高强度间歇训练对青年肥胖女性腹部脂肪含量的影响

王京京 韩涵 张海峰

河北师范大学体育学院（石家庄050024）

目前，肥胖及其相关代谢性疾病（如冠心病、2型糖尿病等）发病率呈上升趋势，成为危害人们健康的重要因素之一。 久坐、运动不足的生活方式和/或高热量膳食是其发病的重要原因。因此，适当增加运动和控制饮食是防控这些疾病的基础手段。 持续中低强度有氧运动可以有效提高脂肪消耗、改善体内糖脂水平、提高有氧适能，因此成为一种广为接受的减肥和健身方法。但中低强度有氧运动持续时间较长、运动节奏单调，大多数人群尤其是肥胖人群难以坚持。

近些年来， 越来越多的学者围绕高强度间歇训练（High Intensity Interval Training，HIIT）对人类健康的影响进行研究，研究对象包括普通人群[1,2]、糖尿病人群[3,4]、代谢综合征人群[5,6]，甚至是心脏病人群[7-13]，HIIT的安全性已初步得到证实[14]，而且由于其运动时间较短且存在间歇，相对来说更容易接受和坚持[15]。 从干预效果来看，HIIT提高有氧能力是可以确定的[1,2,16]，另外其提高胰岛素敏感性[4,16,17]、降低血糖[3,17]、改善血管内皮功能[11]效果也得到初步证实。

高强度运动中由于消耗的主要能源物质为糖而非脂肪，因此传统的观点认为不能用于减肥。 但实际上，运动过程中消耗的能源物质对于减肥来说并非全部，运动后能源物质的消耗同样起作用。 运动后过量氧耗与运动强度正相关， 因此高强度运动虽然运动时间较短，但其运动后过量氧耗总量并不低，而运动后过量氧耗的能量来源主要为脂肪[18,19]。在一项研究中[20]，以73%VO2max强度运动40 min后，其过量氧耗持续至少达14 h，额外消耗190 kcal的热量。 另有研究证实，尽管高强度运动中以消耗糖为主， 但与相同做功量的中强度运动相比，24小时消耗的总脂肪量并无差异[21,22]。因此，如果考虑到运动的后效应， 高强度运动减肥在理论上也是可以接受的。 实际上，已有少量HIIT对肥胖人群体脂影响的研究初步证实HIIT对肥胖人群体脂百分比（Fat%）或体质指数（BMI）有改善作用[23-25]，但是，HIIT对不同部位脂肪的影响，尤其是腹部脂肪含量的影响并不清楚，而腹部脂肪、 尤其是腹部内脏脂肪的含量与心血管等慢性疾病的关系更为密切[26,27]。 本研究设计人体实验，重点观察12周高强度间歇跑台训练对青年肥胖女性腹部脂肪含量的影响， 并与中等强度持续训练的效果进行对比。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

青年肥胖女性24名，年龄20.8 ± 1.1岁，体脂百分比（Fat%）31.7% ± 3.0%。 近3个月体重稳定，无规律运动习惯，无运动禁忌症，无器质性疾病。

1.2 实验设计

受试者进行基本身体形态指标、Fat%、血液指标测试及CT扫描后，进行1周的适应性运动训练及最大摄氧量（VO2max）测试。 随机分为两组，每组12人，分别进行高强度间歇训练和中强度持续训练干预，12周后进行各指标的重新测试。 受试者实验期间保持惯有的饮食习惯、生活方式以及体力活动量，并通过饮食日记和日常活动量记录监控调整。

1.3 训练方案

高强度间歇训练参考心脏病人的运动康复方案[8,9,13]，采取跑台训练，以85%～95%最大心率（HRpeak，达到VO2max时的心率） 运动4 min后接50%～60%HRpeak运动3min，然后安静休息7 min作为间歇，重复4组；中强度持续训练组以60%～70%HRpeak持续运动33 min。 两组正式运动前后均以50%～60%HRpeak热身10 min、整理活动5 min。 每周运动4天，共12周。 运动期间密切观察、记录实时心率和主观体力感觉（RPE），控制运动强度。

