高强度间歇训练与儿童青少年健康促进的研究进展

邓建伟，曹 莉

0 前言

规律的体育活动在预防慢病和维持健康中起着重要作用，经常参与体育活动的儿童比那些不参加体育活动的儿童有着更高的有氧体适能 （孙晋海，2018；Povoas et al.，2016）。儿童青少年时期是发展健康行为的关键阶段，对提高心血管代谢健康非常重要。流行病学调查显示，生命早期的心血管风险因子状态与成年期动脉粥样硬化进展相关（孙磊 等，2018；Laitinen et al.，2012）。体育活动是调节生命早期心血管风险因子和预防成年期动脉粥样硬化发生的重要途径（李方晖 等，2019；刘阳 等，2018）。早前有科研工作者综述了体育活动对学龄儿童青少年健康促进的影响，涉及体脂、心血管适能、精神健康、肌肉骨骼健康和学业表现等方面，850多项研究中绝大多数关于儿童青少年运动干预的研究方案为每天运动时间30～45 min，每周3～5次，强度5～8 MET，并总结出每天60 min或更长时间的中度至剧烈强度的运动是促进儿童青少年健康和预防疾病的重要策略，这对于长期运动较少的儿童青少年尤为重要，该研究结论与政府和专业机构提出的儿童青少年体力活动建议相一致（刘涛 等，2019；Strong et al.，2005）。后续的研究也表明，青少年的中、高强度运动时间与未来心血管风险成反比。WHO《关于身体活动有益健康的全球建议》中明确指出5～17岁儿童青少年每天需累积至少60 min中度至剧烈强度的运动，大多数应该为有氧运动，同时每周需要至少3次增强肌肉和骨骼的高强度活动。然而，全球只有1/5的儿童青少年能达到WHO推荐的每天至少60 min中度至剧烈的强度运动（Hallal et al.，2012）。有研究质疑60 min的体力活动能否改善儿童青少年的心血管风险、体成分和心血管呼吸适能，这引起了科研人员对不同运动强度与儿童青少年心血管代谢健康关系的研究兴趣。横向和纵向研究表明，高强度而非中低强度运动的持续时间与儿童青少年心血管风险因子下降有关，但是，学校体育课中儿童青少年参与高强度运动的时间很少（约4 min中高强度运动）（Borde et al.，2017）。Meta分析指出，低强度运动的持续时间与体脂成正相关（曹甍 等，2018；Ruize et al.，2006）。欧洲青少年心脏研究数据同样显示，高强度运动而非中等强度运动的持续时间与青少年体脂下降相关（Ortega et al.，2007）。肥胖儿童在青春期前还出现内皮和平滑肌功能受损，内皮功能的损伤是动脉粥样硬化最早期的表现，也是血管恶性结构性变化的前提（Aggoun et al.，2008），只有高强度运动能改善儿童青少年的血管内皮功能（Hopkins et al.，2009）。

