高强度间歇训练促进儿童青少年健康：现状·机制·可行性

刘建秀，方 雯，王帝之，马新东

（清华大学 体育部，北京100084）

0 前言

当前对在成年人中运用高强度间歇训练（high-intensity intermittent training ，HIIT）替代连续有氧运动的相关研究较为热门（刘瑞东 等,2017；张戈,2016；赵春琪,2015；祖秀明,2014；Billat et al.,2001；Eddolls et al.,2017；Gibala et al.,2008；Lee et al.,2017；Racil et al.,2016）。我国学者黎涌明（2015）将HIIT 定义为反复多次以最大乳酸稳态的负荷或以大于等于无氧阈的负荷强度，持续几秒到几分钟的训练，且每2次练习之间安排不完全恢复的训练方法。HIIT 已被认为是一种可实现锻炼健康效益的高效率方法，因为时间不足是成年人缺少锻炼的主要阻碍。同时，机体对于HIIT 的敏感性较强，因此，HIIT 在调节代谢方面能够产生更大的效益，在减重、增加能量消耗以及改善代谢状况方面都能带来较多多益处（Sa et al.,2017）。

尽管愈来愈多的证据支持成年人应该多开展HIIT 训练，但对儿童青少年的相关研究十分有限。儿童和青少年时期通常是根据年龄和社会角色进行定义，各国之间几乎没有统一的标准。根据世界卫生组织（WHO）的定义，将0～1 岁定义为婴儿期，2～10 岁定义为儿童，其中2～5 岁为童年早期，5～10 岁童年后期，青少年时期定义为10～19 岁。在儿童青少年阶段进行充足的体力活动对提高身体健康具有重要作用。据估计，50%以上儿童青少年达不到国际身体活动指南的建议，每天累计至少完成60 min 中高强度体力活动，至少3 天参加较高强度的体力活动推荐量，并且达到推荐量的比例随年龄增长而降低（Ng et al.,2014）。因此，儿童青少年阶段体力活动不足问题较为突出。有研究认为，短时HIIT 对儿童青少年来说是值得推荐的（Bailey et al.,1995；Carson et al.,2014），HIIT 更具可行性，是一种可实现儿童青少年健康效益的高效率方法（Gibala,2007；Trost,2002）。对青少年而言，短时HIIT 与耐力锻炼相比，更有吸引力且更容易形成习惯（Buchan et al.,2013；Crisp et al.,2012；Tjonna et al.,2009），让儿童青少年从事他们认为有趣的活动也有利于形成锻炼习惯并持续到其成年时期（Crisp et al.,2012）。

本文旨在总结2000年以来HIIT 对儿童青少年健康影响的研究，探讨了HIIT 对正常体重和肥胖儿童青少年健康的影响，以期厘清HIIT 在这一群体中的最新应用成果、适应机制以及应用的可行性。

1 HIIT 对儿童青少年健康影响研究进展

通过PubMed、Web of Science、EBSCO、Medline、Elsevier Science Direct、Springer Link 和中国知网等中外数据库检索HIIT 对青少年健康有关的影响研究，文献发表年份为2000年1月－2019年4月。其中英文的检索词为：“youth”“teenager”“children”“adolescence”“adolescent”“juvenile”“youngster”“high-intensity intermittent training”“high-intensity interval training”“high-intensity training”“interval exercise”“intermittent exercise”“continuous training”“continuous exercise”“intermittent sprint”“interval sprint”“physical activity”“cardiovascular”“metabolize”“ chronic disease ”“ overweight ”“ BMI ”“ obesity ”“cholesterol”“glucose”“lipid”“body composition”“insulin”“cardiopulmonary function”“O2max”“aerobic capacity”和“health”等；中文的检索词为“青少年”，“儿童”，“高强度间歇训练”，“高强度运动”，“间歇训练”，“间歇冲刺”，“身体活动”，“心血管”，“代谢”，“慢性病”，“超重”，“体重指数”，“肥胖”，“胆固醇”，“血糖”，“血脂”，“体成分”，“胰岛素”，“心肺功能”，“最大摄氧量”，“有氧能力”和“健康”等。以上关键词通过布尔操作符（AND 和OR）连接。此外，纳入研究的参考文献和引文也进行逐条筛查。

