李红梅 张一民 赵丽 宋亚锋 于晶晶 毛杉杉
1 北京体育大学体质与健康教研室(北京100084)
2 北京体育大学运动生理教研室(北京100084)
3 北京体育大学运动医学教研室(北京100084)
肥胖是指体脂含量过多,并伴随“肥胖综合征”,如胰岛素抵抗、血脂异常、高血压等[1]。相比于体质指数(body mass index,BMI),体脂百分比(percentage of body fat,PBF)更能真实反映个人体脂水平[1-3]。一些BMI 正常(18.5~23.9)的人,其体脂含量却超标(PBF≥30%),但未必会表现出“肥胖综合征”。对上述体脂特征的个体,用“体脂过多”来代替肥胖,更客观、准确。除了体脂含量,体脂分布也与健康密切相关,相比于体表、臀、腿部脂肪过多,腹部脂肪过多与肥胖相关代谢性疾病的罹患率增高更密切相关[4-6]。在“减肥”过程中,不仅要关注体重的变化,更要关注PBF和体脂分布的改变。
运动配合饮食控制是最经济、有效、副作用小且反弹小的减肥手段。减肥的运动方式可多种多样,瑜伽是大众认可并喜爱的有氧健身运动,练习瑜伽对人的身心健康皆有益[7]。有研究显示,瑜伽属于较低强度的有氧运动,总体达不到美国运动医学会(American College of Sports Medicine,ACSM)有关控制体重的运动强度[≥65%最大心率(maximum heart rate,HRmax)]要求和能量消耗(energy expenditure,EE)(一次约消耗250~300 kcal)的建议[8]。但是,也有研究显示,瑜伽的站立位体式、太阳致敬式及Vinyasa(由几个体式组成的串联体式,可作为体式间的过渡序列)等的能量消耗较大[9-12]。以行云流水般的动作组合而得名的流瑜伽,可将这些能量消耗较大的体式串联起来。本研究假设:通过长期练习流瑜伽,可达到减脂效果。国外有关瑜伽的研究中,仅有几项涉及瑜伽的能量消耗,但也只是测量了单一瑜伽动作和/或哈他瑜伽[8-10,12,13],而针对流瑜伽能量消耗的研究尚未见到。国内虽有流瑜伽改善体脂、体重及BMI 的报道,但均未涉及能量消耗,也未涉及与慢性疾病联系更紧密的腹部脂肪量[14,15]或者PBF[16]。而且,以上研究均未对受试者日常饮食和体力活动进行记录和控制。
因此,本研究以流瑜伽为切入点,测量体脂过多女大学生练习流瑜伽的能量消耗,探究8 周流瑜伽的减脂效果,以期为流瑜伽的减脂效果提供参考依据。
筛选BMI 正常(18.5~23.9)但体脂过多者(PBF≥30%),同时考虑到体脂过多对运动的影响,故本研究纳入条件为:(1)30%≤PBF<40%,无肥胖综合征;(2)在校生,自愿且能全程参加此次研究,3 个月内无瑜伽练习经历;(3)低水平体力活动者,经加速度计(New Lifestyles NL-2000,美国)监测能量消耗,符合国际体力活动问卷(www.ipaq.ki.se)中的低水平体力活动标准(<600 MET-分钟/周),排除条件为:(1)有运动试验禁忌症、严重心脑血管疾病、骨骼肌肉异常、伴随高血压或糖尿病等其他慢性病的患者;(2)中、高水平体力活动者。招募并筛选健康、体脂过多、学科专业女大学生30名(20.67 ± 0.76岁)。受试者签署知情同意书后,将其随机(抽签法)分为瑜伽组(n=15)和对照组(n=15)。本研究实验方案获北京体育大学伦理委员会批准(2019014H)。
1.2.1 研究过程
第1 周:(1)筛选受试者,签署知情同意书;(2)所有受试者测量Andriod 区(A 区)脂肪量、Gynoid 区(G区)脂肪量、全身脂肪量、PBF、体重和BMI(空腹);(3)瑜伽组进行90 min/次、4 次/周的流瑜伽练习,为适应阶段。
