HIIT應(yīng)用于慢性病干預(yù)的進展研究

胡金鎔

(西華師范大學體育學院 四川南充 637000)

國際研究報告顯示，在2008年期間全球約有5 700萬人死亡，其中3 600 萬人死于慢性非傳染性疾?。?］，如果按目前的趨勢繼續(xù)發(fā)展，WHO預(yù)測，截至2030年，每年預(yù)計死于慢性非傳染性疾病的人數(shù)將增加到5 500萬，慢性非傳染性疾病已經(jīng)對當前人類產(chǎn)生了重大威脅。以往研究證明，規(guī)律性運動能有效幫助降低慢性疾病的發(fā)生風險，持續(xù)有氧運動已被證實能有效改善老年慢性病患者血糖、血壓、血脂等生化指標，由此在臨床和日常生活中得到充分應(yīng)用，但由于訓練時長較長和訓練內(nèi)容較為枯燥，影響群眾的運動參與率以及持續(xù)時間的長短。HIIT 因其訓練時間短，中間存在休息或低強度間歇階段，訓練內(nèi)容多變，受到研究人員關(guān)注，許多人認為時間是鍛煉的障礙，高強度間歇訓練部分的吸引力在于，進行訓練的時間比持續(xù)耐力訓練的時間更少，但卻能達到甚至超越持續(xù)耐力運動所產(chǎn)生的效果。目前已有研究證明HIIT能明顯改善心肺耐力，提高VO2max，改善身體成分，特別是腹部脂肪，調(diào)節(jié)機體代謝等，但HIIT 的具體訓練內(nèi)容以及臨床應(yīng)用安全性受到業(yè)內(nèi)學者廣泛討論，該文結(jié)合以往研究成果，綜述HIIT在常見慢性病干預(yù)中的臨床應(yīng)用研究，結(jié)合文獻資料，探討HIIT應(yīng)用于臨床的安全性，為之后開展研究提供理論依據(jù)。

1 HIIT概念

德國心臟學家Reindell于20世紀50年代首次提出高強度間歇訓練［2］，隨后HIIT被納入運動員訓練內(nèi)容，走入大眾視野。HIIT 在2007 年美國心臟協(xié)會推薦的運動處方中首次被提出，并被應(yīng)用于心臟康復(fù)方面，目前HIIT廣泛應(yīng)用于普通人日常健身以及運動員體能訓練中，但就具體概念以及訓練內(nèi)容而言，國內(nèi)外還未達成共識。

關(guān)于高強度間歇訓練的概念，不同學者進行了不同的概括。國內(nèi)學者黎涌明［3］認為，高強度間歇訓練指以最大乳酸穩(wěn)態(tài)或大于等于無氧閾的負荷強度進行多次持續(xù)時間為幾秒到幾分鐘的訓練，且每兩次訓練之間的安排使訓練者不足以完全恢復(fù)靜息或低強度訓練。Buchheit等人［4］將HIIT定義為重復(fù)的短時間（小于45 s）到長時間（2～4 min）的高強度但不是最大強度的運動，或短時間（小于10 s）到長時間（20～30 s）的全力沖刺，中間穿插恢復(fù)期。Gibala［5］等人認為，HIIT 是指以85%～90%的峰值攝氧量或90%～95%的峰值心率（HR）為強度，反復(fù)進行的短暫的、間歇性的劇烈活動，中間包括休息或低強度運動期。

結(jié)合現(xiàn)有文獻總結(jié)，可將HIIT 分為負荷階段和恢復(fù)間歇階段，訓練內(nèi)容主要包括運動方式、負荷強度、間歇強度、負荷持續(xù)時間、間歇持續(xù)時間、循環(huán)次數(shù)、組數(shù)、組間恢復(fù)強度和組間持續(xù)時間，結(jié)合一項納入53例的隨機對照實驗的薈萃分析［6］發(fā)現(xiàn)，短間歇（≤30 s）、低負荷持續(xù)時間（≤5min）和短周期（≤4周）HIIT是發(fā)展最大攝氧量的有效和省時的訓練方案，特別是對于普通人群來說，為了最大限度地提高最大攝氧量的訓練效果，建議進行長間歇（≥2 min）、大運動量（≥15 min）和中長期（≥4～12 周）低強度訓練；最常見的HIIT 干預(yù)方案為4×4min 負荷階段，3min 恢復(fù)間歇階段［7］，根據(jù)峰值攝氧量（VO2peak），心率儲備（HRR），最大心率（HRmax）以及采用自覺用力程度分級等，綜合設(shè)計負荷強度以及間歇強度，對于慢性病人群而言，存在巨大的個體差異以及生活習慣差異，就目前試驗研究結(jié)果而言，HIIT作用于人體的具體生理學機制還不確定，因此，業(yè)內(nèi)研究人員未得出具體訓練方案。

