运运动干预对小学生体形态和体成分影响的实验研究

杨 剑,耿兴敏,季 浏,常 波,金 杰

(1.华东师范大学青少年健康评价与运动干预教育部重点实验室，上海 200241；2.华东师范大学体育与健康学院，上海 200241；3.沈阳体育学院，沈阳 110102；4.兴塔小学，上海 201502)

运运动干预对小学生体形态和体成分影响的实验研究

杨 剑1,2,耿兴敏1,2,季 浏1,2,常 波3,金 杰4

(1.华东师范大学青少年健康评价与运动干预教育部重点实验室，上海 200241；2.华东师范大学体育与健康学院，上海 200241；3.沈阳体育学院，沈阳 110102；4.兴塔小学，上海 201502)

分析以运动为主的干预方式对小学生体形态和体成分的干预情况,并探讨适合小学生防控肥胖的有效手段。方法:随机抽取四所小学4、5年级中9-13岁超重/肥胖学生作为实验干预对象,共计430人,分为有氧组、无氧组、综合组和对照组,实验持续16周,每周运动5天,每天约65min;运动强度控制在靶心率范围内。结果:经过16周运动干预后,小学生的腰围、臀围和体脂百分比均显著下降(p＜0.05),体重级别与干预方式在上述三个指标上均无交互作用存在(p＞0.05),干预方式显著影响腰围、臀围和脂肪百分比(p＜0.05),结论:16周以学校为基础的运动干预方式能够明显减小小学生的腰围、臀围等体形态指标,对体重的影响效果不明显;有氧为主的运动对体形态的改善效果最优;运动干预方式能够显著降低小学生的体脂百分比,有效改善体成分;有氧为主的运动效果最优。

体形态;体成分;综合干预;混合线性模型

1 研究目的

儿童的健康成长是个人成才、家庭幸福、国家兴旺的希望。为了解小学生的身体健康状况,预防和控制肥胖症的发生,增进学生体质健康水平,通过准实验研究,分析小学生体形态与体成分的变化情况,寻求学校环境中、运动条件下适合改善小学生体形态和体成分的有效干预手段,探索适合小学生身心特点的干预模式,为制定以学校为基础的肥胖预防计划和健康促进项目提供科学依据和实证支持。

2 研究方法

2.1 研究对象

随机抽取四所小学,以这四所学校4、5年级学生中超重/肥胖小学生作为实验干预对象,共计430人,年龄9-13岁,身体健康,无心血管系统疾病,无抽烟酗酒等不良嗜好。以学校为单位,将参与实验研究的学生分为有氧组、无氧组、综合组和对照组,参照《中国学龄儿童青少年超重、肥胖筛查体重指数值分类标准》[1],判别正常体重、超重和肥胖小学生(表1)。

表1 研究对象基本信息一览表(¯x±s)

2.2 实验设计

运动方式主要设置有氧组,即以有氧供能为主的运动项目:健美操、有氧舞蹈、慢跑等;无氧组即以无氧供能为主的田径(短跑、力量训练等)项目;综合组是以混合供能的篮球或足球项目;对照组则不做任何特殊要求,按照普通课程进行。运动强度控制在靶心率范围内,预实验5次课之后由有经验的体育教师据经验把握整个课堂负荷。实验为期16周(2013年9月-2014年1月),每周运动5天,每天总运动量65min,包括35min的体育健康课和30min的大课间活动。

2.3 测试指标与仪器

干预期之前和干预结束后,均对参与实验的小学生进行体格指标、体成分指标的测试,主要包括身高、体重、腰围、臀围和体脂百分比。身高、体重、体成分等采用韩国JAWON MEDICAL公司生产的人体成分分析仪OLYMPIA 3.3测量,腰围、臀围等使用皮尺测量。

2.4 数据统计

数据处理采用SPSS 18.0软件进行,用描述性分析统计实验对象基本情况,不同组间各指标的变化情况用单因素方差分析进行比较;采用混合线性模型进行体形态和体成分指标干预效果的检验和分析,以避免标准误估计偏小、Ⅰ型错误概率扩大和置信区间变窄等问题。

3 结果与分析

3.1 运动干预前、后小学生体形态指标变化情况

3.1.1 运动干预前、后小学生腰围变化

本研究发现运动干预后有氧组、无氧组和对照组小学生的腰围分别减少了1.75cm、1.58cm、0.86cm,而综合组增长了0.5cm(见表2),体重级别和干预方式是显著影响小学生腰围变化的变量(P=0.003),但是二者对腰围的交互影响没有显著性差异(P＞0.05) (见表3)。