1.1 HIIT 在正常体重儿童青少年中研究

21世纪后，学者们才开始进行HIIT 增强儿童青少年健康状况的相关研究，主要关注HIIT 对于心血管健康的影响（Baquet et al.,2001；Barker et al.,2014；Buchan et al.,2011）。本节梳理了关于HIIT 对正常体重儿童青少年健康影响相关研究（表1）。

表1 HIIT 对正常体重儿童青少年健康影响的研究Table 1 Studies of the Effect of HIIT on Health in Children and Adolescents with Normal Weight

（续表1）

在HIIT 对正常体重儿童青少年有氧能力的影响方面，Baquet 等（2001）进行了一系列研究发现，HIIT 组立定跳远（2.9%）、20 m 往返跑（3.8%）和7 min 最大速度跑（7.6%）都有显著性提高，CG 均没有显著性差异。HIIT组BMI 和体脂率有明显提高，而CG 的BMI 和体脂率变化较小；7 min 最长距离跑中，两组的有氧能力均有显著提高。该研究是最早关于HIIT 对青少年健康状况改善影响的研究，并间接探讨了HIIT 对心血管风险系数的影响。

Buchan 等（2011，2012）探讨了HIIT 对正常体重青少年心血管代谢风险的影响，研究将57 名青少年随机分配到HIIT 组、MIE 组和CG。虽然两组代谢水平都有显著提高，但MIE 组的有氧能力（14.6%）、体脂比（15.1%）、FI（534.6%）、纤维蛋白原（32.5%）和纤溶酶原激活物抑制剂-1 浓度（2.0%）均有更显著的提高。HIIT 对心血管效益没有MIE 高，但HIIT 组在7 周内，仅需要用MIE 训练时间的15%就能显著降低心血管风险，其中舒张压（diastolic blood pressure，DBP）、有氧能力有显著改善。HIIT 组在整个干预期最多只需要用63 min 锻炼，然而MIE 组需要持续做420 min 有氧运动，提示HIIT 的时间高效性。Buchan 等（2013）发现，7 周HIIT 干预能够显著改善青少年的垂直跳远成绩、10 m 短跑速度和心肺适能。总体来看，这一系列研究表明，HIIT 对健康个体的心血管代谢有增强效果。Logan（2016）的研究探讨了8 周HIIT 对26 名16 岁低活动量的男性青少年心脏代谢健康方面影响，研究发现，O2peak（6%）、体脂率（4%）、内脏脂肪量（10%）和腰围身高比（3%）均有明显改善。Malik 等（2017）检查了54 名12～15 岁儿童在HIIT 期间的急性心肺呼吸和感知反应，研究发现，HIIT 在大多数青少年中引起最大的心肺呼吸反应，并且，HIIT 比持续锻炼更令人愉快，因此该研究建议，使用HIIT 方案进行锻炼对于促进青少年健康更有意义。

Cockcroft 等（2015）研究了HIIT 对青少年葡萄糖耐受性、IS、静息脂肪氧化的急性影响，研究发现，HIIT 组与CG、MIE 组相比，葡萄糖分别下降28.9%、23.9%，胰岛素分别下降24.2%、29.1%，IS 分别提高了11.2%、8.4%，但与MIE 相比，HIIT 后脂肪氧化有增加的趋势。因此该研究认为，HIIT 可作为一种改善青少年健康的有效锻炼手段。另一项研究探讨了HIIT 和MIE 对7～10 岁的男性儿童葡萄糖耐受性、IS 和脂肪氧化的急性影响，研究发现，与CG 相比，HIIT 组的IS（9.7%）和脂肪氧化（38.9%）有所改善（Cockcroft et al.,2018）。在一次HIIT 和MIE 的急性干预后，改善IS 和葡萄糖耐量的空间可能有限，然而，在HIIT 后脂肪氧化作用增强，而MIE 没有显著影响。

