高强度间歇训练和有氧运动对肥胖青年脂代谢及慢性炎症的影响

高艳敏王光明杨文礼乔秀芳

1中国矿业大学（徐州221116）2徐州医科大学（徐州221004）

高强度间歇训练和有氧运动对肥胖青年脂代谢及慢性炎症的影响

高艳敏1王光明2杨文礼1乔秀芳1

1中国矿业大学（徐州221116）2徐州医科大学（徐州221004）

目的：探讨高强度间歇训练和中等强度有氧运动对肥胖青年身体形态、血脂及肥胖性慢性炎症的影响。方法：34名肥胖青年随机分为高强度间歇训练组（n=17）和有氧训练组（n=17），分别进行12周的运动干预，并在实验干预前、后两次测试受试者形态学指标，清晨空腹同侧肘静脉采血检测血脂代谢指标以及α-肿瘤坏死因子（TNF-α）、C-反应蛋白（CRP）、内脂素（Visfatin）等炎症因子。结果：（1）与干预前比较，干预后高强度间歇训练组和有氧训练组受试者体重分别降低了7.3%和6.5%（P<0.01），腰围分别下降了4.8%和4.6%（P<0.01）；体脂率分别下降了3.8%（P<0.01）和3.6%（P<0.05）；BMI分别显著降低了6.3%和8.3%（P<0.05）；二组之间没有显著性差异。（2）干预后，高强度间歇训练组和有氧训练组受试者血液中TG（P<0.05）、TC（P<0.01）、LDL-C（P<0.05）均有显著下降，而HDL-C显著升高（P<0.05）；（3）干预后，高强度间歇训练组受试者TNF-α、CRP显著降低（P<0.01），Visfatin显著降低（P<0.05）；有氧训练组受试者TNF-α显著降低（P<0.01），Visfatin、CRP显著降低（P<0.05）；两组之间没有显著性差异。结论：高强度间歇训练能通过减少机体脂肪重量，改善肥胖青年体成分和脂代谢，使机体血液炎症因子TNF-α、CRP、Vis⁃fatin等显著降低；与中等强度持续有氧训练减肥效果相比，二者之间没有显著性差异。高强度间歇训练对改善肥胖青年的健康水平有积极影响。

肥胖青年；高强度间歇训练；有氧运动；脂代谢；炎症

肥胖是由于遗传和环境因素所致能量摄入多于消耗、体内能量平衡被打破后体内脂肪积聚过多和分布异常的结果，是一种由多种相关因素引起的慢性代谢性疾病。有研究证实，肥胖往往是由多种炎症因子诱导产生的一种慢性、全身性、程度较低的炎症反应状态[1]，而慢性炎症则是引起各种代谢综合征（如高血脂、高血压、糖尿病等）的重要原因[2，3]。研究表明，肥胖者血液中的炎症反应标志物浓度高于正常值的2～3倍[4]，如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、内脂素（Visfatin）、白细胞介素-10（IL-10）等炎症因子，因此有学者用“慢性炎症反应状态”描述肥胖的特征。慢性炎症既可能在脂肪组织里发生，也可能在全身的系统中发生[5]。因此，如何运动干预肥胖性慢性炎症对防治肥胖引发的一系列代谢类综合症的发生有重要现实意义。

1 对象与方法

1.1 实验对象

招募某高校大学生50名作为受试者，男女各25名，经过BMI等指标初测，筛选符合肥胖标准的18名男生和16名女生参与本次实验，平均年龄为21.6±1.4岁。筛选标准为：（1）近3个月体重基本保持稳定；（2）除参加学校体育课外，平时无规律运动习惯；（3）排除心血管、内分泌等方面的运动禁忌症，如高血压、心绞痛、糖尿病等既往病史；（4）25 kg·m-2→BMI→30 kg·m-2；（5）体脂率→25%。

在运动干预前1个月采用询问法调查并记录受试者每天的饮食种类、食物成分及摄入量，并以此计算出摄入总能量。要求受试对象在整个3个月实验期间保持和实验前1个月能量摄入的一致。受试者在整个实验期间除了实验设定负荷之外，基本保持和实验前相同的体力活动量，尽量避免其他因素的干扰。

