4周运动配合饮食控制对肥胖青少年体成分、血脂的影响及相关调控机理

黄亚茹，纪 环，葛小川，胡 扬，毛小云

1 前言

大多数人的肥胖属于摄入食物过多而诱导的肥胖，肥胖基因缺陷引起的肥胖仅占5%。因此，理论上认为，防治肥胖的最佳方式是通过限制饮食以减少能量摄入，通过运动锻炼增加能量的消耗，使机体所需能量维持在负平衡状态，在逐步达到减轻体重目的的同时，防止去脂体重减少，有效提高机体的心肺功能，增进机体健康。有关运动配合饮食控制对肥胖人群的减重、减脂效果已有一些研究，证实该减肥模式可以降低肥胖人群的体重［35］和脂肪［30］。然而，上述研究中评价体成分变化的指标大多是身体质量指数（Body Mass Index，BMI）［2，10］、相关部位围度、皮褶厚度［9，12］，或者用生物电阻抗法进行测试［1，37］。研究表明，BMI只是人体质量的指标，并不能精确反映人体的脂肪含量［7］；生物电阻抗法虽然简便，但其测量结果受体液浓度等因素的影响较大，不能稳定、准确地反映体脂变化［2，19，20，27］；而 围 度 、皮 褶 厚 度 的 测 试 存 在 较 大 的 人 为 测 量误差［8］。体成分测量上的误差给后续机理性研究带来不同的结果。Peter等证明，瘦素分泌与体脂肪的数量有关，无法准确测量体脂肪含量，从而无法客观地了解瘦素在体重控制中的调控作用［32］。此外，已发表的研究大多仅关注体脂肪的改变，没有讨论去脂体重的变化［20］。因此，运动配合饮食控制能否如理论所说既可以减少肥胖人群体脂肪含量，又不影响、甚至提高去脂体重，达到提高体质的目的，需要稳定、准确的方法予以证实。

双能X线吸收测定法（dualenergyX－ray absorptiometry，DXA）对体成分的测量同直接的化学分析法比较，显示出很高的准确性［33］，能够给出全身与局部的体脂肪、瘦组织和骨矿含量，较之其他方法优势明显，受到学者们的推崇。近年来，已有学者将DXA用于运动配合饮食控制对肥胖人群减重、减脂效果的研究［24］，并证实该减肥模式的减脂效果［20］。但双能X线吸收测定仪比较昂贵，利用DXA进行运动配合饮食控制影响身体成分的研究报道还很少见，仅凭一两篇报道很难客观地评价其效果，而该减肥模式下，体成分变化与相关激素调控之间关系的机理性研究至今未见报道。

本研究在上述认识的基础上，利用DXA技术评价运动配合饮食控制对肥胖青少年体成分的影响，通过血清总胆固醇、甘油三酯等指标的测试观察体成分改变情况下脂代谢的变化，通过血清脂联素、瘦素等与脂代谢相关激素的测试探讨体成分、脂代谢变化的调节机理，为运动配合饮食控制的减肥模式提供实验依据。

2 实验对象与方法

2.1 实验对象

实验对象为肥胖程度达到我国肥胖标准的青少年16人，其中男生7人，女生9人（表1）。虽然受试者中多数患有不同程度的脂肪肝，但体验结果表明，静息心率、血压、腹部超声、心电图等都正常。在征得医生同意后，受试者自愿参加本实验，并注意运动强度和运动量的控制，以保证运动中的受试者安全。

表1 本研究受试者基本情况一览表Table 1 Subject’s Basic Information （SD）

表1 本研究受试者基本情况一览表Table 1 Subject’s Basic Information （SD）

注：采用 WHO界定的肥胖标准：BMI在30～34.9kg／m2为1级肥胖，35～39.9kg／m2为2级肥胖，≥40kg／m2为3级肥胖。

年龄（岁）体重（kg）BMI Fat（kg）男生组（n＝7）16.57±3.74 98.10±16.87 33.43±4.04 37.21±6.19 27女生组（n＝9）15.78±3.03 87.26±16.95 34.88±5.79 40.18±11.16总 体（n＝16）16.13±3.26 92.00±17.26 34.35±5.00 38.88±9.

2.2 实验方法

2.2.1 实验方案

实验地点：北京体育大学科学研究中心；

实验时间：2011年7月至8月。

受试者每周1至周6按计划进行有氧运动、抗阻力肌肉力量练习和垫上练习，共4周。有氧运动包括有氧器械（跑步机，椭圆机，单车）、踏板操。有氧运动强度维持在中等强度（60%～70%HRmax）；抗阻力肌肉力量训练包括哑铃操和器械力量训练。哑铃操训练顺序：肩上推举－硬拉－哑铃弯举－侧平举－俯身划船－前平举－颈后臂屈伸－深蹲－箭步蹲。器械力量训练的肌肉主要以腰、腹、大腿等大肌群为主；垫上练习包括拉伸、卷腹、仰卧举腿、俯卧撑、后踢腿。所有实验对象统一住宿、统一训练、统一就餐和作息，实验全程进行严格管理。

