间歇性运动与人体心血管健康研究进展

朱蔚莉

首都体育学院（北京 100088）

现代人由于工作和生活紧张往往不易抽出大段的时间来从事体育运动，因此缺乏时间便成为人们运动减少的主要理由之一。但是，人们每天都会有一些零碎时间，如能充分利用这些时间进行锻炼，就可以把运动贯穿于工作和生活当中；如果这样的运动能够产生良好的锻炼效果，将极具应用价值和现实意义。

早在1995年，美国疾病控制中心和运动医学会就推荐成人每天（或尽可能每天）以中等强度进行运动，累积时间要达30min以上［1］，但并未要求持续运动。2007年，美国运动医学会和心脏学会在大量既往研究的基础上发布了最新的运动指南，明确提出成年人每周至少有3天、每天进行30min的中等强度有氧运动，形式上完全可以采取3×10min方式，即在一天当中进行3次运动、每次运动持续10min［2］。把单次长时间运动（a single bout of long duration exercise）分为多个回合短时间运动（multiple bouts of short duration exercise），同时其运动强度通常维持在较高水平上；在相邻的运动回合（bouts）之间就形成了恢复期（recovery period），在此期间休息、或以较低的强度进行运动，这样就形成了一种比较灵活、而且运动效果往往更好的运动形式——间歇性运动［3］。虽然有的间歇性运动在运动期中采用了与持续性运动相同的强度，但在运动期中以较高强度、间歇期中以较低强度进行的间歇性运动，即高强度间歇性运动（high-intensity interval training，HIT），是更为常见的运动形式［4］。

间歇性运动有益于人体心血管健康，而且不少实验将其与持续性运动进行了锻炼效果方面的比较。研究发现，在能量消耗相当的前提下，间歇性运动和持续性运动同样能降低冠心病风险［5］；更有研究认为，相比持续性运动而言，间歇性运动可更好地提高冠心病患者的心血管健康程度［6］。本文就间歇性运动对心血管相关指标的影响进行综述，并就其中的可能机制进行探讨。

1 间歇性运动对有氧能力的影响

有氧能力是反映心血管健康程度的重要指标。多数研究表明，在能量消耗相同的前提下，间歇性运动可明显改善机体的有氧能力，尤其对于基础有氧能力较差者（如心脏病和代谢综合症患者），其效果甚至优于持续性运动。W isloff研究发现，高强度间歇性运动在提高心梗病人有氧能力方面，其效果比中强度持续性运动明显［7］；对冠心病病人VO2max的提高程度，也明显优于中强度持续性运动［8］。代谢综合症患者经过16周、每周3天的间歇性高强度运动使VO2max增加35%，而持续性中强度运动仅使其增加 16%［9］。12周、每周 3天、强度为85~95%HRmax的间歇性运动训练对肥胖者VO2max提升程度也明显优于中强度持续性运动［10］。平均年龄45岁的受试者进行8周训练后，持续性运动和间歇性运动对VO2max提升分别达9%和15%［11］。甚至有研究发现持续性运动无效、而间歇性运动却能明显地提升VO2max［12］。也有一些研究结果显示间歇性运动与持续性运动效果相当。如，间歇性运动中50%以上的运动回合（exercise bouts）持续时间短于6min，8周、每周5天的间歇性运动锻炼，其VO2max的提高程度与1×30min持续性运动相类似［13］。中年健康男性在每天进行 3×10min的中等强度间歇运动（每两个10min之间至少间隔4小时），8周后的VO2max从32.1增加到 34.5m l/kg/min，而每天进行1×30min的持续运动，VO2max从 33.3增加到37.9m l/kg/min［14］。

也有许多研究并未在能量消耗相同的前提下进行。Quinn研究发现，12周、每周 4天的 1×30min持续性运动使VO2max增长了4.5%，而2×15min的间歇性运动使其增长8.7%［15］。与50%VO2max的持续性运动相比，高强度间歇性运动可更有效地避免由于年龄增长而带来的有氧能力下降［16］。平均年龄44.5岁的受试者以70~80%HRmax的强度、每周 5天、每天运动 30min，6周后无论是持续性运动（1×30min）还是间歇性运动（3×10min，两个运动单元之间的间歇期为至少3h），都可以增大VO2max，而且间歇性运动对VO2max的影响要明显优于持续性运动［17］。虽然以上研究证明了间歇性运动在提高有氧能力方面具备的优势，但由于运动量与锻炼效果之间往往存在着量－效关系（dose-response relationship）［18］，即运动量越大锻炼效果越明显，所以在间歇性运动运动量大的情况下，将其较好的锻炼效果简单归功于运动形式是不合适的。

