黄建华
(浙江财经学院,浙江 杭州 310018)
8周运动与饮食干预对肥胖女大学生体成分、血脂和血胰岛素的影响
黄建华
(浙江财经学院,浙江 杭州 310018)
目的:观察短周期运动与饮食干预对肥胖女大学生体成分、血液生化指标的影响,探讨在校期间运动饮食干预对肥胖大学生减肥的促进作用。方法:14名肥胖女大学生(年龄18~21岁)随机分成运动结合饮食控制和运动饮食不控制两组,实施8周中小强度有氧运动干预,检测实验前后体成分、血液生化指标。研究显示:运动结合饮食控制组运动干预后体成分指标(体重、BMI、体脂肪、体脂百分比、内脏脂肪、腰围、颈围、胸围、臀围)有非常显著地下降(plt;0.01),而饮食不控制组运动干预后体成分指标(体重、BMI、体脂肪、体脂百分比)未见显著差异(pgt;0.05);两组血脂总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)均无显著性的变化(pgt;0.05),但高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和空腹胰岛素(FIN)均呈现非常显著的下降(plt;0.01)。研究揭示:对肥胖女大学生实施有氧运动减肥过程中,饮食控制是取得成效的关键因子;采用中小强度有氧运动进行减肥,对肥胖女大学生血脂总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)三项血脂指标没有起到明显的促进作用,伴随体重快速下降过程高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)会出现下降;血液胰岛素(FIN)的显著下降,可提高胰岛素敏感度,有利于脂肪代谢。
肥胖女大学生;脂蛋白;胰岛素;饮食控制;有氧运动;
肥胖是诱发心血管疾病的独立影响因子[3],现已成为发达国家及广大发展中国家的一个重大公共卫生问题[4]。随着病理学上对动脉粥样硬化导致心血管疾病机制的日渐清晰,研究者开始大量探索血液生化指标改变对于肥胖者健康的影响。研究指出,肥胖人群在血脂方面存在三大主要的异常:过高的甘油三酯(Triglyceride lipoprotein,TG)、低密度脂蛋白(Low intensity lipoprotein choresterol,LDL-C)以及过低的高密度脂蛋白(High intensity lipoprotein choresterol)[5]。 美国心脏病学协会(American College of Cardiology)更是对上述三种情况对于诱发心脏病的危险程度进行了细致的归类[6]。此外,美国胆固醇教育项目将总胆固醇(Total chorestorol,TC)也列为肥胖研究的重要指标[7]。
在众多造成肥胖者心血管疾病的危险因子中,超重、肥胖、体力活动缺乏、致动脉硬化饮食等因素被视为可变的非酯类危险因素。如何就该类可变因素进行干预是目前我们研究的重点和热点。
现有研究指出单一形式的干预对减肥的作用没有综合干预有效,基于运动与饮食控制的综合干预是较理想的手段[8,9]。对肥胖进行运动饮食干预,国内研究基本采用集中式的干预方式[10,11],较多针对于形态的改变,且对血液指标变化情况观察较少。此外,也鲜见在校期间基于学校有组织的干预模式对上述人群进行干预的研究。本研究对肥胖女大学生在校学习期间实施8周中小强度有氧运动结合饮食控制及单一中小强度有氧运动干预,观察受试者干预前后身体形态、体成分、血液生化指标的变化,探讨短周期运动饮食控制对减肥的效果以及对血脂变化的影响,为肥胖学生在校学习期间减肥提供有益的指导。
1.1研究对象
据世界卫生组织(World Health Organization,WHO)身体质量指数(Body Mass Index,BMI)标准,BMI≥30定义为肥胖[12],但世卫在专家评估后认为,东南亚成人超重指标要低于世界水平,因此,本研究采用台湾地区标准,既BMI≥27为肥胖。本研究招募14名某高校肥胖女大学生作为受试者,随机分为运动结合饮食控制组(简称运动饮食组)及运动饮食不控制组(简称运动组)两组。受试者基本情况(mean±SD)为:年龄19.1±0.7岁,身高160.27±6.25 cm,体重75.74±6.89 kg,BMI 29.51±2.51。
