有氧运动综合干预对肥胖青少年认知能力的影响研究

张润红，刘尚武

有氧运动综合干预对肥胖青少年认知能力的影响研究

张润红，刘尚武

目的：研究有氧运动综合干预前后肥胖青少年认知功能的变化，探讨有氧运动综合干预对肥胖青少年认知能力的影响。方法：采用有氧运动综合干预措施对 52例单纯性肥胖青少年进行饮食、运动、教育联合干预治疗，应用多维度神经心理测试对比评估肥胖青少年干预前后神经认知功能。结果：有氧运动干预后，肥胖青少年体重、BMI、收缩压、白色光的反应时值均较干预前显著降低（P<0.01）；认知能力测验成绩以及瑞文推理测验中知觉辨别、同类比较、类比推理成绩和总分显著提高（P<0.05，P<0.01）。结论：有氧运动综合干预可以有效的改善肥胖青少年的认知能力。

有氧运动；肥胖；青少年；认知能力；研究

目前，肥胖的成人疾病在青少年中变得越来越普遍。研究证实，肥胖是罹患阿尔茨海默氏症、失语症和中风的病因之一，不仅会引起各种健康问题，还可能影响认知能力，与认知功能障碍有密切的关联[1]；研究表明，肥胖并且伴随高血压和代谢异常等其他风险的人随着时间的推移可能会比别人在认知能力上下降更快[2]；BMI值越高，认知能力的检测结果越差[3]。最新研究发现，减肥不仅可以降低罹患多种与肥胖相关疾病的风险，还有助于提高记忆力和集中力，改善认知能力[4]。而有氧运动被广泛认为是一种合理的有效的预肥减肥手段之一，那么，有氧运动是否会对肥胖青少年认知功能产生有益的影响，鲜见报道。本研究旨在通过对肥胖青少进行有氧运动综合干预，探讨有氧运动综合干预前后其认知能力的变化。

1 对象和方法

1.1 研究对象

选取2011年北京巨人金色湖畔健康减肥夏令营的学生作为研究对象。对所有研究对象均采用统一的标准进行身高和体重的测量。所有仪器均经过矫正。在向其介绍本次研究的目的和内容后，严格按照纳入标准和排除标准选取愿意参加者共200名（男118名，女82名），以BMI作为肥胖判定标准，最终确定肥胖青少年52名（男30名，女22名），同时按l：l配对的原则，在知情同意的基础上，再在北京巨人金色湖畔精英拓展夏令营选取BMI判定为体重正常、年龄 、身高 、性别相匹配的健康对照组52名（男30名，女22名）。研究对象均为右利手。所有研究对象均无精神、神经疾患及家族史，无脑外伤、脑手术病史，无高血压、糖尿病。

1.2 方 法

1.2.1 人体测量和肥胖判定标准 采用身高体重测量仪测量身高和体重，读数均精确到小数点后一位，身高的测量误差不超过0.1cm，体重的测量误差不超过0.1kg，并计算BMI值（体重/身高2）；采用常规袖套式血压计测定血压，测定前休息15min；采用2003年由北京大学儿童青少年卫生研究所制定的“中国学龄儿童青少年超重、肥胖筛查分类标准”筛查肥胖[5]。

1.2.2 视觉运动反应时测定 参照李天麟[6]的方法并稍做改动：采用视觉运动反应仪测验被试的视觉运动反应时。将红、白、绿、蓝四种单色光预先随机编制成固定程序，从给出某一颜色的信号灯开始到受试者发现信号灯亮，被试按下按钮使灯熄灭，以此来反映被试者的反应速度（视觉—大脑—肢体运动）。

1.2.3 瑞文推理测验 测试题包括测定受试者知觉辨别能力（A类）、类同比较能力（B类）、比较推理能力（C类）、系列关系能力（D类）、抽象推理能力（E类）及推理智商（IQ）。在40min时间内，每位受试者独立完成图形推理题，测试现场保持安静，主试者不向受试对象给予任何提示性言语[7]；