在HIIT 对正常体重青少年底物利用率和血压的影响方面，Burns 等（2012）发现，在HIIT 后氧气消耗量的显著提高，且在运动30～60 min 后脂肪氧化率也有所提高（图1）；与对照组相比，运动即刻SBP 升高，运动后90 min 降低，DBP 无显著变化（图2），该研究认为，对青少年而言HIIT 可以提高脂肪氧化率。该研究不足支出在于受试者在进行HIIT 后和安静状态下相比存在代谢差异，研究没有对比HIIT 和稳态有氧运动的代谢差异，且HIIT 对于SBP 的影响是即时的，不能证明对于个体健康有益。

图1 实验组和对照组能量消耗趋势（Burns,2012）Figure 1.Trend of Energy Consumption in Experimental and Control Group

图2 实验组和对照组舒张压和收缩压趋势图（Burns,2012）Figure 2.Trend of Diastolic Blood Pressure and Systolic Blood Pressure in Experimental and Control Group

基于HIIT 可增强青少年脂肪氧化率的结论，Barker 等（2014）探讨了HIIT 对14～16 岁正常体重的男性青少年健康影响。在2 周HIIT 干预内完成6 组×30 s，4 min 间歇的“全力”自行车骑行。受试者进行O2max 测试，且在次最大强度运动的干预实验前后进行呼气分析，同时对受试者进行饮食上常量营养元素摄入分析，以及基线水平和后续的血压分析。研究发现，2 周HIIT 改善了O2max（+5%）、脂肪氧化率（+23.8%）、碳水化合物氧化率（-18.1%）和RER（-3.3%），但在此次研究中没有发现HIIT 对血压的影响。尽管代谢状况可以通过有氧能力获取，但对于理解HIIT 对代谢状况的影响效果和生理过程，直接对血浆血糖，炎症和脂类标记物采样可以提供更有价值的信息。

餐后血液中TAG 升高可能和动脉硬化的发展有关，因此有研究调查了HIIT 对正常体重青少年餐后TAG 的影响。例如，Barrett 等（2007）对男性青少年的研究发现，HIIT 组（4×18 min 强度为69%O2peak 的间歇冲刺跑）和CE 组（4×15 min 的强度为59%O2peak 跑步机走步）均显著降低了血浆甘油三酯浓度（HIIT 26%、CE 14%）。Tolfrey 等（2008）比较了HIIT 对8 名13 岁正常体重的健康男性青少年餐后血浆TAG 代谢的影响，研究发现，60 min 的MIE 和HIIT 均可降低餐后TAG 浓度。Thackray 等（2013）发现，HIIT 训练稀释了12.5%的餐后血浆TAG 浓度，且IS 的增大和血浆胰岛素的减小导致了骨骼肌脂蛋白脂肪酶活性的急性增大，然而，此次研究的不足是缺乏HIIT 和中等强度锻炼之间的对比。Sedgwick 等（2015）调查了HIIT 对9 名男性青少年内皮功能和TAG 浓度的影响，与对照组相比，HIIT 对餐后内皮功能和TAG 产生了有益的影响。Bond 等（2015a，2015b,2015c,2015d,2015e）对正常体重青少年HIIT 的健康效益进行了系列研究，研究发现，HIIT 组的葡萄糖、SBP、TAG 指标显著下降，脂肪氧化显著提高，且FMD 和内皮功能显著改善。Thackray 等（2016）检测了HIIR 和HIIR-ER 对女性青少年TAG 的影响，研究发现，HIIT 和HIIT-ER 均可显著降低餐后TAG。未来的研究应进一步关注能量摄入限制和不同高强度间歇形式对于对青少年TAG 的急性影响和持续性效应。