受试者的饮食以控制热量和保证营养均衡为原则，由营养师统一配制。受试者每日摄入的总能量根据个人标准体重×极轻体力劳动单位体重热能供应量（20～25kal／kg）计算得出，其中，标准体重＝身高（cm）－105。早、午、晚3餐的能量分配大致为30%、40%、30%左右。碳水化合物的能量约占总能量的60%，脂肪占25%，蛋自质占15%。实验中，根据减重情况调整受试者每周的食谱。实验期间，要求受试者严禁摄入额外热量。

实验期间配有医务监督员、营养师和健身教练。为了保证实验的有效性和安全性，预防运动损伤和运动疾病的发生，在每节训练课中，都安排医务监督员和生活老师进行监督和防护。

2.2.2 测试指标和方法

实验前、后测试受试者晨起空腹时体成分、血清总胆固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL）、低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）、载 脂 蛋 白 A（apolipoprotein A，apoA）、载脂蛋白B（apolipoprotein B，apoB）、脂联素（adiponectin，ADP）、瘦素（leptin，LEP）。

体成分用Norland X－46（美国）双能X线吸收测定仪测试。

BMI计算公式：BMI＝体重（kg）／身高2（m2）。

TC、TG：采用酶学终点比色法测试。仪器：东芝TBA－120全自动生化分析仪；试剂：北京豪迈生物工程有限公司产血清胆固醇、甘油三酯试剂盒。

HDL、LDL：采用消除法测试。仪器：东芝TBA－120全自动生化分析仪；试剂：北京豪迈生物工程有限公司产血清LDL、HDL试剂盒。

apoA、apoB：采用免疫投射比浊法测试。仪器：东芝TBA－120全自动生化分析仪；试剂：北京豪迈生物工程有限公司产血清apoA、apoB试剂盒。

ADP、LEP：采用放免法测试。仪器：中国科技大学实业总公司产GC－911γ－放射免疫计数仪；试剂：北京华英生物技术研究所产相关试剂盒。

2.3 统计学分析

3 结果

表2显示，从总体数据看，受试者经4周运动配合饮食控制后，体重、体脂、体脂%、瘦体重、BMI、TC、LDL等指标显著下降，HDL、ADP显著提高。将男、女分组后统计，可以看出其数据变化与总体改变一致，无性别差异，因此，本研究主要就总体数据进行讨论。

表2 4周运动配合饮食控制前、后受试者形态学及生化指标变化一览表Table 2 Changes on Body Composition and Serum Index after 4－weeks Exercise and Diet Intervention

4 讨论

本研究表明，受试者经4周运动配合饮食控制后，形态学指标均显著性下降（P＜0.01，表2），其中，体重下降8.27%，体脂下降13.35%，体脂%下降5.40%，BMI下降8.53%。Gamze等［20］将37名年龄20～45岁、BMI 27～40 kg／m2的女性受试者分为饮食控制组和运动加饮食控制组。在进行为期12周的实验过程中，用DXA测试受试者体成分，用气体代谢法测试受试者安静时能量消耗及基础代谢率。结果表明，饮食控制组在实验结束时，安静时能量消耗及基础代谢率明显低于实验前，而运动加饮食控制组虽然基础代谢率明显降低，但安静时能量消耗明显高于实验前。该研究说明，运动加饮食控制的减肥机制不仅与饮食控制减少热量摄入有关，而且通过运动增加了安静及运动时的能量消耗，以进一步扩大减肥效果。

运动配合饮食控制的目的是通过饮食控制减少体脂肪，通过运动提高肥胖人群的体质。本实验受试者去脂体重下降4.28%（P＜0.01），无疑与实施运动配合饮食控制的减肥目的不符。Sykes［38］比较了8周跑台走和健身车两种运动对BMI＞23kg／m2女性体成分的影响，发现这两种有氧运动均可以显著降低受试者体重、体脂%和腰围，但对去脂体重没有明显影响。Metzner［29］观察了12周饮食控制对87名肥胖女性体成分的影响，发现体重、体细胞体积、去脂体重均显著减少。由此推论，实施运动配合饮食控制的减肥模式时受试者去脂体重下降并非运动引起，而是饮食控制，热量摄入减少所致。

在实施运动配合饮食控制的减肥模式时如何维持、甚至提高肥胖人群的去脂体重是一个值得思考的问题。Josse［23］将90名绝经前期的肥胖妇女分为高蛋白＋高乳制品组（HPHD）、适当蛋白＋适当乳制品组（APMD）、适当蛋白＋低乳制品组（APLD），实施运动配合饮食控制的减肥模式16周。结果表明，虽然所有受试者体重都显著下降，但HPHD组脂肪减少最多，且获得明显的去脂体重增长。Van［40］让12名平均BMI为35.3kg／m2的青少年受试者进行12周的力量练习，去脂体重从55.7±2.8kg增加到57.9±3.0kg（P＜0.01）。Yu［41］将82名8～11岁的肥胖儿童分成饮食控制组和饮食控制加力量训练组，进行6周实验，发现两组BMI下降，去脂体重提高，且饮食控制加力量训练组去脂体重的提高是饮食控制组的2倍多。