1.2.4 基本认知能力测验 采用字母匹配测验来检测肥胖对青少年大脑工作能力的影响[8]。

1.2.5 有氧运动综合干预措施 肥胖组接受有氧运动综合干预，正常对照组按常规维持原有的生活习惯。有氧运

动综合干预措施借鉴EONPS减肥工程[9]并作适当修改，具体方法如下：

（1）饮食方案：针肥胖青少年的身高、体重、年龄、性别、血压等有关检测指标以及运动强度进行营养配餐。在综合干预进行的第1周，总热量维持在3360—4200KJ/d，以后每周增加420KJ/d，直至增加到5460—6720KJ/d，早餐、中餐、晚餐的比例分别为25%、45%、30%；各食物类别的比例为：脂肪25%—30%；蛋白质20%—25%；碳水化合物50%；每天供应充足的新鲜蔬菜、水果和水分；（2）有氧运动：运动方式以对抗、配合、时代性强的项目为主，辅之以对抗阻力练习。活动频率为6d/周，2次/d，2h/次，每2h之间休息20min，运动强度达到本人心率的70%—80%，以心率遥测仪监测并结合人工触摸桡动脉脉搏，要求运动的准备部分心率100次/min左右，基本部分心率在140—160次/min。并在综合干预过程中通过讲课、图片宣传等方式，使他们了解肥胖的定义和危害，掌握有氧运动的方式、时间、速度以及运动时的心率控制等。（3）健康教育：定期每周举行1次讲课，内容主要针对所存在的问题以及肥胖青少年不良行为习惯干预，包括肥胖的形成原因，如何控制体重、体重指数的计算与评价、食物的种类及其营养价值、合理膳食、科学锻炼等。（4）心理矫正：运用心理知识分析肥胖者过食行为的行为特征，采取心理措施来纠正导致肥胖的不良行为，培养有利于减肥的饮食习惯；（5）医务监督：在减肥过程中进行整个干预过程的全面医学观察和监控，定期1周测量他们的身体形态、体成分和生理等指标，及时观察他们身体对运动负荷和饮食处方的反应，及时调整综合干预处方。

1.2.6 统计学处理 采用SPSS13.0统计软件包对数据资料进行统计分析，结果以均数±标准差（x±SD）表示。多组间均数比较采用单因素方差分，选择Homogeneity-of-variance显示方差齐性，选择Turkey比较各组间差异，P<0.05表示组间差异具有显著性。

2 结 果

2.1 干预前后肥胖青少年身体形态指标的比较

肥胖青少年有氧运动干预前体重、BMI、收缩压显著高于对照组（P＜0.01），脉搏、舒张压与对照组相比无显著性差异（P＞0.05）；有氧运动干预后，肥胖青少年体重、BMI、收缩压均较干预前显著降低（P＜0.01）（表1）。

表1 有氧运动干预前后肥胖青少年身体形态指标的比较

表1 有氧运动干预前后肥胖青少年身体形态指标的比较

注：实验组干预前与对照组相比，##：P <0.01；实验组干预前后相比，**：P <0.01

组别 体重（kg） BMI（kg/m2） 收缩压（mm/Hg）舒张压（mm/Hg） 脉搏（次/min）干预前 676.0±11.90## 29.9±3.16## 110.75±24.95## 68.31±17.37 77.98±11.39实验组干预后 1.21±7.87** 23.86±2.77** 97.03±12.37** 69.26±22.64 74.32±11.10对照组 59.23±6.26 23.74±2.13 96.37±18.66 68.75±16.92 76.74±11.25

2.2 干预前后肥胖青少年视觉运动反应时比较

肥胖青少年有氧运动干预前红、白、绿、蓝四种单色光的反应时值和总反应时值均长于对照组，其中对白色光的反应时值显著长于对照组（P＜0.01）；有氧运动干预后，肥胖青少年对四种光的反应时值均降低，特别是对白色光的反应时值较干预前显著降低（P＜0.01）（表2）。

表2 有氧运动干预前后肥胖青少年视觉运动反应时比较（

表2 有氧运动干预前后肥胖青少年视觉运动反应时比较（

注：实验组干预前后相比，**：P <0.01；实验组干预前与对照组相比，##：P <0.01

组别 白（R1） 蓝（R2） 绿（R3） 红（R4） 总（R5）干预前 0.87±0.02##0.73±0.07 0.59±0.04 0.76±0.01 0.79±0.04实验组干预后 0.80±0.05**0.71±0.03 0.57±0.03 0.74±0.01 0.77±0.01对照组 0.79±0.01 0.74±0.02 0.58±0.03 0.75±0.03 0.78±0.03