为保证两组的平均耗能量一致， 通过VO2max测试得出每位受试者靶心率下的实际摄氧量水平， 计算出高强度间歇训练组每次运动训练时的平均耗能量 （约320 kcal）， 然后计算中强度持续训练组靶心率强度下运动所需时间（平均约33 min）。 伴随运动能力的提高，相同靶心率强度下两组跑步速度均提高， 相同时间下耗能量也逐渐提高，但两组的耗能量仍然一致[9]。

1.4 测试指标及方法

1.4.1 VO2max

使用EXAMINER功率车（荷兰Lode BV公司）进行递增负荷测定。 起始负荷为60 W，每3min递增30W。 使用美国MAX-II气体代谢分析仪测定每一负荷下的VO2， 直至达到VO2max状态。 实时记录每一负荷下的VO2、HR和RPE。 VO2max状态的判定标准为：呼吸商≥1.10；或受试者达到精疲力竭，不能维持所要求的功率；或两次VO2的差值小于150ml/min。

1.4.2 身体成分指标

Fat%： 使用生物电阻抗身体成分分析仪（BIODY NAMICS MODE 310E，Korea） 测试， 取两次测量平均值。

腹部内脏脂肪面积和皮下脂肪面积： 采用德国西门子炫速双源CT机（Siemens Somatom Definition Flash，Germany）测量，受试者仰卧位，双手置于脑后，屏气状态平脐（腰椎4-5水平）作单层横断CT扫描，层厚5mm，窗宽350HU， 窗位40HU。 然后沿腹部皮肤轮廓及腹壁肌肉外缘画出皮下脂肪区， 再沿腹壁内缘画出腹腔及腹膜后脂肪区。 以-190HU到-30HU作为脂肪组织的衰减范围， 用自带分析软件分别计算出腹部皮下脂肪组织（SAT）面积和内脏脂肪组织（VAT）面积。 所有CT扫描由同一技师完成， 所有脂肪面积的测定与分析由同一放射科医师完成，采用单盲法。

腰臀比：用无弹性的卷尺测量腰围和臀围，测量数值精确到mm。 测量腰围时，将卷尺放置于肚脐水平处，并在呼气结束时测量；测量臀围时，将卷尺放在臀部的最大周长处测量。 计算两者比值。

1.4.3 血液指标

训练前、训练后（距最后一次训练48小时以上），清晨空腹采集受试者同侧肘静脉血样， 在全自动生化分析仪上测定血总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDLC）和空腹血糖（FBG）。 采用酶联免疫方法测内脏脂肪特异性丝氨酸蛋白酶抑制剂 （vaspin） 和内脏脂肪素（visfatin）。

1.5 数据统计处理

所有数据用平均数± 标准差表示， 以Shapiro-Wilk法进行正态分布检验， 符合正态分布的数据采用配对t检验进行组内比较、 独立样本t检验进行组间比较，不符合正态分布的数据采用Mann-Whitney U 检验进行组间比较、Wilcoxon signed rank检验进行组内比较。 以P < 0.05为差异显著，P < 0.01为差异非常显著。数据处理在spss11.5软件上进行。

2 研究结果

2.1 身体形态和有氧能力指标

如表1所示，训练前两组受试者年龄、身高、体重、BMI、体脂量、瘦体重、腰围、臀围、腰臀比和VO2max差异均无统计学意义。与训练前相比，两种训练方案干预后体重、BMI、体脂量、瘦体重、腰围、臀围平均值均下降，VO2max平均值提高，均具有统计学意义。 各指标变化值两种训练方案之间并无统计学意义。 高强度间歇训练后腰臀比较训练前显著性下降（P < 0.05），但中强度持续训练前后差异无统计学意义（P > 0.05）。

表1 训练前后身体形态指标及最大摄氧量变化

2.2 身体成分指标

如表2所示，训练前两组的Fat%、腹部内脏和皮下脂肪面积差异均无统计学意义。 与训练前比较，训练后两组训练均显著降低了Fat%和腹部皮下脂肪面积。 两组比较， 高强度间歇训练降低腹部皮下脂肪面积的效果（19.5%）显著大于中强度持续训练组（11.1%），P <0.05， 而降低Fat%的效果两种训练方案效果差异并无统计学意义。 高强度间歇性训练使腹部内脏脂肪面积出现显著性下降（18%，P < 0.01），而中强度持续训练前后腹部内脏脂肪面积无显著性差异（P > 0.05）。

