]，因此，我們推測這可能是上肢和下肢力量訓練對動脈硬度的作用相互抵消后的綜合表現(xiàn)。

鑒于上述，力量訓練的強度可能并不是決定動脈硬度變化方向的唯一因素，而參與力量訓練的肌肉位置（上肢還是下肢）也可能會影響到其對動脈硬度的效果。本研究著眼于純粹軀干力量練習對動脈硬度的影響，結果顯示，與急性下肢力量練習相似[15]，單純的軀干肌肉力量練習對人體動脈硬度也具有良好的短時調節(jié)作用。

血壓是運動干預可以調節(jié)的另一個重要的CVD危險因素。本實驗中受試者在仰臥起坐結束后，其血壓與運動前相比無明顯變化，但本研究未測量仰臥起坐過程中的血壓變化。既往研究中發(fā)現(xiàn)仰臥起坐過程中血壓的變化并不明顯[22]，這也能部分解釋仰臥起坐后動脈硬度并不像上肢力量訓練后那樣出現(xiàn)明顯的升高。

4 結論和展望

單組仰臥起坐可使健康青年動脈硬度出現(xiàn)短時下降，這提示長期仰臥起坐可能對延緩動脈硬化起到一定的積極作用。由于仰臥起坐這一運動形式對于場地和設施的要求低，簡單易行，其對心血管的有益影響對于當今工作緊張、沒有時間去專門健身場所的人們來說，可能有一定的預防血管疾病價值。

在本急性研究基礎上有必要開展長期仰臥起坐對不同人群動脈硬度影響的研究，以進一步確認其對血管健康的促進作用。另外，由于受試者仰臥起坐是利用自身體重作為負荷，所以肥胖者的體重或許會形成更高的強度，又因其機體基礎狀況與非肥胖者不同，因此肥胖者仰臥起坐對其動脈硬度的影響值得關注。最后，既往力量訓練的報道中未見有作者明確說明相鄰兩組練習動作之間的間歇時間，而本課題組既往研究發(fā)現(xiàn)間歇期長度會影響有氧運動對動脈硬度的作用[23-25]，因此推測進行多組的力量練習時，其組間的間歇期長度也有可能會影響到訓練效果。