6周高强度间歇训练对超重/肥胖男青年循环骨钙素水平的影响

张立萌 卜淑敏 刘晓然

首都体育学院（北京100191）

静坐少动和高热量饮食引起的能量过剩被认为是导致肥胖的主要外界因素[1]。科学饮食和规律的有氧运动是预防和治疗肥胖的基石[2]。高强度间歇训练(high intensity-interval training，HIIT)是近些年来流行的高强度低运动量的新型运动训练方法，由于其具有省时高效的特点，不仅广泛应用于运动训练中[3，4]，也被推广到大众健身[5]和慢性疾病的干预中[6]。 骨钙素是一种能影响体脂分布和体质指数(body mass index，BMI)的骨源性激素，有研究表明，循环骨钙素与BMI之间存在显著的负相关[7，8]。目前有关运动对绝经后妇女[9]或中老年[10]人群骨钙素影响的研究报道较多，相比之下有关运动对青少年骨钙素影响的研究较少且大部分是急性运动干预[11-14]，或长期中等强度持续训练(moderate-intensity continuous training，MICT)干预[15，16]。尽管有证据表明，HIIT 在促进肥胖青年心肌代谢健康和血管功能改善方面具有积极效应[15，17]，但目前关于长期HIIT 对超重/肥胖青年人群循环骨钙素影响的研究还未见报道。鉴于此，本研究以超重/肥胖男青年为研究对象，观察6 周HIIT 对超重/肥胖男青年循环骨钙素水平及其相关骨代谢和糖、脂代谢指标的影响，旨在为大众健身或减肥塑形提供科学参考依据。

1 实验对象和方法

1.1 实验对象及分组

本研究共筛选了20 名符合实验要求的男性大学生。纳入标准：①身体健康，无任何急慢性疾病；②BMI处于超重(24≤BMI＜28 kg/m2)或肥胖(BMI≥28 kg/m2)[18]; ③无吸烟酗酒不良嗜好；④近半年除参加学校组织的体育课外，无其他规律运动；⑤自愿参加本研究，并填写关于生活方式和日常运动情况的调查问卷。排除标准：训练总次数少于18次或每次训练低于所要求的时间和强度。

按照随机数字法，将20名受试者分为运动组和对照组，每组10名。两组受试者年龄、身高、体重、BMI等基本资料见表1，两组间比较均无显著性差异，具有可比性。所有受试者在干预前均签署知情同意书，本研究方案得到首都体育学院道德伦理委员会的批准，批准号为YSDL20180503。

表1 受试者基本资料(±s)

表1 受试者基本资料(±s)

运动组（n=10）19.92 ± 2.70 178.00 ± 4.62 95.14 ± 12.56 30.03 ± 4.23年龄（yr）身高（cm）体重（kg）BMI（kg/cm2）对照组（n=10）20.16 ± 2.50 178.29 ± 2.45 94.86 ± 15.56 29.93 ± 4.70

1.2 训练方案

本研究的运动干预在首都体育学院运动与体质测定实验室进行。实验前一周，对运动组的受试者进行最大摄氧量(maximal oxygen consumption，VO2max)测试，根据VO2max测试结果找到测试峰值的90%和25%VO2max对应的负荷强度。运动方案参考文献[17]报道并进行适当调整，最终确定的运动方案见表2。前三周一次完整的运动流程如下：受试者首先在功率自行车上进行热身运动，5 min后进行1 min高强度蹬功率自行车运动(90%VO2max)，然后完全间歇1 min，重复以上循环15组后，放松5 min，每周3次，中间间隔时间不超过2 天。后3 周采用3 min 高强度蹬功率自行车运动(90%VO2max)和2 min 低强度蹬功率自行车车运动(25%VO2max)交替的训练方式，共6 组，每次30 min，每周3次，中间间隔时间不超过2天。运动期间受试者佩戴心率带监测运动强度，在运动过程中保持功率自行车踏板踩踏频率为50～60 r/min，并鼓励受试者一直保持此转速。具体情况还会根据受试者现场自我感觉及身体情况进行适当调整，确保实验顺利完成。实验过程中，受试者除了按照实验要求进行HIIT运动外，不进行其他形式的运动锻炼。对照组则不进行任何规律的运动干预。此外，实验期间要求所有受试者的饮食习惯和饮食量基本保持不变。