2.3 干预前后肥胖青少年瑞文标准推理测验成绩比较

肥胖青少年有氧运动干预前瑞文测验的各项成绩以及总分均低于对照组，特别是知觉辨别、同类比较及类比推理三项成绩显著低于对照组（P＜0.01，P＜0.05）；有氧运动干预后，肥胖青少年瑞文推理测验各项成绩均较有氧运动干预前提高，特别是知觉辨别、同类比较、类比推理成绩以及总分提高更显著（P＜0.05，P＜0.01）（表3）。

表3 有氧运动干预前后肥胖青少年瑞文标准推理测验成绩比较

表3 有氧运动干预前后肥胖青少年瑞文标准推理测验成绩比较

注：实验组干预前后相比，*：P <0.05，**：P <0.01；实验组干预前与对照组相比，#：P <0.05，##：P <0.01

组别 知觉辨别 同类比较 比较推理 系列关系 抽象推理 总分干预前 4.37±1.18#3.89±0.83##2.84±0.81#1.92±0.73 0.91±0.57 12.71±3.42实验组干预后 4.82±1.13* 4.02±1.20* 2.98±0.72* 1.96±0.88 0.95±0.66 13.24±3.2**对照组 4.79±1.20 4.03±1.01 2.93±0.66 1.94±0.81 0.93±0.64 12.75±2.98

2.4 干预前后肥胖青少年基本认知能力测验成绩比较

肥胖青少年有氧运动干预前认知能力测验的各项成绩均显著低于对照组（P＜0.01，P＜0.05）；有氧运动干预后，肥胖青少年认知能力测验各项成绩均较有氧运动干预前显著提高（P＜0.05，P＜0.01）（表4）。

表4 有氧运动干预前后肥胖青少年认知能力测验成绩比较

表4 有氧运动干预前后肥胖青少年认知能力测验成绩比较

注：实验组干预前后相比，*：P <0.05，**：P <0.01；实验组干预前与对照组相比，#：P <0.05，##：P <0.01

组别 所用时间/s 阅读速度（个/min） 错误率% 正确数/个 脑力工作指数干预前 102.16±17.45##414.05±14.74##3.37±0.37#9.27±1.38# 323.36±11.38##实验组干预后 79.83±16.08* 433.68±13.61** 2.42±0.42* 12.58±1.52** 364.61±14.31**对照组 78.43±11.47 432.35±13.67 2.38±0.46 12.32±1.18 366.74±9.57

3 讨 论

单纯性肥胖是肥胖症中最为常见的一种，主要是由遗传、高热量饮食摄入、体力活动减少、能量消耗减少等多种因素相互作用引起的综合征，其不仅会造成心、脑血管疾病和代谢紊乱，还是引发糖尿病、癌症、退行性关节炎等疾病的独立危险因素。青少年肥胖引发的问题尤其严重，肥胖青少年发生感染性疾病及变态性反应性疾病的患病率和病死率均较正常青少年明显增高；青少年肥胖还会延续至成人期，造成持续的危害[1011]。研究表明，肥胖青少年随着身高体重指数的增高，血压和血脂代谢紊乱尤为突出，特别是胆固醇的升高和高密度脂蛋白的降低对血压和血脂代谢紊乱的影响更为显著。本研究结果发现，肥胖青少年体重、BMI、收缩压较正常对照组显著升高，表明肥胖不仅会给青少年的身体形态带来负面影响，对其机能也有不利的影响。

越来越多的研究证据表明，有氧运动是一种合理的有效的预肥减肥手段之一。研究发现，长期有氧运动可使肥胖青少年体重、体重指数、收缩压、舒张压降低；使肥胖女大学生的体重、体重指数、腰围和体脂含量明显减少；使肥胖儿童血清中TG含量下降，HDL-C显著上升，血脂代谢紊乱得到缓解，同时血压有明显下降[12]。本研究结果表明，有氧运动综合干预后，肥胖青少年体重、BMI、收缩压均较有氧运动综合干预前显著降低，说明了有氧运动综合干预能改变肥胖青少年体内的血脂成分，减轻和消除由于肥胖导致的高血压、动脉粥样硬化和代谢异常等危险因素。

