低氧训练改善肥胖青少年身体成分、血脂和血压效果的Meta分析

汤 盈

(宿州学院,安徽 宿州 234000)

目前，我国肥胖率逐渐增加，肥胖率的增加必然会造成高血压、冠心病、糖尿病、心血管疾病和代谢综合症等诸多疾病。而世界卫生组织发文称不健康的饮食和缺乏一定的身体锻炼会造成慢性非传染性疾病[1]。有研究发现，肥胖儿童在过去的40年中增长了近10倍，据预测到2022年全球肥胖儿童将会超过重度偏瘦人群[2]。

青少年肥胖问题俨然成为全球所关注的问题，如何进行有效的控制体重和减肥成为当下研究的主要话题。目前，肥胖青少年减肥或控制体重的手段除药物和手术治疗外，主要采取增加身体活动量和限制日常能量摄入两种方法。然而运动是当前最安全、娱乐性较强、无副作用的锻炼方式，肥胖人群长期进行适当的体育锻炼对减肥具有一定的改善效果[3，5]。国内外研究发现肥胖青少年坚持参加体育锻炼能够降低体内血清甘油三酯45%左右，且能够有效避免因节食减肥导致的低血压、营养不良等症状，处于青少年最理想的减肥方式。然而，竞技体育领域中，曾采取高原训练方法提高运动员的竞技成绩，而后发现高原训练导致运动员的身体成分发生变化。因此，专家采用低氧训练的方法对肥胖青少年进行研究与干预。研究发现，低氧训练可使自身心率逐渐升高、基础代谢率增加，消耗更多的能源物质[4]。 Park HY[6]和Balykin[7]等认为低氧训练提高了氧运输系统各个环节的功能，同时对心脏做功量和改善青少年肥胖具有促进作用。Macdonald[8]、Netzer[9]、杨贤罡[10]等学者采用低氧训练与常氧训练干预肥胖青少年的效果进行比较研究，发现运动后低氧训练对肥胖人群的减肥效果优于常氧训练。但是，相关实证研究存在分歧，认为低氧训练对改善青少年肥胖的效果不显著[5,11]。研究结果的差异性给运动处方的制定带来难题，有必要进行合并效应分析。因此，本研究采用元分析方法对低氧训练改善肥胖青少年身体成分、血脂和血压指标的相关研究进行定量分析，以验证以下假设：H1：低氧训练与常氧训练相比，对改善青少年身体成分具有明显的效果； H2：低氧训练与常氧训练相比，对改善青少年血脂和血压具有更加显著性的效果。以期为低氧训练减控青少年体重提供询证依据，同时探讨低氧运动减肥的生理学机制，为低氧运动减肥提供理论支撑。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

通过中国知网、万方、维普、Web of Science、PubMed、EBSCO以及Medline等中英文数据库。中文检索词为：“低氧训练”、“肥胖”、“青少年”、“身体成分”、“血脂”以及“血压”。英文检索词为：“Hypoxia training” 、“Hypoxia exercise”、 “Plateau training”、“Obesity”、“Adolescent?”、“Youth”、“Body Composition”、“Blood lipids”以及“Blood pressure”。

将查阅的文献导入Endnote X9软件进行整理与归纳。为了对本次查阅的文献进行有效的筛选特邀2名研究青少年肥胖专家进行评估，且根据专家以往的经验对本次纳入的文献进行了筛选，如果两名专家的意见或建议不同时，应由第三名专家再次进行筛选。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：

1)研究对象：单纯性肥胖青少年；

2)运动干预：必须为低氧组和常氧组。低氧组：在自然或者人工模拟低氧环境进行干预；常氧组：在平原上进行干预，海拔高度大约为20-60m范围。

3)结局指标：身体成分包括体重、BMI、BFR、体脂含量4项结局指标；血脂包括TC、TG、HDL-C和LDL-C 4项结局指标；血压指标：收缩压(SBP)和舒张压(DBP)。