第2 周:(1)测量一次流瑜伽练习的能量消耗,在安静时、练习90 min 流瑜伽过程中,瑜伽组受试者带上便携式气体代谢仪,测量摄氧量(oxygen uptake,VO2)、二氧化碳呼出量(carbon dioxide expiration,VCO2)、呼吸交换率(respiratory exchange rate,RER)、代谢当量(metabolic equivalent,MET)、安静状态及运动中的EE;(2)测试瑜伽组最大摄氧量(maximal oxygen uptake,VO2max)及心率以作运动强度监控。
第3~10周:瑜伽组进行90 min/次、4次/周、共8周流瑜伽干预;对照组保持原有体力活动水平,不进行任何规律的运动。期间监测饮食、体力活动及体重。
第11 周(瑜伽干预结束后):所有受试者测量A 区脂肪量、G区脂肪量、全身脂肪量、PBF、体重和BMI(空腹,与第2周测试时间对应)。
1.2.2 主要仪器及使用方法
所有测量和测试均按照标准流程进行,且干预前、后均由相同专业人员完成。
(1)身高:用身高计(健民,中国)测量身高(精确到0.1 cm),测两次,取平均值;
(2)A区脂肪量、G区脂肪量、全身脂肪量、PBF、体重及BMI:采用GE-Lunar(GE,美国)测试仪,进行全身扫描,计算机自动识别A区和G区,如图1所示。测试要求受试者晨起空腹,测两次,取平均值。BMI=体重(kg)/身高2(m2)。
图1 A区和G区扫描区
(3)EE(仅对瑜伽组测试):采用Meta Max 3B便携式气体代谢仪(Cortex,德国),运动时EE 指因某项运动而引起的净EE,即总EE 减去同一时间内安静状态下的EE。
具体操作:1)仪器预热约20 min,测试前进行仪器和周围气体校准,根据测试对象的脸型、大小选择合适的呼吸面罩,涡轮口和面罩对接好,防止漏气。调整好采样线和氧传感线的位置,避免交叉。2)安静EE的测定:研究对象于饭后2~4 小时到测试场地进行测试。要求受试者平静仰卧或静坐30 min 后开始测量。测试前询问其每周运动状况,选择相应的呼吸面罩,然后进行周围气体的校准。校准通过后,给受试者佩带仪器准备测试。静坐测量15 min,取中间10 min平稳阶段数据作为安静EE。3)在90 min的流瑜伽课程中,全程佩戴便携式气体代谢仪,系统自动记录VO2、VCO2、RER、MET、安静状态及运动中的EE。
(4)VO2max(仅对瑜伽组测试):用Meta Max 3B 便携式气体代谢仪(Cortex,德国)和跑台(H/P/Cosmos,德国),采用改良Bruce 运动负荷试验方案测试,观察并记录运动过程的VO2max及心率(Polar T31,芬兰)。
1.2.3 流瑜伽练习
流瑜伽干预为90 min/次,4 次/周,共8 周,每次包括10 min冥想和呼吸练习、70 min体式练习和10 min放松术。运动强度为50%~70% VO2max,心率控制在120~150 次/分。每次练习开始从两遍太阳致敬式开始,核心体式为自选瑜伽体式编排成一套流瑜伽,核心体式间用Vinyasa进行连接。
练习后询问受试者主观疲劳感,以做体式调整。对体力较差者,通过辅助或者稍微降低难度来使其坚持。所有流瑜伽课程由具有3年以上资历的瑜伽教练教授。对照组被告知在整个干预结束之后,如有意愿可以参加本研究设计的瑜伽课程。
1.2.4 质量控制
在正式干预之前,由专业营养师指导受试者记录每日饮食日志,并拍照上传饮食图片;由研究者指导佩戴加速度计,并嘱咐所有受试者每日定时(晨起便后)称体重,记录并拍照上传。在运动干预期间,两组受试者不改变原有饮食和运动习惯,在此基础上,瑜伽组除了练习流瑜伽之外,不参与其他形式的运动计划。
