輕力量高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對肥胖大學(xué)生的干預(yù)效果研究

摘要：研究目的：對比高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練（High-intensity interval training， HIIT）運(yùn)動處方對肥胖大學(xué)生的影響。研究方法：共招募63名肥胖大學(xué)生（21.6±2.1）歲，BMI（25.6±1.7）隨機(jī)分配至跑臺HIIT組（n=21）、輕力量HIIT組（n=21）和無訓(xùn)練對照組（n=21）。跑臺組進(jìn)行跑步變速HIIT，輕力量組進(jìn)行徒手抗阻HIIT，對照組除學(xué)校體育課外不進(jìn)行額外的運(yùn)動訓(xùn)練。12周干預(yù)前后，分別測量受試者的健康體適能指標(biāo)。研究結(jié)果：跑臺HIIT運(yùn)動處方和輕力量HIIT運(yùn)動處方使肥胖大學(xué)生體重、BMI、體脂率和體脂肪含量顯著降低（Plt;0.05），握力和VO₂max顯著上升（Plt;0.05），只有跑臺組的內(nèi)臟脂肪面積顯著減少（Plt;0.05）。結(jié)論：HIIT運(yùn)動處方能有效提升肥胖大學(xué)生健康體適能。跑步HIIT運(yùn)動處方對內(nèi)臟脂肪的減少更有效，而輕力量HIIT運(yùn)動處方在力量素質(zhì)的提高上更有優(yōu)勢。建議肥胖大學(xué)生采用輕力量HIIT運(yùn)動處方以獲得更大的健康收益。

關(guān)鍵詞：肥胖；大學(xué)生；運(yùn)動處方；間歇訓(xùn)練；健康

Intervention Effect of Light Strength"High-intensity Interval Training on Obese College"Students

ZHU"Yi-wen-dan¹""CAO"Meng^1*""LI"Zhen-hua¹""WANG"Xiao-dong¹""TANG"Yu-cheng¹""YIN"Li-jun¹

（1.College of Physical Education，Shenzhen University，Shenzhen 518000，China）

Abstract： Objective： To compare the effects of High-intensity interval training （HIIT） exercise prescriptions on obese college students. Methods： A total of 63 obese college students （21.6±2.1 years old）with BMI（25.6±1.7） were"recruited and randomly assigned to treadmill HIIT group"（n=21）， light strength HIIT group （n=21） and control group without training （n=21）. The treadmill group received variable speed HIIT，the light strength group received HIIT，and the control group received no additional exercise training except school sports.The physical fitness indexes of the subjects"were measured before and after the 12-week intervention. Results： The body weight， BMI， body fat percentage and body fat content of obese college students were significantly reduced by treadmill HIIT and light strength HIIT （Plt;0.05）， and the grip strength and VO₂max"were significantly increased （Plt;0.05）. Only the visceral fat area of the treadmill"group was significantly decreased （Plt;0.05）. Conclusion： HIIT exercise prescription can effectively improve the fitness of obese college students. Running HIIT exercise prescription is more effective in reducing visceral fat， while light strength HIIT exercise prescription is more advantageous in improving strength quality. It is suggested that obese college students adopt the exercise prescription of light strength"HIIT to obtain greater health benefits.

Keywords： Obesity; College students; Exercise prescription; Interval training; Health