2 HIIT干預(yù)常見慢性病現(xiàn)狀

2.1 心血管疾病

心血管疾病包括心力衰竭以及冠狀動脈疾病，是目前引起全球死亡最主要的原因之一［8］。2018年中國心血管病報告數(shù)據(jù)顯示，預(yù)測今后10年心血管病患病人數(shù)仍將持續(xù)快速增長［9］。通過研究20例梗死后心力衰竭患者發(fā)現(xiàn)［10］，有氧間歇運動和持續(xù)有氧運動一樣可顯著改善梗塞后心力衰竭患者的有氧能力，同時間歇有氧運動也能改善血管內(nèi)皮功能［11］，Wisloff 等人［12］提供證據(jù)證明HIIT提高了心力衰竭患者左心室射血分數(shù)，同時表示運動強度可能是梗死后心力衰竭患者提高有氧能力、逆轉(zhuǎn)左心室重構(gòu)和改善生活質(zhì)量的重要因素，12周的運動干預(yù)，有氧間歇訓練提高最大攝氧量能力明顯優(yōu)于中強度持續(xù)訓練，在運動適應(yīng)方面，有氧間歇訓練也更加有優(yōu)勢，二者同時能改善心衰患者的生活活動能力。另外，有Liou 等人［13］納入472 名冠狀動脈疾病患者，其中218 名進行HIIT，254 名進行中強度持續(xù)訓練（MICT），Meta 分析結(jié)果表明，HIIT 患者的峰值攝氧量顯著增加，表示HIIT比MICT更能改善冠狀動脈疾病患者的平均VO2peak，并能夠通過增強心室肌收縮能力，提高射血能力，增加每搏輸出量來改善VO2max，在間歇訓練和持續(xù)訓練對冠狀動脈疾病患者射血分數(shù)和有氧能力改善的研究中［14］發(fā)現(xiàn)，間歇運動比持續(xù)運動更能改善其有氧能力、無氧閾值、內(nèi)皮功能，但在一項隨機臨床試驗中發(fā)現(xiàn)［15］，HIIT 和MICT 兩種訓練方法在改善VO2peak方面沒有顯著差異，這可能與訓練方法、運動強度以及受試人群的差異性有關(guān)。

2.2 2型糖尿病

糖尿病作為一種代謝性疾病，因胰島素抵抗而產(chǎn)生胰島素分泌減少、肝糖原合成受損或線粒體功能受損，使葡萄糖無法因胰島素的刺激轉(zhuǎn)運至體內(nèi)的細胞儲存。血糖、血脂、體成分的增加，會導(dǎo)致心血管疾病風險的增加，據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟估計［16］，2017年全球有4.51 億（18～99 歲）糖尿病患者，預(yù)計到2045 年，人口將增加到6.93億。糖化血紅蛋白（GHb）作為公認的反映2 型糖尿病（T2DM）患者血糖控制的最佳指標，相關(guān)Meta 分析［17］顯示，HIIT 能有效降低GHb，改善內(nèi)皮依賴性舒張能力，提高血管收縮能力，從而對預(yù)防T2DM患者心血管疾病發(fā)生有積極意義。Mitranun等人［18］隨機選取28 名持續(xù)進行藥物控制的T2DM 老年患者，將其隨機平均分為HIIT 組和標準護理組，研究高強度間歇訓練作為一種改善2型糖尿病患者心臟結(jié)構(gòu)和功能的潛在療法的療效，以及HIIT 對肝臟脂肪和代謝控制的影響，結(jié)果顯示2型糖尿病運動干預(yù)后，干預(yù)組受試人員心臟結(jié)構(gòu)和功能改善以及肝臟脂肪最大程度減少，可將HIIT 視為改善2 型糖尿病患者心臟代謝風險的一種治療方法；相反，陳炳霖等人［17］采用Rev Man 5.3軟件對納入文獻數(shù)據(jù)進行Meta分析，發(fā)現(xiàn)未有研究顯示HIIT 在改善T2DM 患者血糖調(diào)節(jié)能力、血脂和體成分方面的作用優(yōu)于對照組，需要進一步研究，