综上，研究结果表明，HIIT 后有氧能力、体脂率、脂肪氧化程度、内脏脂肪量、腰围身高比有明显改善，与MIE 相比，HIIT 在改善IS、呼吸交换率、碳水化合物氧化率增加等方面更具有优势，此外，与CG 相比，HIIT 对于血浆甘油三酯浓度的降低和内皮功能的影响显著。但也有研究指出，餐后60 min 中等强度运动和HIIT 均可对血浆TAG 代谢产生积极影响。目前，HIIT 对于血管舒张和收缩影响尚不统一，总体来看，在比较HIIT 和连续训练干预后心血管代谢风险因素变化的研究中，不同锻炼方式所用的总时长存在较大差，对青少年而言，HIIT 可达到和连续训练相当甚至更好的心血管代谢健康效益，且HIIT 所用的时间远小于连续训练。

未来应更加关注已有研究中不确定结果的指标，多数研究对于正常体重的健康青少年干预的时间太短，建议开展更长时间的干预以获取更充分的证据。通常情况下，不常活动的青少年和活跃分子相比，HIIT 能更显著的提高其他心血管代谢水平。将来研究还应该着眼于探索HIIT 对不活跃群体的影响。对于能量摄入限制和不同高强度间歇形式对于对青少年体脂和健康的急性影响和持续性效应等方面需要继续关注。

1.2 HIIT 在肥胖儿童青少年中的研究

肥胖人群在儿童期和成年期罹患糖尿病、高血压、冠状动脉疾病、心肺疾病和中风等代谢疾病的风险显著增加。多种HIIT 方案已被证明可以改善超重和肥胖儿童青少年的健康水平。本节梳理了关于HIIT 对超重和肥胖儿童青少年健康影响的相关研究（表2）。

表2 HIIT 对超重和肥胖儿童青少年健康影响的研究Table 2 Studies of the Effect of HIIT on Health in Overweight and Obese Children and Adolescents

（续表2）

在HIIT 对肥胖青少年的心血管代谢影响方面，Tjonna等（2009）最早对超重和肥胖青少年进行了研究，将青少年随机分配到HIIT 组或多处理干预组，在干预实验后的3个月和12 个月进行随访，多处理组干预内容包括会见医生、心理师和临床营养师等。研究显示，在实验干预后的3 个月和12 个月，HIIT 组O2max、平均动脉压、血管内皮功能改善比多处理干预组高，且HIIT 组的健康效益还能维持在12 个月后仍比CG 要好，这意味着儿童青少年坚持进行这些运动的健康效益比多处理组的干预效果好，且改善具有持续效应。此后，Ingul 等（2010）研究了HIIT 对15 岁肥胖青少年心肺功能的影响，发现肥胖青少年O2max 比瘦的孩子低41.4%，但HIIT 干预后O2max 显著提高8.6%、脂肪含量降低2.0%，并提高了肥胖青少年的射血分数，但与瘦孩子相比较低。该认为，HIIT 几乎可以恢复肥胖青少年受损的心脏收缩和舒张功能，这些结果可能会对未来肥胖青少年治疗方案制定有意义。在比较HIIT与ET 对肥胖儿童青少年心肺功能的效果方面，De Araujo等（2012）发现，两者绝对（ET：26.0%、HIIT：19.0%）和相对O2peak（ET：13.1%/HIIT：14.6%）在干预后两组均显著升高,此外，最大分级心肺试验时的峰值速度（ET：16.9%/HIIT：13.4%）在两组均显著改善，BMI 均显著下降（ET:3.0%/HIIT：5.0%），研究认为，HIIT 与ET 在改善肥胖儿童青少年心肺功能方面具有相同的锻炼效果。国内学者祖秀明（2014）对8～12 岁肥胖儿童青少年进行了12 周HIIT 和ET 干预发现，HIIT 组SBP、DBP 均显著低于干预前，呼吸机能得到显著改善。由于剧烈运动中肺通气量的增加主要依靠呼吸频率的提高来实现，同时机体为适应代谢的需求，通气机能会发生适应性改善。