饮食及体力活动监控,参考Villareal等[17]研究的监控方法,以周为单位,共分三个阶段实施:(1)初期:第3、4 周,即运动干预的第1、2 周。(2)中期:第7 周,即运动干预的第5 周。(3)后期:第10 周,即运动干预的第8周。
初期:专业营养师根据受试者的饮食日志和饮食图片,计算一周能量摄入[18,19],结合其体力活动和体重情况,督促辅导其保持饮食和运动习惯;对不能保持者进行重点辅导,可提供食物等价交换表等以便实现饮食控制的目标。
中、后期:监测每日饮食日志、体力活动及体重情况,保证干预的依从性佳。不能保持饮食和运动习惯的受试者的数据不纳入统计。
所有数据用均数± 标准差(±s)表示。采用独立样本t检验,比较各指标干预前水平的组间差异。采用单因素协方差分析,比较各指标干预后水平的组间差异,即以组别为自变量,各指标干预前的水平为协变量,上述各指标干预后的水平为因变量,进行单因素协方差分析。所有分析均在SPSS 25.0 统计软件上完成。P<0.05为差异具有统计学意义。
经独立样本t检验,干预前,两组受试者的年龄、身高、体重、BMI及PBF无显著性差异。见表1。
表1 受试者基本信息
练习流瑜伽时VO2、VCO2、RER、MET 和EE 均较安静时增加。其中,代谢当量为4.7 MET,为中等运动强度;净能量消耗(运动EE-安静EE)为3.29 ± 0.14 kcal/min。见表2。
表2 瑜伽组的能量代谢情况
经单因素协方差分析,干预后,瑜伽组A区脂肪量(F=11.269,P<0.01)、全身脂肪量(F=13.387,P<0.01)、PBF(F=17.618,P<0.01)、体重(F=4.339,P<0.05)及BMI(F=4.154,P<0.05)显著低于对照组。见表3。
本研究采用便携式气体代谢仪测量能量消耗等指标,得到的实验结果如表2 所示:练习流瑜伽时,体脂过多女大学生的VO2、VCO2、RER、MET和EE都明显增加,运动强度为4.7 MET,已达到中等强度(3~6 MET)标准;且净能量消耗约为3.29 kcal/min,90 min流瑜伽净能量消耗达296.1 kcal,能达到ACSM 推荐的有关控制体重的强度(中等强度以上)要求和能量消耗(一次约消耗250~300 kcal)建议,验证了前言中提出的本研究假设。
Clay[8]的研究表明,包含12个体式的太阳致敬式是全身性练习,其心率可达66.99% HRmax,能量消耗为3.76 kcal/min。Hagins 等[13]的研究也显示,受试者练习太阳致敬式的心率≥65% HRmax、EE>3.2 kcal/min。以上研究所采用的仪器不尽相同,直接或间接测得的受试者练习太阳致敬式的心率和EE略有差异,但均表明太阳致敬式可达中等强度,多加练习可提高能量消耗。Tsopanidou 等[9]的研究显示,受试者在练习90 min的连接体式(Vinyasa)中,心率可达到68.8%~71.7%HRmax,并持续60 min 以上,其中,女性的平均心率可达70.4%~74.1% HRmax,属于中等强度运动。还有研究显示,站立位体式的强度较大。总体来说,一节90 min 的常规瑜伽大概消耗200 kcal 的热量,若增加太阳致敬式、站立位体式及Vinyasa,就能增加能量消耗[8,10,13]。