在实施运动方案前，通过测试34名受试者身高、体重、最大摄氧量、腰围、臀围和血液学指标，将被试者分为2组（每组男生9，女生8人），即高强度间歇训练组（HIITG组）和有氧运动组（AEG组）。

1.2 运动方案

所有被试均采用Pusar cosmos 4.0跑台结合AE⁃GER Oxygen Analyzer进行递增负荷试验测定最大摄氧量（VO2max）。经过3天的适应后，提取85%VO2max以及60%VO2max的心率（HR）及监测自我用力感觉（RPE）。

实验方案均采用为期12周的跑台训练，每周运动5天。运动前有10分钟的50%VO2max的准备活动，运动后有5分钟的放松活动。高强度间歇训练组的运动强度确定为85%VO2max，运动时心率需达到174次/min，运动时间为4 min，后接2 min运动强度为50%VO2max的运动，组间间歇时间为5 min，重复5次。控制有氧运动组和高强度间歇训练组能量消耗基本相同，方法：用VO2max测试算出高强度间歇训练组受试者靶心率下的实际摄氧量，以此计算出每次运动训练时的总耗能量，然后用总耗能量除以有氧运动组靶心率强度下的平均耗能量，计算其训练所需时间。有氧运动组的运动强度控制在60%VO2max，持续运动无间歇，运动时心率需要达到140次/min左右，持续运动40 min。

注重酒店管理系统所包含有序子系统，进行子系统构件时根据酒店具体部门进行设置构建，按照酒店规模扩大或缩小系统构建范围，方便酒店员工对不同类型客人的识别和专业化服务。比如部门子系统满足部门经理人员管理需求，整体酒店管理系统满足高层管理者经营需求等等，以此为基于需求的酒店管理系统的实质性价值作用得以完全发挥[3]。

1.3 指标测试

1.3.1 形态学功能指标

测试指标包括受试者身高、体重、腰围、臀围、体脂率、BMI等。身高测定利用身高坐高计，体重测定利用杠杆式体重计，围度测量使用软带尺，腰围取肋骨与髂嵴之间腰部最细处水平绕行一周的围长；体成分测量试用Inbody3.0人体成分分析仪。运动干预前和运动干预后一天对上述形态学指标进行测试。

1.3.2 血液学指标

分别于运动干预前、后采集所有受试者清晨空腹的同侧肘静脉血样。利用全自动生化仪测定血液中甘油三脂（TG）、总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）。用酶联免疫吸附法测试受试者血清肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、C-反应蛋白（CRP）、内脂素（Visfatin）等炎症因子。

1.4 数据处理

数据统计采用SPSS17.0统计软件包和Excel 2010软件，结果以平均数±标准差表示，运动干预前后比较采用配对样本t检验，运动干预后组间比较采用独立样本t检验，P＜0.05表示比较具有显著性差异，P<0.01表示比较具有极显著差异。

2 研究结果

2.1 运动干预前后受试者身体形态指标变化

由表1可知，与干预前比较，12周运动干预后，高强度间歇训练组和有氧运动组受试者体重均显著降低（P<0.01），分别降低了7.3%和6.5%，腰围显著下降（P<0.01），分别下降了4.8%和4.6%；体脂率相比干预前，高强度间歇训练组有非常显著性差异（P<0.01），下降了3.8%，有氧运动组的下降幅度有显著性降低（P<0.05），下降了3.6%；BMI指数分别显著降低了7.3%和6.3%。两组之间各项指标比较无显著性差异。

表1 两组干预前后身体形态指标变化

2.2 有氧运动和高强度间歇运动后血脂指标变化

由表2可知，高强度间歇训练方案干预后，受试者血液中TG（P<0.05）、TC（P<0.01）、LDL-C（P<0.05）均有显著下降，而HDL-C显著升高（P<0.05）；中等强度持续有氧运动后，受试者血液中TG（P<0.01）、TC（P<0.01）、LDL-C（P<0.05）均有显著下降，而HDL-C显著升高（P<0.05）。两组间比较，各血脂指标无显著性差异。