1.2研究方法
1.2.1 体成分相关指标测试。受试者测试前严格按照美国运动医学协会(American College of Sports Medicine,ACSM)人体测量前的饮食摄入及体力活动要求执行。体重、去脂体重、体脂肪、BMI、体脂百分比、静息代谢率及内脏脂肪面积等采用Inbody 720身体成份仪(韩国)进行测试,其中体重、去脂体重、体脂肪精确到0.1 kg;BMI、体脂百分比精确到0.01;静息代谢率精确到1 kcal,内脏脂肪面积精确到1 cm2。颈围、胸围、腹围及臀围采用带有橡皮线的布带尺进行测量,精确到0.1 cm。
参考郑陆的动物训练模型[6] ,运动组动物均进行一次性力竭离心运动(持续下坡跑),依次进行第I级负荷(0°,8.2m/min)15min(相当于53%VO2max)、第II级负荷(-5°,15m/min)15min(相当于64%VO2max)、第III级负荷(-10°,19.3m/min)(相当于76%VO2max)直至力竭。力竭标准为长时间运动后,大鼠趴伏于跑台上,在驱赶下也不能进行移动。
1.2.2 生化指标测试。运动干预前1周及干预结束后1周,采集受试者空腹情况下同侧肘静脉血3ml,取血当天送至某三级乙等医院血液生化检验科测空腹胰岛素(Fasting Insulin,FIN)和血脂四项(TC、TG、HDL-C和LDL-C)。
1.2.3 饮食控制。受试者被随机分成运动饮食组及运动组。营养师据运动饮食组受试者的静息代谢率,制定个性化饮食控制方案,其基本热量摄入标准为-500 kcal/d,要求饮食符合蛋白质、碳水化合物和脂肪的比例为15%∶55%∶30%。受试者每次运动前由营养师询问并记录饮食控制情况,并通过食物热量计算软件调整其饮食行为。运动组则保持原饮食习惯。
1.2.4 运动干预方案。 训练师指导并监督受试者完成为期8周(每周3次)的有氧运动,每次运动约持续60 min(5~10 min准备活动,40 min有氧运动,10~15 min整理活动)。有氧运动由由跑台、自行车、循环力量练习三种方式组成,运动强度采用中小强度(64%~74%HRmax),若无法坚持,强度降至57%~67%HRmax,运动时播放轻音乐,受试者经期时进行休息调整,换时间完成规定的运动量。
1.3数据统计
采用Spss 11.0对数据进行统计分析,所有测试数据均用均数±标准差(Mean±SD)表示,对实验前后数据进行配对t检验,显著性差异置为Plt;0.05。
2.1 8周运动饮食干预对体成分相关指标的影响
表1显示:8周运动干预后,运动饮食组和运动组受试者颈围、胸围和腹围均呈现非常显著下降(plt;0.01)。两组受试者的内脏脂肪面积都出现不同程度的显著改变,但运动饮食组的显著性更强。在BMI、体重、体脂肪方面饮食控制组呈现出非常显著的改变,而运动组则没有出现任何显著性变化。此外,在体脂百分比上,运动饮食组出现显著性下降,运动组仍无显著改变
2.2 8周运动饮食干预对血液指标的影响
正常范围参考:TC:2.8-5.8mmol/L,HDL-C:0.8-2.15mmol/L,FIN:5-20mIU/L,LDL-C:1.3-4.9mmol/L,TG:lt;1.8mmol/L。
表2显示:8周运动饮食干预后,两组受试者的血脂四项指标呈现不同变化:TC、TG基本保持干预前水平,而HDL-C和LDL-C呈下降趋势,空腹胰岛素(Fasting Insulin,FIN)也呈现下降。其中,两组受试者的HDL-C均下降非常显著(0.31±1.0 mmol/L,plt;0.01;0.37±0.14 mmol/L,plt;0.01);FIN均呈显著下降(3.00±3.32 mIU/L ,plt;0.05;7.48±6.36 mIU/L,plt;0.05),但TC、TG均未呈现任何显著性变化。
表1 8周运动饮食干预对人体测量的影响
注:﹡表示干预后与干预前比较plt;0.05,﹡﹡plt;0.01;表2同
表2 8周运动饮食干预对血液生化指标的影响表
本研究旨在通过比较8周中小强度有氧运动是否结合饮食控制干预对肥胖女大学生人体测量及血脂指标变化的影响,评价短周期有氧运动结合饮食控制的减肥效果。研究显示短周期运动结合饮食控制具有有效的减肥效果,同时在快速减重的过程中伴有HDL-C显著下降现象。
