高强度间歇训练在健康人群和慢性病患者中的应用

娄婧婧　高雪峰　杨帆　胡颖　陈晓

摘 要：在全球经济高速发展的同时，心血管疾病、糖尿病等慢性病的发病率也迅速上升，并呈现年轻化的趋势。虽然人们都知道运动对体质健康有许多益处，但传统的中低强度的持续性运动锻炼比较枯燥、耗时长，大多数人都无法坚持。近年来，高强度间歇训练成为大众健身和慢性病防治领域的一种新兴手段。大量的研究表明，高强度间歇训练能提高有氧和无氧能力，降脂、降血糖，提高胰岛素敏感性，对骨骼肌的代谢能力、心血管和血糖、血脂的调节均有积极作用。而且由于高强度间歇训练大大减少了运动时间，使人更容易接受和坚持。本文对高强度间歇训练在健康人群和慢性病患者中的应用进行了简要的总结，并和传统的中等强度持续性锻炼作了比较。

关键词：高强度间歇训练 中等强度持续性训练 慢性病

中图分类号：G804.49 文献标识码：A 文章编号：2095-2813（2018）09（c）-0020-03

随着人们生活方式和饮食结构的变化，久坐、体力活动不足和高热量饮食导致心血管疾病、糖尿病、脂代谢异常等慢性病的发病率居高不下。众所周知，运动锻炼是防治此类慢性疾病的基础手段，但能付诸行动并长期坚持的人少之又少。美国运动医学会（ACSM）明确建议每个成年人为增强和保持心肺机能，应进行每天30min以上、每周5d以上（每周共150min以上）的中等强度锻炼，或每天20min以上、每周3d以上（每周共75min以上）的高强度锻炼[1]。然而，要长期坚持这样做对大多数人来说都是有困难的。因此，探索高效、容易坚持的运动方式成为了学者们关注的问题。

在运动训练中两种最常见的模式是高强度间歇训练（high-intensity interval training，HIIT）和中等强度持续性训练（moderate-intensity continuous training，MCT）。HIIT是指进行多次短时间高强度运动训练，在每两次高强度训练之间以较低的强度运动或完全休息形成間歇期。常采用全力冲刺或90%左右最大摄氧量（VO2max或VO2peak）强度，单次运动时间和间歇期可持续几秒到几分钟不等[2]。高强度阶段（也称为工作期）和中低强度（也称为恢复期）的强度可以用以下方法测量：最高心率百分比（%HRmax），心率储备百分比（%HRR），VO2max百分比，VO2储备百分比（%VO2R），主观感觉疲劳程度（RPE），代谢当量。这些测量方法都是用来描述工作期和恢复期的运动强度比例。越来越多的研究表明，与MCT相比，HIIT提高了运动强度，显著减少了锻炼持续时间，使人更容易接受和坚持。许多针对慢性病患者的相关研究也发现，HIIT对促进健康有很大益处，效果甚至优于传统的MCT。本文对HIIT在健康人和慢性病患者中的应用进行了简要的论述，比较了HIIT和MCT的效果。

1 HIIT在健康人群中的应用

1.1 提高有氧和无氧能力

Tabata等比较了HIIT和MCT在健康人中有氧和无氧能力方面的锻炼效果。研究对象分成两组，分别进行了6周的HIIT和MCT自行车锻炼。MCT组采用70%VO2max强度、每天60min、每周5d的方案；HIIT组为170%VO2max强度、持续20s为一组、组间休息10s、共进行8组、每周5d的方案。训练结束后，MCT组的VO2max出现非常显著增加，而无氧能力没有显著变化；HIIT组VO2max 增加幅度更大，无氧能力则增加28%[3]。王正将30名健康青年男性随机分为HIIT组和MCT组。HIIT组取峰值功率的95%，以1min运动、1min休息的形式进行，MCT组取峰值功率的75%以持续运动的方式进行，所有受试者每次训练30min，隔日1次，共进行6周。训练后，受试者的VO2max较训练前显著增加（P<0.05），HIIT组更明显；而无氧能力只有HIIT组有明显提高[4]。显然，HIIT方案运动持续时间显著减少，有氧能力和无氧能力都得到了更大的提升，显示出明显的经济性和实用性优势。HIIT比MCT能更好地提高最大摄氧能力可能是因为HIIT提高了有氧工作能力，减慢了储存的有氧燃料的消耗速度，延迟了能量的耗尽。