综上，提高儿童青少年高强度运动量可能对预防心血管疾病更有效。事实上，越来越多的证据表明，高强度训练在提高成年人和青少年肌肉骨骼、代谢和心血管健康上，较传统的中等强度训练效果似乎更好（孙一 等，2018；Racil et al.，2016）。儿童青少年脑和神经系统仍然处于发育阶段，包括神经元之间的连接和信息交流，认知功能也处于快速发展时期（Spear，2013）。早前已有研究指出，规律性体力活动能提高儿童青少年的认知功能，引起脑结构和功能的积极变化，这部分研究主要关注传统的中低强度有氧运动的效果（Herting et al.，2017）。最新的研究显示，有氧运动的强度影响青少年脑源性神经营养因子（BDNF）水平和学习记忆（Jeon.，2017），还有很多研究报道了急性运动对认知功能等的影响，但涉及儿童青少年的研究文献较少（Chang et al.，2012）。儿童青少年每天大部分时间在学校度过，多数WHO或政府倡议的体力活动可以在体育课或课余时间进行干预，考虑到儿童青少年体力活动通常是无意识的，本质上是高强度、间歇性的，儿童青少年可能会发现短时间的高强度运动比传统的长时间中等强度运动更有吸引力，高强度间歇运动（HIIT）与儿童青少年健康促进的相关研究正在逐渐增加。当前HIIT与儿童青少年心血管代谢健康相关的综述未能充分整合急性HIIT的健康促进效应（Costigan et al.，2015a），部分还排除了＜4周的研究案例，对于不同儿童青少年群体也缺乏区分度。对HIIT高强度的界定同样存在一定争议，部分界定为≥85%最大心率（HRmax）、64%O2max或≥90%O2max。尽管HIIT与儿童青少年脑和神经系统发育及认知功能相关的研究文献较少，但最近开始有文献报道HIIT能有效提高儿童青少年的认知功能和学习记忆能力等（Cooper et al.，2018）。本文定义高强度运动为≥70%O2max或≥70% HRmax，代表一个高于乳酸阈的强度，乳酸阈界定了中等强度的上限（Bond et al.，2017），从急性和长期HIIT的健康促进效应2个方面，系统分析了HIIT在儿童青少年健康促进中的作用。

1 急性HIIT的健康促进效应

整个生命周期里每天进行适量的运动能降低心血管发病的风险，降低其他慢病风险，虽然单次急性运动产生的心血管代谢应激通常是一过性、暂时的，但这些良性变化一般都能在规律性运动中体验到，故长期规律性体育活动产生的健康价值效应可能是单次运动应答的累积效应（Dawson et al.，2013）。例如，规律体育活动的人群对高脂饮食的血脂反应变小，该效应一般在运动48 h后就会完全消退（Herd et al.，2000）。单次急性间歇冲刺（SI）骑行产生的餐后血脂下降效应与6周间歇冲刺训练效果相当（Freese et al.，2015）。这说明，长期规律性体育活动并不一定产生更有利的代谢效应。HIIT与儿童青少年健康促进的综述性研究中缺少对急性或单次HIIT的总结，也缺少急性HIIT与传统有氧耐力运动（AEE）的比较。20篇相关文献中10项研究了单次HIIT对高脂或高糖饮食下儿童青少年血糖、血脂等的影响，4项研究了单次HIIT对儿童青少年心血管功能的影响，其中1项比较了正常和肥胖儿童血管功能对急性HIIT的应答。还有几项研究分别比较了急性HIIT运动应答的性别差异，研究了急性HIIT对肥胖儿童青少年食欲、情感反应和儿童青少年认知功能的影响（表1）。

表1 急性HIIT对儿童青少年健康的影响Table 1 The Effect of Acute HIIT on Children and Adolescents’ Health

续表1

1.1 代谢

儿童青少年时期餐后非空腹状态下血浆甘油三酯（TAG）水平与成年期心血管事件相关。急性运动后脂蛋白脂酶（LPL）峰值活性通常延后，故4项对餐后血脂的研究中HIIT运动干预主要安排在下午或傍晚，实验对象进食标准晚餐后次日检测血脂，结果显示，餐后不同时段甘油三酯曲线下总面积（AUC-TAG）显著下降10%～26%，其中3项甘油三酯递增曲线下面积（incremental AUC，IAUCTAG）下降15%～47%，这同AEE降低儿童青少年餐后血脂的报道一致（Tolfrey et al.，2014）。只有1项研究比较了HIIT和AEE对儿童青少年餐后血脂的影响，60 min 75%O2maxHIIT 和53%O2maxAEE的餐后血脂下降效应相当。急性HIIT结束短时间里进餐，尽管餐后全身脂肪氧化率提高20%，但血脂并未下降，相反次日血脂下降比较明显，这与运动后LPL活性延迟有关。急性HIIT负荷量、时间安排和运动后饮食等的差别，相关生理机制的缺乏等都很难确定该如何优化急性HIIT方案才能降低儿童青少年餐后血脂。还有1项研究中只有女孩IAUC-TAG在HIIT或AEE后下降，男孩没有明显变化，说明HIIT对儿童青少年餐后血脂影响可能存在性别差异，但尚没有其他数据支持这一推论。同样，尚不确定年龄、青春期状态等是否影响运动或运动强度对餐后血脂的效应。急性HIIT还能有效调节儿童和青少年血糖（GLU）稳态，儿童口服葡萄糖耐量测试中血糖波动幅度要大于青少年，说明年龄可能会影响急性HIIT对血糖稳态的调控，23 min HIIT的血糖控制效果可与30 min AEE相当。有意思的是，同样的HIIT方案对进食高脂饮食的儿童青少年的血糖控制效果下降，只有一天内累积多次的HIIT效果才会比较明显。