3.1运动饮食干预对身体形态、体成分的影响
运动饮食组受试体重、BMI、体脂肪、颈围、胸围、腹围、臀围、内脏脂肪等指标有非常显著的下降(3.4±0.9kg;1.3±0.3kg/m2;2.6±1.2kg;1.7±0.9cm;4.1±1.3cm;4.8±1.0cm;1.4±0.8cm;23±13cm2;plt;0.01),体脂百分比有显著下降(1.8±1.7kg;plt;0.05),但去脂体重和静息能量代谢指标变化不明显(pgt;0.05);肥胖患者减肥的目的是减去体内多余的脂肪,受试者经过运动饮食干预,脂肪代谢加快,体内脂肪含量下降,达到减肥的目的;去脂体重、基础代谢指标实验前后没有显著变化,受试者实验干预前后骨骼、肌肉等成分没有发生显著的变化,人体静息代谢能量基本保持不变。
运动组受试颈围、胸围、腹围三项指标有非常显著的下降(0.9±0.4cm;2.1±1.0cm;1.7±0.5cm;plt;0.01),内脏脂肪含量有显著下降(15±10cm2;plt;0.05),但体重、BMI、去脂体重、体脂肪、体脂百分比、基础代谢等指标没有发生显著差异(pgt;0.05),对受试者饮食不控制,仅仅以运动进行减肥,使受试者内脏器官周围的脂肪有明显的下降,形态上有显著的变化,起到一定的减肥效果,但受试者体重、BMI、脂肪总量,脂肪占体重的含量没有根本性的改变,运动组减肥效果不显著。
除遗传因素外, 过量饮食及体力活动缺乏会导致脂肪在体内的蓄积,引发肥胖症[13]。在对其进行运动干预的强度选择上,现有研究更倾向于采用中小强度的干预模式:一方面可降低骨骼肌在训练过程中出现损伤的风险,同时更有利于受试者完成训练要求[14]。而肥胖者通常会出现体内脂肪代谢紊乱的情况,中小强度的有氧训练不仅可改善其代谢状况,并可有效的减缓训练后脂肪代谢的下降速度[15]。本研究中,8周中小强度有氧运动干预后,两组受试者的颈围、胸围、腹围、内脏脂肪横断面积等指标均出现非常显著的下降,身体围度的下降,表明该强度的有氧运动可使受试者身体形态得到有效改变。
减肥的速度是研究减肥工程中的热点问题,现有研究认为减肥速度不宜超过0.5千克/周[16,17]。本研究中受试者去脂体重影响不明显,静息能量代谢也无显著改变(Pgt;0.05),表明本实验的运动负荷对受试者肌肉质量无根本性的改变,体重、体脂肪、内脏脂肪等指标的显著性下降表明本研究采用运动负荷可促进体内脂肪代谢[18],尤其是内脏脂肪的分解。受试者在8周时间内体重下降了4.64%,减重速度基本和已有研究一致。
有氧运动可以使肥胖患者体脂重量和百分比降低,BMI下降[19,20]。本研究在比较运动结合饮食控制与否的8周短周期运动干预减肥效果后,发现受试者在体重、BMI、体脂肪、体脂肪百分比方面存在非常显著的差异性:运动组干预前后无明显变化(Pgt;0.05),运动饮食组干预前后呈显著下降(体重下降了4.64%,BMI指数下降4.6%,体脂肪下降了2.46%,体脂百分比下降了4.5%),研究结果与前人基本一致[19,21]。减肥的目的是减去体内多余的脂肪,上述指标的显著下降验证了饮食控制是肥胖女大学生减肥的重要因子。
3.2短周期运动饮食干预对血脂、血液胰岛素的影响
肥胖被视为诱发心血管疾病的独立影响因子。肥胖患者可能发生明显的脂类代谢紊乱,以血脂中TC、TG及LDL-C超出标准范围;HDL-C低于标准范围为主要特征。增高的甘油三脂水平与心血管疾病之间存在密切关联。持久的体育运动可降低TG和LDL-C,同时提高HDL-C的水平,这有助于改善患者体内血脂代谢[22]。本研究中8周干预后两组受试者的TC、TG指标均未出现显著性的变化,说明短周期运动与饮食干预对肥胖女大学生血脂中TC、TG指标影响并不明显,研究结果与Omar[23]等人基本一致。本研究认为运动对肥胖血脂总胆固醇的影响取决于受试者干预前总胆固醇的水平和干预的时间两个因子,受试者血脂总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)指标在干预前属正常范围内,运动干预的时间较短(8周时间),不能引起血脂总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)指标的显著变化。
