李晓强,唐东辉,王一涵,栾振昌,刘传勤,邹文殊,任 华,何柯书
(1.锦州师范高等专科学校,辽宁锦州 121000;2.北京师范大学体育与运动学院,北京 100875;3.沈阳体育学院研究生部,辽宁沈阳 110102;4.牡丹江师范学院体育学院,黑龙江牡丹江 157012)
◂运动人体科学
短期封闭式综合干预对超重女孩身体成分、瘦素和雌二醇的影响
李晓强1,唐东辉2,王一涵3,栾振昌4,刘传勤4,邹文殊3,任 华3,何柯书3
(1.锦州师范高等专科学校,辽宁锦州 121000;2.北京师范大学体育与运动学院,北京 100875;3.沈阳体育学院研究生部,辽宁沈阳 110102;4.牡丹江师范学院体育学院,黑龙江牡丹江 157012)
目的:为探讨短期封闭式综合干预减肥效果以及对女孩性发育的影响,以短期封闭式减肥训练营的10名肥胖女孩为研究对象,观察短期封闭式综合干预对肥胖女孩的体成分、胰岛素、瘦素和雌二醇的影响。结果显示:15天综合干预使受试者脂肪百分比极显著降低,BMI指数显著降低,瘦体重百分比显著升高;血清瘦素水平显著降低(P<0.001),血清胰岛素水平显著降低(P<0.01),雌二醇水平显著降低(P<0.01),血糖无显著变化。结论:(1)肥胖女孩出现了胰岛素抵抗;短期综合性干预降低了胰岛素水平,改善了胰岛素抵抗,对糖尿病的发生起到一定的预防作用。(2)肥胖女孩出现了瘦素抵抗和性发育提前的现象;短期综合性干预能有效降低体脂,改善了瘦素抵抗、提高了下丘脑对于瘦素的敏感性、降低了雌二醇的分泌,缓解了肥胖女孩性发育提前。
短期封闭式综合干预;超重女孩;身体成分;性发育
近年来,肥胖已引起了全球的广泛关注,少年超重、肥胖率在不断上升。国内报道11个城市20多万少年肥胖检测率年增长值男女分别是10%和8.7%。尤其是北京、上海等大城市,16% ~20%的少年有体重过重的问题[1]。少年肥胖不仅会对其生理和心理健康产生影响,还会影响其性发育,甚至会影响其成年后的生殖功能。近年研究表明瘦素不仅在肥胖的发生和发展中起重要的调节作用,还会与女孩青春发育的启动和发展关系密切。
减肥方法手段很多,其机制主要是使机体处于能量摄取与消耗的负平衡状态。目前减肥方法中的控制饮食、药物、手术等方法都不同程度地存在一定的副作用,且需要的周期长、易反弹,对于肥胖青少年而言,不仅影响到他们的身体健康,还会因周期长而影响她们正常的学习和生活。
利用暑假对肥胖女孩进行短期(15天)的综合干预方式(运动干预、饮食干预以及良好生活习惯),观察其对于肥胖女孩体重的影响,以及与缓解瘦素抵抗和改善性发育的关系。
1.1 研究对象
肥胖女孩10人,平均年龄(11.2±0.87)岁,身高(156.7±8.13)cm。入营体重(69.80±12.92)kg。对照组为同龄女孩10人,平均年龄(11.9±0.71)岁,身高(156.1±5.3)cm,体重(52.2±5.6)kg。
1.2 干预方案
采用运动、饮食、心理健康教育、良好习惯养成等综合干预,在为期15天的干预时间里,对干预对象实行统一化管理,各项具体干预如下:
1.2.1 运动干预 采用递增负荷训练,强度由低到高。每天上午、下午、晚上各安排两小时符合受试对象年龄阶段的身体锻炼活动,具体训练方式包括健美操、全身综合强化训练、原地跑步、体育游戏、球类活动、音乐花式跳绳、游泳训练等,运动强度用心率控制(120~160次/分),每周训练6天,调整1天,总计15天。
1.2.2 饮食干预 每日摄入总能量约为400kcal,其中蛋白质26.694g,脂肪 8.999g,碳水化合物 53.424g,膳食纤维12.912g。减肥初期餐前服用魔芋胶囊(主要成分为纤维素),以增强饱腹感,后期可减少魔芋胶囊的服用量或停止服用。
1.2.3 健康教育干预 六课时健康课程:青少年肥胖的危害;营内如何正确饮食和摄取营养;膳食纤维食品对控制体重和健康的作用;树立减肥信心、保持减肥状态及出营后注意事项等。
1.3 测试的指标
在实验期间对正常对照组和实验组进行下列指标的测试。