1.2 减肥降脂

在大众健身领域，关于HIIT的研究主要集中在减肥降脂等方面。邵威等比较了HIIT和MCT两种运动方式对肥胖青少年的减肥效果。将受试者分成 HIIT组和MCT组，进行9周运动干预。试验前后分别对两组受试者身体形态指标、血液指标测试并进行比较。结果表明，试验后两组受试者身体形态指标明显下降，HIIT组在运动后腹部内脏脂肪面积、腹部皮下脂肪面积明显低于MCT组[5]。由此推测HIIT对内脏的减脂效果更好。洪敏等观察了大强度间歇游泳运动对青年肥胖女性减肥的效果。结果表明，比起不进行干预的对照组，HIIT组的身体形态和身体成分指标都发生了明显的改善[6]。Sijie等发现HIIT对青年肥胖女性的减肥效果比MCT更好（前者体脂百分比下降9.9%，后者下降5.2%）[7]。Trapp等人将普通女性分成HIIT组、MCT组和对照组（无训练）进行研究，发现只有HIIT组体重和脂肪含量发生显著下降[8]。国内外类似的研究还有很多，总的来说，尽管HIIT在减肥降脂方面有明显的效果，但没有明确的证据表明HIIT的效果优于MCT。

2 HIIT在慢性病患者中的应用

2.1 心血管疾病

在运用HIIT进行慢性病康复的研究中，关于心血管疾病的是最多的。大量文献表明HIIT可以提高心脏病患者的VO2peak。这些文献都强调了在心血管疾病康复中HIIT比MCT的效果更好。由于VO2peak是发病率和死亡率的强预测因子，临床医生对HIIT提高VO2peak的生理机制非常感兴趣，有的科学家认为HIIT中的恢复期使心脏病人有可能高强度地完成短时间的运动，而短时间的高强度比起MCT来说给了心脏更大的刺激。Rognmo 等使用随机对照试验，将心脏病人分成HIIT组和MCT组，进行10周的锻炼并评估VO2peak。HIIT组执行4组4min高强度运动伴随低强度运动的方案，总时间为33min。MCT组以同一强度持续锻炼41min。两组的总训练量相同。结果发现两组的VO2peak在训练后都有了显著提高，HIIT组比训练前提高了17.9%，MCT组比训练前提高了7.9%。两组受试者在训练过程中都没有发生心血管危险事件[9]。Wisl?ff等选取了心力衰竭患者进行随机对照试验，分成HIIT组、MCT组和对照组，完成12周的训练计划并评估其VO2peak的变化。HIIT组以90%～95%最大心率运动4min，然后以50%～70%最大心率运动3min，如此循环，总时间为38min。MCT组以70%～75%最大心率持续运动47min。两组消耗的热量相当。结果HIIT组的VO2peak提高了46%，MCT组提高了14%。由于左心室的重塑，HIIT组的射血分数、每搏输出量和心室舒张功能都得到了改善，心肌收缩功能得到了全面提升[10]。这些研究证明了在提高心力衰竭患者的有氧能力方面，HIIT比MCT更安全、有效。

还有许多研究涉及到其他的心血管疾病，研究对象包括做过冠状动脉搭桥手术、经皮冠状动脉介入、支架植入和心肌梗死的病人。这些研究中最重要的发现都是相比对照组，HIIT和MCT组病人的心脏功能都有提高。有趣的是，在研究对象包括不进行运动干预的对照组的研究中，对照组相比HIIT和MCT组有更高的心脏病发病率。现有的数据显示HIIT可以减少C反应蛋白血浓度，提高心脏和血管内皮功能[11]。Moholdt等进一步研究发现不同强度的HIIT训练组进行比较，工作期的强度越高，有氧能力的提高越大[12]。

2.2 肺部疾病

研究已经证实HIIT对慢性阻塞性肺病有改善，HIIT对慢阻肺患者至少跟MCT有同样的效果。而采用HIIT锻炼能减少腿部不适和呼吸困难的出现。通常情况下，中度至重度患者不太可能持续长期高强度运动而不产生呼吸困难等症状。Vogiatzis等选取慢阻肺患者进行随机对照试验，将其分成HIIT组和MCT组，完成12周的训练。结果发现两者在改善疾病方面的差异不明显，只是在HIIT组中，发生腿部不适和呼吸困难的情况大大少于MCT组[13]。Arnardóttir 等对60名中至重度慢阻肺患者进行16周的运动干预发现，干预后HIIT组和MCT组的VO2peak， peak呼出二氧化碳和峰值运动能力都显著增加，但组间没有差异。而比较两组同一功率下氧气的消耗、二氧化碳呼出和通气速率发现，只有HIIT组显著下降[14]。