HDL-C对心脏具有保护作用,是阴性的危险因子;降低LDL-C水平可显著降低心血管疾病的风险[24-26]。长期的体育运动可以降低LDL-C并提高HDL-C的水平,有助于改善血脂代谢。耐力项目运动员HDL-C水平显著高于非运动员,非运动员经耐力训练后HDL-C水平比训练前有显著升高[27,28],但HDL-C改变也受运动干预的量及强度影响[29]。本研究中,两组受试均出现HDL-C显著性下降,HDL-C在运动干预后出现下降的情况,前人已有不少报导[30,31]。HDL-C的下降可能是由于运动干预的量超过引起HDL—C上升的阈值(800-1000kcal/周[32])。对于运动饮食组,HDL-C下降的另一个因素是在体重通过干预过程快速下降的同时饮食中对饱和脂肪摄入的控制[33,34]。此外,也有研究指出膳食中饱和脂肪摄入较少的人群存在较低HDL-C和LDL-C的现象。
有氧训练可以引起血清LDL-C的下降,从而促进外周组织和血管中胆固醇的代谢,减少胆固醇在血管壁上的沉积[35]。本研究中LDL-C训练后呈现下降趋势,验证了运动干预对于LDL-C改善的效果。
肥胖者体内脂肪细胞体积明显增大,分布在组织细胞膜上的胰岛素受体相对不足,使胰岛素敏感性降低。而进行较长时间的机体运动可提高胰岛素敏感性,并降低Ⅱ型糖尿病的发病风险[36]。本研究通过8周中小强度、长时间的有氧运动,使肥胖女大学生FIN水平发生明显下降,提示运动减肥在一定程度上改善了胰岛素水平并提高胰岛素敏感性[37]。
对生理生化指标处于正常的肥胖女大学生在校期间实施8周短周期运动饮食综合干预进行减肥后发现:饮食控制是减肥工程重要的因子;有氧运动结合饮食干预促进肥胖女大学生体重、BMI、体脂肪、体脂百分比等体成分指标的下降,起到显著的减肥效果;无论是饮食控制与否,短周期有氧运动干预对TC、TG指标没有显著的促进作用,而在快速减重的过程中出现HDL-C显著下降,但对LDL-C、FIN有明显的改善,有利于肥胖患者脂肪代谢。
[1] 国家体育总局群体司.2010年国民体质检测公报[OB/EL],http://admin.chinajournal.net.cn/insidepage_model01/gyxx_zgqs.asp?rwbh=TJTY ,2011-11-9.
[2] Yangfeng Wu. Overweight and obesity in China[J]. British Medical Journal,2006,Volume 333:362-363.
[3] Scaglione R, Argano C, DiChiara T, and Licata G. Obesity and cardiovascul-ar risk: the new public health problem of worldwide proportions[J]. Expe-rt Review of Cardiovascular Therapy, 2004,2(2):203-212.
[4] World Health Organization. Obesity: Preventing and Managing the Global Ep-idemic[M]. Technical Report Series 894. WHO: Geneva, 2000.
[5] Grundy,S.M. Hypertriglyceridemia,atherogenic,dyslipidemia and metabolic syndrome.American Journal of Cardiology 1998,81:18-25.
[6] Pasternak,R.C.,et al,Spectrum of risk factors for CHD. J.Am.Coll.Cardiol.1990,27:964-1047.
[7] NATIONAL CHOLESTEROL EDUCATION PROGRAM.Second Report of the Expert Panel on Detection,Evaluation,and Treatment of High Blood Cholesterol in Adults.Bethesda,MD:NIH Publication No.93-3095:September 1993,I-1-14,IV-6- 8.