对腰围值进行估算边际均值检验(LSD)发现,不同体重级别小学生的腰围均值为正常组(64.89cm)＜超重组(72.93cm)＜肥胖组(80.35cm);在不同干预方式上则有有氧组(70.94cm)＜综合组(72.48cm)＜无氧组(72.72cm)＜对照组(74.76cm)。

表2 不同组别小学生腰围情况表(¯x±s)

表3 不同组别小学生腰围的影响表

3.1.2 运动干预前、后小学生臀围变化

本研究发现干预后与干预前相比较,有氧组、无氧组、综合组和对照组小学生的臀围分别减少了0.23cm、1.1cm、1.54cm和0.91cm(表4)。研究进一步发现体重级别和干预方式是显著影响小学生的臀围变化的变量(P＜0.05),但是二者对臀围的交互影响并不显著(P＞0.05)(表5)。对臀围值进行估算边际均值检验(LSD)发现,不同体重级别上的臀围值为正常组(75.43cm)＜超重组(80.61cm)＜肥胖组(85.89cm),在不同干预方式上则有:有氧组(79.43cm)＜对照组(80.38cm)＜无氧组(81.11cm)＜综合组(81.65cm)。

表4 不同组别小学生臀围情况表(¯x±s)

表5 不同组别小学生臀围的影响分析表

3.1.3 运动干预前、后小学生体重变化

本研究发现干预后有氧组、无氧组、综合组和对照组小学生的体重并没有降低,反而各自增加了0.23kg、1.1kg、1.54kg和0.91kg(表6)。同时,从表7中可以看出,干预方式组间差异也不显著(P＞0.05)。但是,进一步对体重值进行估算边际均值检验(LSD),发现体重均值呈现有氧组(43.35kg)＜综合组(44.47kg)＜无氧组(44.92kg)＜对照组(45.58kg)。

表6 不同组别小学生体重情况表(¯x±s)

表7 不同组别小学生体重的影响表

3.2 运动干预前、后小学生体成分指标变化情况

本研究发现,干预后有氧组、无氧组、综合组和对照组小学生的体脂百分比分别增加了2.92%、2.89%、2.56%和3.85%(表8),虽然没有一组呈现下降的趋势,但是对照组的增长幅度最大。同时,体重级别和干预方式是显著影响小学生的体脂百分比变化的变量(P＜0.01),但是二者对体脂百分比的交互作用仍然不显著(P＞0.05)(表9)。对体脂百分比值进行估算边际均值检验(LSD)后结果发现,体脂百分比值在不同体重级别上的均值为正常组(16.51%)＜超重组(20.62%)＜肥胖组(26.31%),在不同干预方式上则表现为有氧组(19.91%)＜无氧组(20.96%)＜综合组(21.46%)＜对照组(22.27%)。

表8 不同组别小学生体脂百分比情况表(¯X±s)

表9 不同组别小学生体脂百分比的影响表

4 讨论

4.1 运动干预对小学生体形态的影响

肥胖对健康的危害毋庸置疑,人们关注体脂含量的确是预防肥胖的主要途径,但是体脂往往存在囤积不均衡的现象。腰围反映的是腹腔及腹部皮下深层脂肪厚薄程度以及腹肌体积大小,一般用于反映腹部脂肪堆积程度。以腹部为主的核心部位脂肪堆积不仅会引发肥胖症,而且还会使得脏器表面被脂肪附着,腰围与内脏脂肪的相关性和预测性比常用的BMI强[2],在这样的情况下,脏器则会因此而承受更大的负荷,影响身体健康,因此关注腰腹部的围度是预防小学生躯体肥胖,增进健康的有效途径。本研究发现小学生腰围与体重级别呈正相关,越是肥胖者,腰围值越大;有氧运动对小学生腰围的影响效果最优,综合组其次,无氧组再次之。本研究中,运动干预对小学生腰围影响均有积极的效果,有氧运动对腰围的干预效果最好,可能与干预项目设置主要有韵律操有一定的关系,它本身是一项表现难美性的运动,设计的准备活动和授课内容中都包含专门活动腰部的动作,加之腰腹部是脂肪堆积较多的部位,稍加干预则会有比较明显的变化。