1.2 心血管功能

利用高频超声检测血流介导的内皮依赖性舒张功能（FMD）是当前比较流行的无创评估血管内皮功能的有效方法，其中，肱动脉FMD与冠状动脉病变程度相关，对预测冠心病有积极意义。有数据表明，4 min超大强度（170%O2max）间歇骑行提高了青少年肱动脉FMD，动脉硬化显著降低（Chuensiri et al.，2015）。也有研究发现，尽管急性HIIT运动后即刻血管内皮功能会降低，但运动结束1 h、2 h FMD显著提高，相同运动负荷的AEE骑行对FMD无显著影响，说明，运动强度能影响FMD对运动的应答。其他研究中同样的HIIT和AEE干预方案同样发现，只有HIIT能提高儿童青少年血管内皮功能，运动结束1 h进食高脂饮食，尽管餐后血脂没有显著变化，但HIIT组FMD在餐后仍处于上升状态。尽管急性AEE没能提高青少年餐后FMD，但与安静对照组餐后FMD显著下降相比，仍能观察到AEE能预防青少年餐后FMD下降。还有研究表明，急性HIIT能提高儿童青少年的微血管功能，降低血压，说明急性HIIT能带来广泛的心血管健康效应。

1.3 运动愉悦感

运动愉悦感的强弱是影响实验对象能否坚持顺利完成整个运动干预方案的重要因素，有研究报道了急性HIIT对儿童青少年运动愉悦感的影响，并与AEE进行了比较。8项研究中的7项显示，一般HIIT的运动愉悦感会比AEE更强烈，这与成年人和老年人的研究结果类似。Malik等（2018）认为HIIT的运动愉悦感更高与奖赏、兴奋性和成就感提高有关，而烦躁、无趣等情绪反应在传统的AEE中体现得更强烈。只有Cockcroft等（2018）报道两种运动模式的愉悦感基本一样。还有2项研究报道了运动过程中的RPE，无论是运动过程中还是间歇期HIIT的RPE都要高于AEE。不同方案的HIIT愉悦感是否不同，当前尚不清楚。

