高强度间歇运动对超重/肥胖大学生体态特征及体成分的影响

刘 驰，陈祥和

前言

2020年12月国家卫健委发布《中国居民营养与慢性病状况报告(2020年)》[1]。这一轮的调查结果显示，我国成人居民超重肥胖率超过50%，可以用超重肥胖上升速度较快、流行水平较高、全人群均受影响来描述当前人群的超重肥胖形势，膳食营养不均衡和缺乏运动是引起我国学生超重肥胖人口迅速增加的重要原因。长期的研究证实，运动干预能够有效地消除多余的脂肪和热量，改善身体形态、增强体质、增加瘦体重、保证睡眠质量、帮助放松精神压力及缓和不良情绪[2]。报告还指出，我国大学生的超重肥胖人群范围不断扩大，人数逐年增加，作息时间不规律，高糖饮食和缺乏运动锻炼是导致大学生脂肪堆积的主要原因。

运动已经被广泛证实是减肥的有效方法，传统的中低强度有氧运动由于持续时间较长，运动过程乏味，难以长期坚持的原因，很难被超重肥胖患者接受，近年来，欧美国家出现一种新兴的运动方式：高强度间歇运动(High-intensity Interval Training 简称 HIIT)。其训练原理为：通过短时的全力快速训练，促进机体的心率提高，消耗更多的热量，出现训练后的过量氧耗和加速机体的代谢水平，进而达到减肥的效果。因为其运动时间较短，动作设计丰富，强度高、趣味性强等特点深受超重肥胖人群喜爱。本文研究高强度间歇训练对超重肥胖大学生体态特征及体成分的影响，为提升大学生的体质健康提供理论依据。

国外在高强度间歇运动应用方面，多在高水平运动队和职业俱乐部运动员的体能训练里面，取得的训练效果与比赛成绩较好，但是在减肥方面的研究多在理论上，一直以来，持续性的有氧运动是提高瘦体重和提升机体心肺功能的方法之一[3]，有研究表明中低强度有氧运动，如长跑、游泳、自行车等对减肥具有显著影响,可是中低强度有氧运动持续时间长、过程乏味，超重肥胖患者很难坚持。通常我们都希望用少量的时间迅速看到成果，因为大多数超重肥胖大学生都希望少花一点时间在运动上，而高强度间歇运动的运动模式特点是：运动强度大、运动时间短、运动趣味性强。超重肥胖也是心血管疾病、Ⅱ型糖尿病和癌症等慢性病的诱发因素[4]，常见的有氧运动干预减肥，已经不能满足大学生期待的减肥手段，而新兴的高强度间歇运动，在国内普及推广阶段，需要一定的理论研究作为支撑，由于超重肥胖人群自身的惰性、自卑、课程影响，想要获得一定数量的受试者很难,国内大部分关于高强度间歇训练对研究对象的数量在20人左右，样本量较小，因此如何扩大样本容量，使研究数据分析更据科学性，急需解决。高强度间歇运动对诸如身体成分、血压、血脂变化以及促炎和抗炎细胞因子等其他因素的影响仍然不明确或者未被探索。因此在这方面需要进一步的研究。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

扬州大学身体质量指数(BMI)≥24在校大学生。

1.2 研究方法

1.2.1 文献研究法

通过中国知网、万方、PubMed等论文网站，以“高强度间歇运动”、“超重”、“肥胖”、“体态特征”、“体成分”等为关键词，共搜集文章121篇，选用18篇为本文的参考内容。