臀围是身体形态的又一重要指标,主要反映的是髋部骨骼和肌肉的发育情况,辅助腰围则可评估代谢综合征,臀部本身不像腰腹部这样容易囤积脂肪,臀部周围的脂肪层相对也较薄,运动中能动用脂肪的比例相对也较少,围度值降幅自然不如腰部,小学生参与短跑等无氧为主的运动对臀部肌群的负荷相对增大,也会使得臀部肌纤维增粗[3],这或许就是我们发现臀围变化不大的原因所在,研究显示运动干预后与干预前相比较,小学生的腰围和臀围分别减少,但是臀围总体下降幅度不如腰围。小学生臀围与体重级别有正向的线性关系;运动干预方式对减小小学生的臀围并不是十分有效,仅有氧运动组的效果显著,无氧组和综合组反而不如对照组。

体重是反映人体各部分总重量的指标。本研究发现干预后有氧组、无氧组、综合组和对照组小学生的体重并没有降低,反而呈现了增加的趋势。

同时,运动干预可以在一定程度上减缓小学生体重的增长幅度,但是小学生体重的总体水平仍然呈上升趋势,这是青春期阶段小学生生长发育的必然。

不同组别的差异不显著,很大程度是由于小学生自然生长发育的规律和干预时间较短导致的,小学生参与运动和身体活动,能够动员身体的更多肌细胞,在运动中燃烧体脂的同时,使肌纤维增多、增粗,从而增加身体的肌肉含量。所以,减脂并不意味着减重。4周低氧运动结合饮食控制的研究发现肥胖青年的体重有显著降低[5],而国外的研究则表明间歇性有氧锻炼可以减少体重。但是从本研究的结果来看,相对其他干预方式而言,有氧运动也可以在一定程度上控制小学生体重过快增长[6]。

关于体形态的研究中,多见于与疾病的预测和影响相联系的腰围、臀围、腰臀比、身高、体重、BMI变化情况,尤其关注成年糖尿病、高血压、脂肪肝等等与肥胖相关疾病形式和青少年儿童的超重、肥胖现状。

从防治疾病的角度出发,也有不少有关体形态控制的研究,主要有减肥运动、营养控制、外科手术等等。

目前的研究趋势也正从特殊走向一般,由被动救治转向积极防御,将视野从特殊疾病群体扩大到一般大众,逐渐关注到了普通的社区居民,非肥胖疾病学生群体等等,从单一的预防疾病措施向多元的综合的干预模式转变,从特定的治疗机构走向了普通的家庭、学校乃至生活的一般场所。

在此干预背景下,不仅是体形态指标,包括体成分等指标的效果总体上都是可喜的[4,7],其长期效应优于单一干预手段。

本研究选取的三个体形态指标也客观地支持了此前对学校背景下干预模式成果的可靠性。由此表明,融入到生活、学习和工作中的运动干预方式对体形态的控制力更加可行、有效。

4.2 运动干预对小学生体成分的影响

人体体重由去体重和脂肪重量组成[8],常用的身体质量指数(BMI)只考虑了身高和体重,且呈现明显的性别差异,也没有纳入肥胖的关键因素——体脂,因此,用体脂百分比的大小来衡量身体肥胖程度的变化更加准确。

本研究发现运动干预手段能有效控制小学生的体脂百分数,其中有氧运动的方式更优,无氧运动和综合性运动次之。

有研究报告封闭式减肥夏令营中进行综合干预后儿童的体脂百分比一般也呈现显著下降[3],同时证明有氧运动能够有效降低肥胖青少年的腰围值、体脂百分比等。

Zahra等人在其研究中并没有指出有氧锻炼之于肥胖群体体脂百分比的明显效果[6,9]。Joseph却在研究运动强度的过程中发现了体脂百分比明显下降的趋势[9]后来的研究也证实了:运动条件下,对体脂率的改善结果较好[10]。由此可见,这都与本研究中探讨的学校背景下的结果殊途同归,以学校为基础的综合干预的有效性和优势则显而易见。

有氧运动,是人体在充分供氧的情况下进行的体育锻炼,这类运动提升氧气的摄取量,更好地消耗体内多余的热量;无氧运动则是肌肉在“缺氧”的状态下进行的快速剧烈运动[10]。

有氧运动能提高身体的代谢率,促进热量消耗,一般在锻炼后1小时恢复到平常水平,有利于燃脂。而无氧运动则可以在更长时间内维持高于平常水平的代谢率,直到15小时后才复原,主要原因在于无氧运动提高了肌肉在身体的比例,即肌肉型比脂肪型的人每天要消耗更多的热量。

上述学校背景下,运动干预后小学生体形态和体成分指标的变化均有其相应的生理机制为支撑。本实验参与学校每日均提供统一早餐和午餐,在一定程度上控制了协变量后的运动干预模式下,这样的机制体系内涵则已经发生了巨大的变化不仅包含有生理的能量平衡、生化和神经内分泌介质等机制,还包括心理和社会的调节与配合。