1.3.1 身体成分测试 采用ZUSE9.9身体成分分析仪,根据生物电抗阻法,于早餐前进行测试。仪器可测量出受试者的体重、身体质量指数(BMI指数)、体脂百分比、身体脂肪量、瘦体重百分比等指标。
1.3.2 生化指标监测 早餐前,静脉取血液3ml后,3 000r/min离心15min,取血清。采用葡萄糖氧化酶法测定血糖浓度,放射性免疫法测量血清胰岛素、血清瘦素和血清雌二醇。
1.4 数理统计法
表1 干预前后女孩肥胖相关指标的比较n=10
表1显示,干预前肥胖女孩体重、脂肪%、BMI指数显著高于对照组(P<0.001),瘦体重%显著低于正常对照组(P<0.001)。经过15天综合干预后,受试者脂肪百分比显著降低(P<0.001),BMI指数显著降低(P<0.01),瘦体重百分比显著升高(P<0.01)。
表2 干预前后肥胖女孩雌二醇水平比较n=10
表2显示,干预前肥胖女生雌二醇水平为(67.18±24.23)pg/ml,高于正常对照组(48.46 ±15.64)pg/ml水平,综合性干预后,雌二醇水平降为(45.56±16.83)pg/ml,略低于正常值,较综合干预前显著降低(P<0.01)。干预前,肥胖儿童血清瘦素水平显著高于正常对照组(P<0.01),血清胰岛素水平显著高于正常对照组(P<0.001)。经过15天综合干预后,受试者血清瘦素水平显著降低(P<0.001),血清胰岛素水平显著降低(P<0.01)。受试者受训期间血糖波动不大。
3.1 短期综合性干预对肥胖女孩体脂的影响
有大量研究证明,有氧运动能有效降低人体脂肪百分比,抑制肥胖的发生和发展。张军[4]等研究发现,在为期12周、每周4~5次、每次40~60分钟的单纯有氧训练干预下,女大学生BMI水平显著下降。洪小琴[5]等研究证明,经过为期14周的运动(4-5次/周、90min/次、运动强度60% ~70%最高心率)与营养双重干预,可以使肥胖青少年体重、BMI指数有所下降,柔韧性、灵敏度提高。但由于传统减肥方式耗时较长,对运动的频率要求较高,且运动形式比较单一,对课业负担较重的在校小学生不太适合。本次研究采用运动、营养、心理教育等短期封闭式综合干预,受试者的BMI平均水平下降至26.49±3.55,肥胖程度降低,减肥效果良好。经正态性检验后,两项指标均符合正态分布,经配对T检验,与干预前相比,受试肥胖女孩BMI显著下降(P<0.01);平均体脂百分比为30.86±5.29,经15天综合干预后体脂百分比下降约2%。经正态性检验后,两项指标均符合正态分布,经配对T检验,与干预前相比,受试肥胖女孩脂肪百分比显著下降(P<0.01);受试对象瘦体重百分比显著上升(P<0.01)。以上结果提示短期的封闭式综合干预具有有效的降低体脂,增加瘦体重,改善体成分的作用。
3.2 短期综合性干预对肥胖女孩血糖、血清胰岛素的影响
胰岛素是调节体内糖脂代谢的重要激素,陈巍[24]等研究发现,单纯性肥胖人群胰岛素抵抗指数与身体脂肪百分比成正相关。刘霞[25]等研究证明,与正常膳食大鼠比较,高脂膳食大鼠骨骼肌胰岛素水平高,胰岛素受体亲和力水平低。
长期有氧运动能有效改善胰岛素抵抗等与肥胖相关的代谢症候群。张佑莲[19]等人研究发现,为期12周、每周至少3次,每次40~60min、强度控制在60% ~70%最大心率的有氧运动锻炼不仅可有效减轻老年人肥胖程度,改善脂代谢,同时对于逆转胰岛素抵抗(IR)具有积极的作用。刘霞等人研究发现,每周6次,每次60min,持续12周的零负重游泳训练,能够增强糖尿病大鼠胰岛素受体结合力,但膳食控制对其作用不明显,且与运动没有交互作用,说明胰岛素受体在糖尿病的发病机制及运动干预过程中都起到了重要的作用。
