有氧抗阻结合与单纯有氧运动减重干预的对比研究

齐玉刚，王 津，徐冬青

单纯性肥胖（Simple obesity）与生活方式密切相关，以过度营养、运动不足、行为偏差为主要特征[1]。随着经济的发展和人民生活水平提高，单纯性肥胖已在世界范围内成为愈发普遍的现象，取代由营养不良和感染所引起的疾病，成为危害人类健康的重要因素[2]。肥胖在多种疾病的发展中起因果作用，如心血管疾病、糖尿病、高血压等[3]；已有研究表明[4]，脂肪组织、尤其是内脏脂肪具有代谢活性，脂肪组织产生和分泌的促炎与抗炎脂肪因子失衡可导致人体稳态失衡，对血液中Lipid（类脂脂质），Glu（血糖）、INS（胰岛素）水平产生不良影响，干扰肝脏和肾脏等主要器官功能，对人体的健康产生较大危害。

体育锻炼目前是公认的、有效减肥措施[5-8]，运动干预肥胖症的主要机制是通过增加能量消耗减少体内脂肪，稳定类脂脂质，血糖和激素（如胰岛素和脂肪组织产生的细胞因子）的浓度，并有益于能量代谢以及抗炎细胞因子的产生[9]，这对于提升体质健康水平有很好的效益。有报道证实，相当比例的肥胖青少年随着年龄的增长，在成年后体重仍会超标[10]，女大学生处在生长发育的最后阶段，积极减重和改善身体成分显得尤为重要。

目前关于青年人肥胖的运动防治方法很多[11-13]，其中以FAT‐max最大脂肪氧化强度为代表的持续性有氧运动已经取得了比较理想的成果[14-15]，因此长时间中等强度有氧运动为主的运动干预方案得到普遍认可。但是亦有研究报道显示抗阻训练在加速脂肪转换为肌肉中有更好的作用，如抗阻训练后去脂体重的增加可以提高基础代谢率、改善脂肪代谢速率，达到减少体脂肪的效果[4]。人们已经认同规律的体育锻炼可以为肥胖人群带来大量的健康益处，但尚不清楚哪种运动方式最有助于减少体脂肪及肥胖相关的合并症。部分学者的研究指出[16]，有氧与抗阻相结合的锻炼方案可能在改善体脂肪含量上效果更为明显且运动干预后的胰岛素敏感性有了更大的提高[17-18]。本研究基于FATmax强度设计有氧抗阻结合与单纯有氧运动两种运动干预方案，探讨在锻炼时间和频率相同的情况下两种不同方案减重干预效果，为提高运动减重干预的科学性和有效性提供理论和试验依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究受试者为肥胖女大学生60 名（年龄为18～20 岁），肥胖判定标准根据中国成人肥胖程度标准（BMI≥25 kg/m2，体脂百分比>32）[8]。

纳入标准：无高血压、心脏病等心血管疾病、肺功能障碍、无运动禁忌症，能完成正常大学体育课程。

试验前受试者均了解整个试验过程的风险性，自愿签署知情同意书。

所有受试者在完成基线测试后，随机均等分为两组：有氧抗阻结合组（E1 组）和FATmax 强度有氧组（E2 组），每组30 人，两组受试者各自执行隔天一次的运动干预，为期12 周，共计46次运动干预。在试验期间内，受试者不参与任何有组织的其他运动训练。本试验通过天津体育学院医学伦理委员会批准。

1.2 试验方法

1.2.1 观察指标 本试验对所有受试者进行基线测试；并且在12 周运动干预后全部接受相同的效果评估测试，主要指标如下。（1）依学生体质监测标准的方法测量[19]：身高、体重、腰围、臀围、计算BMI、腰臀比。（2）身体成分测定：使用 GE 双能X 线骨密度测量仪（美国产）测定体脂率（%）、腹部脂肪，使用欧姆龙（HDS-2000）内脏脂肪检测仪测定内脏脂肪量。（3）心功能测定：使用Aloka SSC-290型超声心动仪测定：每搏出量（SV）、左室射血分数（LVEF）。（4）最大摄氧量测定：使用ergoline-k100 有氧功率自行车进行最大摄氧量的测定。受试者测验前至少1 h 不应进食、饮水、吸烟；车座高度调整到测试对象放松落坐、下肢充分伸展时膝关节屈曲15°；受试者佩戴实时心率监测装置，完成适应性骑行后选取PWC170 测试程序完成最大摄氧量测试，测试完成后仪器自动计算出最大摄氧量数值（ml/min/kg）。

1.2.2 FATmax 测定 在最大摄氧量测定试验的48 h 以后，使用 h/p/cosmos Pulsar4.0 功率跑台、Cortex MetaLyzer 3B 气体分析仪、Cosmed 运动心肺功能测试系统、Tango 运动血压计、PE-4000遥测心率表。

在充分的准备活动后，在运动跑台以速度3.5 km/h，坡度1%开始递增负荷试验，每3 min速度递增1 km/h直至速度7.5 km/h后保持不变；此后每3 min递增2%坡度直至速度呼吸商达到1。