虽然有少数研究认为持续性运动和间歇性运动对VO2max的作用并无优劣之分［13，14］，但绝大多数倾向于，间歇性运动对于有氧能力的影响往往优于持续性运动，其主要原因可能是因为间歇性设计使短时间、高强度的运动成为可能，而这与改善心脏泵功能从而提高有氧能力密切相关［9］，另外，骨骼肌线粒体氧化能力只在间歇性运动干预后明显升高［11］。

2 间歇性运动对血压的影响

多数研究显示，长期的间歇性运动可有效地降低人体血压。在中等运动强度下进行16周、每周6天训练，无论是1×30min的持续性运动还是 3×10min的间歇性运动，都能使18~55岁的成人收缩压降低，如果运动持续到第32周，其舒张压也出现降低［19］。中老年人进行5个月的高强度间歇性运动（运动回合和间歇期都持续3min，其强度分别为70%和40%最大有氧能力，重复至少5组）可避免由于年龄增长而带来的血压升高，其效果与强度为50%最大有氧能力的持续性运动相比，有明显的优越性［16］。但Murtagh研究表明，持续12周、每周3天，无论是以1×20min还是以2×10min的形式运动，都不能改善平均年龄47岁受试者的血压［20］，出现这样的结果首先可能是因每次运动的总时间较短，这与急性运动实验的结果极类似，即累积时间20min或以下的运动不容易降低受试者血压［21］；此外运动强度较低也可能是运动无效的原因。由此可见如果要对现有运动处方进行简化，运动时间和强度至少要满足运动指南的最基本要求［2］。

对于急性间歇性运动对血压的影响，Padilla发现，跨度为一天的间歇性运动（强度为4~5kcal/min，累计时间达4~6小时）可使高血压和高血压前期病人的收缩压明显下降［22］。测定运动后12小时动态血压发现，在运动强度都为50%VO2max的情况下，间歇性运动（4×10min，每两个10min之间休息50min）与持续性运动相比，前者对病人的降压效果更好，主要表现在间歇性运动的降压效果可维持11小时和10小时，而持续性运动只能维持7小时左右［23］。处于高血压前期的成年人以50%VO2max强度进行3×10min间歇性运动，运动间歇为50min，受试者每完成一个运动回合都进行血压测定，结果发现，每个运动回合结束后的血压都逐渐降低，到第3个运动回合结束后，收缩压与运动前相比出现明显下降［21］，说明每个运动回合的运动效果可以累积。同时此研究也表明，运动总时间过短如10min或20min，对血压难以产生明显影响［21］。

3 间歇性运动对血管功能的影响

血管内皮功能和弹性下降是心血管病发病过程中的重要中间步骤，作为评价血管功能的重要指标，目前血管内皮功能和弹性受到了广泛关注，人们以此为靶点进行了大量研究，并希望藉此将心血管病的防治关口提前。研究发现，无论一次性间歇运动还是长期的间歇运动，对血管功能均可产生明显影响。

一次间歇性运动即可显著影响人体血管功能。Tyldum发现，虽然急性持续有氧运动可规避高脂餐造成的一过性内皮功能下降，但高强度间歇性运动这种运动的效果要明显好于前者［24］。然而Rakobow chuk的研究显示，虽然由4次W ingate Test组成的间歇性运动可明显降低周围血管的僵硬度，但就运动量来讲要比单次W ingate Test大许多，前者对健康男性周围血管弹性的改善作用却并不比单次W ingate Test明显［25］，也就是说失去了量效关系的特点，其主要原因可能是由于单次Wingate Test属于极高强度运动，它已经使血管弹性几乎发生了最大的变化，以至于通过间歇性运动而增大的运动量再无进一步发挥其作用的空间。另外从实际应用的角度来讲，Rakobow chuk研究中极端的运动方案不适用于普通健身人群［25］。