表2 高强度间歇训练方案

1.3 基本指标的测量

分别于运动干预前和末次运动干预后48小时，测定受试者的身高、体重和血压。身高、体重使用华聚超声波身高体重秤(DHM-16型，河南贰次方贸易有限公司)测量，并计算BMI，计算公式为：BMI=体重/身高2(kg/m2)。血压使用鱼跃台式水银血压计(A型，江苏鱼跃医疗设备股份有限公司)测量。

1.4 血清样本的采集和指标检测

分别于运动干预前和末次运动干预后48小时，清晨空腹状态下，实验人员带领受试者统一到北京市中关村医院进行抽血和血液指标检测，抽取每位受试者肘静脉血10 ml以制备血清，血清甲状旁腺激素、骨钙素、25-羟维生素D[25(OH)D]、钙、磷、总胆固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(triglyceride，TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、空腹血糖(fasting plasma glucose，FPG)、空腹胰岛素(fasting insulin，FINS)均由中关村医院检验科完成，所用仪器为Beckman Coulter AU 2700全自动生化分析仪或罗氏cobas e 601免疫测定分析仪。稳态模型评估胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment- insulin resistance，HOMA-IR)计算公式为：HOMA-IR=FPG(mIU/L)×FINS(mmol/L)/22.5[15]。

1.5 统计学方法

采用SPSS22.0统计学软件进行数据分析，计量资料采用±s表示。干预前、后各指标之间的比较采用配对样本t检验，运动组与对照组之间各指标的差异性采用独立样本t检验分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 HIIT干预对超重/肥胖男青年基本指标的影响

由表3可知，无论是干预前后组内比较，还是运动组与对照组组间比较，HIIT干预对超重/肥胖男青年的身高、体重、BMI、收缩压、舒张压等基本指标的影响均无统计学意义。

表3 HIIT干预对超重/肥胖男青年基本指标的影响

2.2 HIIT 干预对超重/肥胖男青年血清生化指标的影响

由表4可知，干预前，运动组与对照组各项血清生化指标差异均无统计学意义，组间均衡可比；干预后，运动组血清TC(P＜0.05)、LDL-C(P＜0.05)和钙(P＜0.01)水平低于对照组，差异具有统计学意义，而其他检测指标差异均无统计学意义(P＞0.05)。

由表4可知，与干预前比较，运动组受试者干预后血清骨钙素水平显著增加(P＜0.05)，25(OH)D(P＜0.01)、TC(P＜0.05)和LDL-C(P＜0.05)均显著下降。而甲状旁腺激素、碱性磷酸酶水平差异无统计学意义(P＞0.05)。与干预前比较，干预后对照组25(OH)D水平显著下降(P＜0.01)，而其他指标差异均无统计学意义(P＞0.05)。

表4 HIIT干预对超重/肥胖男青年血清生化指标的影响

3 讨论

BMI 是评价超重和肥胖的常用指标[18]。本研究结果表明，6 周HIIT 对超重/肥胖男青年的体重和BMI 没有显著影响。此结果与Gerosa-Neto等[16]报道的结果相似，即6周HIIT或MICT对无运动基础的肥胖男青年的体重和BMI没有影响。但Kim等[15]的报道显示，8周有氧运动能显著降低肥胖男青年的体重和BMI。同样，Khammassi 等[19]的研究也发现，12 周HIIT 能显著降低超重/肥胖男青年的体重和BMI。上述研究结果提示，要达到降低超重/肥胖男青年的体重和BMI 的效果，运动干预时间可能至少需要8周。