综合体形态和体成分指标分析我们不难发现,以运动为主的干预手段中,尤其以有氧运动对小学生的身体围度:腰围、臀围改善效果最好,对体重的影响效果有限;对体脂百分比也有较为理想的干预效果。无氧运动和综合性运动对小学生的体形态和体脂也有一定的作用。这种差异也许主要来自运动项目本身的特点和小学生对干预内容的兴趣。

5 结论

(1)以学校为基础,为期16周的运动干预能够明显减小小学生的腰围、臀围等体形态指标,对体重的影响效果不明显;有氧为主的运动对体形态的改善效果最优。

(2)以学校为基础,为期16周的运动干预能够显著降低小学生的体脂百分比,有效改善体成分;有氧为主的运动效果最优。

[1]中国肥胖问题工作组.中国学龄儿童青少年超重、肥胖筛查体重指数值分类标准[J].中华流行病学杂志,2004,25(2): 97-102.

[2]沈雪寒,陈文鹤.运动减肥对重度肥胖女儿童青少年腰围、臀围以及腰臀比的影响[J].体育科研,2010,31(3):96-98.

[3]王宁琦,胡扬,官余凌,等.4周低氧运动结合饮食控制对肥胖青年体重、血脂及胰岛素抵抗的影响[J].中国运动医学杂志,2012,31(4):289-294.

[4]Alizadeh Z,Kordi R,Rostami M,et al.Comparison Between the Effects of Continuous and Intermittent Aerobic Exercise on Weight Loss and Body Fat Percentage in Overweight and Obese Women:A Randomized Controlled Trial[J].International journal of preventivemedicine,2013,4(8):881.

[5]李百惠,裴正存,吴双胜,等.以学校为基础的小学生肥胖运动干预效果评价[J].中国学校卫生,2011,32(5):591-593,598.

[6]徐瑞芳,李丹华,丁玎,等.小学生肥胖的学校-家庭-社区综合干预模式研究[J].环境与职业医学,2010,27(6):342 -345.

[7]何勇.健身跑和登阶运动对肥胖男大学生体质的影响[J].中国学校卫生,2012,33(12):1484-1487.

[8]Andreacci JL,Nagle T,Fitzgerald E,etal.Effectof Exercise Intensity on Percent Body Fat Determined by Leg-to-Leg and Segmental Bioelectrical Impedance Analyses in Adults[J]. Research quarterly for exercise and sport,2013,84(1):88-95.

[9]Miller F L,O'Connor D P,Herring M P,et al.Exercise Dose,Exercise Adherence,and Associated Health Outcomes in the TIGER Study.[J].Medicine and science in sports and exercise, 2014,46(1):69.

[10]刘宁.无氧运动与有氧运动的结合是有效减肥强身之道[J].哈尔滨体育学院学报,2002,20(1):115-116.

An Experimental Research on the Effect of Exercise Intervention on Primary School Pupils'Body Shape and Com position

YANG Jian1,2,et al
(1.Key Laboratory of Adolescent Health Assessment and Exercise Intervention,Ministry of Education, Shanghai,200241;2.Colleges of Physical Education&Health,ECNU,Shanghai,200241)

The paper analyzes the effect on the body shape and body composition of primary school pupils and tries to explore a means to prevent and control obesity.Methods:a total of 430overweight/obese students are selected randomly from four primary schools as experimental intervention targets.They are divided into groups of aerobic, anaerobic group,consolidated group and the control group.The experiment lasts for 16 weekswith five days of exercise per week and about 65 minutes every day.The exercise intensity is controlled within the target heart rate range. Results:after 16 weeks of exercise intervention,their waist circum ference,hip circum ference and body fat percentage significantly decrease(p＜0.05),while their body weight and level of intervention on this indicator have no interaction (p＞0.05).Their waist circumference,hip circumference and body fat percentage is significantly affected by the intervention(p＜0.05).Conclusion:the 16 weeks of school-based exercise intervention approach can significantly reduce the pupils'waist,hip and other body morphology index,but there are no significant changes in body weight. Aerobic-based exercise is best.Exercise intervention can significantly reduce the body fat percentage of primary school pupils,improve their body composition;role of aerobic exercisemaximum.

body shape;body composition;exercise intervention;mixed linearmodel

G804.4

:A

:1001-9154(2014)09-0077-05

G804.4

:A

:1001-9154(2014)09-0077-05

上海市2012年教育科学研究重点项目暨上海市哲学社会科学教育学项目(编号:A1224)

杨剑(1970-)男,江苏徐州人,博士,教授,研究方向:体育心理学。

2014-06-18