1.4 脑和认知功能

儿童青少年时期是脑形态和功能出现明显变化的敏感时期，也是认知功能发展的黄金时期（Spear et al.，2013）。体育活动在儿童青少年脑成熟中的作用被广泛研究，尤其体育活动对认知功能和学业表现的潜在积极影响已被不少综述分析。有研究表明，急性运动对成年人和儿童的认知功能均有积极的影响，尽管效应可能很小（Chang et al.，2012）。尽管对青少年的研究工作相对较少，但最近也有研究表明，急性运动能提高青少年的认知功能。绝大多数急性运动对儿童青少年认知功能的研究采用了传统的持续运动模式，包括骑行和跑步等。急性HIIT对儿童青少年脑和神经系统功能以及认知功能的研究，文献极为有限。在搜集到的3项研究中均未报道脑结构和功能的变化，其中1项研究报道了冲刺跑前、跑后即刻和跑后45 min 3个不同时刻认知功能变化，运动后青少年对简单水平的stroop test的反应时间较运动前明显加快，还能维持相当的准确率，Corsi block test中回忆起的内容数量或Digit symbol substitution test（DSST）中数据替换次数没有即刻或延迟效应，说明急性HIIT对认知功能的影响可能依赖于测定的项目，执行功能提高，而视觉空间工作记忆和心理动机速度不受影响（Cooper et al.，2016）。另1项研究也报道了HIIT运动前、运动后即刻和运动后（2 h、3 h、4 h、24 h和48 h）不同时刻的认知功能变化，在校正性别、年龄、BMI和中度至剧烈运动水平情况下，运动后1 h青少年的选择性注意力显著提高17.39%，运动后2 h、3 h专注力分别提高20.31%、15.26%。急性HIIT对青少年认知功能提高的短期效应为学校课间活动的安排有重要参考意义。

儿童青少年倾向于选择参加自己喜欢的运动项目。游戏类的活动为儿童青少年提供了更具吸引力的运动模型，引出更加容易接受和享受的高强度间歇性活动。此前，只有1项研究探索了团队游戏运动对青少年认知功能的影响，体育课（有氧循环训练或团队游戏）后自由回忆记忆能力提高，尤其是含有团队游戏的运动（Pesce et al.，2009）。但这项研究并没有提供运动前的测试作为参考值，很难区分团队游戏运动的效应，当前也缺乏游戏活动对儿童认知功能的报道。有趣的是，Gallota等（2012）报道了相比有氧循环训练，3周的篮球类游戏活动对儿童注意力（d2 test）提高幅度很小，说明游戏类活动可能并不能优化儿童认知功能。相反，Ishihara等（2017）报道一次50 min网球游戏课显著提高了6～12岁儿童的执行功能（抑制控制、工作记忆和认知灵活性的总得分），效果优于重复性运动。但这一研究采用了横断设计，混淆变量可能影响结果。Cooper等（2018）进一步研究了急性高强度间歇的游戏运动对儿童青少年认知功能的影响，结果表明，与运动前30 min相比，60 min的篮球游戏活动后即刻和运动后45 min复杂水平的stroop test反应时均得到显著提高，Sternberg paradigm 5项工作记忆反应时在运动后即刻显著提高，d2 test结果和完成trail making的时间没有显著变化。有意思的是，该研究发现，体能水平高的青少年急性HIIT后认知功能提高更明显。当前尚没有研究去比较AEE和HIIT对儿童青少年认知功能的影响。Kao等（2017）比较了AEE和HIIT对成年人抑制控制（执行功能）的影响。很明显AEE和HIIT对抑制控制的效果是有区别的，相比于安静对照组，2种运动模式均能改善反应时，但HIIT需要更大的抑制控制来提高反应准确性。ERP研究表明，AEE组P3振幅高于HIIT组，但只有HIIT组运动后P3潜伏期下降，说明急性AEE一如既往地改善抑制控制，而持续时间短、运动量小的HIIT不但能带来额外的抑制控制提高，还能引起更小和更有效的P3成分变化，这一研究表明，HIIT在改善认知功能上可能比AEE更加省时有效，也为儿童青少年的研究提供了一个思路。另外，不同方案的HIIT对儿童青少年认知功能的影响也不清楚。

2 长期HIIT的健康促进效应

2.1 长期HIIT与健康儿童青少年健康促进

长期HIIT对健康儿童青少年健康促进的相关研究报道并不多，当前也只有少量综述总结了长期HIIT在健康儿童青少年健康促进中的应用，我们在满足健康儿童和/或青少年、HIIT和健康相关指标3个条件基础上搜集到15篇文献，HIIT干预大部分基于校园设计开展，少量是在体育课停止情况下基于实验室设计开展。早前，面向校园设计的运动干预被认为是影响儿童青少年健康最普遍适用和有效的方法。

