国外青少年运动员HIIT训练对有氧能力影响的Meta分析*

2020-08-22田学礼

广州体育学院学报 2020年4期

田学礼

(广东外语外贸大学,广东广州 510420)

1 研究目的

高强度间歇训练(HIIT)是指以≥无氧阈或最大乳酸阈稳态的负荷强度进行多次持续时间为几秒到几分钟的练习，每两次练习之间安排使练习者不足以完全恢复的静息或低强度练习的训练方法。依赖于运动的强度、持续时间、间歇恢复和重复次数、练习组数等，HIIT可以不同程度刺激氧的运输和利用，从而提高运动员的最大摄氧量(VO2max)或峰值摄氧量(VO2peak)。目前，HIIT已经成为提高耐力相关健康体适能和运动表现的重要训练方式。在竞技体育领域，HIIT在成年耐力项目运动员和团队运动、跆拳道、柔道、网球]等不同项目运动员中也流行起来。HIIT还被推荐用于提高适度训练人群、业余锻炼人群、静坐少动人群和各种慢病人群的有氧耐力。针对青少年人群的高强度间歇训练研究相对较少，但还是有一些研究证据表明HIIT与青少年运动员的VO2max、折返跑、冲刺跑、重复冲刺能力等的提高有关。目前，尚没有单独总结和梳理青少年运动员对HIIT的生理应答，这是一项非常有意义的工作。本文旨在总结和分析各种不同强度、不同次数、不同间歇时间的HIIT与其他形式训练在国外青少年运动员有氧运动能力训练的比较，为HIIT在青少年运动员中的应用提供有证可依的建议。

2 研究方法

2.1 文献检索

检索了发表在Pubmed、EBSCO host、Web of Science、CNKI等数据库中有关HIIT与青少年运动员的相关研究。不限制发表年限，最后一次检索2019年9月16日。外文检索以High intensity interval training，Aerobic interval training，Intensive interval training, Sprint interval training， Adolescent athletes, 等为主题词进行检索。中文以高强度间歇训练、国外青少年运动员等为主题词进行检索。

2.2 文献的纳入与排除

2.2.1 纳入标准

1)训练方案明确的HIIT，运动强度≥90%VO2max，或90%～95%HRpeak，或次/最大强度间歇冲刺跑。2)测定了青少年运动员(≤18岁，男女不限)运动生理表现指标。3)干预时间≥2周的HIIT或5～14天的压缩HIIT。4)包含其他形式训练组作为对照组。5)可以提供样本量、平均值、标准差，或者组内标准误、均值的95%置信区间。

2.2.2 排除标准

1)实验对象为特异性患者，包括超重、肥胖、糖尿病、哮喘、残疾、心血管疾病等。2)数据不完整，实验组和对照组基线相差太大。3)会议摘要、研究综述、开题报告以及只在非同行评议杂志上发表的文章。

2.3 数据提取

由2名检索人员采用独立双盲的方式对纳入的文献进行各项数据的提取和录入，包括：文献作者、发表年份、实验组和对照组的样本量、性别、被试者年龄、干预方案(时间、频率和周期等)和结局指标等相关数据表(1)。如两名评价人员在文献筛选和数据提取过程中出现争议，且反复核对无法解决时，邀请第三位评价人员参与，达成统一。

2.4 质量评估

两名独立评价人通过偏倚风险评估量表，对最终纳入的文献进行偏倚风险评估。质量评估结果以低风险、不清楚和高风险表示。在统计过程中，满足5条及以上的为低风险、满足3～4条为中度风险、满足3条以下为高度风险。

2.5 统计学分析

通过Stata 13.0 软件进行Meta分析，研究纳入数据均为连续性数据，采用标准化均数差(standard mean difference, SMD)进行合并效应量，同时计算95%置信区间。根据卡方检验(χ2或Chi2)进行异质性检验，P≤0.1说明存在异质性，采用随机效应模型分析，反之，P>0.1，认为研究间是同质的，不存在异质性，采用固定效应模型分析；根据I2检验判断各研究间异质性大小，I2取值范围为0～100%之间，I2值越大说明各研究间异质性越大，根据Cochrane系统评价建议，I20～40%为轻度异质性，可以接受；40%～60%为中度异质性；60%～75%表示研究间异质性较大；75%～100%表示研究间异质性非常大。对异质性的处理方法用亚组分析或Meta回归分析。为了验证结果是否稳健，进行敏感性分析，其中，敏感性分析方法为每次去除1 篇纳入研究，观察合并结果是否发生显著改变。若纳入文献无法进行定量合并，不进行Meta分析，进行一般性描述分析。