近年來，隨著物質(zhì)水平的飛躍，手機(jī)、電腦等靜坐行為的增加導(dǎo)致大學(xué)生身體活動水平逐年遞減，超重/肥胖發(fā)生率隨之攀升^[1]。最新的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國大學(xué)生肥胖發(fā)生率高達(dá)5.3%，總?cè)藬?shù)超過4000萬^[2]。大學(xué)生正值人生的黃金階段，肩負(fù)著祖國和民族的希望。肥胖不僅會增加代謝綜合征和糖脂異常等心血管疾病的發(fā)生風(fēng)險，還會對心理健康和學(xué)業(yè)成績產(chǎn)生負(fù)面影響^[3]。高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練（High-intensity interval training， HIIT）是近年來運(yùn)動健康促進(jìn)領(lǐng)域備受關(guān)注的運(yùn)動訓(xùn)練形式，其在身體成分、心肺適能，以及心腦血管健康方面的有效改善作用已得到大量研究的證實，與此同時，HIIT還被認(rèn)為是能夠有效替代傳統(tǒng)長時間有氧運(yùn)動的一種省時高效的運(yùn)動形式^[4]，并且具有更高的運(yùn)動樂趣，更易于長期堅持，也更符合當(dāng)代大學(xué)生們的健康需求^[5]。有關(guān)肥胖成人的研究表明，HIIT不僅能有效降低全身脂肪和腹部內(nèi)臟脂肪^{[6， 7]}，還能夠較顯著地提高最大攝氧量水平^[8]，進(jìn)而促進(jìn)心肺健康，在時間高效性上也優(yōu)于傳統(tǒng)的長時間有氧運(yùn)動^{[9， 10]}。然而，當(dāng)前專門針對肥胖大學(xué)生的HIIT運(yùn)動處方有待開發(fā)與完善，具體效應(yīng)仍需探索。因此，本研究旨在通過12周運(yùn)動實驗，觀察不同形式HIIT運(yùn)動處方對肥胖大學(xué)生身體成分、心肺適能和肌肉力量的影響，為大學(xué)生肥胖防治提供實踐參考，為運(yùn)動處方庫建設(shè)提供支持。

1研究對象與方法

1.1"研究對象

本研究于2023年8-9月共招募經(jīng)過健康篩查的63名肥胖大學(xué)生（21.6±2.1）歲，BMI（25.6±1.7）。納入標(biāo)準(zhǔn)為：（1）根據(jù)肥胖篩查標(biāo)準(zhǔn)BMI≥24kg/m²屬于肥胖的在校大學(xué)生；（2）未患有心、腦、肝、腎及呼吸系統(tǒng)疾?。唬?）實驗前6個月內(nèi)未進(jìn)行周期性規(guī)律運(yùn)動或斷食行為。簽署知情同意書后，將符合納入標(biāo)準(zhǔn)的受試者利用SPSS軟件隨機(jī)分配至跑臺HIIT組、輕力量HIIT組和無訓(xùn)練對照組。跑臺HIIT組、輕力量HIIT組和無訓(xùn)練對照組各有3人、0人和8人因個人因素未完成實驗，因此被排除在最終統(tǒng)計分析之外，最終共有 52 名參與者參加了研究并完成訓(xùn)練計劃。本研究得到了深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)部的醫(yī)學(xué)倫理委員會批注（ID：PN-2020-045）。

1.2"研究方法

1.2.1"研究過程

本研究共包括受試者招募（2023年7-8月）、測試指標(biāo)的選取與測量（2023年8-9月）、運(yùn)動前適應(yīng)性訓(xùn)練（2023年9月）、正式運(yùn)動干預(yù)（2023年10-12月）和運(yùn)動干預(yù)后指標(biāo)的測量（2023年12月）等五個階段組成。在受試者招募時需提前填寫體育鍛煉準(zhǔn)備問卷（Physical Activity Readiness Questionnaire，PAR-Q），剔除有嚴(yán)重的心、腦、肝、腎疾病，或其他無法參加運(yùn)動的受試者，并向被試介紹實驗?zāi)康募矮@得的相關(guān)權(quán)益，獲得同意后于知情同意書上簽名，被試簽署知情同意書后方能自愿參加本研究。為保證研究質(zhì)量，正式干預(yù)前，需向被試詳細(xì)講解分組原因、本研究的內(nèi)容及方案，提前告知可能存在的利益與風(fēng)險，此外，還需詳細(xì)演示運(yùn)動干預(yù)的訓(xùn)練項目和本研究的訓(xùn)練計劃，隨后為適應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行為期1周的訓(xùn)練。