人体血清胰岛素的正常范围为1.22~25.50微单位/毫升(平均为13.36微单位/毫升),男女之间无显著差异(P>0.05)。实验结果显示:受试对象干预前血清胰岛素水平为(27.18±3.28)微单位/毫升,显著高于对照组(P<0.01),发生胰岛素抵抗,表现出高胰岛素血症。15天的短期综合干预后,受试对象血清胰岛素水平下降至(19.91±4.08)mU/ml。与干预前相比,显著下降(P<0.01)。提示15天短期综合干预有改善高胰岛素血症的作用。血清胰岛素是调节血糖水平的重要激素,发生胰岛素抵抗会引起机体血糖水平升高。人体血糖正常值为3.9~7.8mmol/L,本次实验对象综合干预前血糖水平(3.69±1.02)mmol/L,处于正常值范围内,与对照组相比没有显著性差异(P>0.05),未发生高血糖血症。推测可能由于女孩年龄小,肥胖时间短,血糖的变化还可通过升高胰岛素进行调控,如果长期不能有效降低体脂,提高胰岛素的敏感性,会加剧胰岛素抵抗的发展,其结果可能会发展成高血糖、高胰岛素的Ⅱ型糖尿病。
3.3 短期综合性干预对肥胖女孩血清瘦素的影响
瘦素是由脂肪分泌的蛋白质类激素,与瘦素受体结合后,在中枢水平,可以通过刺激促黑皮质素受体系统来抑制摄食,也可以通过抑制NPY的表达以及抑制NPY的分解,从而降低NPY的浓度抑制摄食,当发生血脑屏障缺陷、循环缺陷、信号转导通路缺陷或效应器缺陷时,可能发生瘦素抵抗。在外周水平,可以直接作用于脂肪细胞,促进脂肪细胞的氧化分解,起到调节身体机能代谢的作用。Considine等[8]人研究发现正常体重人血清瘦素浓度和腹部脂肪细胞内瘦素mRNA的含量均与机体脂肪含量呈极显著的正相关性。
有研究发现,肥胖的产生与机体中发生瘦素抵抗有关,表现为多数肥胖患者体内游离瘦素水平升高。王卉[14]等研究发现,高脂膳食可诱导雌性大鼠发生肥胖,引发瘦素抵抗。同时发现当肥胖患者体重下降时,其血浆中瘦素和瘦素mRNA水平也降低。衣雪洁[20]等研究发现,耐力训练可明显降低雌性大鼠体脂和血瘦素水平,上调脂肪的瘦素受体的基因表达,有效地缓解了瘦素抵抗。还有研究证明,一次性运动以及最长16周的长期运动训练都可使血清瘦素含量下降。平均年龄25岁男子进行了一次性海中游泳25min,实验后即刻leptin浓度比实验前显著降低。Gutin等[9]报道,超重儿童(7-11岁)经16周运动训练后血leptin含量下降,训练前后血leptin含量均与体脂量呈正相关。Leal-Cerro等[10]的研究也支持长期训练使血leptin含量下降这一结果。
有研究发现[3]女性血清瘦素水平正常范围为(8.9±4)μg/L,肥胖女孩综合干预前血清瘦素水平显著高于对照组(P<0.01),考虑可能出现了瘦素抵抗。本实验15天短期综合干预后发现,超重女孩的血清瘦素水平比训练前显著下降(P<0.001),且干预前血清瘦素水平与身体脂肪百分比呈明显正相关(r=0.759,P<0.01);但是干预后女孩血清瘦素水平与脂肪百分比相关性较低,推测可能是由于综合干预时间较短,身体脂肪量下降与激素水平的下降存在一定的个体差异。
3.4 短期综合性干预对肥胖女孩性激素的分泌的影响及其与瘦素的关系
有研究发现:女子身体脂肪百分比要达到17%以上时,才有可能月经来潮,成人脂肪百分比要达到22%以上,才能够维持正常月经,当女子体重下降10% ~15%,则有可能发生继发性闭经,当脂肪重新蓄积后,才能恢复行经。管晓丽等[11]调查11-14岁儿童结果表明,肥胖女童的乳房、阴毛、腋毛的发育分期显著高于对照组,初潮年龄均值提前。崔红等[12]的动物实验也发现,青春期前雌性肥胖大鼠卵巢较同期对照组趋于成熟,卵巢黄体出现率、血中雌二醇(E2)水平随年龄的增长曲线较对照组左上移,提示雌性肥胖大鼠性成熟有提前的倾向。有研究认为,肥胖可导致女性青春期启动提前:轻中度肥胖者青春期启动及性成熟较正常体重者明显提前,月经初潮年龄较正常体重者提前约2岁[13]。王晓娟等[15]研究发现,肥胖儿童E2水平明显高于非肥胖儿童。