2.3 糖尿病

随着经济的快速发展、人们的生活方式和饮食结构的变化，全球糖尿病人数达到了前所未有的数值。与其他许多疾病不同，运动在糖尿病的管理中占重要地位，尤其对2型糖尿病。运动可增加胰岛素的敏感性，有助于控制血糖和体重，提高药物疗效。Gillen和他的同事们运用连续血糖监控的方法观察了高强度间歇运动后24h内的血糖浓度变化。他们对7名2型糖尿病患者作了两次血糖监控，一次记录的是不进行任何运动的情况下的24h血糖浓度，一次记录的是高强度间歇运动（以90%最大心率蹬一分钟脚踏车然后休息1min，循环10次）后的。两次监控过程中的饮食都是统一的[15]。结果显示，HIIT显著降低了血糖浓度，餐后血糖浓度也比不进行运动的值低。Terada等在2016年做了一组随机对照试验，比较不同运动方式对2型糖尿病患者血糖的影响。研究对象被随机分成HIIT和MCT组，HIIT组以100%最大摄氧量强度运动1min，接着以40% 最大摄氧量强度运动1min，如此循环，总共60min。MCT组以55%最大摄氧量强度持续运动60min。两组运动方式的能量消耗相当[16]。结果表明，HIIT比MCT更有效地降低运动后一天的夜间和空腹血糖。

越来越多的证据表明HIIT有助于慢性病患者的康复，对心血管疾病、慢阻肺和糖尿病患者起到的效果优于MCT，而且由于运动总时间减少，一定程度上降低了运动损伤风险。更让大多数人感兴趣的是，HIIT大大缩短了锻炼时间。未来关于HIIT的研究将着眼于选择更大的研究样本，比较不同强度或方式的HIIT方案，运用于不同种类的慢性疾病，以及进一步揭示HIIT的生理机制，如何安全地进行HIIT等。当然，为了最大化运动训练的好处，在为慢性病患者制定运动处方的时候，应该根据个人的需要量身定做。

参考文献

[1] Garber CE，Blissmer B，Deschenes MR，et al. Quantity and quality of exercise for developing and maintaining cardiorespiratory musculoskeletal and neuromotor fitness in apparently healthy adults：guidance for prescribing exercise[J]. Mdicine Science in Sports Exercise，2011，43（7）：1334-1359.

[2] 王京京，张海峰.高强度间歇训练运动处方健身效果研究进展[J].中国运动医学杂志，2013，32（3）：246-254.

[3] Tabata I，Nishimura K，Kouzaki M，et al. Effects of moderate-intensity endurance and high-intensity intermittent training on anaerobic capacity and VO2max [J]. Mdicine Science in Sports Exercise，1996，28（10）：1327-1330.

[4] 王正.高強度间歇训练运动处方健身效果研究进展[J].南京体育学院学报，2015，14（3）：33-36.

[5] 邵威，费加明.不同运动方式对肥胖青少年减肥效果的比较[J].中国应用生理学杂志，2017，33（3）：211-213.

[6] 洪敏，王功燃，童伟.大强度间歇游泳运动对青年肥胖女性减肥效果的观察[J].体育大视野，2016，6：（22）：142-144.

[7] Sijie T，Hainai Y，Fengying Y，et al.High intensity interval exercise training in overweight young women[J].J Sports Med Phys Fitness，2012，52（3）：255-262.

[8] Trapp EG，Chisholm DJ，Freund J，et al.The effects of high intensity intermittent exercise training on fat loss and fasting insulin levels of young women[J].Internati onal Journal of Obesity，2008，32（4）：684-691.

[9] Rognmo A ， Hetland E， Helgerud J， et al High intensity aerobic interval exercise is superior to moderate intensity exercise for increasing aerobic capacity in patients with coronary artery disease[J]. Eur J Cardiovasc Prev Rehabil，2004（11）：216-222.

[10]Wisl?ff U， St?ylen A， Loennechen JP， et al. Superior cardiovascular effect of aerobic interval training versus moderate continuous training in heart failure patients： a randomized study[J].Circulation，2007，115（24）：3086-3094.

[11]Munk PS，Staal EM，Butt N，et al. High-intensity interval training may reduce in-stent restenosis following percutaneous coronary intervention with stent implantation： a randomized controlled trial evaluating the relationship to endothelial function and inflammation[J]. American Heart Journal，2009，158（58）：734-741.

[12]Moholdt T，Madssen E，Rognmo ?，et al. The higher the better Interval training intensity in coronary heart disease[J]. Journal of Science & Medicine in Sport，2014，17（5）：506-510.

[13]Vogiatzis I，Nanas S，Roussos C. Interval training as an alternative modality to continuous exercise in patients with COPD[J]. European Respiratory Journal，2002，20（1）：1219.

[14]Arnardóttir RH，Boman G， Larsson K. Interval training compared with continuous training in patients with COPD[J]. Respiratory Medicine， 2007，101（6）：1196-1204.

[15]Gillen JB， Little JP， Punthakee Z. Acute high-intensity interval exercise reduces the postprandial glucose response and prevalence of hyperglycaemia in patients with type 2 diabetes[J]. Diabetes， Obesity and Metabolism，2012（14）：575-577.

[16]Terada T，Wilson B，Myette-Cote E.Targeting specific interstitial glycemic parameters with high-intensity interval exercise and fasted-state exercise in type 2 diabetes[J].Metabolism-clinieal & Experimental，2016，65（6）：599-608.