排除标准：

1)排除会议类、综述类文献；

2)排除重复发表的文献；

3)无法获取全文的文献；

4)无法提取结局指标的文献。

1.3 文献质量评价

对纳入的11篇文献进行文献质量评估。借助于Review Manager 5.3软件，运用Cochrane风险评估工具从随机分配方法、分配方案隐蔽、盲法、结果数据的完整性、选择性报告研究结果以及其他偏倚来源等6个方面进行文献质量评估。且将其分为3个等级：A级(满足4个及以上条目低风险)、B级(满足2-3个条目低风险)、C级(满足1个或没有条目低风险，可能发生偏移)。图1文献风险偏倚显示：绿色低风险部分所占整体比例较高，在纳入的11篇文献中，10篇文献评定等级为A，1篇文献评定等级为B，文献质量较高。

图1 文献偏倚风险评估图

1.4 文献编码

对纳入的11篇文献进行数据提取并编码，数据提取的主要内容：第一作者、发表年限、低氧组和常氧组的样本量、结局变量、干预方式、低氧训练环境。且文献基本特征见表1。

表1 纳入文献基本特征

最终纳入的11篇文献，其中8篇中文文献，3篇英文文献，文献跨度为2012-2018年，共有285名(低氧组143名，常氧组142名)肥胖儿童青少年参与此项研究，年龄跨度为13-24岁。干预方式：有氧运动、间歇运动、有氧运动联合抗阻运动；干预周期为4-8周；运动频率为3-7d/周，1-4次/天；每次运动时间50-150min不等；运动强度主要分为4个等级：低强度运动、中等强度运动、大强度运动和极量强度运动[23]。根据Karvonen方程来[24]确定运动时靶心率：靶心率=静息心率+心率储备×运动强度，心率储备=最大心率-静息心率，最大心率=220-年龄，根据此公式来推算运动强度。结局变量包括4项身体成分指标和6项血液生化指标。

1.5 统计学方法

采用Stata16.1分析软件对最终纳入的文献进行Meta分析，如果P>0.1，I2<50%，提示纳入的文献具有同质性，采用固定效应模型进行Meta分析；若 P<0.1，I2≥50%，提示纳入的文献具有异质性，采用固定效应模型进行Meta分析。假如异质性明显时，需进行亚组分析或敏感性分析，最后通过Egger线性回归判断是否存在文献发表偏倚。

2 研究结果

2.1 Meta分析

2.1.1 低氧训练对肥胖青少年身体成分干预效果

表2异质性检验结果显示：纳入同类研究在体重、BFR、体脂重3项身体成分结局变量之间存在异质性(P<0.1，I2>50%)，采用随机效应模型进行合并效应分析；在BMI指标变量中，Q=11.37，P=0.123>0.1，I2=38.14%<50%，因此应采用固定效应模型进行分析。主效应检验结果显示：在体重指标上，低氧训练与常氧训练相比，Z=3.39，P=0.001，SMD=1.021，95%CI=(0.430，1.621)，能够显著性降低肥胖青少年体重；在BMI指标上，低氧训练与常氧训练相比，Z=3.18，P=0.001，SMD=0.449，95%CI=(0.173，0.725)，能够显著性降低肥胖青少年BMI；在BFR指标上，低氧训练与常氧训练相比，Z=2.93，P=0.003，SMD=1.309，95%CI=(0.432，2.186)，能够显著性降低肥胖青少年BFR；在体脂含量指标上，低氧训练与常氧训练相比，Z=2.29，P=0.022，SMD=0.867，95%CI=(0.125，1.609)，能够显著性降低肥胖青少年体脂含量。综上说明，低氧训练与常氧训练相比，能够有效降低肥胖青少年的体重，研究假设H1获得支持。