王卉[14]等研究认为,高脂膳食可诱导雌性大鼠发生肥胖,导致性发育增强,8周游泳运动可使刚断乳的肥胖SD大鼠雌二醇水平下降、卵巢重量下降,缓解性发育提前。衣雪洁[20]等研究认为,耐力训练可明显降低体脂和血瘦素水平,上调脂肪的瘦素受体的基因表达,有效地缓解了瘦素抵抗和性发育增强。郑陆[21]等研究认为,短时间大强度无氧运动会使女游泳运动员血中E2升高,王人卫[22]等人研究证明,中长期大强度有氧运动会使雌性大鼠性激素水平下降。实验结果显示,受试女孩综合干预前雌二醇水平为(48.46±15.64)pg/ml,高于正常对照组水平(67.18±24.23)pg/ml,经15天综合干预后,雌二醇水平显著下降(P<0.05)。以上研究说明,15天封闭式综合干预,对于降低10-12岁肥胖女性雌二醇水平,缓解性发育提前有良好效果。
有研究报道:瘦素受体(OB-R)在卵巢组织中高表达[16],leptin可直接或间接作用于下丘脑促进其促性腺激素释放激素(GnRH)分泌[17]调节女性生殖机能。近期的一些研究认为,leptin是青春期启动和维持性发育的一个允许因子。王卉[23]等人的研究结果表明:运动改善青春期发育不良的机制在于运动可在降低体脂的同时降低机体瘦素水平,恢复瘦素敏感性,纠正机体由于肥胖引起的一系列神经内分泌代谢紊乱,进而抑制下丘脑-垂体-性腺轴,延缓青春期的启动,改善性发育。
研究结果可见短期综合干预缓解了肥胖女孩的性发育提前症状,但血清瘦素与E2水平相关性不大,推测可能与样本数少,E2的分泌受月经周期的影响,同一时间的个体差异较大,且样本数小的关系。
1)肥胖女孩出现了胰岛素抵抗;短期综合性干预降低了胰岛素水平,改善了胰岛素抵抗,对糖尿病的发生起到一定的预防作用。
2)肥胖女孩出现了瘦素抵抗和性发育提前的现象;短期综合性干预能有效降低体脂,改善了瘦素抵抗,提高了下丘脑对于瘦素的敏感性,降低了雌二醇的分泌,缓解了肥胖女孩性发育提前。
[1]谭 琪,徐 勇.中国儿童青少年超重发展趋势分析[J].中国学校卫生,2003,12(1):609 -661.
[2]孙长颢,李 颖,刘 荣.瘦素、雌二醇和睾酮在女性青春期中的变化规律及相互关系[J].卫生研究,2003,32(1):37 -39.
[3]张中书,许瑞吉,王国洪,等.人瘦素放射免疫分析法的研究[D].中国科学院上海冶金研究所材料物理与化学(专业)博士论文,2000.
[4]张 军,常 波,王来东.肥胖女大学生运动减肥的探索与研究[J].辽宁行政学院学报,2009,11(6):166 -168.
[5]洪小勤,陈 华.运动和营养干预对超重肥胖少年身体素质影响的研究[J].浙江体育科学,2010,32(6):121 -123.
[6]Superko HR,Haskell.The role of exercise training in the therapy of hyperlipoproteinemia[J].Cardiology Clinics,1987,5(2):285 -294.
[7]赵玉华,赵晨琼.我国U型场地单板雪上技巧运动员身体成分的研究[C].第十一届冬运会论文汇编,609-612.
[8]贾 峰,高敬贤.瘦素、肥胖与运动[J].赤峰学院学报,2009,25(2):121-123.
[9]Gutin B,Ramsey L,Barbeau P,et al.Plasma leptin concentration in obese children:changes during 4-mo periods with and without physical training[J].Am J Clin Nutr,1999,69:388 -394.
[10]Leal-Cerro A,Carcia-Luna PP,Astorga R,et al.Serum leptin levels in male marathon athletes before and after the marathon run [J].J Clin Endocrinol Metab,1998,83(7):2376 -2379.
[11]管晓丽,张亨菊,毕振旺.单纯性肥胖对儿童青春期发育的影响[J].中国校医,2003,17(1):56.
[12]崔 红,杨爱君,叶卉初,等.营养性肥胖大鼠循环瘦素水平和性发育相关指标的变化[J].卫生研究,2004,33(5):600 -602.
