HIIT对成年人心肺功能影响的meta对比分析

王斌



HIIT对成年人心肺功能影响的meta对比分析

王斌

（南京信息职业技术学院，江苏 南京 210023）

目的：分析高强度间歇运动（HIIT）对成年人心肺功能的影响。方法：以“HIIT”“高强度间歇运动、训练”等为关键词）检索相关数据库，搜集相关文献，并设定研究纳入和剔除标准，提取各研究VO2max变化值（±），通过Rev Man 5.3进行meta分析。结论：HIIT能有效的改善成年人的心肺功能，是一种安全有效的改善成年人心肺功能的运动方式。

HIIT；心肺功能；meta分析

1 研究方法

1.1 文献检索

以“HIIT”和“高强度间歇运动/训练”为主题词（关键词）检索知网、万方、百链，以(“HIT”或“high intensity”或“interval training”或“interval exercise”)和(“maximal aerobic power”或“maximal oxygen uptake”或“aerobic capacity”或“VO2max”)为主题词（关键词）对PubMed、Ebsco、Springer Link、Science Direct进行检索。

1.2 研究纳入和剔除标准

1.2.1 研究纳入标准

所有文献出自期刊，实验前和实验后数据VO2max用表示；受试对象年龄≥18岁；受试对象未受过系统训练或未曾规律参与运动的普通人（包括健康、久坐、超重和肥胖人群），但是未患有其他慢性疾病；文献有多组数据按照多项研究进行分析。

1.2.2 研究剔除标准

缺乏必要实验数据、无对照组或控制组、或者CMT运动强度>80%VO2max；文献是会议论文或者只有摘要；文献既不是中文也不是英文；研究数据与其他文献数据重复则视为同一研究；研究中同一组除采用运动干预外还采用其他干预措施，如：HIIT+抗阻训练、饮食等。

1.3 文献质量评估

采用经典Jadad评分量表对每项研究的质量进行有效评价，总分5分，规定得分1-2分视为低质量，3-5分视为高质量，得分指标包含是否随机、是否双盲、是否有退出者的数据。

1.4 数据提取

对筛选的文献进行数据提取，包括受试对象的特征（样本量、健康状况等）、运动干预的特征（运动持续时间、频率、方式、强度等）及心肺功能指标等。

1.5 统计处理

使用Rev Man 5.3进行meta分析，计算95%的置信区间(CL)。文章的异质性检验采用卡方检验（值）和一致性系数I进行综合分析，以卡方检验（值）为主，同质性时，采用固定效应模型进行分析，异质性时，采用随机效应模型进行分析。对文章发表偏倚检验，采用漏斗图进行分析。本研究数据为连续性变量，效应量单位统一以加权均差( WMD) 表示。

2 结果与分析

从1049篇文献（中文文献227篇、英文文献810篇、12篇出自参考文献，文献年限：1967-2016年）中筛选，最终35篇文献（1979-2015年）符合研究标准。实验周期为12天-24周，运动方式以跑步和骑功率自行车为主，受试对象包括健康人群（19篇）、久坐人群（8篇）和超重/肥胖人群（8篇）。

2.1 HIIT与不运动的控制组（CON）对VO2max的影响

2.1.1 HIIT对VO2max的整体影响

HIIT与CON对VO2max的影响的meta分析结果（表1），结果显示HIIT对VO2max的影响具有统计学意义（+4.85mL∙Kg-1∙min-1，<0.01），但是研究具有高度异质性（I=88%，<0.01）。

表1 HIIT对VOmax的影响

组别研究数量/项 样本量/人异质性检验及效应模型MD及95%CL HIITCONI2 /%p效应模型 总体效应**2023424077<0.01随机4.85[3.32-6.39]

注：MD：表示均数差；I：表示一致性系数；CL：表示置信区间；*：表示HIIT对VO2max的改善效果有显著性差异（<0.05）；**：表示<0.01；MD及95%CL的单位是mL∙Kg-1∙min-1。（下同）