高强度训练与中等和低强度持续训练以及营养组等多组比较方面，有研究比较了HIT（强度为通气阈）和LIT（强度低于20%通气阈值）对43 名肥胖青少年BP、HR和心率变异性（HRV）的影响，在干预6 个月后，两组SBP、DBP、平均BP 均有相似程度下降（P＜0.05），而WC、HR 和HRV 仅在HIT 组有明显改善（P＜0.05），研究认为，与LIT 相比HIT 对肥胖青少年的腹部肥胖和心血管健康有额外的益处，因为它增强了心脏的副交感神经和自主调节（Farah et al.,2014）。Murphy 等（2014）对13 名肥胖青少年进行4 周HIIT 研究发现，HIIT 组和MIE 组的O2max 均有显著提升，且HIIT 组的瘦体重有显著提高。Starkoff 等（2015）评估了14 岁肥胖青少年（分为MOD 和HIIT 组）6 周不同强度的锻炼计划后的O2max 变化，研究发现，6 周HIIT 使青少年O2max 显著提高。Lau 等（2015）通过6 周不同强度的间歇训练对超重儿童进行研究，将48 名超重儿童随机分为对照组、LIIE 组和HIIT组，6 周后，HIIT、LIIE 组和对照组相比，皮脂厚度（小腿和肱三头肌）显著减少（P＜0.05），HIIT 组间歇有氧耐力明显改善（P＜0.05）提示，HIIT 是改善超重儿童身体成分和有氧耐力的一种高效的干预措施。Chuensiri 等（2015）认为，HIIT 可作为改善肥胖儿童血管功能的一种可行的运动方式。Lazzer 等（2017）通过适度能量限制、营养教育、心理咨询和3 种不同运动训练（低强度组：40%O2max；高强度组：70%O2max；HIIT 组）对15～17 岁肥胖青少年的身体组成、能量消耗和脂肪氧化率的影响进行研究，发现3 组的体重和体脂均有显著下降，低强度组下降幅度更大；高强度组和HIIT 组的O2peak 和脂肪氧化率提高幅度更大。

在肥胖儿童和青少年心血管代谢标志物和风险因子等方面，学者们展开一系列的多组比较研究。Dias（2018）对肥胖儿童的12 周干预发现，HIIT、MICT 组和营养组相比，O2相对峰值显著升高，但干预对内脏及皮下脂肪组织、全身成分及心脏代谢生物标志物均无显著影响，认为，与MICT 和营养干预相比，HIIT 干预能有效提高心肺功能，HIIT 可作为有效的健康策略来提高青少年身体健康状况。Koubaa 等（2013）研究了12 周HIIT 和CT 对男性肥胖青少年代谢风险因子的影响，研究发现，两组受试者体脂都有显著减小，与HIIT 相比，CT 组能更显著的减少脂肪量（101%）和WC（4.1%），且CT 组对血脂情况改善更好。HIIT 带来的最大改善效益是有氧能力的改善，同时，HIIT 训练干预后观察到 TAG 的显著下降。Racil（2013）研究了HIIT 和MIIT 对青少年肥胖女性的心血管代谢风险标志物的影响。该研究的不同之处在于高强度和中强度的间歇训练方式在两个干预组中的实验参数一致，只有锻炼回合数不同。HIIT 组首先完成了2 个训练，包括6 回合30 s，强度在100%最大有氧速度下的冲刺跑，每回合间有50%最大速度的运动恢复。在2 次训练间有4 min休息。MIIT 组遵循同样的运动结构，区别在于冲刺跑速度为70%最大速度，训练每周进行3 次，共12 周，此研究中包含了1 个不运动组。受试者完成4 天的饮食记录，随后建立每日能量摄入和营养组分表。在2 个运动组内，BMI-z分数、有氧能力和心血管代谢危险标志物都有显著改善。和时长相当的MIIT 相比，HIIT 可为血浆低密度脂蛋白胆固醇（plasma low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C）（4.9%）和总胆固醇（total cholesterol）（3.5%）带来更好的效益，使用HOMA-IR 发现，还有额外13.9% IS 增大。在HIIT 后，空腹胰岛素水平显著低于MIIT 组（11.4%），提示IS 随着运动强度的增大而增大。IS 增大或许能通过减小血浆胰岛素浓度调节血浆中TAG 的减小程度，这会增大脂肪用作能量基质概率。激素对胰岛素的复杂效应关系是调节能量储备和利用的关键机制，IS 的提高也许会影响运动强度增大引起的体脂率的降低。因此，该研究鼓励未来应进一步着眼于优化HIIT 方式对健康效益的影响。