在保持运动量相同/消耗能量相同的前提下，长期的间歇性运动训练对于内皮功能受损者来讲，其改善作用通常也要明显优于持续性运动［7，9，10］。W isloff发现高强度间歇性运动对心衰病人内皮功能的改善效果比中强度持续性运动更明显［8］。代谢综合症患者经过16周、每周3天的运动干预后，其内皮功能增加9%，而持续性中强度运动组内皮功能仅增加5%［9］。肥胖者进行持续12周、每周3天的运动，结果间歇性运动（强度85~95%HRmax）对内皮功能提升程度也明显优于中强度持续性运动［10］。

对于健康无训青年受试者的血管内皮功能和弹性，要达到相同的运动训练效果，间歇性运动与持续性运动相比，前者只需要较小的运动量即可，显示了间歇性运动的高效率特点［26］，这也体现了间歇性运动的优越性。

4 间歇性运动具有较好锻炼效果的可能机制

4.1 机体稳态的反复打破：间歇性运动通过多次变化的运动刺激作用于人体，反复打破机体稳态，使相关生理机能在更高水平上对运动产生适应，因此间歇性运动的心血管效果往往会优于持续性运动。

4.2 运动量和运动强度：许多研究在比较持续性运动和间歇性运动效果时，总运动量未保持一致［16］，因此在这种情况下运动量的不同可能是运动效果产生差异的原因之一。另外，多数研究中的间歇性运动方案通常采用较高的运动强度［16］，因此，间歇性运动具有更好效果可能是与运动强度高密切相关［27］。有的研究保持间歇性运动和持续性运动的强度相同，但运动效果仍有明显区别［23］，这种现象更值得关注。

4.3 能量消耗：运动造成的能量消耗可用摄氧量来测量，摄氧量可分为两个部分，一部分是运动中所消耗的，如果强度相同而且运动总时间也相同，那么在运动中耗氧量应大致相同。第二部分是运动后的耗氧量，运动结束后会有一段时间耗氧量高于安静值，近来以运动后超额摄氧量 （excess post-exercise oxygen consumption，EPOC）来命名第二部分的耗氧量。研究发现，在控制运动过程中能量相同的前提下，间歇性运动往往可以引起更高的EPO C［28-30］。因此，EPOC可能是间歇性运动效果较好的机制之一。

4.4 抗氧化能力：与持续中强度运动相比，间歇高强度运动对总抗氧化能力影响更深远，这可能与血管功能改善的程度密切相关［24］。

5 小结与展望

与持续性运动相比，间歇性运动具备许多优点，包括①提高运动依从性：间歇性运动便于人们利用工作间隙进行锻炼，也便于身体条件差者把一次较长时间的运动分多次来完成，提高运动依从性。②提高运动强度：恢复期的存在使高强度运动成为可能，而高强度通常会带来更好的心血管收益。③延长运动时间：通过恢复期的调整，可使人们运动总时间延长而增大运动量［31］。④增强运动效果：间歇性运动往往产生优于持续性运动的心血管收益。因此，研究间歇性运动对心血管系统的影响具有很强的实际意义。

目前在间歇性运动与心血管功能研究领域中存在的主要问题包括：①运动量：许多研究在比较持续性运动和间歇性运动效果时，总运动量未保持一致［16］，因此在这种情况下即使运动效果有区别，也不能简单地归因为运动形式不同。②运动强度：与持续性运动相类似，以中等强度进行间歇性运动就足以对人体产生良好的影响。虽然有的间歇性运动采用了与持续性运动相同的强度，但高强度间歇性运动（high-intensity interval training，HIT）是更常用的形式［4］，这更能突出运动强度所起的作用。③运动回合和恢复期的持续时间：2007年的运动指南中推荐一个运动回合（exercise bout）持续时间为 10min［2］，但在已经发表的研究中，有的运动持续几十秒［25］，也有的研究中采用了 4min［32］、5min［19］和 6min［13］。不同的研究中恢复期的时间长短也不一致；另外，有的研究在恢复期中完全停止运动［21］，有的在恢复期中以较低的强度进行运动［11，12，29］，即强度变换运动。间歇期的长短可以影响机体的免疫内分泌［33］，这对心血管指标是否有影响也值得研究。

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