[8] Skender, ML. Et al. Comparison of 2-year weight loss trends in behavioral treatments of obesity: diet, exercise, and combination interventions[J]. J Am Diet Assoc.1996,96 (4):342-346.
[9] 梁玉,何玉秀,张丽芳,张静,刘旭光.肥胖男青年对两种强度有氧运动的生理代谢反应比较[J].中国体育科技,2006,42(5):132-135.
[10] 王晶晶,陈文鹤.运动减肥对肥胖青少年身体形态、血液生化指标和心率的影响[J].上海体育学院学报,2009,33(6):58-61.
[11] 马涛,黄滨,等.有氧运动结合饮食控制对单纯性肥胖青少年免疫功能的影响[J].中国体育科技,2010,46(2):14-17.
[12] Ogden CL,Carroll MD,Curtin LR,McDowell MA,Tabak CJ,Flegal KM.Prevalence of overweight and obesity in the United States,1999-2004.JAMA.2006,295:1549-55
[13] World Health Organization.Obesity:Preventing and Managing the Global Epi-demic: Report of the WHO Consultation of Obesity[M].Geneva:World Health Organization,1997:25.
[14] Bouchard,C.,Despres,J.P. and Tremblay,A.Exercise and obesity.Obesity Re-search,1993,1:133-147.
[15] Van Aggel-Leujssen,D.P.,Saris,W.H.,Hui,G.B.and Van Baak,M.A. Short-term effects of weight loss with or without low-intensity exercise training on fat metabolism in obese men.American Journal of Clinical Nutrititon,2001,73:523-531.
[16] 李蕾,陈文鹤. 肥胖症与运动减肥的研究进展[J].沈阳体育学院学报,2005,24(3):72-74.
[17] DESPRES J P. Visceral obesity insulin resistance and dyslipidemia contribution of endurance exercise training to the treatment of the plurimetabolic syndrome[J].Exe Sport Sci Rev,1997(25):271-300.
[18] Goodyear, L.J.,and Kahn,B.B.(1998)Exercise,glucose transport,and insulin sensitivity[J].Annual Review of Medicine 49:235-261.
[19] Gutin B, Bureau P, Owens S.et a1.Effects of exercise intensity on cardiovascular fitness, total body composition, and visceral adiposity of obese adolescents[J]. Am J Clin Nutr, 2002,75:818-826.
[20] Scottowens, Bernard Gutin, Jerry Allison, et al. Effect of physical training on total and visceral fat in obese children[J].Med Sci Sports Exer,1999,31:143-148.
[21] Skender,ML.et al.Comparion of 2-year weight loss trends in behavioral treatments of obesity:diet,exercise and combination interventions[J]J Am Diet Assoc.1996,96(4):14-17.
[22] 张建.代谢综合征[M].北京:人民卫生出版社,2003:127-135,305-307.
[23] Omar B.O.et al.Impact of diet,exercise and diet combined with exercise program on plasma lipoprotein and adiponectin levels in obese girls[J]Journal of Sports Science and Medicine.2008,7:437-445.
[24] Heart Protection Study Collaborative Group, MRC/BHF Heart Protection Study of cholesterol lowering with simvastatin in 20,536 high-risk individuals. Lancet,2002,360:7-22.
[25] PROSPER study group, J. Shepherd, G.J. Blauw and M.B. Murphy, et al. Pravastatin in elderly individuals at risk of vascular disease (PROSPER): a randomised controlled trial. Prospective Study of Pravastatin in the Elderly at Risk. Lancet,2002,360:1623-1630.
[26] C.P. Cannon, E. Braunwald and C.H. McCabe, et al. Pravastatin or Atorvastatin Evaluation and Infection Therapy-Thrombolysis in Myocardial Infarction 22 Investigators. Intensive versus moderate lipid lowering with statins after acute coronary syndromes. N Engl J Med,2004,350:1495-1504.
[27] Thompson P.D, Cullinane E.M, Sady, S.P, Flynn M.M, Chenevert C.B. and Herbert P.N. High density lipoprotein metabolism in endurance athletes and sedentary men. [J] Circulation,1991,84:140-152.