从能量摄入和消耗的角度来看，如果不控制干预阶段总能量消耗和摄入，将很难界定何种训练方法更利于降脂。多数研究使用饮食报告和食物日记等控制能量摄入，但仍有研究没有考虑饮食因素。此外，以往研究表明，当运动强度≥85%˙O2max 时，脂肪几乎不再参与供能，由糖分解供能。鉴于HIIT 的强度往往≥85%˙O2max，故能量代谢物质来源大多为糖，而很难消耗脂肪。因此，HIIT 能有效降低脂肪的机制，可能并不在于HIIT 提高了训练过程中的脂肪消耗，而在于HIIT 提高了在日常生活和其他体力活动中的身体氧化脂肪的能力。

综上所述，多数研究认为，与其他干预相比，HIIT 能够显著改善肥胖儿童和青少年的体脂、心肺功能、心脏泵血功能以及血液指标，也有研究认为在健康水平改善上，HIIT 与中等强度持续训练无显著性差异。但也有研究发现，低强度有氧训练比HIIT 和高强度训练对于体重和体脂下降幅度更大。因此，HIIT 在肥胖儿童和青少年中可以作为一种替代方案来提高他们的健康水平，但在不同的干预方案下，健康指标结果不完全一致，需进一步探索研究。

2 HIIT 的生理机制

在HIIT 研究中使用的最常见模型是Wingate 测试，青少年受试者通常进行4～6 次30 s 全力冲刺，间隔4 min，在持续20 min 的训练期间进行共2～3 min 剧烈运动。2 周内进行6 次共15 min 的全力训练，骨骼肌的氧化能力增加，线粒体酶的最大活性和（或）蛋白质含量增加（Gibala et al.,2006）。基于Wingate 测试的HIIT 与根据当前公共卫生指南设计的传统ET，均能诱导骨骼肌和心血管标志物的改善，但每周训练量（HIIT 组降低90%）和持续时间（HIIT组降低 67%）存在较大差异（Burgomaster et al.,2008；Rakobowchuk et al.,2008），HIIT 具有很高的时间效率。在进行数周HIIT 干预后，除了能增加人体骨骼肌氧化能力和静息时的糖原含量外，还能够降低糖原利用率，减少练习期间乳酸产生量，改善外周血管功能，增加˙O2max，这表明，HIIT 能够有效改善人体代谢和耐力水平。（Burgomaster et al.,2008；Gibala et al.,2006；Rakobowchuk et al.,2008）。

基于Wingate 测试的HIIT 要求极高，对儿童和青少年来说可能不够安全，且吸引力较差。因此，有研究者试图设计一种更实用的低训练量HIIT 模型，该模型具有时间效率同时适用于不同人群，包括有慢性代谢疾病风险的人群。为了实现这一目标，降低了练习强度，增加了持续时间并缩短了休息间隔。新的HIIT 模型由10×60 s 的回合组成，其恒定练习强度为90% HRmax，间歇60 s 恢复。该方案在20 min 的训练期间仅进行10 min 的运动，因此仍然高效。重要的是，这种节省时间的HIIT 模型在诱导快速骨骼肌氧化方面同样有效，类似于之前基于Wingate 测试的HIIT 和较高训练量的ET（Little et al.,2011）。

不少研究探讨了HIIT 对骨骼肌代谢适应的分子机制。考虑到HIIT 在增加线粒体方面的潜力，有研究检验了HIIT 对过氧化物酶体增殖子激活受体γ 辅激活因子1（peroxisome proliferator-activated receptor γ coactiva-tor-1 ,PGC-1α）活化的影响，这一蛋白酶能够调节肌肉中线粒体的氧化，而有证据表明，运动强度是影响人体骨骼肌PGC-1α 活化的关键因素（Wu et al.,1999）。在这方面，急性HIIT 能在运动后3 h 增加数倍PGC-1α mRNA（Gibala et al.,2009；Little et al.,2011），这与连续性运动后观察到的PGC-1αmRNA 表达的急剧增加相当（Egan et al.,2010）。HIIT 已被证明可激活5'-腺苷一磷酸激活蛋白激酶（Adenosine 5'-monophosphate-activated protein kinase，AMPK）和p38 促分裂原活化蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinase，MAPK），这两种运动反应性信号激酶都与PGC-1α 的直接磷酸化和活化有关，使得共同激活转录因子增加线粒体基因转录，最终导致更多线粒体蛋白的积累以驱动线粒体生物合成活动（图3）（Little et al.,2011）。