对各研究进行敏感性分析，发现当剔除文献C Barnett [2004]后，一致性系数I=29%，=0.12，表明剩余各文献不具有异质性，提高了整体同质性程度。通过仔细阅读该文献，发现该研究控制组虽然没接受过系统训练和规律活动，但是平时有参与篮球、网球等体育项目的习惯，使得结果与HIIT干预组的影响相差不是很大。同时结果显示HIIT对VO2max产生显著的改善作用（+5.59mL∙Kg-1∙min-1，<0.01）。

2.1.2 不同亚组分析结果

不同健康状况人群亚组分析结果（表2）显示，HIIT对超重肥胖、久坐和健康人群的VO2max的提高都具有显著性效果（三者<0.01），且各研究不具有异质性（I分别为22%、11%、3%）。19项研究亚组分析结果表明不同运动周期的HIIT对VO2max的改善都具有显著性效果（<0.01）。大于8w的HIIT干预存在异质性（I=72%，=0.001），结果具有统计学意义（<0.01）；其他干预时间研究不具有异质性（I均为0）。不同work/rest比值亚组分析（表3）结果显示无论HIIT的work/rest的比值大小都能对VO2max的改善起到显著性作用（<0.05）。但是研究存在一定的异质性（I=43%，=0.04），不过总体结果具有统计学意义（<0.01）。

表2 不同健康状况、运动干预时间和work/rest比值亚组分析

健康状况结果运动周期结果work/rest比值结果 MD及95%CLMD及95%CLMD及95%CL 超重肥胖**3.83[2.25-5.40]（0，4w]**4.58[2.81-6.35](0，1/2]**4.70[3.14-6.26] 久坐**6.96[5.18-8.74]（4w，8w]**5.25[3.30-7.19]（1/2，1]*5.53[0.42-10.65] 健康**6.07[4.77-7.36]（8w，+∞）**5.66[3.24-8.08]（1，+∞）**5.32[1.81-8.82] 总体**5.59[4.72-6.47]总体**5.59[4.72-6.47]总体**5.12[3.70-6.53]

对性别进行亚组分析，结果（表3）显示无论男女VO2max都得到了显著性改善（<0.01）。其中男性各研究不具有异质性（I=0）；女性各研究具有异质性（I=68%，=0.003）。总体效果具有显著性差异（<0.01）。不同运动方式进行亚组分析结果（表3）跑步的研究有3项，结果表明对VO2max的改善有显著性效果（+3.35mL∙Kg-1∙min-1，<0.01），且各研究没有异质性（I=22%，=0.28）；骑功率自行车的研究有15项，结果具有统计学意义（+5.30 mL∙Kg-1∙min-1，<0.01），不过研究间存在高度异质性（I=82%，<0.01）。总体也存在高度异质性（I=82%，<0.01），不过其结果具有统计学意义（<0.01）。

表3 不同性别和运动方式亚组分析

不同性别结果不同运动方式结果 效应模型MD及95%CL效应模型MD及95%CL 男**固定5.05[3.39~6.71]跑步**固定3.35[1.60~5.11] 女**随机5.41[3.38~7.44]骑车**随机5.30[3.36~7.24] 总体**固定5.69[4.79~6.58]总体**随机4.84[3.26~6.42]

3 讨论

通过meta分析，结果显示，HIIT对VO2max的改善具有统计学意义（+4.85 mL∙Kg-1∙min-1，95%CL：3.32-6.39，<0.01）。进行不同类别的亚组分析，结果均表明HIIT对VO2max的改善具有显著性效果。

不同于对低强度持续运动提高VO2max机制的清楚认识，人们对HIIT促进VO2max提高的机制尚不清楚[1]，不过VO2max增加通常伴随着搏出量（SV）的增大，VO2max和SV之间有高度相关的关系[2]。Trilk等[3]通过4周HIIT明显提高久坐超重/肥胖受试对象的VO2max和亚极量运动时的SV（+11.4%，<0.05）。VO2max不仅反映心肺功能的健康状态，同时也反映出血管结构和功能的健康程度，有研究表明VO2max与血管内皮功能有正相关的关系（=0.54，<0.001）[4]。前人很多研究表明血管功能与心肺功能关系十分密切，Ramos[5]及其同事作了HIIT和CMT对血管功能影响的meta分析，结果表明HIIT对于血管功能的改善效果比持续运动更好，同时认为或许是因为这种原因HIIT对改善心肺功能、传统的冠心病危险因素、胰岛素敏感性、氧化应激等效果较持续运动更明显。血管内皮功能的好坏，表明血管的自我修复能力强弱，决定着血管能否维持循环系统的正常功能。