依 Achten 的 FATmax rate 判 定 公 式 1.67×VO2－1.67×CO2[20]，将每级负荷下测得VO2和VCO2带入公式计算氧化的脂肪量，最大值为所对应的摄氧量即为FATmax。

1.2.3 制定减重运动处方 每周隔天训练，持续12 周，共计46次。有氧抗阻结合组（E1），采用运动负荷控制在FATmax 强度下的抗阻与走跑组合的运动方式，抗阻动作包括：弓箭步走、平板支撑交替两侧斜撑、高抬腿走、跪卧撑、波比跳；每个抗阻运动中插入FATmax 强度跑。运动干预全程使用团队心率监控设备确保运动强度维持在测定的FATmax 强度下，运动干预中累计20 min抗阻训练、20 minFATmax强度有氧运动。单纯有氧组（E2）：FATmax强度有氧走跑组合运动40 min。

1.2.4 试验控制 为保证两种运动干预方式的总运动量具有可比性，本研究在干预前进行了两种运动方案执行期间的心率总和匹配（E1：FATmax 强度走跑20 min+抗阻20 min；E2：FATmax 强度有氧走跑组合运动40 min），运动干预全程对心率进行监测，并相应地调整E2组抗阻运动时的阻抗强度，以保证该组的运动总心率与FATmax强度下的总心率次数差异不超过10次/min[4，21]。

受试者在整个12 周运动干预过程内不改变其日常饮食。运动处方执行过程中注意试验监控，每次锻炼前，询问受试者的状态，是否有不舒服的情况，确保处方执行过程中受试者的安全。

1.2.5 数据处理 受试者完成运动干预前后同指标的测试，试验数据通过SPSS 19.0 for Windows软件应用T检验进行统计处理，统计结果表述方式为平均数、标准差，显著性水平取P＜0.05。

2 研究结果

本研究的受试者全部顺利完成了递增负荷试验，FATmax所对应的强度为7.08±1.81 km/h，FATmax 强度下心率值为135.12±6.76b/min（见表1）。此数据为运动干预方案制定中的有氧运动强度提供了试验依据。

受试者试验前后身体成分相关指标的变化、身体素质指标的变化和心肺机能变化见表2至表4。

表1 受试者FATmax测试结果（`X±S）Table 1 Test results FATmax subjects（）

表1 受试者FATmax测试结果（`X±S）Table 1 Test results FATmax subjects（）

心率/b·min-1RPE 速度/km·h-1 7.08±1.81 FAT‐maxRate/g·min-1 0.44±0.15 FATmax/ml·kg·min-1 17.78±3.33占VO2max的比例50.37±6.15135.12±6.7617±1.0

表2 受试者试验前后身体成分相关指标的变化Table 2 Changes of body composition related indexes before and after experiment

表3 受试者试验前后素质指标变化Table 3 Changes of body function index before and after experiment

表4 试验前后受试者心肺机能的变化（X±S）Table 4 Changes of cardiopulmonary function（X±S）

3 讨 论

持续性有氧运动一直被认为是安全有效的减肥运动形式[10]。随着对减脂运动干预方案相关研究的不断深入，运动方式及运动强度的选择也逐渐多元化[11-13]。近年来，抗阻锻炼因在提高肌力，增加瘦体重等方面的突出作用，受到肥胖干预研究者的更多关注[22]。单独的抗阻练习、抗阻练习结合饮食控制、抗阻练习结合有氧练习等不同方案应用于肥胖人群的运动干预中[23]。目前，有关抗阻锻炼对肥胖人群的干预效果结论尚不一致，这可能与干预方案的设计、干预周期以及评价手段等关键因素的不同有关。肥胖人群最佳抗阻锻炼干预模式的形成还需要大量的试验证据。

理论上讲，从运动干预效果出发，以有氧运动与抗阻训练相结合的干预方式在有效达到减脂效果的同时可能对人体健康的收益更大[24]。但相关的研究极为有限，且结论不一。有氧抗阻结合的运动模式对于肥胖人群的干预效果是否优于单一运动尚不清楚。MONTEIRO等人[4]以11～17岁青少年为受试对象进行抗阻有氧结合运动干预，结果在体脂%上具有显著的改善，这与LEE[26]等人以青春期男性少年为受试对象的研究成果变化幅度相近。但同样是抗阻有氧结合运动与单纯有氧运动干预对比研究，SIGAL[25]等人报道尽管运动干预试验过程中规定受试者每日减少250 kcal的能量摄入，但只观察到单纯有氧组体脂%的显著降低。造成这种情况的原因可能有多种，如在其研究过程中，只提供并培训了运动干预方案及训练场地，干预过程中没有安排专业人员指导与监督，这可能会大大降低干预效果。此外，目前绝大多数相关研究中对于抗阻有氧的组和干预方案与单纯有氧或抗阻方案的运动强度或运动总量是否相当控制并不严格。其中，有氧训练强度多以最大摄氧量的百分比设定，而抗阻训练强度多以1RM 百分比设定，两种训练的运动总量很难比较。这可能是造成目前相关研究结论不一的重要原因。