2.3 肥胖

大量研究顯示，從1980年至今，全球肥胖人數(shù)增加了將近6倍，中國的肥胖人數(shù)居于全球首位，并且以青少年肥胖人群數(shù)量增加更為明顯。近20 年中國青少年肥胖率已經(jīng)達到7%左右，近年來隨著肥胖人群不斷增加，高血壓、高血脂、糖尿病等代謝性疾病的發(fā)病率不斷上升，有研究發(fā)現(xiàn)這些疾病的發(fā)生率與肥胖人群比例具有明顯相關(guān)性［19］。對于肥胖群體而言，最常見的干預(yù)手段就是進行運動減脂，已有研究表明通過適當運動，能達到減脂，改善機體內(nèi)分泌，調(diào)節(jié)機體代謝的作用。

近年來HIIT 的減脂效果受到研究學者的高度關(guān)注，通過對肥胖大鼠進行不同形式的運動干預(yù)，發(fā)現(xiàn)HIIT 能夠通過調(diào)節(jié)產(chǎn)熱調(diào)控蛋白表達，促進脂肪產(chǎn)熱代謝［20］，增強Rev-erbα 基因表達，從而影響肝臟脂質(zhì)合成，緩解體內(nèi)脂質(zhì)沉積［21］，增加生長激素、兒茶酚胺等激素分泌，提高脂肪代謝酶活性，增加脂肪氧化分解。運用15周的HIIT對45名年輕女性進行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)和穩(wěn)定性訓練比較，HIIT 能明顯減少年輕女性的總體脂肪、腿部和軀干皮下脂肪以及胰島素抵抗［22］，脂肪堆積是造成肥胖的主要原因，尤其是內(nèi)臟脂肪的大量堆積，會造成機體內(nèi)臟功能運作負荷增加，血管沉積物增多，血液黏滯性增高，增加患心血管疾病的風險。

AMPK 既是細胞內(nèi)重要的能量控制因子，也是肝臟重要的脂質(zhì)代謝調(diào)控因子之一，ACC 是AMPK 下游的調(diào)節(jié)因子之一。研究表明，HIIT 可以通過AMPK/ACC通路緩解肝臟脂肪沉積速度，提高脂肪氧化水平，通過對肥胖大鼠分別進行干預(yù)發(fā)現(xiàn)，HIIT 干預(yù)效果明顯優(yōu)于中強度持續(xù)訓練［23］，Heydari 等人［24］將46 名青年肥胖男性隨機分組，進行12周的HIIT以及功率自行車訓練，發(fā)現(xiàn)HIIT能顯著降低超重青年男性的總脂肪、腹部脂肪、軀干脂肪和內(nèi)臟脂肪。運用12周的HIIT以及MICT 干預(yù)肥胖兒童，發(fā)現(xiàn)在改善肥胖兒童體重、BMI、體脂肪量、體脂百分比及血清Chemerin 水平方面，HIIT優(yōu)于MICT［25］，但也有相關(guān)Meta分析HIIT在降低體脂率和成人體重方面無明顯差異［26］，此Meta分析結(jié)果可能與納入文獻標準有關(guān)。