[13]唐宽晓,王德全,杨洪玲.青少年肥胖与性发育[J].山东医药,2000,40(18):50 -51.
[14]王 卉,衣雪洁.耐力训练对高脂膳食雌性大鼠瘦素和性发育的影响[J].广州体育学院学报,2008(6):64-68.
[15]王晓娟,娄晓民.肥胖女童青春期性发育激素的变化研究[J].河南预防医学杂志,2007,18(2):89 -90.
[16]Zachow RJ,Magoffin DA.Direct intraovarian effects of leptin:impairment of the synergistic action of insulin-like growth factor-I on follicle-stimulating hormone-dependent estradiol-17 beta production by rat ovarian granulosa cells[J].Endocrinology,1997 ,138(2):847-850.
[17]Yu WH,Kimura M,Walczewska A,et a1.Role of leptin in hypothalamic-pituitary function.[J].Proc Natl Acad Sci USA,1997,94(3):1023-1028.
[18]李玉英.饮食、运动干预对胰岛素抵抗综合征患者糖代谢的影响[J].泰山卫生,2006,30(21):22 -23.
[19]张佑琏.有氧运动对肥胖老年人胰岛素抵抗及血清瘦素水平影响的实验研究[J].吉林体育学院学报,2010,26(1):63 -64.
[20]衣雪洁.运动对高脂膳食雌鼠性发育和瘦素受体mRNA表达的影响[J].中国应用生理学杂志,2009,25(4):454 -456.
[21]郑 陆,徐秀英,朱琳娜,等.不同强度运动对女子游泳运动员性激素水平的影响及特点[J].中国运动医学杂志,1996,15(4):250-255.
[22]王人卫,高 勇,陆爱云,等.大强度运动训练对雌性大鼠性激素和骨密度的影响[J].中国运动医学杂志,2003,22(2):121-125.
[23]王 卉.运动对肥胖女性瘦素及性发育影响的研究进展[J].沈阳体育学院学报,2004,24(6):782 -784.
[24]陈 巍.抗阻训练中运动肌血流限制对肥胖者体成分及胰岛素敏感度的影响[J].中国运动医学杂志,2010,29(6):646 -648.
[25]刘 霞,金其贯,叶 鸣.有氧运动联合膳食干预对2型糖尿病大鼠骨骼肌胰岛素受体亲和力的影响[J].北京体育大学学报,2010,33(2):53 -55.
Short-term Closed Comprehensive Intervention on Over-weight Girls’Body Composition,Leptin and Estradiol
LI Xiaoqiang1,TANG Donghui2,WANG Yihan3,LUAN Zhenchang4,LIU Chuanqin4,ZOU Wenshu3,REN Hua3,HE Keshu3
(1.Jinzhou Teacher’s Training College,Jinzhou 121000,Liaoning,China;2.P.E.and Sports School of Beijing Normal University,Beijing 100875,China;3.Graduate Department,Shenyang Sport University,Shenyang 110102,Liaoning,China;4.P.E.School,Mudanjiang Normal University,Mudanjiang 157012,Heilongjiang,China)
Objective:The purpose of this study was to investigate the effect of short-term closed comprehensive intervention on weight losing and sexual development on 10 fat girls in short-term closed training camp and the effect of short-term comprehensive intervention on body composition,insulin,leptin and estradiol of them.Result:the girls after 15 days training had a lower body fat percent,body BMI,plasm leptin,plasm insulin estradiol and a higher lean body mass percent than them before training,but the blood sugar had changed little.Conclusion:①the fat girls had a insulin resistance,the shortterm comprehensive intervention reduced the plasm insulin,improved the insulin resistance,and played a preventive role on the occurrence of diabetes.②the fat girls had a leptin resistance and early sexual development,the short-term comprehensive intervention may reduce body fat effectively,and it also improved the leptin resistance ,increased the sensitivity on leptin of hypothalamic,reduced the secretion of estradiol,and eased the early sexual development on fat girls.
short-term closed comprehensive intervention;over-weight girls;body composition;sexual development
G804.3
A
1004-0560(2012)03-0058-04
2012-02-15;
2012-03-26
2009年国家社科基金项目,课题编号为09BYT 260;2011年沈阳市科技局科技创新条件与环境建设-大型仪器共享服务建设项目,项目编号为F11-258-4-00。
李晓强(1966-),男,副教授,学士,主要研究方向为体育教学训练与健康促进。
常 波(1964-),男,教授,博士后,主要研究方向为运动健康促进,E-mail:changbo8387@163.com。
责任编辑:乔艳春