图3 HIIT 诱导的线粒体生物发生中涉及的 潜在细胞内信号传导机制（Little,2011）Figure 3.Potential Intracellular Signaling Mechanisms Involved in HIIT-induced Mitochondrial Biogenesis

目前尚未阐明激活PGC-1α 和线粒体生物合成以响应HIIT 的上游信号，但可能与运动后肌肉ATP：ADP/AMP比率的强烈变化有关（Chen et al.,2000）。HIIT 后，升高的PGC-1 蛋白水平也伴随线粒体含量的增加。6 周HIIT 干预能够使得青少年人群的PGC-1 蛋白质含量增加100%（Burgomaster et al.,2008），2 周10×1 min 的HIIT 导致PGC-1 蛋白含量增加25%（Little et al.,2011）。

以上结果表明，PGC-1α 可能参与HIIT 对机体代谢适应的调节，鉴于肌肉PGC-1α 适度增加对氧化能力的积极影响，HIIT 后PGC-1α 增加可能突出显示这种类型运动潜在且广泛的健康益处。

3 HIIT 的可行性

人们的生活方式越来越趋向于静坐少动，大多数儿童青少年达不到体力活动指南的推荐量。从内在角度来说，一项好的锻炼干预方法实施，除了在减脂、减重和减少心血管代谢风险等健康效益的科学性之外，还必须考虑可行性。对于儿童青少年而言，影响他们参与体力活动的一个重要因素是对锻炼的乐趣感，与长时间的持续性训练相比，短时HIIT 的形式更易于儿童青少年坚持锻炼。

目前已有研究探讨了HIIT 在儿童青少年中的可行性，大多数以体力活动享受量表（Physical Activity Enjoyment Scale,PACES）测量参与者获得的乐趣感，乐趣感更强意味着儿童青少年更容易接受和坚持。有研究表明，HIIT 具备更强的乐趣感和可行性（Tjonna et al.,2009；Wisloff et al.,2007）。Little 等（（2011））采用9 分Likert 量表测试受试者乐趣感，结果显示，HIIT 的乐趣感等级评定更高。在干预实验前，受试者认为持续训练会更有趣，而2 周体能锻炼后，HIIT 在3 种运动形式中被评为最具乐趣感，完成的主动性也最强。与其研究结果一致的是 Bartlett 等（2011）开展的一个随机交叉设计研究，将8 名健康活跃的儿童分配到HIIT 组或MIE 组，HIIT 组完成6 回合90%O2max 状态下的3 min 跑，MIE 组完成70%O2max 状态下的50 min 跑，7 天后两组成员交换运动方式，在运动结束即刻用PACES 测量参与者获得的乐趣感。研究结果显示，与MIE 组相比，HIIT 组乐趣感更强（P= 0.004，图4A），RPE 更大（图4B）。

Starkoff 等（2014）对肥胖青少年在HIIT、MOD 乐趣感方面的研究发现，HIIT 让青少年通过高强度的训练，对自身的运动能力获得信心，增加了参与体育锻炼的乐趣。一系列研究发现，HIIT 要比其他训练更能引起青少年的兴趣和享受（Bond et al.,2015a,2015b,2015c,2015d,2017）。Malik 等人的研究发现，HIIT 后更大的享受是由于训练效果的回报、锻炼过程中的兴奋性和成功感的提高造成的，这可能是促进青少年参与更多锻炼以促进健康效益的一种积极策略（Malik et al.,2017），因此将HIIT 这一锻炼形式应用在儿童青少年这一群体中的可行性较高。