表2 两组干预前后血脂指标变化

2.3 运动干预前后受试者血液炎症指标变化

由表3可知，经过12周的运动干预后，高强度间歇训练组TNF-α显著降低（P<0.01），CRP显著降低（P<0.01），Visfatin显著降低（P<0.05）；而经过中等强度持续有氧运动干预后，受试者TNF-α显著降低（P<0.01），CRP显著降低（P<0.05），Visfatin显著降低（P<0.05）。两组之间比较，各血液炎症指标无显著性差异。

表3 两组干预前后血液炎症因子变化

3 讨论

3.1 高强度间歇训练和持续有氧运动对肥胖青年形态学的影响

关于有氧运动对肥胖者的干预研究颇多，基本都得出了正面结论，即坚持长时间中低强度有氧运动能够消耗脂肪，达到较好的减脂效果。但在实际操作中，由于中低强度有氧运动减肥的每单元持续时间较长造成多数肥胖人群难以坚持，最终导致减肥失败。于是，有学者提出在身体条件允许的情况下，高强度间歇运动更有利于脂肪消耗[10]，一些学者证实了高强度间歇训练的减肥效果。Schjerve等[9]对肥胖成人（年龄46.9±2.2岁；体脂率40.6%±1.4%）进行高强度间歇训练，采用跑台方式，以85%～95%HRmax强度运动4 min后接3 min的50%～60%HRmax强度，重复4组，12周后发现受试者体脂率下降了2.2%，相似的研究结果也出现在肥胖女性[11]和肥胖青少年群体中[8]。国内学者王京京研究青年肥胖女性以85%～95%HRmax强度在跑台上运动4 min后接7 min休息，受试者均能顺利完成，运动过程中均无不良反应[12]。另外，国外有以Ⅱ型糖尿病[13，14]、心血管疾病[15，16]、代谢综合征[17，18]人群为研究对象进行高强度训练干预，其安全性得到初步证实。在美国运动医学学会公布的2015年健身行业锻炼方式中，高强度间歇训练法是仅次于自重训练的有效减肥方法之一，受到减肥人群的青睐[19，20]。

本研究结果表明，经过2种不同方式的运动干预后，体脂率和腰围均有下降，但高强度间歇训练组下降幅度更大，两组之间不存在显著差异。与其它研究结果基本一致。原因可能是高强度间歇训练造成了运动后的过量氧耗，这些能量氧耗的底物是脂肪。在大强度运动中机体需要分泌较多的肾上腺素和去甲肾上腺素控制肌肉，运动后机体仍然会维持较长一段时间的高代谢水平[21]，而且会分泌更多的生长激素和甲状腺素[22]，这些都会造成机体静息代谢水平增加，刺激脂肪的燃烧，促进减肥。从能量摄入来讲，高强度间歇训练后往往在短时间内会出现食欲减退，如果长期坚持运动，就会造成身体能量摄入减少达到能量负平衡[23]。

研究表明，同等氧耗的情况下，高强度间歇运动可以在较短时间内取得和中等强度有氧运动相同的减脂效果，但在减少腹部脂肪量方面，高强度间歇训练效果更好[12]。另外一项针对肥胖青少年的研究中，经过13周每周2天的高强度间歇训练，受试者体脂率下降了1.3%[24]。也有研究显示，经过1周的运动干预后，受试者体脂率下降2.0%[8]。在其他研究中，也取得了体脂率下降2.2%[21]和9.9%[12]的结果，下降的程度不一样，主要原因与运动频率和强度不同有关。

本研究表明，相比干预前，高强度训练组和有氧运动组体脂率均显著性降低，分别降低了12.06%和11.14%，说明高强度间歇训练和有氧运动一样具有良好的脂肪燃烧效果。在本实验中，运动干预虽然使体脂和围度指标下降较为明显，但体重和BMI指数变化却没有与之相一致，特别是高强度间歇训练组体重下降幅度更小。推测原因可能是运动在引起脂肪比例下降的同时，对于缺乏锻炼的人来讲，运动刺激会同时促进肌肉生长，增加瘦体重，这样可以抵消部分脂肪消耗引起的体重下降。