3 结果与分析

3.1 文献检索数据

通过4个数据库中检索与本研究主题相关的文献共1089篇，NoteExpress软件合并检索文献，剔除重复性文献412篇，然后，阅读题目、摘要和全文，根据文献纳入和排除标准，最终纳入文献共25篇，其中外文25篇，中文文献0篇(图1)。

图1 研究文献纳入过程示意

3.2 纳入研究的基本特征

25项研究共有540名9～18岁不同项目青少年运动员纳入分析。一共269名受试者完成了高强度间歇训练，271名受试者进行了其他形式的训练(见表1)作为对照组干预。所有研究的对照组都进行了不同形式的运动训练，绝大部分研究HIIT干预和其他形式训练训练量相当，部分研究是在对照组训练基础上增加的HIIT干预。纳入研究的基本特征具体见表1。

表1 本研究纳入文献

续上表

3.3 纳入研究的质量评估

对纳入的25项研究进行质量评估(图2和图3)，其中有22篇文献描述了随机方法，1项不确定，2项用了非随机对照研究，有6篇达到低度偏倚风险，其余19篇达中度偏倚风险。只有3项研究交代了单盲，其余均未明确说明。

图2 方法学质量评估示意

图3 方法学质量评估各项目占比

3.4 Meta分析结果

3.4.1 最大摄氧量

25项研究中的12项测试了受试者的最大摄氧量(VO2max)，训练前受试者VO2max范围在34.0-69.3ml/min/kg。Meta分析结果显示研究间存在轻度异质性(P=0.104，I2=35.8%)，采用固定效应模型进行Meta分析，SMD值=0.56 95%CI [0.30，0.82]，其他形式训练与HIIT相比对青少年运动员VO2max的提高更有优势(P=0.00)。研究间SMD值差异较大，Helgerud等的研究SMD值最大达1.86，还有两项研究的SMD为负值[40,45]，见图4。

图4 HIIT与其他形式训练对青少年运动员最大摄氧量影响的比较γ

3.4.2 递增负荷实验最大有氧速度

25项研究中的8项通过不同形式的递增负荷实验测试了受试者的最大有氧表现，用最大有氧速度表示，运动形式均为跑(表1)。其中，有5项测试采用了30-15IFT间歇体能测试，3项使用了类似的递增负荷跑，结果均以最大有氧跑速(km/h)表示，Meta分析结果表明，研究间不存在异质性(P=0.15，I2=34.8%)，采用固定效应模型进行Meta分析，SMD合并效应量，SMD=0.01，95%CI[-0.31，0.33]。HIIT与其他形式训练之间没有显著性差异(P=0.96)，见图5。

图5 HIIT与其他形式训练对青少年运动员递增负荷跑影响的比较

2.4.3 Yo-Yo间歇性恢复测试表现

还有4项研究通过Yo-Yo间歇性恢复测试(YYIRTL1)对受试者的高强度间歇运动能力进行了研究，结果以跑动距离表示(m)，研究间存在高度异质性(P=0.001，I2=81.2%)，采用随机效应模型进行Meta分析，SMD合并效应量，SMD=0.68，95%CI[-0.30，1.66]，HIIT与其他形式训练之间无显著差异(P=0.17)。因为纳入文献过少，为了探究异质性的来源，通过逐一排除文献进行敏感性分析，当剔除Howard 等的研究后，研究间异质性显著下降(P=0.25，I2=27.5%)，SMD=1.11 95%CI[0.50，1.72]，与其他形式训练相比，HIIT在提高YYIRTL1表现上有显著性差异(P=0.00)，可能与这项研究的运动训练方案设计有关，对照组为每周3次，每次20～30min持续耐力跑训练，HIIT组为每周3次，每次4～6组30s全力冲刺跑，组间间歇4.5min，更大的运动量的可能是对照组YYIRTL1表现更好的原因。Meta分析结果的不稳健说明还需要更多的研究才能得出更加稳健的结论。

3.4.4 最大血乳酸

25项研究中的4项测定了受试者在递增负荷实验测定VO2max的峰值血乳酸，结果用毫摩尔/升为单位。研究间不存在异质性(P=0.55，I2=0%)，采用固定效应模型进行Meta分析，SMD合并效应量，SMD=-0.04，95%CI [-0.50，0. 42]，见图6。 HIIT与其他方式训练之间没有显著性差异(P=0.86)。各研究间的SMD值差异较大，为了验证结果的可靠性，通过敏感性分析逐一去除文献，总体异质性不变，HIIT与其他形式训练之间依旧没有显著性差异。