表2 训练前后体脂百分比和腹部脂肪面积变化

2.3 血液指标

如表3所示，训练前两组血脂四项、血糖、vaspin和visfatin差异均无统计学意义。 两种训练均使总胆固醇浓度降低，且干预效果无显著性差异。 中强度持续训练使低密度脂蛋白出现显著性下降（P < 0.05），但间歇训练并无此效果（P > 0.05）。其他血液指标两种干预前后均无统计学差异。

表3 训练前后各种血清指标变化

3 讨论

本研究对青年肥胖女性进行了高强度间歇跑台训练干预，12周后平均Fat%下降了9.9%，而同时进行的中等强度持续训练也使Fat%下降了8.7%， 两组干预后的平均Fat%均低于30%（大于30%可以界定为肥胖），并且两种训练降低Fat%的幅度对比并无显著性差异，另外，两种训练方案均使全身脂肪量显著性下降，且下降幅度无显著性差异（如表1所示）。 可见高强度间歇训练减少整体脂肪含量的效果和中强度持续训练相似。 我们参考Helgerud等对冠心病人的间歇运动康复方案[13]，采用跑台，85%～95%HRpeak强度运动4 min， 间歇以50%～60%HRpeak强度运动3 min，重复4次，但做了适当的调整，即允许间歇期进行7分钟的完全休息，受试者均能坚持完成，期间无任何不良反应。而中强度持续训练组却有部分受试者存在坚持困难和腿部疼痛等反应。 本结果对于传统的长时间中低强度运动减肥处方可能是一个有效的补充， 可以为不同的人群选择减肥运动处方提供另一种选择。

鉴于内脏脂肪的含量与心血管疾病关系更加密切[26,27]，我们同时测试了两种训练干预前后腹部平脐CT扫描的内脏脂肪和皮下脂肪的面积， 因为其可以精确反映腹部内脏和皮下脂肪的含量， 并被很多经典文献使用[28-32]。 结果发现，12周高强度间歇训练使腹部内脏脂肪面积下降了18%（P < 0.01），中强度持续训练使腹部内脏脂肪面积下降了8%，但两组并未达到统计学显著差异。与之相对应的是，高强度间歇训练使腰臀比显著下降，而中强度持续训练并无此效果，而腰臀比也是反映内脏脂肪含量的一个间接评价指标[29]。 另外，两种训练方案均可以减少腹部皮下脂肪的面积， 但高强度间歇训练的效果更加明显。 我们的实验设计使用靶心率控制运动强度，通过心率-摄氧量的对应关系计算每次运动中的摄氧量， 并通过调整运动时间使两组具有一致的运动耗氧量，因此以上的研究结果初步提示，高强度间歇训练虽然与中强度持续训练具有同样的减少整体脂肪含量的效果， 但在减少腹部内脏脂肪含量和皮下脂肪含量方面具有更好的效果。 由于两种训练方案减少整体脂肪量的效果相似， 而高强度训练方案在减少腹部脂肪量方面效果更好， 理论上中等强度持续训练方案在减少腹部以外部位脂肪量方面可能具有更好的效果，但本研究所测数据尚不能证实是哪些部位。今后可以进一步研究，使用双能X线对身体各个部位进行扫描， 以明确两种训练方案对身体不同部位脂肪含量的影响。

目前有关高强度间歇训练对肥胖人群干预效果的研究较少。 Tjonna等[33]对肥胖青少年（Fat%： 40.6% ±5.3%）进行高强度间歇运动干预（2天/周）3个月，Fat%下降了1.3%，而在另一项对肥胖青少年的干预研究中，同样是2天/周，Fat%13周后下降了2.0%[23]。 对肥胖成年人的研究也可以证实间歇训练的效果，如Schjerve等对中年肥胖人群 （46.9 ± 2.2 岁；Fat%：40.6% ± 1.4%）进行12周的干预（3天/周），Fat%下降了2.2%[34]。 在我们的研究中，Fat%下降了9.9%， 优于前人研究中的干预效果，可能与干预频率（4天/周）有关，也不能排除年龄、性别、肥胖度等因素的差异。在一项受试者同样为青年肥胖女性的研究中，运动频率为5天/周，12周后Fat%同样下降了9.9%[25]， 我们并未检索到高强度间歇训练对腹部内脏和皮下脂肪干预效果的报道， 也未发现比较耗氧量一致的中低强度持续训练干预效果的研究。