3.2 高强度间歇训练和持续有氧运动对肥胖青年血脂变化的影响

目前比较一致的观点是长时间中、小强度有氧运动可以降低血清中TC、TG、LDL水平，但是对HDL的影响仍有很多不一致的地方。有研究认为运动可以直接升高HDL含量[25]，也有研究认为运动只是可以提高载脂蛋白（apoA）表达，并不能直接升高HDL[26]，但动物实验证实有氧运动可以通过提高胆固醇脂酰转移酶mRNA而直接升高HDL，加强TC的降解[27]。Kodama在总结了有氧运动对血清HDL水平影响的相关文献后得出每周运动时间超过2小时或运动消耗热量达到900 kcal以上时，血清HDL含量才会有明显的变化；他还指出单次运动时间每延长10分钟，HDL含量将增加1.4 mg/dl[28]。提示运动的时间和强度大小是影响HDL水平的两个主要因素。

有研究显示，高强度间歇训练对超重青少年[29]、心脏病病人[24]和代谢综合征患者[17]的血脂有明显的改善作用。本研究结果显示，高强度间歇训练组在运动干预后TG（P<0.05）、TC（P<0.01）、LDL-C（P<0.05）均有显著下降，而HDL-C显著升高（P<0.05）。高强度间歇训练组运动干预后血脂各项指标与有氧运动组的下降趋势一致，两组之间不存在显著性差异。

3.3 高强度间歇训练和持续有氧运动对肥胖性慢性炎症的影响

血脂异常是心血管病的主要致病风险因素，除血脂本身的影响之外，人体炎症标记物C反应蛋白（CRP）也是导致心血管病的高危因素。CRP可以作为炎症反应的标志物，与肥胖导致的代谢综合症等密切相关[30]。规律运动等改变生活方式，可以有效地降低CRP水平。有研究发现规律运动可使健康老年人安静时CRP水平降低，且与运动量呈负相关[31]，与不运动者相比，每周锻炼只要多于1小时就可以使机体CRP降低[32]，另外一项研究中，有氧运动可使中老年女性CRP下降43.41%[33]。

脂肪组织除了储存和释放能量之外，还可以分泌多种细胞因子和激素，重要的有（TNF-α）和内脂素（Visfatin）。TNF-α升高可能与肥胖程度成正相关，并可进一步引起胰岛素抵抗。高脂饮食的持续摄入会引起体内糖、脂代谢紊乱，引起TNF-α过度表达，进一步诱发炎症反应。Visfatin是主要存在于内脏脂肪组织的一种细胞因子，作用主要是促进脂肪细胞的分化、成熟和积聚，引起肥胖。很多研究认为Visfatin参与了肥胖的发病过程，能够促进葡萄糖向脂肪的转化，最终导致脂肪的积累，血浆中Visfatin与腰臀比成正相关[34]。徐建方等将肥胖青年分为有氧训练组和抗阻训练组，进行4周（1.5 h/天，6天/周）的训练，分别在运动前、运动结束后、停训1个月后3次测量血清TNF-α和Visfa⁃tin水平、体重、体脂，发现运动前后各项指标都出现了显著性差异，认为有氧运动和抗阻运动均可以改善肥胖机体的慢性炎症状态[35]。

本研究表明，12周运动干预后，高强度间歇训练组血清中的TNF-α、CRP和Visfatin与运动前相比均显著降低；有氧运动组的各项指标与高强度间歇训练组的下降趋势一致，下降幅度不如高强度间歇训练组大，这与徐建方[35]、王京京[12]等的研究一致。

4 总结

高强度间歇训练可减少机体脂肪重量，改善肥胖青年体成分和脂代谢，使机体血液炎症因子TNF-α、CRP、Visfatin等显著降低；与中等强度持续有氧运动减肥效果相比，二者之间没有显著性差异。因此，高强度间歇运动对于改善肥胖青年的健康水平有积极影响。但不同身体机能水平的人群采用高强度间歇运动减肥时，应根据年龄大小及个体实时健康状况，遵循循序渐进原则，在间歇时间、每组运动时间、总运动量上也应区别对待。

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