图6 HIIT与其他形式训练对青少年运动员YYIRTL1表现影响的比较

3.4.5 发表偏倚

最终纳入的25篇文献中，12篇描述了HIIT与其他形式训练对VO2max的影响，8篇描述了HIIT与其他形式训练对递增负荷跑最大速度的影响，4篇描述了HIIT与其他形式训练对Yo-Yo间歇性恢复测试表现的影响，还有4篇描述了HIIT与其他形式训练对递增负荷运动最大血乳酸的影响。漏斗图显示所有指标漏斗图基本对称。通过Egger法进一步检测发表偏倚大小。

如表2所示，Egger检验显示最大有氧跑速、YYIRTL1、最大血乳酸P>0.05，不存在发表偏倚，但VO2maxP<0.05，且95%CI截距不包括0，存在明显的发表偏倚(图7)。通过非参数剪补法增加4项研究，结果发现，固定效应模型下剪补前效应量0.56，95%CI[0.30，0.82]，剪补后效应量0.32，95%CI[0.09，0.69]，随机效应模型下，剪补前效应量0.59，95%CI[0.27，0.92]，剪补后效应量0.33，95%CI[-0.03，0.69]，均说明合并效应量发生显著变化，剪补前合并效应量均有统计学意义，剪补后合并效应量均有统计学意义，提示结果稳健(图8)。

图7 HIIT与其他形式训练对青少年运动员最大血乳酸浓度影响的比较

表2 文献发表偏倚检验

图8 VO2max的漏斗图和Egger检验图

图9 剪补后所得漏斗

4 结论与建议

4.1 结论

有氧能力水平很大程度上决定了重复高强度运动的能力，能在间歇恢复期起作用，也能延缓疲劳的发生，还有助于运动员在疲劳情况下做出更好的选择，进而保证技战术稳定。本研究主要探索HIIT对<18岁青少年运动员有氧能力相关指标的效应，为客观评价提高科学依据。VO2max是评价运动员有氧耐力运动能力的黄金指标，是决定竞技体育运动成功的关键元素。与持续训练或持续结合间歇训练等其他形式运动相比，HIIT对青少年和<45岁成年人 VO2max产生较大的正向效应，组间有显著性差异，彰显HIIT在提高VO2max上的优越性。在18～45岁静坐少动成年人群中，与非运动组相比，HIIT同样产生较大的正向效应量，组间有显著性差异。同样，在本研究中，HIIT在提高VO2max较传统耐力训练或小场地训练等其他形式训练有显著优势(SMD=0.56,95%CI 0.30-0.82，P=0.00)。在VO2max提高绝对值上，HIIT组为4.0±2.1ml/min/kg，其他形式训练组为2.5±2.4 ml/min/kg。基于不同HIIT训练周期产生的效应可能不同，我们评估了每次HIIT训练VO2max提高的绝对值为0.28±0.17 ml/min/kg，其他形式训练组为0.18±0.21 ml/min/kg。

通过递增负荷测定最大有氧速度也是评定有氧工作能力的重要途径，如30-15IFT在足球、篮球、曲棍球、冰球等团队项目中被广泛采用。30-15 IFT的优势在于可以用30-15 IFT最后达到的最大跑速(VIFT)来有效的界定个体HIIT运动强度，这样能提高整个干预组的同质性。本研究中，在VIFT上HIIT与其他形式训练相比没有显著性差异(SMD=0.01,95%CI [-0.31，0.33])，P=0.96，事实上，纳入的研究中对照组有6项为小场地游戏，1项为100%～120% VIFT高强度间歇跑，1项为85%～95%个体无氧阈强度法特莱克跑，这些训练方式均能有效提高最大有氧速度，至少在提高幅度上同HIIT相当。

Yo-Yo间歇性恢复测试是评价持续进行间歇运动达到最大激活有氧系统能力的重要递增负荷体能测试方式。在本研究中，剔除变异性较大的研究后，HIIT与其他形式训练相比在提高YYIRTL1表现上有显著优势(SMD=1.11，95%CI [0.50，1.72] )，P=0.00。

最大血乳酸浓度也常用于评价运动员有氧工作能力的重要指标，HIIT与其他形式训练相比对递增负荷实验下受试者最大血乳酸浓度没有明显影响。