1.2.2 实验法

1.2.2.1 对象

于2020年9月-11月，在江苏省扬州市扬州大学扬子津与瘦西湖校区共征集受试者48名，随后筛选出身体质量指数(BMI)≥24的32名健康大学生作为实验对象。

1.2.2.2 测试指标与方法1.2.2.2.1 基本信息采集

对受试者的基本信息进行采集，包括年龄，出生地区，家庭环境，年级与专业等。

1.2.2.2.2 体态特征采集

对受试者的身高、体重、胸围、腰围、臀围、大腿围、小腿围、肩胛部皮褶厚度，上臂皮褶厚度、腹部皮褶厚度等10项身体形态信息的采集。

1.2.2.2.3 体成分采集

采用carebo810体测仪8点接触式电极，多频生物电子阻抗分析技术对受试者的身体脂肪率、身体质量指数、基础代谢率、肌肉质量等进行检测。

1.2.2.2.4 运动方案

高强度间歇训练干预方案：12周的高强度间歇运动训练，每周训练三次，每次训练时间共持续60分钟。运动形式： 五分钟慢跑热身，跳绳50个/组×3,波比跳15个/组×3，高抬腿跑20米/组×3，开合跳50个/组×3，自重快速深蹲15个/组×3，五分钟静态拉伸，五分钟动态拉伸。

1.2.2.2.5 统计分析

实验测试所得的数据采用Excel 2019建立数据库，采用spss23.0进行数据分析。计量资料比较用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义,P<0.01有显著差异。

2 结果与分析

2.1 结果

2.1.1 干预前后超重肥胖大学生的形态学指标比较

表1 运动干预前后形态学指标变化(M±S)

彭小红[5]等对肥胖大学生进行为期四周的高强度间歇运动干预后，结果显示，肥胖大学生的BMI、腰围、臀围与腰臀比变化显著，具有统计学意义(P<0.05)，所采取的训练方案为以受试者最大心率的85%-95%进行为时4分钟快速跑，接着为最大心率的45%-55%的慢跑，重复四次，每次训练为28分钟。本研究发现，12周的高强度间歇训练对超重/肥胖受试者的腰围影响最为显著(P<0.01)，BMI、臀围、腰臀比等指标均发生显著变化(P<0.05)。

2.1.2 干预前后超重/肥胖大学生体成分比较

表2 运动干预前后体成分的变化(M±S)

经过12周的运动干预，受试者的体重、体脂率、脂肪量、瘦体重变化显著(P<0.05)。王海英[6]等研究发现，HIIT组12周运动后，HIIT组实验前后下肢、背部、髋部脂肪百分比显著性下降(P<0.01)，但上肢和腰部脂肪百分比下降不显著，由于此高强度间歇训练方案为功率自行车间歇冲刺(6s冲刺、休息9s，每次训练80组，功率自行车转速不低于85转/min)，自行车运动对受试者的下肢与髋部肌肉刺激较大，对受试者的上肢肌肉刺激较小。在运动方式上与本文的训练方案不同，本文采取的高强度间歇训练方式多为全身运动，以有氧健身操联合冲刺跑练习来达到对身体形态的影响。

2.1.3 干预前后超重/肥胖大学生

表3 干预前后超重/肥胖大学生皮褶厚度变化(M±S)

张勇[7]等探究高强度间歇训练，最大脂肪氧化强度持续运动对受试者皮褶厚度的影响，干预后发现，高强度间歇运动对大学生皮褶厚度的影响显著高于最大脂肪氧化强度持续运动，其中高强度间歇运动对受试者的腹部皮褶厚度影响具有显著差异(p<0.01)，与本研究结果一致，但是运动干预的手段不同，张勇采用跑台运动，而本研究是以有氧健身操辅助跑步训练。

体育锻炼是被认为绿色、健康、高效的预防肥胖等慢性病的手段之一。本研究显示，高强度间歇运动在改善超重肥胖大学生体态特征与体成分方面有着积极的影响。 缺乏时间是许多人进行体育锻炼的一个强大障碍，因此，一个时间投入较少的强化锻炼计划可能会为试图改善身体成分的个人提供一个合适的选择[8]。与其他运动方式相比，HIIT被认为是一种更愉快的运动，在提高有氧能力和血压方面似乎更有效率[9]，此外，高强度间歇训练计划似乎代表了多学科体重管理计划中安排的减肥健身计划的有效替代方案，其优点是活动量更小，承诺时间更小。