3 HIIT臨床應(yīng)用安全性

Wewege 等人［27］對23 項研究進行分析，分別納入547 名接受HIIT 治療的患者、570 名接受MICT 的治療患者，結(jié)果顯示1 起與HIIT 課程相關(guān)的主要心血管不良事件，相當于每17 083 次訓練（11 333 個訓練小時）發(fā)生1 次主要心血管事件，同時患者在接受HIIT 治療過程中出現(xiàn)1 起輕微心血管不良事件和3 起非心血管不良事件?？梢?，HIIT 應(yīng)用于冠狀動脈疾病或心力衰竭患者的主要心血管不良事件發(fā)生率相對較低。Meyer等人［28］在有關(guān)HIIT對心血管疾病患者影響的系統(tǒng)綜述中指出，曾有學者通過心電圖觀察到，有個別患者在運動中出現(xiàn)因室性心律失常引起的缺血，但未出現(xiàn)意外事故，也未曾監(jiān)測到血流動力學的顯著改變，即使在運動能力較低的心衰患者身上，對于相關(guān)研究的受試人員排除標準，包括不穩(wěn)定型心絞痛、失代償性心力衰竭、過去4 周內(nèi)的心肌梗死、復(fù)雜性室性心律失常、未使用β-受體阻滯劑和血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑，以及矯形外科或神經(jīng)限制運動。將高危受試人群剔除，再將HIIT應(yīng)用于2型糖尿病治療中發(fā)現(xiàn)，對于以前久坐不動的2 型糖尿病老年人來說，進行高強度的間歇訓練是較為安全，并且可以更大程度地改善糖尿病患者血管并發(fā)癥的影響。有研究［18］對存在代謝功能障礙的患者分別進行有氧間歇運動和中強度持續(xù)訓練時，發(fā)現(xiàn)在受試者中只有嚴重肥胖的2 例出現(xiàn)了膝關(guān)節(jié)損傷，相關(guān)文獻研究［29］表示心血管疾病康復(fù)中最適合進行HIIT 的患者應(yīng)該是50～60 歲、低風險、左心室功能正常、有氧能力＞7 METs、冠心病穩(wěn)定、沒有殘余缺血或嚴重心律不齊的癥狀。目前研究中HIIT多應(yīng)用于病情穩(wěn)定的老年肥胖人群，其中26名進行12周的HIIT干預(yù)后，代謝功能在得到明顯改善的同時，未出現(xiàn)明顯的不良反應(yīng)［30］，因此，在評估慢性病患者嚴重情況的基礎(chǔ)上，對慢性病患者進行HIIT干預(yù)是可行的。

4 不足與展望

相關(guān)研究樣本量較少，大部分HIIT應(yīng)用于男性，缺乏對女性生理適應(yīng)的研究，同時存在地域差異，以及納入標準的差異，可能導(dǎo)致實驗結(jié)果出現(xiàn)偏差；干預(yù)時間不夠長，多數(shù)干預(yù)時長在4～8周左右，未進行后續(xù)的跟蹤調(diào)查，所以研究對HIIT 長期干預(yù)慢性病的治療效果的調(diào)查結(jié)果較少。HIIT 對人體具體作用機制還不明確，和中強度持續(xù)訓練相比，HIIT對慢性病的干預(yù)療效較好的結(jié)論得到了普遍的認可，但對HIIT 干預(yù)慢性病的具體分子作用機制還處于探索階段。HIIT對慢性病進行干預(yù)過程中，飲食、藥物治療以及生活方式的改變（吸煙、喝酒、熬夜等）干預(yù)也需同時進行。HIIT在應(yīng)用到臨床中時，可結(jié)合MICT 為慢性病群體提供更多有效、可實施的方案，為慢性病群體帶來健康效益。在未來研究中，擴大樣本量、延長干預(yù)時間、追加后期跟蹤研究以及機制探索的研究，以找到針對不同慢性病和同一慢性病不同病程階段、運動反應(yīng)和療效均最佳的個性化HIIT 方案，為常見慢性病的防治提供更豐富的理論依據(jù)與實踐范例，使干預(yù)手段更科學，慢性病患者獲益更大。

5 結(jié)語

HIIT 在改善心肺能力，特別是VO2peak 方面，以及身體成分、胰島素抵抗等方面優(yōu)于MICT，在臨床應(yīng)用中有較大的潛力，但就目前研究，HIIT的作用機制以及適用慢性病的安全范圍沒有明確標準，所以還需進一步實驗研究。