1.2.2"身體成分

用身體成分分析儀（Inbody770，韓國）測量受試者身體成分。受試者在禁食空腹10小時后，赤足站立于機(jī)器上，測試前取下身上的金屬物件，研究人員在儀器中依次輸入編號、年齡、性別，以及身高等信息后，儀器將自動開始測量受試者的體重、體脂含量、體脂率、骨骼肌含量和內(nèi)臟脂肪面積。再用骨密度儀（IDAX）測量受試者的身體成分。受試者身上不攜帶金屬物品平躺于儀器平臺，隨后儀器自動進(jìn)行掃描測量并分析受試者的骨密度BMD值、去脂體重、內(nèi)臟脂肪體積和去脂體重含量。

1.2.3"心肺適能

受試者的心肺適能將通過使用20米往返跑測試（20-meters shuttle run test，20m-SRT）進(jìn)行測量。20m-SRT已被驗證可作為預(yù)測兒童青少年最大有氧能力的測量方式，且經(jīng)過長期實踐已被大多數(shù)兒童青少年所熟悉，本研究采用Mahar等人的研究公式根據(jù)20米往返跑測試結(jié)果對受試者的最大攝氧量進(jìn)行估算^[11]。預(yù)測最大攝氧量計算公式為（maximal oxygen consumption，VO₂max），VO₂max（mL?kg^-1·min^-1）=41.76799+（0.49261×圈數(shù)）-（0.00290 ×圈數(shù)²）-（0.61613×BMI）+（0.347 87×性別×年齡），其中性別為男生=1，女生=0。為確保測試安全，全程采用Polar心率帶（Polar team pro，芬蘭）實時監(jiān)控受試者心率。受試者滿足以下條件時結(jié)束測試：（1）達(dá)到預(yù)測最大心率（220－年齡）；（2）連續(xù)兩次未跟上音樂節(jié)奏，踏上端線；（3）受試者由于無法堅持而主動放棄。

1.2.4"運(yùn)動干預(yù)方案

受試者在研究人員監(jiān)督下執(zhí)行HIIT運(yùn)動處方。運(yùn)動干預(yù)共持續(xù)12周，每周3次，每次約30分鐘。對照組在實驗期間保持原有的學(xué)習(xí)生活習(xí)慣，但無額外的運(yùn)動訓(xùn)練。具體運(yùn)動處方如下：（1）跑臺組：在跑臺上進(jìn)行跑步HIIT運(yùn)動處方?？焖倥埽ㄋ俣?0～13km/h）30s+恢復(fù)走（速度4km/h）30s為1回合，每組8回合共2組，組間休息3min。（2）輕力量組：在室內(nèi)進(jìn)行抗阻HIIT運(yùn)動處方。每次共3組，組間間歇3min，每個動作間休息30s。具體動作包括：開合跳30次、高抬腿30次、箭步蹲10次、波比跳10次、臀橋20次、卷腹20次、平板支撐1min和仰臥四下抬腿10次。

考慮到長期訓(xùn)練機(jī)體產(chǎn)生的適應(yīng)性，為此，在第6周分別對兩種HIIT運(yùn)動處方的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整：跑步組HIIT運(yùn)動處方的運(yùn)動強(qiáng)度根據(jù)受試者情況增加0.5—1.0km/h；輕力量組HIIT運(yùn)動處方的動作內(nèi)容調(diào)整為開合跳30次、提膝擊掌30次、側(cè)弓步10次、波比跳12次、俄羅斯轉(zhuǎn)體30次、背部兩頭起30次、平板支撐1min和登山跑30次。在整個訓(xùn)練過程中，通過Polar心率帶對受試者的運(yùn)動強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)控。