2.1.1 实验设计和运动方案

一般研究设计都包括一个对照组和/或一个运动比较组，对照组进行正常体育课，运动比较组进行AEE或HIIT，部分研究设计采取非随机化设计，在学校或班级水平进行分组，部分研究设计在个体水平上随机抽样分组，还有2项班级整群随机分组，3项研究采用了准实验设计，剩余4项采用了个体随机对照实验。基于校园的HIIT运动方案平均时长为7周（2～15周），长于7周的HIIT干预方案可能跨度超过1学期，学校假期可能会影响实验结果准确性。15项研究中有14项HIIT频率为2～3次/周，只有1项为1次/周。部分HIIT或AEE在原体育课基础上进行，部分通过HIIT或AEE取代原体育课。2项安排在午餐休息或放学后，还有的安排在晨会。绝大部分研究通过图、表方式详细列出了HIIT运动模式、锻炼次数等信息，这是传统运动干预实验不能比拟的。大部分HIIT干预方案每回合10～60 s，运动与间歇恢复比≤1，只有2项研究除外：每回合运动20s，运动与间歇恢复比为5：1，一般单次HIIT重复4～40回合。绝大部分研究采用了跑步运动模式，还有2项为蹬功率车，其余均为形式灵活的体育活动，有的采用闪避球游戏，有的设计了体育舞蹈，还有的设计了包括拳击、舞蹈、篮球、足球等的循环锻炼项目。Costigan等（2015）和Logan等（2016）的研究都是在现有体育设备（划船机、多功能健身器材）或对设备需求最小或无设备需求的情况下进行（折返跑、跳绳等）。绝大部分研究对运动强度进行了监控，4项用MAS%来表示，1项用通气阈（VT）来表示，绝大部分研究以HR或HRmax%表示。部分研究提供了实验对象参与和缺席训练的信息以量化运动负荷，缺席训练达一定比例将不纳入最终的研究结果，7项提供信息的研究中完成整个训练的比例高达91.9±5.8%。

2.1.2 体成分、心肺功能和心血管代谢

身体成分的优化是运动促进健康的重要体现，10项报道了BMI变化，只有2项有明显的优化，BMI下降可能与儿童青少年生长发育引起身高增加有关，而非体重下降。11项研究报道了HIIT对儿童青少年体脂率的影响，其中3项显著下降。Logan等（2016）在每周2次HIIT的同时增加了1次抗阻训练，改善了青少年的体成分，不过不能排除抗阻训练的干扰，结论值得斟酌。腰围也是反映健康的重要指标，6项关于腰围的研究中有4项报道，HIIT后腰围显著降低。15项研究均测定了儿童青少年的心肺功能变化，部分通过气体代谢分析或心肺运动实验直接测定，部分通过20 m折返跑间接测定，11项报道儿童青少年的心肺功能明显改善。7项研究报道了血压的变化，其中4项SBP显著下降，1项DBP显著下降，还有1项SBP显著升高。5项研究探索了基于校园的HIIT对学龄儿童青少年TAG、HDL-C等的影响，1项报道了TAG、HDL-C显著改善，Weston等（2016）的研究还发现，HIIT组TAG下降到对照组水平之下。还有7项研究检测了校园HIIT对儿童青少年血糖的影响，除有1项研究报道血糖显著提高外，其余均未发现血糖有显著变化。还有针对学龄儿童青少年的少量HIIT干预研究是在体育课停止期间进行的，如Barker等（2014）研究了2周共6次的Wingate式HIIT前后健康青少年（15.1±0.3岁）有氧体适能、脂肪氧化、血压、BMI等的变化，从第一次4组30 s Wingate冲刺骑（组间70转/min强度，间歇4 min）递增到最后一次7组30 s Wingate冲刺骑，实验室测试结果显示，2周HIIT训练提高了青少年的无氧峰值功率和O2max，提高了次大强度运动下脂肪氧化率，SBP、BMI没有显著变化。Van Biljon等（2018）研究了5周HIIT（＞85% HRmax10×1 min冲刺跑）、AEE（65%～70% HRmax快走23 min）或HIIT联合AEE（33 min HIIT+23 min AEE）对健康儿童体成分、心血管功能等的影响；包括对照组在内的儿童青少年体重和BMI均升高，说明存在生长发育的影响；HIIT、HIIT+AEE组腰围和腰臀比较对照组下降，AEE组没有显著变化，HIIT+AEE组腰围和腰臀比下降较HIIT组更明显，相比有显著性差异；3组O2max均显著提高；HIIT组和HIIT+AEE组SBP有下降趋势，AEE组没有明显变化；3组的DBP均显著低于对照组，组间没有明显差异；3组空腹血糖均较干预前显著下降；炎症因子CRP均较干预前显著下降。