研究表明，肥胖可对青少年学习工作能力、心理认知能力等高级神经中枢工作能力和质量产生不利的影响，使肥胖青少年手-眼协调能力、对问题的理解能力降低，思维敏捷性以及感知觉能力处于劣势；并且，肥胖对儿童青少年心理认知能力、大脑工作能力的干扰作用会随肥胖程度的加重而影响更为突出[13]。即使是对看起来很健康的人来说，肥胖也会对其记忆力及其他一些思维和推理能力造成损害。很多研究者认为，肥胖者的白质有受损的现象，造成连接大脑信息处理区域的线路系统受损，进而损害了必须穿越这些认知通道的信号的强度和清晰度，从而对脑部功能产生负面效果。本研究结果表明，肥胖青少年对单色光的反应时值以及总反应时值均长于对照组；瑞文推理测试以及认知能力测试各项成绩均显著低于对照组，表明肥胖可导致青少年的心理动作的协调性降低，反应速度、感知觉下降；对青少年的记忆力及其他一些思维和推理能力造成不利的影响。

大量研究表明，有氧运动能够提高学习记忆能力，对认知功能的改善有着积极的影响[14]。动物实验发现，长期有氧运动可以增强对海马区的作用、改善脑组织抗氧化能力以及通过对血浆和不同脑区中内阿片肽递质的水平产生影响来促进认知功能的增强[1516]；运动训练可以通过上调生长相关蛋白的表达来促进神经功能的恢复[17]；中等强度运动能促使大鼠大脑海马CA3区锥体细胞树突棘数目增高，进而通过增加神经细胞之间的联系而提高认知能力[18]；在运动诱导下，海马内IGF-1水平增高，促进Glu的释放，增强突触间的信息传递，促进长时程记忆的增强[19]。而有关运动对肥胖者认知能力的影响还未见报道。本研究结果发现，有氧运动综合干预后，肥胖青少年对单色光的反应时值以及总反应时值显著降低，瑞文推理测试成绩以及认知能力测试成绩均显著提高，表明有氧运动综合干预提高了肥胖青少年的心理动作的协调性，改善了肥胖青少年的注意集中能力以及学习记忆能力。这可能是因为长期参与有氧运动，增加了脑源性神经营养因子及其受体在脑内的表达与利用，并且在大量的传入和传出信息的作用下，中枢神经元形态结构发生改变；此外，长期有氧运动使肥胖青少年体脂含量降低，内脏脂肪减少，呼吸量增高，最大有氧运动能力增强，心肺功能提高，使肥胖青少年脑血氧饱和度提高、血液循环改善，神经元得到充分的营养和氧供给，进而提高了肥胖青少年的认知能力。

4 小 结

肥胖可对青少年的学习工作能力、心理认知能力等高级中枢工作能力和质量产生不利的影响；有氧运动综合干预可使肥胖青少年的记忆力及其他一些思维和推理能力显著提高，对肥胖青少年认知能力的改善有积极的影响。

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Effects of the Comprehensive Aerobic Exercise Intervention Oncognitive Function of Adolescent with Simple Obesity

ZHANG Run-hong, Liu Shang-wu

Objective：To study the aerobic exercise intervention on obese adolescents changes in cognitive function, and disscuss the effects of aerobic exercise on obese adolescents attentional. Methods：using aerobic exercise comprehensive intervention measures on 52 cases of simple obesity of adolescent diet，exercise，education combined intervention therapy，and the application of multidimensional neuropsychologi-cal test contrast evaluation before and after the intervention of neurocognitive function in obese adolescents. Results：aerobic exercise comprehensive intervention in obese adolescents cancellation test，reading speed，mental work ability index were significantly higher than those before intervention（P<0.01），error rate dropped significantly（P<0.01），visual tracking test completion time decreased significantly（P<0.01），compared with the normal group，the difference was not statistically significant. Conclusion：aerobic exercise intervention can make the obese adolescents attention ability in obese adolescents were significantly increased，attention ability has significantbeneficial effects.

Aerobic exercise；Obesity；Adolescents；Cognitive function；Assessment

G804.85

A

1007―6891（2013）04―0052―05

2013-01-05

吕梁学院，山西 吕梁，033000。Lvliang College, Shanxi Lvliang, 033000, China.