[28] Thompson P.D, Yurgalevitch S.M, Flynn M.M, Zmuda J.M, Spannaus-Martin D. and Sartielle A. Effect of prolonged exercise training without weight loss on high-density lipoprotein metabolism in overweight men[J].Metabolism 1997,46:217-223.
[29] Ferguso MA. Effects of Four Different Single Exercise Sessions on Lipids , Lipoproteins and Lipoprotein Lipase[J].J Appl Physiol,1998,85(3):1169-1174.
[30] PD Thompson, RW Jeffery, RR Wing and PD Wood,Unexpected decrease in plasma high density lipoprotein cholesterol with weight loss[J].American Journal of Clinical Nutrition,1979,32:2016-2021.
[31] Knopp RH, Walden CE, Retzlaff BM, et al. Long-term cholesterol lowering effects of 4 fat-restricted diets in hypercholesterolemic and combined hyperlipidemic men: the Dietary Alternatives Study[J].JAMA 1997,278:1509-1515.
[32] ARTHUR S. LEON, and OTTO A. SANCHEZ. Response of blood lipids to exercise training alone or combined with dietary intervention MEDICINE amp; SCIENCE IN SPORTS amp; EXERCISE,2001:S502-515
[33] HELLENIUS,M.L.,U.DEFAIRE,B.BERGLUND,A.HAMSTEN,and I.KRAKAU.Diet and exercise are equally effective in reducing risk for cardiovascular disease. Results of a randomized controlled study in men with slightly to moderately raised cardiovascular risk factors.Atherosclerosis 1993,103:81-91.
[34] LEIGHTON,R.F.,F.J.REPKA,T.J.BIRK,et al.The Toledo Exercise and Diet Study. Results at 26 weeks. Arch. Intern. Med.1990,150:1016-1029.
[35] Wood P.D, Stefanick M.L, William P.T. and Haskell W.L. The effects on plasma lipoproteins of a prudent weight-reducing diet, with or without exercise, in overweight men and women[J].New England Journal of Medicine 1991,325:461-466.
[36] Beverley Balkau,Leila Mhamdi.Physical Activity and Insulin Sensitivity : the RISC Study[J].Diabetes,2008,57(10):2613-2618.
[37] Kang H.S, Gutin B, Barbeau P, Owens S, Lemmon C.R. and Allison J. Physical training improves insulin resistance syndrome markers in obese adolescents [J]. Medicine amp; Science in Sports amp; Exercise 2002,34:1920-1927.
Effecton8WeeksDietandExerciseInterventiononPhysiologicalParameters,BloodLipidandInsulinofObeseFemaleCollegeStudents
HUANG Jian-hua
(Zhejiang University of Finance and Economics, Hangzhou 310018, China)
Purpose:Over weight and obesity are more and more popular among Chinese college students nowadays,the aim of this study was to test the alteration on physiological and biochemical parameters of female college students after a short term(8 weeks) aerobic exercise combined with diet control.Method:14 obesity female college students(age 18-21)are assigned to 2 groups randomly and proceed a 8 weeks low-moderate aerobic training program:one group with exercise alone,the other one with exercise plus diet control.Physiological and biochemical parameters are tested before and after the training program.Result: the exercise plus diet control group has a significant decrease on their physical parameters(weight,BMI,Body fat,body fat per,visceral fat,perimeter of waist,chest,neck and hip)(plt;0.01), and the exercise only group hasn’t show any significant changes on same parameters(pgt;0.05).Though both of the groups show no significant changes on total cholesterol,triglyceride,low-density lipoprotein)(Pgt;0.05),but a significant drop on the high-density lipoproteinand fasting blood insulin are found after the training(Plt;0.01).Conclusion:this study indicates diet control is the key factor to lose weight for female college students by aerobic exercise.Low-moderate intensity aerobic training is no prominent contribution on decreasing the TC,TG and LDL-C level of the obesity female college students,but it makes a significant drop on the level of DHL-C and FIN.The drop of FIN could increase the insulin sensitive which will fasting the blood lipid metabolism.
obese college students;lipoprotein;insulin;diet control;aerobic exercise;
1004-3624(2013)04-0124-05
G804.2
A
浙江省自然基金一般课题(Y2100793)
2013-05-06
黄建华(1968-),男,浙江杭州人,副教授,研究方向运动人体科学.