从高强度间歇运动对减脂效果分析，Moro T[10]等发现高强度间歇运动对腰围的影响显著。如表三显示，本研究的受试者腹部皮褶厚度，干预前为24.73±5.12cm，干预后为20.33±4.02**cm，具有显著差异(p<0.01)，与张勇等研究结果类似。机体在进行高强度运动时，身体对氧气的需求不断增大，当到人体最大摄氧量的时候，会激活机体的“后燃效应”(After-burn Effect)：运动结束后机体会继续消耗氧气，维持代谢能力的同时也会消耗能量，通过消耗脂肪来供能。本研究运动干预多采用跑步、跳跃、自重练习等动作，主要动作为：波比跳、高抬腿、跳跃击掌、间歇冲刺跑等，对腹部的冲击较大。

高强度间歇训练需要参与的供能系统：磷酸盐系统(ATP-PCr system)糖酵解系统(glycolytic system)。在进行持续时间较短的运动时，磷酸盐系统会消耗储存在肌肉中的磷酸肌酸(creatine phosphate，CP)，但维持时间小于10秒。持续时间为3分钟以上的运动，糖酵解系统开始工作，消耗的是葡萄糖形态储存在肌肉中肝糖释放能量[11]。当从事持续的高强度的运动时，磷酸盐系统与糖酵解系统相互工作，会提高机体负荷更高强度运动的动力，同时也会增加燃烧卡路里及脂肪消耗的速率[12]。高强度训练可以增加肌肉含量、改善骨骼肌纤维质量，提高肌肉的利用效率。与脂肪组织相比，肌肉运动时需要的热量更多，所以随着肌肉增加，机体新陈代谢速度会加快，需要更多的脂肪来提供热量，以此来达到消耗脂肪的目的。

从体成分干预来看，本研究发现，经过12周的训练干预后，超重/肥胖大学生体重、体脂率、瘦体重等均变化显著，体重由58.24±3.22kg降至54.67±3.24kg、体脂率由29.87±4.73%降至26.23±4.43%、脂肪量由17.72±2.57kg降至14.33±2.43kg、瘦体重由37.63±2.59kg增至39.26±2.67kg(P<0.05)。Khammassi[13]等探究为期12周的HIIT计划对年轻超重/肥胖男性的身体组成的影响。在进行高强度间歇运动方案前，确定了有氧能力(最大有氧速度和最大吸氧量)、身体组成(身体质量指数、腰围、瘦体重和体脂率)和脂质特征(甘油三酯TG、高密度脂蛋HDL-c、低密度脂蛋白LDL-c及总胆固醇TC)。经过12周的HIIT训练后，身体质量分数(P<0.01)和脂肪质量百分比(P<0.05)显著下降。在 HIIT 组中，最大有氧速度与最大吸氧量显著改善。HIIT组的总胆固醇(P<0.05)和甘油三酯(TG)(P<0.05)显著下降，而低密度脂蛋白和高密度脂蛋白两组保持不变。

HIIT在超重/肥胖青年中可能特别有用，可以改善身体组成和脂质特征。Marzuca-Nassr[14]等对健康年轻人和老年人的研究发现，12周的高强度间歇训练方案有利于改善身体组成参数(瘦体重、脂肪质量和骨量密度)、功能能力(灵活性、平衡性、肌肉力量和有氧能力)和禁食血清脂和葡萄糖平衡标记。干预后，全身脂肪质量下降，腿部瘦身质量下降，但胰岛素则没有下降，而胰岛素只在年轻人中下降。