由于脂肪的消耗主要在中低强度运动下进行，因此传统的观点认为减肥应该在中低强度下长时间运动以达到消耗脂肪的目的， 而高强度运动由于消耗的主要能源物质为糖而非脂肪， 因此很少作为减肥措施使用。实际上，运动过程中消耗的能量对于减肥来说并非全部，运动后能量的消耗同样起作用。 无论是低强度运动还是高强度运动， 其运动后过量氧耗的能量来源均主要为脂肪，而运动后的过量氧耗与运动强度正相关，因此高强度运动虽然运动时间较短， 但其运动后过量氧耗的总量并不低[18,19]，这可能就是高强度运动减肥效果的重要原因之一。本研究中，两种运动方案的耗氧量一致， 高强度运动虽然时间较短但在减少整体脂肪含量方面与中强度运动相同， 可见对于整体脂肪含量的影响，运动量起到关键作用，这与其他研究的成果也是一致的[28,35]。 但是，不同部位的脂肪可能对于运动处方的各种因素敏感程度并不相同，从本实验结果来看，腹部脂肪对于运动强度的影响更加敏感。 我们的研究数据尚不能很好的解释出现这种现象的原因， 但根据前人的研究成果可以推测， 这可能与高强度运动动员了更多的脂肪分解激素， 而内脏脂肪对这些激素的敏感性更强有关[28]。 确切的机制尚需进一步证实。

VO2max是评价心血管机能的重要指标， 而心血管机能是健康体适能的重要部分，与健康关系密切[36]。 我们的研究结果显示， 高强度间歇训练使VO2max提高了14%，而中强度持续训练提高了14.5%，二者提高幅度无显著性差异。值得注意的是，在我们所测试的所有指标中，只有血清低密度脂蛋白一个指标，中强度持续训练使其降低，而高强度间歇训练并无效果，而对其他所有指标的影响， 高强度间歇训练均与中强度持续训练相似，甚至高强度改善作用更加明显。以上的结果提示我们，与耗氧量相同的中强度持续训练相比，高强度间歇训练在改善健康危险因素方面效果更好。

vaspin和visfatin是近年来发现的两种脂肪组织分泌的细胞因子，具有类胰岛素作用，肥胖和2型糖尿病人群血液中这两种脂源性细胞因子的浓度会升高[37]。运动能否影响vaspin和visfatin鲜有报道。 在本研究中，两种训练方案干预前后，血清vaspin和visfatin均无显著性差异。 其他的运动方案是否可以影响这两种细胞因子， 以及其他人群是否与本研究中人群结果相同值得进一步研究。

本研究对比了高强度间歇运动和中强度持续运动训练的减肥效果， 初步证实了高强度间歇运动的减肥效果，并发现其在减少腹部脂肪方面的更好效果。但由于研究对象均为年轻肥胖女性，且肥胖程度均为轻度，其他性别、 年龄和肥胖程度的人群是否也具有这样的效果并不确定。 另外，本研究并未设计空白对照组，鉴于此，我们筛选的研究对象在运动干预前3个月体脂均比较稳定，而实验期间除进行运动干预外，其他的日常活动和饮食情况均无改变， 其体脂自行改善的可能性小，因此本研究仍能说明两种训练手段的效果。

4 结论

高强度间歇训练可以降低青年肥胖女性腹部内脏脂肪含量， 而相同耗能量的中强度持续训练却无此效果； 高强度间歇训练与中强度持续训练均可减少腹部皮下脂肪，但前者效果更明显；高强度间歇训练与中强度持续训练均可降低fat%和全身脂肪含量， 且效果无差异。

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