2.1.3 脑和认知功能

规律性运动除了带来一系列的包括优化身体成分、提高心肺功能、降低心血管风险等在内的身体健康效应，还对改善儿童青少年脑结构、功能，提高认知功能有积极作用。儿童青少年的日常体力活动水平与学业表现和认知功能相关，在美国、冰岛、香港等国家或地区中小学调查得出，体适能水平高的儿童青少年其平均学分绩点更高；有氧体适能高的青少年下丘脑海马体积更大，重量更重。体力活动和体适能对心理健康（抑郁、焦虑等）也有积极作用，但当前研究主要关注了有氧运动与上述指标的关系。针对成年人群，不少文献报道了HIIT能提高脑功能，如海马依赖的学习记忆（Min et al.，2018）。还有综述总结了HIIT对脑源性神经营养因子（BDNF）的影响，BDNF在维持和提高学习记忆等脑功能中起重要作用，很明显，几周的HIIT能不同程度提高BDNF水平，这在动物试验中也得到验证（Jimenez-Maldonado et al.，2018）。但目前，只有1项研究探索了HIIT对健康儿童青少年认知功能和心理健康的影响。该研究发现，经过8周3次/每周的有氧运动（AEP）和抗阻结合有氧运动（RAP） HIIT方案干预，与对照组相比，AEP组青少年的执行功能（trail making test）略有提高，但不显著，心理幸福感（心盛量表）提高明显；RAP组心理幸福感小幅提高；平均情感状态两组均提高，AEP组有显著性差异；这说明HIIT在提高认知功能和心理健康方面有积极的影响，不同的活动内容可能影响不同。

表2 长期HIIT对健康儿童青少年健康促进的效果Table 2 The Effect of Chronic HIIT on Health Promotion of Healthy Children and Adolescents

续表2

2.2 长期HIIT与肥胖儿童青少年

儿童青少年肥胖给世界各国公共卫生和财政支出带来极大的挑战，成为世界性卫生难题。肥胖儿童青少年群体伴随心血管风险提高，心肺功能下降和成年期患病风险以及过早死亡风险提高（Reilly et al.，2011）。多元化生活方式干预是公认的肥胖控制基石，但通过运动提高体力活动水平仍然是绝大部分干预的主要组成元素，各大机构或组织推荐的体力活动类型仍主要是AEE（＜60 min，2～4次/周）。省时高效的HIIT在肥胖儿童青少年健康促进中得到了极大的关注，11篇相关文献中2项针对10～11岁儿童，其余9项针对12.3～16.8岁青少年，其中7项研究既有男孩又有女孩，其余4项只有男孩或女孩。在6项HIIT与AEE比较的研究中有5项包含有AEE和对照组，AEE分别为持续运动或间歇运动，还有1项比较了HIIT与饮食结合运动的多元化控体重干预。HIIT运动干预方案一般周期长度为3～12周、频率2～10次/周不等，运动强度都是通过最大有氧速度（100%～120% MAS）或HRmax（80%～100%）、O2max（80%）表示。对AEE运动强度的界定基于年龄预测的HRmax（90%～95%）或心率储备（60%～90%）。对中等强度间歇训练（MIIT）运动强度的界定基于MAS（70%～80%）。HIIT单个回合运动时间15 s～4 min不等，间歇恢复时间15 s～5 min不等。单次HIIT方案除了10～15 min热身和整理运动，正式运动总共6～60 min不等，只有1项运动到力竭。HIIT运动模式主要为跑台或室外田径场跑步，只有1项为蹬功率车（表3）。