虽然大量的研究表明，HIIT 这一锻炼形式被认为趣味性更强，可行性更高，但在连续中强度运动中加入冲刺跑的研究中，Crisp 等人发现并非所有人的PACES 随运动强度增大显著提高（Crisp et al.,2012）。该研究将8～12 岁的受试者分配到轻到中强度的连续锻炼中，在 40～50%O2max 状态下骑行，或者在同样的强度下每2 min 完成4s的冲刺跑。虽然该方法中包括间断的冲刺跑，但运动总时间长于其他的HIIT 运动。结果发现，除了超重以外的所有其他人，都更享受间歇运动形式而不是连续锻炼。对于超重群体的乐趣性较低，原因可能是冲刺跑的方式不同于其他HIIT，其中包含了更长时间的有氧运动。有趣的是，Giguere 等人对11 名青少年进行了研究，将乐趣性和锻炼主动性从1～7（低～高）进行等级评定，没有观察到HIIT和持续训练之间有显著差异（Giguere et al.,2012）。同样，Cockcroft 的研究发现，尽管HIIT 会引起更大的生理和知觉压力，但14 岁的青春期男孩对HIIT 和MOD 两组训练的乐趣性没有差异，表现出相似的快乐水平（Cockcroft et al.,2015）。然而，Cockcroft 后续对8 岁左右的正常体重儿童研究却发现（Cockcroft et al.,2018），HIIT 要比MOD 更具有乐趣性，因此，支持将HIIT 作为这个年龄段的一种可行和有效的锻炼形式。

图 4 HIIT 和CONT 组的愉悦感（A）和自我感觉疲劳程度（B）对比图（Bartlett,2011）Figure 4.PACES and RPE between HIIT and Moderate-intensity Continuous Training

根据自我决定理论（Self-determination theory），感知享受是一种自主的动机形式，这种动机形式与持续的健康促进行为（如运动）是正相关的（Deci et al.,1991）。虽然定期耐力活动对青少年有氧表现和健康状况有益，但许多青年在参加这种性质的活动时很难坚持并很少有兴趣。鉴于旨在增加青少年参与和坚持的体育活动干预措施尚未成功，似乎有必要探索新的训练方式替代持续性训练，以确定是否有更有效的方法来改善青少年的健康，因此Buchan 认为HIIT 可能是一种有效的健康改善策略（Buchan et al.,2011）。

综上所述，HIIT 在青少年可行性的评价中有很明显的优势，HIIT 具备更强的趣味性，因此儿童青少年也更容易坚持这一锻炼形式，因此让他们参与HIIT 锻炼的可行性较高。儿童青少年在HIIT 期间表现出更多的乐趣，这可能归因于HIIT 的间歇性更加类似于儿童自发性的玩耍。但也有部分研究结果不一致，可能是因为不同研究中HIIT 的锻炼方案有差异，且不同年龄阶段的儿童青少年有所差异。总体而言，青少年在参与锻炼时倾向于是享乐主义激励机制，通过使用HIIT 方式来提高运动中获取的有趣度或许能鼓舞青少年锻炼的内在动力。

4 结论

1）HIIT 可显著降低儿童和青少年心血管代谢风险；2）鉴于肌肉PGC-1α 适度增加对氧化能力的积极影响，HIIT 后PGC-1α 的增加可能是HIIT 改善儿童和青少年健康的适应性机制；3）与长时间持续性训练相比，HIIT 在量-效关系方面体现出高度的经济性、乐趣性和训练的可坚持性，因此，可作为儿童和青少年使用的有效运动模式。

5 展望与建议

1）未来需进一步在在不常运动、超重/肥胖及患有慢性疾病的不同儿童青少年群体中探究省时且更具吸引力的HIIT 健康干预方案；2）后续研究应使用统一的心血管代谢测量指标和方法以更好理解HIIT 对儿童和青少年代谢的影响；3）实验干预应将饮食和干预实验之外的体力活动纳入考虑来消除混淆的变量，以及考虑性别差异和激素对青少年青春期代谢能力的影响。