表2 身体成分结局变量主效应检验结果

2.1.2 低氧训练对肥胖青少年血脂和血压指标干预效果

表3异质性检验结果显示：纳入同类研究间在TC、TG、HDL-C、LDL-C4项血脂指标和SBP、DBP 2项血压指标变量上存在异质性(P<0.1，I2>50%)，因此，采用随机效应模型进行合并分析。主效应结果显示：在TC、TG、HDL-C 3项血脂指标上，低氧训练与常氧训练干预肥胖青少年效果相比，不存在显著性差异(P>0.05)；在LDL-C指标上，低氧训练与常氧训练相比，Z=1.93，P=0.046，SMD=-0.644，95%CI=(-1.278，-0.010)，说明低氧训练在降低LDL-C浓度水平上显著性低于常氧训练干预效果；在降低肥胖青少年血压(SBP和DBP)指标上，低氧训练与常氧训练相比，并未起到更加显著性的效果(P<0.05，SMD<0)。综上，研究假设H2低氧训练降低肥胖青少年血脂和血压方面未获得支持。

表3 血脂和血压指标结局变量主效应检验结果

2.2 发表偏倚检验

本研究对纳入的文献进行发表偏倚分析，采用Egger’s回归分析对本次纳入文献的结局变量进行分析。Egger’s回归分析是以线性回归方程的形式来进行分析，倘若结果接近于0，表明本次纳入的文献存在发表偏倚，若P>0.05且包含0，则表明本次纳入的文献不存在发表偏倚。

对于肥胖青少年的结局指标体重、BMI和LDL-C，表4结果显示：纳入的文献所对应的P<0.05，存在明显的发表偏倚；而在BFR、体脂含量、TC、TG、HDL-C、SBP和DBP指标中，纳入的文献所显示的P>0.05，表明不存在发表偏倚，且结果具有可靠性。

表4 Egger’s 线性回归分析结果

2.3 异质性来源探讨：Meta回归分析

由异质性检验得知纳入元分析的文献之间存在明显的异质性，因此，本研究通过对可能造成异质性的研究进行Meta回归分析，期望找到异质性的来源，以各项研究标准化的效应量为Y变量，分别对每项研究特征进行编码，再设定为X变量进行单因素Meta回归分析。表5 Meta回归分析结果显示，发表年限、样本含量、运动强度、运动周期和自然或模拟海拔高度5项研究特征均对研究间异质性没有显著性影响，而在研究对象性别(β=0.052，P=0.046)和运动干预形式(β=-0.504，P=0.005)是纳入研究间异质性的来源。

表5 单因素Meta回归分析结果

2.4 文献敏感性分析

本研究借助于“metainf”命令对纳入的报告体重结局变量的10篇文献进行敏感性分析(图2)，纳入文献的总e^coef.=2.02046，95%CI=(1.54291，2.64580)，图中小圆圈和竖线代表排除所对应的研究之后剩余9项研究的合并效应结果及95%CI。通常排除某项研究之后，剩余研究间合并效应结果还落在e^coef.附近，且其95%CI落在总合并效应结果的95%CI以内。图中显示：依次剔除各项研究之后，剩余9项的合并效应e^coef.仍然落在2.02046附近，且95%CI仍然在1.54291至2.64580之间；同样，本研究对其他结局指标变量纳入文献的敏感性进行检验，发现所有合并结果均在中线附近，所以本研究纳入的文献不存在敏感性。

图2 体重结局变量文献敏感性分析结果

3 讨论与分析

青少年肥胖问题已成为社会广为关注的问题，如何通过运动锻炼帮助青少年减控体重是当下研究的重要发展趋势。近年来，研究证明低氧训练对于减控体重具有显著性效果，这为干预青少年肥胖问题提供了一种新型治疗方法。研究发现，大气中含有21%的氧气，大气压随着海拔高度的升高而降低，故氧气的含量也降低。空气稀薄会导致氧气的绝对含量降低，此时肺泡内的氧分压降低[25]。机体在低氧环境的情况下，心率升高、心输出量增多、血液扩散，此时机体会依赖氧气，代谢能力增强，机体需消耗更多的能量来满足机体代谢的需要，所以能源物质的消耗也就增多[26-27]。大量研究证明，低氧训训较常氧训练更有助于减轻肥胖人的体重和体脂含量，研究认为与低氧状态下机体能源物质的摄入减少与能量的消耗增加有关[28-29]。Mawson[30]研究发现，机体在低氧下能源物质消耗的更多才能满足机体代谢的需要，氧的利用率也较高，脂肪很容易被逐渐利用。Meta分析结果显示：低氧训练与常氧训练相比，可降低肥胖人的体重、BMI、BFR和体脂含量。研究假设H1获得支持，研究与上述研究结果一致，低氧训练减控肥胖青少年体重的方法是一种更加有效的减肥方法，其减肥效果比一般常氧状态下的运动锻炼更佳。