有鉴于此，本研究以标准试验室测试数据为基础，较为新颖的设计了有氧抗阻结合运动及单纯有氧运动干预实施方案。单纯有氧组以测得的FATmax 强度进行锻炼，要求受试者以FATmax 强度对应的速度进行走跑结合练习，并以FATmax强度对应的心率水平加以监控。有氧抗阻结合组的运动干预总时间及频率与单纯有氧组相同，但创新性地采用了同强度（FAT‐max强度）的抗阻组合与走跑结合的运动方式，即训练中有氧与抗阻运动交替进行，每组抗阻训练中插入走跑，两种训练成分均保持FATmax 强度，所用时间合计各占总时长的50%。为了使两个运动干预组每次锻炼期间的总运动量尽量相同，参考MONTEIRO 等人[4]的试验方案，在前期的预试验中我们观测了两组运动方案的整个运动期间的心率总和，并相应地调整负荷强度和持续时间。整个干预过程中安排具备中国运动处方师认证的专业人员进行运动强度监控。

通过12 周的运动干预，本研究从青年肥胖女性的身体成分、心肺功能以及身体素质变化等多角度对两种运动干预方案的效果进行比较观察。研究表明，FATmax 强度单纯有氧运动、有氧抗阻结合运动均可以达到有效的减脂效果。其中，锻炼后单纯有氧组体脂百分比降幅3.51%，结合组降幅5.76%，且有氧抗阻结合组的锻炼效果优于单纯有氧组。众所周知，有氧运动可以有效地改善肥胖人群的身体成分，长时间的有氧运动负荷刺激可以在降低体脂肪的同时促进肌肉形成。抗阻训练能够促进人体肌肉量的增加[27]，其与有氧训练相结合时是否会加强这一效果研究结论尚不一致。MONTEIRO 等人[4]的研究也在强调运动总量相同的情况下对比了单纯有氧运动和有氧抗阻结合运动的干预效果，其单纯有氧运动组干预后的体脂下降幅度为3.6%，与我们的研究结果相当。但其有氧抗阻结合组的减脂优势并未体现，干预后体脂下降幅度（2.9%）与单纯有氧组并无明显不同，且远小于我们的研究结果。造成这一差异的原因可能与我们选择了更加有利于的脂肪代谢的运动强度（Fatmax强度）有关，在抗阻训练实施中我们仍然强调保持有效的Fatmax强度，这一做法可能加强了有氧抗阻组和锻炼的减脂效应。

相比于BMI，腹部脂肪是青少年胰岛素抵抗、心血管代谢性疾病的更重要的危险因子[28-29]。脂肪组织，尤其是内脏脂肪更具有代谢活性，其产生和分泌的促炎与抗炎脂肪因子的失衡可以导致人体稳态失衡，对血液中Lipid（类脂脂质），Glu（血中的葡萄糖）、INS（胰岛素）水平产生影响[4]，进而影响肝脏和肾脏等主要器官功能，对人体的健康产生较大危害。因此，针对青少年腹部脂肪的有效的运动干预十分必要。本研究中，单纯有氧锻炼后受试者的腹部脂肪量和内脏脂肪量显著降低，这与多数研究报道结果相似[4，25-26]。抗阻训练是否可以减少腹部脂肪量目前的研究结论尚不一致。LEE等人[30]在研究综述中认为这可能与不同体成分测量方法的敏感程度有关。我们在研究中采用了身体成分测定的金标准-双能X线法，结果发现有氧抗阻结合锻炼较单纯有氧锻炼能够更大程度地降低青年肥胖女性的腹部脂肪。这一结果提示在运动减脂干预过程中，相同强度、时间的抗阻和有氧结合运动具有协同作用，与单纯有氧运动的减脂相比效果更为理想，但是所涉及的机制尚需进一步深入研究。

除关注身体成分的变化外，本研究还对比观察了两组干预方案对受试者心肺功能和身体素质的影响。研究结果表明[31]，运动锻炼能够明显改善肥胖人群的心肺功能。锻炼后，两组受试者的心脏搏出量、左室射血分数以及肺活量和最大摄氧量均显著提高。比较而言，有氧抗阻结合组的改善效果大于单纯有氧锻炼组。此外，有氧抗阻结合锻炼在提高受试者握力、下肢爆发力以及柔韧性方面的效果也更为突出。这提示我们对于肥胖青年女性的运动处方设计应适当增加抗阻训练内容，组和性运动干预较单一有氧运动的效果可能更加全面、优势更加明显。

4 结 论

在时间和锻炼频率相同的情况下基于FATmax 设计的有氧抗阻结合与单纯有氧运动的两种运动干预方案都能显著地减轻肥胖女大学生的体重和改善他们的身体成分；抗阻和有氧结合运动在降低腹部脂肪、内脏脂肪方面有更为显著的作用；两种运动方案都可以在减重的同时提升身体机能，但抗阻和有氧结合的方案提升肥胖者心脏功能和最大摄氧量更为明显。