近期有研究表明即使在未达到体力活动推荐量的人群中，高水平的心肺功能或许能够减轻静坐少动相关的心血管疾病的风险[6]。通过本研究至少可以肯定的是HIIT能有效改善心肺功能。出于安全的考虑可能会影响人们参与HIIT。本研究的纳入人群不仅包括健康人群，而且还涉及久坐和超重肥胖人群，对不同健康状况亚组分析结果均表明HIIT对于心肺功能的改善具有显著性效果（<0.01），且在久坐和超重肥胖人群的相关HIIT研究中未报道出现不适症状。这也说明HIIT能够用于心血管病人且有良好的疗效。提示，通过有效的安全监督的HIIT是相对安全的，这为HIIT在实践中的应用提供更多的临床支持，同时也表明HIIT能得到更广泛的应用。

研究者进行HIIT试验通常采用跑步、骑车的运动方式，在实践推广中还需要探索新的方式，以增加运动形式的多样应，满足不同人群的需求。此外，由于一些特定的原因造成了本研究的局限性：

文献搜集不全，还有一些未发表的研究可能更有研究意义；一些问题尚待解决，如work/rest不同比值、HIIT的单次运动时间对实验结果的影响等，需要在以后的研究中进一步分析；采用Jadad评分量表对各文献进行评分，得分普遍很低，不能单单说明文献的质量差，可能Jadad评分量表不能很好地评估体育类文献质量。

4 结论

通过meta分析可以初步得出结论：HIIT对于成年人的心肺功能的改善是一种有效的方式，其运动方式通常以跑步、骑车为主，在有效的安全监督下是相对安全的。同时还发现HIIT的work/rest比值和单次高强度运动时间或许是影响HIIT效果的主要因素，其影响机理还是不清楚的。不过为了取得较好的运动效果，建议把HIIT的work/rest比值控制在1或者大于1。

[1]Mcrae G, Payne A, Zelt J G, et al. Extremely low volume, whole-body aerobic-resistance training improves aerobic fitness and muscular endurance in females [J]. Applied Physiology Nutrition & Metabolism, 2012, 37(6):1124-1131.

[2]Helgerud J, Høydal K, Wang E, et al. Aerobic high-intensity intervals improve VO2max more than moderate training[J]. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2007, 39(4):665-71.

[3]Trilk J L, Singhal A, Bigelman K A, et al. Effect of sprint interval training on circulatory function during exercise in sedentary, overweight/obese women[J]. European Journal of Applied Physiology, 2011, 111(8):1591-1597.

[4]Schjerve I E, Tyldum G A, Tjønna A E, et al. Both aerobic endurance and strength training programmes improve cardiovascular health in obese adults[J]. Clinical Science, 2008, 115(9):283-93.

[5]Ramos J S, Dalleck L C, Tjonna A E, et al. The Impact of High-Intensity Interval Training Versus Moderate-Intensity Continuous Training on Vascular Function: a Systematic Review and Meta-Analysis[J]. Sports Medicine, 2015, 45(5):679-692.

[6]Nauman J, Stensvold D, Coombes J S, et al. Cardiorespiratory Fitness, Sedentary Time, and Cardiovascular Risk Factor Clustering[J]. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2015（48）.

A Meta-Analysis of the Effects of HIIT on Adults’ Cardiopulmonary Fitness

WANG Bin

(Nanjing College of Information Technology, Nanjing 210023, Jiangsu , China)

王斌（1983-），山西太原人，本科，讲师，研究方向：体育教学与训练。