研究表明，低氧训练可以激活启动过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)和PPARγ辅助辅激动子1α(PGC1α)，在介导肌肉脂肪酸氧化的适应性调节中发挥重要作用[19,31-35]，因此，低氧训练导致脂肪氧化水平增加，理论上其改善体成分与血脂效果显著性高于常氧锻炼。研究发现，长期居住在高原地区的人心血管疾病的死亡率显著低于平原人群，体重同样低于平原人，且TC浓度和血压也显著低于平原居民[35-36]。陈立军[16]等在多巴高原和平原实施有氧运动来研究肥胖青少年，发现高原环境下的低强度有氧运动可降低TC、TG和LDL-C水平，提高HDL-C水平，同时还可改善血脂代谢，减少心血管疾病的风险。元分析结果显示：低氧训练与常氧训练干预肥胖青少年效果相比，在TC、TG、HDL-C 3项指标上不存在显著性差异；而低氧训练在降低LDL-C浓度水平上显著性低于常氧训练干预效果，研究假设H2未获得支持。研究还发现，低氧训练能够有效降低肥胖人的TC水平，对于其他三个指标无统计学意义[37]；而Hobbins[38]等通过系统评价的方法对低氧训练干预肥胖者的效果进行研究，又得出不一致的结论。研究认为可能与研究对象基本特征、运动干预方式和低氧训练环境存在一定的关系， Meta回归分析也认为研究对象性别和运动干预形式是元分析异质性的来源，这就会对合并的结果造成一定的影响。同时，本研究纳入文献较少，研究样本含量较少，也有可能影响合并结果的准确性。后续有必要继续进行研究，提高研究的样本含量，严格筛选运动干预措施和低氧训练环境，为低氧训练改善肥胖青少年血脂浓度提供更多的理论依据。

目前，低氧训练降低高血压的发病机制的研究较少，专家认为低氧训练是运动与低氧暴露的结合，可以从运动与血压的关系、低氧暴露与血压的关系两者出发来讨论低氧训练与血压的关系。运动锻炼可降低肥胖人群血压已成为事实，而低氧暴露降低血压仍然存在不同的观点。研究认为，低氧是高血压的发病机制，SBP、DBP均显著性升高，且随高原时间延长而呈现逐步升高的趋势[39-40]。研究还发现，长期的低氧训练机体交感神经降低、副交感神经处于激活状态，此时血压降低[41-43]。元分析认为，在降低肥胖青少年血压上，低氧训练与常氧训练相比，并未起到更加显著性的效果，研究假设H2未获得支持。研究还发现进入高原6个月以后，人体生理指标趋于稳定，体力劳动达到良好水平，而本次纳入的研究低氧干预的周期太短(4-8周)，难以对高原环境产生强大的习服能力，研究结果呈现阴性。研究结果存在严重分歧，亟待后续继续延长运动干预周期进行低氧训练干预肥胖青少年血压的研究。

4 结语

低新型减肥治疗方法可以通过氧暴露与运动锻炼的结合为肥胖青少年带来治疗方法。本研究利用Meta分析法对低氧训练干预肥胖青少年身体成分、血脂和血压的效果进行系统评价，得出低氧训练与常氧训练相比较，可降低肥胖青少年体重、BMI、BFR和体脂含量；对于改善肥胖青少年体重的控制以及身体形态的塑造均有明显的改善效果，而对于改善血脂和血压方面效果并不明显。研究认为存在的原因可能与纳入文献的异质性、样本量、运动干预措施和低氧训练环境存在着一定的关系。所以提示学者们在今后的研究中需增加样本量、干预周期以及干预形式等。