超重和肥胖易导致血脂异常，而运动是改善血脂紊乱的有效干预方式[15-17]。本研究结果表明，6周HIIT能降低超重/肥胖男青年的血清TC 和LDL-C 水平，但对TG 和HDL-C 水平没有影响。此结果与Kim 等[15]报道的结果不完全一致。Kim 等[15]的研究结果表明，8周有氧持续运动不仅能显著降低肥胖男青年的血清TG和LDL-C 水平，而且能显著增加其HDL-C 水平，但对TC 水平没有影响。与Kim 等的研究结果相似，Racil等[17]的研究结果也表明，12 周的HIIT 干预不仅能降低肥胖青年女性的血清TC和LDL-C水平，而且能增加其HDL-C水平。但Heydari等[20]的结果却表明，12周HIIT干预对超重青年男性的血清TC、TG、LDL-C 和HDL-C中的任何一项均无影响。可见，运动对超重/肥胖人群血脂水平的改善程度可能与运动方案、采用的血脂检测方法以及受试者的年龄、性别和BMI 有关[21]。本研究中，6周HIIT干预能降低超重/肥胖男青年的血清TC和LDL-C水平有一定临床意义，因为有研究表明[21]，血TC 和LDL-C 水平的下降能降低超重/肥胖人群冠状动脉心脏疾病发生的风险。

骨钙素是由成骨细胞合成和分泌的一种调节骨代谢的重要激素，大部分沉积在骨基质中参与骨的形成，与骨的新陈代谢速率有关；少部分被释放到循环血液中发挥内分泌作用，如促进胰岛素分泌[22]、提高胰岛素敏感性[23]、促进β-细胞增殖[24]以及影响肌肉对急性运动的反应等[25]。动物和人体实验均表明，较高的循环骨钙素水平与糖稳态调节改善和胰岛素敏感性增加相关[26，27]。相反，较低的循环骨钙素水平与肥胖人群和2型糖尿病人群的基础和餐后高血糖和胰岛素抵抗相关[28]。进一步有研究又表明，循环骨钙素可能与肥胖相关。骨钙素水平下降伴随腹部脂肪和BMI 增加，而腹部脂肪的面积和BMI与骨钙素呈负相关[7，8，29]。

运动能促进骨健康，降低代谢性疾病的风险。运动对骨和代谢健康的积极效应可能部分与骨重塑分子骨钙素的变化相关[15]。Kim 等[15]招募了39 名肥胖男性青年，对其进行了8周65%～75%VO2max运动强度的跑台运动训练。结果表明，8周有氧运动训练能显著增加肥胖男青年血清骨钙素水平，降低其FINS 水平和HOMA-IR，但对其FPG水平没有影响。本研究结果显示，虽然6 周HIIT 对超重/肥胖男青年的FPG 水平、FINS 水平和HOMA-IR 均没有影响，但能显著增加超重/肥胖男青年的血清骨钙素水平。本研究结果与Kim等[15]报道的循环骨钙素和FPG 结果相似，但与其报道的FINS 和HOMA-IR 结果不一致。此外，Nybo 等[30]的研究表明，12 周HIIT 干预可以有效降低受试者的FPG水平，但对FINS 水平没有影响。而Heydari 等[20]的研究结果表明，12 周HIIT 对超重青年男性的FINS 水平、FPG 水平和HOMA-IR 均没有影响。造成上述不同学者研究结果不同的原因，一方面可能与每周运动量不同有关，Houmard 等[31]发现，每周锻炼约170 分钟的训练比每周锻炼约115分钟的方案更能提高胰岛素敏感性，本研究受试者的周锻炼时间约120分钟，Heydari等[20]受试者的周锻炼时间约60分钟，可能不足以对超重/肥胖男青年的FINS 和HOMA-IR 产生积极影响；另一方面，受试者糖代谢生物化学参数的变化可能需要更长期的HIIT 来诱导[32，33]。此外，这种差异也可能与运动方式有关，因为Kim 等[15]采用的是跑台运动干预，本研究和Heydari 等[20]采用的是功率自行车运动干预，跑台运动是全身运动，功率自行车是局部下身运动[34]。

本研究尚有一些局限性：首先，受试者的数量有限；其次，运动时间较短；再次，没有精准控制受试者的饮食，只是要求受试者在运动期间保持其饮食、体力活动等生活习惯不变。

4 结论

6周HIIT干预可以增加超重/肥胖男青年的循环骨钙素水平，降低其血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平。