在运动干预的过程中，缺少个性化的饮食方案的设计，只是对受试者的作息规律与饮食指导导致为期三个月运动干预效果未达到预期目标。黄珊[15]等采用“封闭式减肥训练营地”模式，研究有氧运动结合控制热量摄入饮食对超重肥胖大学生身体特征影响,在四周的运动训练之后，受试者的BMI、体脂率、瘦体重、腰臀比干预前后差异明显(P<0.01)，BMI的下降最明显，变化率超10%。有意思的是，该研究还指出男性受试者的腰臀比下降幅度没有女性下降明显，同时，运动联合饮食干预后的生化指标也整体降低(P<0.01)。因此，在运动减肥的过程中，必须控制能量消耗，改变受试者的饮食方式与生活习惯。

高强度间歇运动得运动原理是：在短时间使身体达到“极限性能”。由于强度峰值得交替变化和较短的恢复周期，使得这种训练方式变得更容易减脂，并且促进心肺功能的增强。然而，高强度间歇运动也有缺陷，不适合所有人。因为高强度间歇运动对身体素质的要求较高，而初学者通常缺乏足够的有氧能力，以及结缔组织的强度和关节的足够稳定性。对于超重肥胖人群来说，身体进行负荷较大运动存在风险。运动锻炼的效果往往取决于运动强度，锻炼增加了对心脏和心肺系统向工作肌肉输送氧气的需求。通常来说，这种负荷会使个体心脏变得更强。但是，在少数情况下，运动会使心脏必须消耗性地工作，最终导致心脏事件(例如心脏病发作)。如果运动个体有吸烟或血压高，心脏疾病，高血脂，高血糖和心脏疾病的家族史,则会导致这种风险的增加[16]。

发表于《美国心脏协会杂志》一项研究发现，即使在患有冠心病或心力衰竭的患者中，高强度间歇运动的心脏事件发生率也较低[17]。刚刚开始健身的锻炼者, 如果以高强度间歇运动作为核心的锻炼内容，则很容易出现受伤和拉伤肌肉的风险，并且过早地进行锻炼会导致倦怠[18]。运动训练结束出现的呼吸急促、喉咙干哑、干呕、恶心的现象，这是肌肉、肌腱和关节在高强度间歇训练中突然暴露于异常负荷时的出现的应激反应。由于运动强度过高会导致肌肉的快速疲劳，与中等强度的训练相比，高强度训练具有更大的受伤可能性。高强度训练也会导致机体出现超负荷现象，尤其是在没有经验的人群中。因为此时受试者的肌肉和其他组织还不足以应付这种运动强度，而且很可能参与者对自己身体的了解还不足以识别何时该下降强度或完全停止训练。为了保障训练的安全性，都应在尝试高强度间歇运动之前进行体检。

3 结论与建议

3.1 结论

1.高强度间歇运动改善超重肥胖大学生的身体形态学指标，显著降低了受试者的BMI、腰围、臀围、腰臀比；七部位皮褶厚度(胸部、腋下、腹部、髂部、肩胛下部、肱三头肌、大腿前侧)；身体成分(体重、体脂率、脂肪含量、瘦体重)等指标。

2.高强度间歇运动可以帮助超重肥胖大学生降低体重、改善身体脂肪含量，提高了身体机能、运动素质、运动能力。说明高强度间歇运动为很好的减肥运动，具有推广的可行性与操作性。

3.2 建议

1.高强度间歇运动对受试者的身体素质要求较高，刚开始训练的时候可能会出现肌肉的快速疲劳，容易造成运动损伤，因此训练强度应循序渐进，训练前后进行充分的热身与拉伸，让机体有良好的适应过程，减少运动损伤发生的概率。

2.高强度间歇运动减肥，要想达到预期的效果，必须控制热量的摄入，改变不良的饮食习惯，需结合营养学与运动营养学知识，对受试者进行膳食方面的指导，促进了超重肥胖人群生活习惯的改变。

3.高强度间歇训练之后要注意肌肉的拉伸与放松，及时地减轻乳酸的堆积给下一次训练造成影响，可以采用动态拉伸法、静态拉伸法、PNF拉伸法相结合的方式，同时也可加入一些普拉提，瑜伽的体位动作，有利于塑造超重肥胖人群的身体形态。