1.3"統(tǒng)計分析

采用SPSS 24.0統(tǒng)計軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SD）的形式對結(jié)果進(jìn)行描述。各指標(biāo)干預(yù)前、后的組內(nèi)變化采用配對樣本t檢驗進(jìn)行比較，各指標(biāo)的組間差異采用單因素方差分析（One way ANOVA）進(jìn)行比較，并采用Bonferroni進(jìn)行事后檢驗。對于結(jié)果選取Plt;0.05表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2結(jié)果與分析

2.1 HIIT運(yùn)動處方對身體成分的影響

從表1可以看到，與干預(yù)前值相比，12周跑臺和輕力量HIIT運(yùn)動處方均使受試者的體重分別下降（-2.1±1.8 ）kg，（-1.1±1.9）kg、BMI分別下降（-0.7±0.7）"kg，（-0.4±0.7）kg和體脂率分別下降（-1.7±1.8）% ，（-1.9±1.7）%，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05），只有跑臺組的內(nèi)臟脂肪面積發(fā)生了顯著減少（-7.3 cm²， t值為3.04， Plt;0.01）。組間比較結(jié)果顯示，兩種形式HIIT運(yùn)動處方在改善身體成分效果上沒有顯著差異（t值為1.59 ， Pgt;0.05）。

2.2 HIIT運(yùn)動處方對心肺適能的影響

運(yùn)動干預(yù)前后各組心肺適能指標(biāo)的變化見表1。與干預(yù)前值相比，12周跑臺和輕力量HIIT運(yùn)動處方均使受試者的20m-SRT分別上升（5.4±4.7）圈數(shù)，（5.0±6.2）圈數(shù)，VO₂max分別上升（1.9±1.3）mL"kg^-1"min^-1，（2.0±1.7 ）mL"kg^-1"min^-1，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。組間比較結(jié)果顯示，跑臺HIIT運(yùn)動處方在改善心肺適能的提升效果上優(yōu)于輕力量組（0.1±0.5）mL"kg^-1"min^-1， （t值為0.10， Plt;0.05）。

2. 3 HIIT運(yùn)動處方對肌肉力量的影響

與干預(yù)前值相比，12周跑臺和輕力量HIIT運(yùn)動處方均使受試者的握力分別增加（1.5±1.3）kg，（3.0±2.8）kg，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。組間比較結(jié)果顯示，輕力量組受試者握力的提升幅度優(yōu)于跑臺組（1.5±0.7）kg，（t值為2.04， Plt;0.05）。

2. 4"討論

本研究主要發(fā)現(xiàn)為12周跑臺和輕力量HIIT運(yùn)動處方能有效減少肥胖大學(xué)生的身體脂肪含量，降低體脂率，這與先前研究相似^{[12， 13]}。此外，本研究發(fā)現(xiàn)跑步HIIT運(yùn)動處方對內(nèi)臟脂肪具有較好的減少作用，這與曹甍等人的研究結(jié)果相似，12周跑步HIIT運(yùn)動處方能夠顯著減少肥胖青少年的內(nèi)臟脂肪面積^[14]。現(xiàn)有的觀點(diǎn)認(rèn)為，人體運(yùn)動后耗氧量的增加，即運(yùn)動后過量氧耗（Excess post-exercise oxygen consumption， EPOC），以及較高強(qiáng)度的運(yùn)動進(jìn)一步促進(jìn)了機(jī)體內(nèi)最大脂肪氧化（Maximal fat oxidation， MFO）的增加可能是HIIT運(yùn)動處方減脂的潛在機(jī)制^[15]。

骨骼肌含量的增加不僅會提高肌力，還能間接提高靜息代謝，更利于減肥，因此研究人員開始將抗阻力量訓(xùn)練應(yīng)用于肥胖人群的運(yùn)動處方。與最近的一項有關(guān)肥胖成年人全身力量HIIT的研究結(jié)果相似^[16]，本研究發(fā)現(xiàn)輕力量HIIT運(yùn)動處方對能顯著提升握力。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩種HIIT運(yùn)動處方的強(qiáng)度和持續(xù)時間接近時，輕力量在增強(qiáng)肌肉力量方面比跑步更有效。未來還需要深入探討HIIT引起的個體之間肌肉纖維數(shù)量和類型變化。