表3 长期HIIT对超重和肥胖儿童青少年健康促进的影响Table 3 The Effects of HIIT on Health Promotion of Overweight and Obese Children and Adolescents

续表3

2.2.1 身体成分

在11项报道体重变化的研究中，有6项儿童或青少年体重显著性下降，下降2.5%～7.2% （表3），其中5项HIIT干预周期长达12周，说明HIIT降体重通常需要较长周期。但Lazzer等（2017）报道，3周HIIT就能显著降低儿童青少年体重，下降幅度达4.5%，分析发现，3周HIIT的运动负荷量（28±2次）跟12周运动负荷量（24～36次）基本一样。还有3项报道HIIT后肥胖或超重儿童青少年体重增加，其中2项无显著性差异（0.2%～0.3%）。Lau等（2015）的研究中，100%和120% MAS 的HIIT干预后体重分别提高1.5%和2.3%，但儿童青少年体重的增加主要与生长发育有关，对照组体重同样增加。8项报道BMI下降的研究中，7项有显著性差异，下降幅度达2.1%～14%，BMI下降幅度较大的两项研究（8.8%和14%)BMI采用了Z-分数表示，若用kg/m2表示这7项研究中BMI下降幅度为2.1%～6.3%，剩余研究BMI提高0.3%～1.1%。还有9项研究报道了体脂下降，7项有显著性差异，下降幅度达3.2%～12%。皮褶厚度（5.8%～12%）、生物电阻抗（5.8%～9.7%）等间接法测得体脂下降幅度更大，双能X线吸收计量法观察到体脂下降（3.2%）明显低于间接法，说明皮褶厚度或生物电阻抗法测的体脂下降可能被高估，然而，也有生物电阻抗法测得体脂率下降不明显，抑或升高，可能存在其他影响因素。

2.2.2 代谢

6项研究将心血管风险相关的血液标志物纳入研究，大部分报道了HIIT干预后空腹胰岛素（INS）水平显著下降，下降幅度26%～29%，只有1项报道无显著性差异。这6项研究的HIIT运动方案均为12周，2～3次/周，每回合持续15 s～4 min不等。稳态模型评估法（HOMA）指出，HIIT干预改善超重或肥胖儿童青少年胰岛素抵抗，只有1项报道无显著变化。还有研究报道了血糖和胰岛素的良性变化，胰岛素敏感度提高。这6项研究结果体现了HIIT干预对肥胖儿童青少年空腹和餐后血糖、胰岛素的有效改善，但尚不清楚这些积极变化是长期累积适应还是末次HIIT的急性应答，毕竟研究已经表明急性HIIT能提高健康儿童青少年的血糖稳态。还有5项研究报道了肥胖或超重儿童青少年血脂变化，高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）均有不同程度提高（4%～9.7%），不过只有3项有显著性差异。只有3项报道了低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）的变化，1项LDL-C显著降低12%，1项LDL-C下降1.5%，无显著性差异，还有1项LDL-C提高了2%，无显著性差异。5项研究中4项报道了TAG不同程度降低5.9%～11%，但只有2项有显著性差异，还有1项TAG显著提高，没有分析原因。