流瑜伽可通过能量消耗较大的Vinyasa 将核心体式紧密串联,若同时增加能量消耗较大的站立位体式和太阳致敬式等,可增加运动的能量消耗[9-12]。本研究每次瑜伽体式练习都以两遍太阳致敬式热身开始,所选取的瑜伽核心体式包括站立位(三角式、战士系列、幻椅式、新月式等)、跪立位(骆驼式、婴儿式等)、坐立位(扭转、船式等)、仰卧位(反台式、仰卧扭转等)、俯卧位(弓式、蝗虫及变式、侧板式等)。每次核心体式包括前屈体式、后弯体式、平衡体式、扭转体式和倒立体式,核心体式之间使用Vinyasa 串联,让体式过渡更加流畅,注重提高平衡、力量、柔韧和耐力等素质。这些体式动作对心肺耐力及全身大部分肌肉的耐力要求较高,再配合瑜伽特殊的呼吸,对肌肉和心肺都产生较强的刺激[9,12],故能增加机体能量消耗。此外,通过加快体式练习的速度、增加体式练习经验也可以增加能量消耗[11],本研究在实验开始第一周为适应期,待受试者对瑜伽体式熟悉后再测试能量消耗;后期,随着受试者熟练程度和体力的增加,缩短了其在每个体式停留的时间,加快了其练习的速度。
体重减少是减肥的一个直观指标,相比于体重和BMI,PBF、体脂分布能更准确地反映个体的体脂水平及预测心血管疾病的风险[1-3,20]。本研究采用双能X线吸收法测量体脂,能够准确地测量脂肪含量及体脂分布[21-23]。从表1 可知,干预前,两组BMI(22.40 ± 2.66 vs.22.73 ± 3.27)都属于正常范围,但其PBF(33.27%± 3.65% vs.32.43% ± 4.38%)均较高,属于体脂过多。如图1所示,A区位于上腹部,G 区包括臀部和大腿的一部分。相比于臀、腿部脂肪过多,腹部脂肪堆积过多会显著增加心血管疾病和胰岛素抵抗的风险[5,6,20,24]。经过90 min/次、4次/周、共8周的流瑜伽练习,瑜伽组A区脂肪量显著下降(平均减少8.42%),G区脂肪量却无显著改变,提示中等强度的流瑜伽能有效改善脂肪分布,减少腹部脂肪量,但对臀、腿部脂肪量影响较小;而且,干预后,与对照组相比,瑜伽组全身脂肪量、PBF、体重和BMI也显著减少。
国内有学者研究显示:14~18 周流瑜伽(冥想、调息、体式练习及放松术)可以显著降低非体育专业女大学生[14]、中年女性[15]、健康女大学生[16]的全身体脂量、PBF、体重、BMI 及腹部皮褶厚度,本研究结果与其一致。国外一些研究与本研究结果不同:8 周哈他瑜伽(60 min/次,4 次/周)未改善健康年轻人(22.1 ± 0.8岁,9 女1 男)的体重、全身脂肪量、BFP 及去脂体重水平,但该研究未设置对照组[25]。8 周瑜伽(60 min/次,2次/周)对进食障碍患者BMI 没有显著影响[26]。这可能与上述研究采取的瑜伽类型、强度及练习时长[25],以及受试者为特殊饮食紊乱的人群[26]等因素有关。运动改善体脂取决于运动的强度、时长、频率等要素,长期能量负平衡才能达到改善体脂的效果。
本研究流瑜伽干预采用的太阳致敬式、Vinyasa 串联体式可显著增强心肌、呼吸肌以及其他包括上、下肢肌肉等的功能,从而增强摄氧和利用氧的能力[9,12]。其他包括三角式、三角扭转式、上犬式、骆驼式、狂野式等体式动作,这些体式作用于肌肉,促使其伸缩、扭转,刺激全身尤其是腹部肌肉、脂肪等组织,还可以改善肌肉内血液更新循环,有助于脂肪的消耗和肌肉变得更加紧致,达到减脂塑形的效果[16]。此外,通过练习瑜伽,可以改善受试者大脑控制食欲的中枢,促进激素的释放,从而减少进食以及暴饮暴食[27]。有研究显示,女性在运动过程中消耗脂肪较快,在运动结束后吸收和储存脂肪也较快,会抵消部分运动时消耗的脂肪,所以减脂是一个长期的过程[28]。
结论:(1)流瑜伽可达到中等运动强度,且一次90 min 流瑜伽的净能量消耗可达到ACSM 关于控制体重的每次能量消耗推荐值;(2)8 周流瑜伽干预可降低体脂过多女大学生的全身及腹部的脂肪量、体脂百分比、体重及BMI,即流瑜伽不仅能减脂,还能改善其脂肪分布。
建议:本研究仅对流瑜伽的EE 进行了测量,今后的研究可以对其他瑜伽形式的能量消耗进行测量。若要增加瑜伽的能量消耗,可适当增加站立位体式、太阳致敬式及Vinyasa 串联体式等的练习。