郝殿晋等［4］调查了秦皇岛市4 750名12～15岁青少年血脂情况，其平均值为 TC：3.76±0.63mmol／L，TG：0.92±0.48mmol／L，HDL：1.44±0.30mmol／L，LDL：1.87±0.54mmol／L。与该结果比较，本研究受试者 TC、LDL均高于正常值，而HDL低于正常值，提示患代谢综合症的风险。4周运动配合饮食控制后，受试者TC、LDL分别下降了14.29%和25.85%，回归到正常范围；HDL提高22.72%（P＜0.01），但仍处于较低水平。郭吟等［3］、王晶晶［12］等观察了4周有氧运动对肥胖儿童血脂的影响，发现TC、LDL有下降，但HDL无显著性改善。因此，如何通过运动配合饮食控制将肥胖青少年HDL提高到正常水平是值得注意的问题。王小引等［14］、王培勇等［13］分别让受试者进行10个月的运动配合饮食干预，HDL恢复到正常水平（与秦皇岛市4 750名12～15岁青少年数据比较）。Kodama［26］回顾了 Medline在1966—2005年期间收录的有关有氧运动影响人血清HDL水平的文献，并对其中25项相关的随机对照研究进行meta分析，发现每周运动时间超过120min或通过运动消耗900kcal以上的热量时，血清 HDL水 平 有 显 著 升 高 （平 均 升 高 2.53mg／dl，P＜0.01）；单变量分析显示，单次运动时间每延长10min，血清HDL随之增加1.4mg／dl，而运动的频度和强度对 HDL水平均无影响。因此，运动配合饮食控制减肥的持续时间可能是影响HDL改善程度的重要因素。

HDL主要通过胆固醇逆转运发挥阻止动脉粥样硬化发生的重要作用。apoA不仅是HDL的主要结构蛋白，参与胆固醇逆转运过程，而且可以通过抑制三磷酸腺苷结合盒转运体A1（ABCA1）降解，增加细胞表面ABCA1表达和促进胆固醇流出，直接加速胆固醇逆转运过程。表2表明，受试者血清apoA与HDL的变化并非保持一致，没有发生显著性改变，提示运动配合饮食控制引起TC下降的原因与apoA无关。该结果与Roberts［36］的报道几乎一致：肥胖男性进行3周的运动配合饮食控制，HDL功能明显改善，TC显著性减少，apoA未发生相应变化。但Rector［34］报道，肥胖受试者经过4～7个月的实验apoA明显提高，HDL没有改变。因此，运动配合饮食控制过程中HDL、apoA、TC三者之间的调控关系非常复杂，需要控制不同的实验因素加以阐明。张娜等［17］让大鼠进行8周的有氧训练，发现HDL显著提高，肝脏apoA mRNA无明显增加，但胆固醇酯酰转移酶mRNA提高37.1%，提示胆固醇酯酰转移酶活性可能是有氧运动促使HDL功能提高，加强TC降解的调节途径之一。

人类血浆LDL占TC的2／3～3／4。因此，本研究中，肥胖青少年受试者经过4周的运动配合饮食控制使LDL显著性降低对TC减少起到了重要作用。apoB是LDL中唯一的蛋白质成分，是LDL结合其受体的重要决定因子。与薛慧［15］的实验结果相同，本研究也未发现apoB与LDL的一致性变化。apoB与LDL的不同步变化可能与体重下降程度［18］，或与运动配合饮食控制持续时间有关［14，25］，具体机制有待进一步研究。

脂联素作为一种胰岛素超敏化激素是机体脂代谢和血糖稳态调控网络中的重要调节因子。与大多数报道相同［6，22，31］，本 研 究 证 实 ，4周 运 动 配 合 饮 食 控 制 可 以 显 著 提高血清ADP水平。血液ADP水平与甘油三脂和低密度脂蛋白成负相关关系，与高密度脂蛋白成正相关关系，因此，血清ADP水平的提高是本研究脂代谢发生显著性改变的重要原因。

LEP由脂肪细胞分泌，参与体脂代谢。有研究报道，肥胖人群血清瘦素水平高于正常人群，运动可以促使肥胖人群血清瘦素水平降低［16，21，39］。表2表明，尽管本研 究 受试者体脂肪、血脂明显降低，但血清LEP并未发生相应改变。其原因可能与本研究受试者血清LEP仍处于正常水平（与参考文献［5］、［11］报道的数据相比较），未产生 LEP抵抗有关。此外，大多数报道减肥后血清LEP下降的实验持续时间均 在4～10个 月［16，21，28］，因 而，运 动 配 合 饮 食 控制的持续时间也可能是造成本研究结果与他人报道不同的原因之一。

5 结论

4周运动配合饮食控制可以显著降低体重、体脂肪、TC、LDL，提高 HDL，其调控机制与ADP水平增加有关，apoA、apoB、LEP在这一过程中作用不明确。此外，在体重下降的同时去脂体重也会减少，不利于受试者体质的提高。因此，防止去脂体重下降是实施运动配合饮食控制减肥过程中需要解决的问题。

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