肥胖危害健康的另一個重要表現(xiàn)是心肺適能的降低^[17]，本研究結(jié)果表明，兩種HIIT運(yùn)動處方均能有效改善肥胖大學(xué)生的心肺適能（VO₂max），且跑臺HIIT運(yùn)動處方優(yōu)于輕力量。Meta分析和RCT實驗結(jié)果表明，HIIT對普通、肥胖人群的心肺適能均具有較好的改善作用，且與中等強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動（Moderate intensity continuous training， MCT）相比，效果相似或更優(yōu)，且更具有時間高效性^[18-20]。HIIT引起外周血管結(jié)構(gòu)和功能的提高，以及骨骼肌線粒體數(shù)量和氧化能力的增加可能是改善心肺適能的重要誘因，而短時爆發(fā)的高強(qiáng)度運(yùn)動后骨骼肌PGC-1α mRNA表達(dá)增加則可能是HIIT運(yùn)動處方提升VO₂max的潛在分子機(jī)制^[21]。然而，目前有關(guān)HIIT運(yùn)動處方間的對比研究鮮有報道，未來應(yīng)該針對不同肥胖人群，深入研究不同形式HIIT運(yùn)動處方對心肺適能的具體效應(yīng)，以明確HIIT運(yùn)動處方的最優(yōu)形式及其控制因素。

3結(jié)語

本研究表明跑臺和輕力量高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練運(yùn)動處方能夠有效改善肥胖大學(xué)生的身體成分，提高心肺健康水平和肌肉力量。相比而言，跑步HIIT運(yùn)動處方在內(nèi)臟脂肪的減少上具有更好的效果，而輕力量HIIT運(yùn)動處方則能更好地增加肌力。因此，建議腹型肥胖、內(nèi)臟脂肪較多的肥胖大學(xué)生選擇跑步HIIT運(yùn)動處方，而力量較差的大學(xué)生，如女生則建議選擇輕力量HIIT運(yùn)動處方以獲得更大的健康收益。

參考文獻(xiàn)

[1]宋杰，郭濤.體質(zhì)健康目標(biāo)下肥胖大學(xué)生的體育干預(yù)研究[J].山東體育科技， 2022， 44（06）： 68-72.

[2]張瀚月，馬璐，孔振興，等.2016—2020年我國學(xué)生超重、肥胖和營養(yǎng)不良狀況的流行趨勢與防控策略[J]. 北京體育大學(xué)學(xué)報， 2023， 46（11）： 118-131.

[3]高鵬飛.天津市大港油田地區(qū)兒童青少年超重、肥胖病因及其危害研究[D]. 天津醫(yī)科大學(xué)， 2018.

[4]林堅，趙紅勤，黃雄昂，等.高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對肥胖女大學(xué)生體成分和血脂及空腹胰島素水平的影響[J]. 中國全科醫(yī)學(xué)， 2016， 19（18）： 2139-2144.

[5]齊玉剛，黃津虹，譚思潔.HIIT和持續(xù)性有氧運(yùn)動對肥胖女大學(xué)生減肥效果的比較研究[J].中國體育科技，2013，49（01）：30-33.

[6]EATHER N， RILEY N， MILLER A， et al. Efficacy and feasibility of HIIT training for university students： The Uni-HIIT RCT [J]. Journal of science and medicine in sport， 2018， 22（5）： 596-601.

[7]鄭玲玲，史友寬，劉牧蕊.運(yùn)動干預(yù)對肥胖人群體成分影響研究進(jìn)展[J]. 田徑， 2023， （02）： 37-39.