2.2.3 心血管功能

高血压是心血管疾病的主要风险因子，流行病学调查显示，低年龄段出现原发性高血压是成年或老年原发性高血压的强有力预测因子，而儿童青少年高血压主要与肥胖有关（Ortega et al.，2008），尽管血压的检测相对简单，但只有6项纳入了研究，经HIIT干预，肥胖或超重儿童青少年收缩压（SBP）下降幅度达0.7%，但只有5项有显著性差异。其中5项研究中舒张压（DBP）下降幅度达3.4%～16%，但只有4项有显著性差异。在这些实验研究中，HIIT运动干预方案通常8～12周，2～3次/周，每回合15 s～4 min不等，这说明不同组合的HIIT干预方案均能改善儿童青少年血压。

2.2.4 心肺功能

儿童青少年时期心肺功能（CRF）是评价未来健康的重要指标，与心血管风险独立相关，儿童青少年良好的心肺功能还可抑制心血管疾病风险的提高，青春期后期良好的心肺功能还能降低成年过早死亡风险。在10项相关研究中，有的通过实验室心肺运动测试评定心肺功能，有的通过户外气体代谢分析评价心肺功能，还有的通过次大心率和Yo-Yo间歇耐力测试评价心肺功能。所有研究一致报道，HIIT提高肥胖或超重儿童青少年的心肺功能，8项有显著性差异，提高幅度达2.2%～23%。Kargarfard等（2016）的研究中，心肺功能提高幅度最大（23%），这可能与实验对象心肺功能基础值较低有关。尽管Racil等（2013）的研究中，心肺功能只提高了2.2%，但反映了V.O2max的绝对变化。还有2项研究中尽管心肺功能提高无显著性差异，但10%～12%的提高幅度仍然很有意义，传统的AEE对健康儿童青少年心肺功能的提高幅度一般也就在5%～10%（Morrisey et al.，2018）。

2.2.5 脑和认知功能

肥胖儿童青少年认知功能较正常体重同龄人明显降低，如单纯性肥胖青少年较健康对照组学业表现下降、工作记忆下降和专注力下降等（Yau et al.，2014）。Sweat等（2017）也发现，与同龄健康对象相比，肥胖青少年认知处理速度明显下降。尽管运动干预或运动结合饮食干预能在有效管控体重的同时，改善肥胖儿童青少年的认知功能（Goldfield et al.，2018），但目前尚无HIIT对肥胖儿童青少年认知功能的影响的报道。基于HIIT对健康儿童青少年认知功能和心理健康的积极影响，HIIT对改善肥胖儿童青少年认知功能和脑功能可能同样有效。

3 结论与展望

综合当前的研究得出结论，HIIT给儿童青少年带来广泛的心血管和代谢健康促进效应，效果与AEE相当或优于AEE，但相比AEE，HIIT似乎能带来更强的运动愉悦感。从更广泛的健康视角来看，校园中开展HIIT对儿童青少年的整体身体活动水平、心肺功能、生活质量和心理健康的影响需要深入广泛研究，基于前期研究数据，我们对此持乐观态度。但也要注意到HIIT与儿童青少年健康促进研究仍存在需要进一步探索的问题。首先，急性HIIT与儿童青少年生理应答之间的剂量-反应关系尚不清楚，考虑到绝大部分儿童青少年日常体育活动很少做单次超过10 min的持续运动，通常是单次短时间运动的多次累积，单次HIIT和累积多次HIIT的比较仍然是个空白领域。其次，不同HIIT干预效果还需要比较以优化不同健康效应的剂量-反应关系。如HIIT周期长度可能决定着肥胖儿童青少年心肺功能变化，尽管6周和8周HIIT的心肺功能提高幅度最大，但对身体成分或心血管代谢健康效应并不明显。另外，尽管HIIT对肥胖儿童青少年心血管风险因子产生积极影响，但绝大部分的效果同传统的AEE相似，并没有太大的优势。最后，校园HIIT对提高健康学龄儿童青少年心肺功能、改善体成分和血压有积极的一面，但能否改善血脂、血糖、血管功能等心血管代谢风险因子以及认知功能还有待进一步研究。