[8]周廣仁， 朱二剛， 陶志軒，等.健康教育和HIIT聯(lián)合干預(yù)肥胖女大學(xué)生的減肥效果觀察[J].石家莊學(xué)院學(xué)報，2020，22（03）：130-135.

[9]王京京， 韓涵， 張海峰.高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對青年肥胖女性腹部脂肪含量的影響 [J]. 中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志， 2015， 34（01）： 15-20+30.

[10]Mostafa S ，F(xiàn)arahnaz A ，Mahabadi M H .High-intensity interval training improves the vascular endothelial function comparing moderate-intensity interval training in overweight or obese adults： A meta-analysis[J].Clinical Nutrition ESPEN，2023，53100-106.

[11]Mahar T M ，Guerieri M A ，Hanna S M ， et al.Estimation of Aerobic Fitness from 20-m Multistage Shuttle Run Test Performance[J].American Journal of Preventive Medicine，2011，41（4S2）：S117-S123.

[12]CAO M， TANG Y， LI S， et al. Effects of High-Intensity Interval Training and Moderate-Intensity Continuous Training on Cardiometabolic Risk Factors in Overweight and Obesity Children and Adolescents： A Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials [J]. International journal of environmental research and public health， 2021， 18（22）： 11905.

[13]EATHER N， RILEY N， MILLER A， et al. Efficacy and feasibility of HIIT training for university students： The Uni-HIIT RCT [J]. Journal of science and medicine in sport， 2018， 22（5）： 596-601.

[14]曹甍，于豐源，高榕蔓，等.高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練運(yùn)動對肥胖小學(xué)生身體健康影響[J].中國學(xué)校衛(wèi)生，2023，44（12）：1863-1866.

[15]ASTORINO T A， EDMUNDS R M， CLARK A， et al. Change in maximal fat oxidation in response to different regimes of periodized high-intensity interval training （HIIT） [J]. European journal of applied physiology， 2017， 117（4）： 745-55.

[16]CAO M， YANG B， TANG Y， et al. Effects of low-volume functional and running high-intensity interval training on physical fitness in young adults with overweight/obesity [J]. Front Physiol， 2024， 15： 1325403.

[17]ROSS R， BLAIR S N， ARENA R， et al. Importance of Assessing Cardiorespiratory Fitness in Clinical Practice： A Case for Fitness as a Clinical Vital Sign： A Scientific Statement From the American Heart Association [J]. Circulation， 2016， 134（24）： e653.

[18]曹甍， 莊潔， 全明輝. 高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練和中等強(qiáng)度持續(xù)訓(xùn)練對健康成人心肺適能影響的Meta分析 [J]. 中國體育科技， 2018， 54（04）： 62-8.

[19]BATACAN R B， JR， DUNCAN M J， DALBO V J， et al. Effects of high-intensity interval training on cardiometabolic health： a systematic review and meta-analysis of intervention studies [J]. British journal of sports medicine， 2017， 51（6）： 494-503.

[20]李抒， 曹甍， 鄒昱，等.高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對肥胖兒童內(nèi)臟脂肪和心肺適能的影響[J].體育學(xué)刊， 2023， 30（04）： 13208-144.

[21]GIBALA M J， LITTLE J P， MACDONALD M J， et al. Physiological adaptations to low-volume， high-intensity interval training in health and disease [J]. Journal of Physiology， 2012， 590（5）： 1077.

基金項目：國家體育總局科技創(chuàng)新項目（22KJCX035）；廣東省哲學(xué)社會科學(xué)“十三五”規(guī)劃青年項目（GD20YTY02）。

作者簡介：邾亦雯丹（2002-），女，本科在讀，研究方向：運(yùn)動健康促進(jìn)。

通訊作者簡介：曹甍（1986-），男，博士，副教授，主要研究方向為運(yùn)動健康促進(jìn)。電子郵箱：caomeng123@szu.edu.cn

作者簡介：李振華（2002-），女，本科在讀，研究方向：運(yùn)動健康促進(jìn)。