单组仰卧起坐练习对健康男青年动脉硬度的短时影响

袁民绍 柯皓月 刘晓然 周志雄 朱蔚莉

1 山东省青岛市即墨区人民医院（青岛266200）

2 首都体育学院（北京100191）

有研究显示，以脑卒中和心梗为代表的心脑血管疾病（cardio-cerebrovascular disease，CVD）在青年人中的发生越来越多[1]。作为一种非传染性慢性病，早期控制CVD危险因素可有效地预防CVD发生。

动脉硬度增大是CVD 的独立危险因素，运动可通过降低动脉硬度对CVD 起到预防作用[2]。在当今体力劳动强度和密度极低的环境下，青年人普遍缺乏科学运动，但动脉硬化过程在健康青年阶段就已启动[3]，因此以健康青壮年为受众，设计易于接受的、可行性强的运动处方以降低其动脉硬度，对于提高其血管健康水平、早期预防CVD有重要意义。

研究发现，有氧运动对动脉硬度有较明确的积极作用，而力量（抗阻）训练对人体动脉硬度也能产生明显影响，但不同研究的结论不同[4]。除了受试者基础状态的不同可能造成这种现象外，从干预措施的角度来看，这可能与力量训练方案的高度复杂性有关，因为力量训练不但可以有不同的强度（这往往是既往研究中力量训练对动脉硬度作用效果不同的原因），还有许多不同的练习动作（不同部位的肌肉练习）。因此，从参与力量练习的肌肉所处人体的不同部位这个角度来分析，既往研究中的干预方案基本可归结为4类，即全身（四肢和躯干）肌肉的练习动作[5-7]、四肢肌肉的练习动作[8-11]、上肢肌肉[12，13]和下肢肌肉练习动作[12，14，15]，但尚未见单独的躯干肌肉力量练习动作对动脉硬度影响的研究。

仰卧起坐是腹肌力量锻炼中最常用的练习动作，也经常作为腰腹力量的测评指标而被广泛应用于健康体质测评中。仰卧起坐通过自身体重施加负荷，具有经济实惠、居家可行的特点。因此，通过仰卧起坐观察躯干肌肉力量练习动作对健康青年动脉硬度的短时影响，可能为血管健康的运动促进、预防心血管病方面提供一定的依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

招募15名健康在校男生自愿参与本实验，受试者无糖尿病、高血压和脂代谢紊乱和心血管病等病史，无系统的专业体育训练史，其一般情况如表1 所示。向受试者详细介绍实验过程和要求后，每位受试者签署知情同意书。

表1 受试者一般情况（n=15）

1.2 实验设计

本研究采用均衡随机交叉自身对照设计，每位受试者均按随机顺序原则实施空白对照（CON）和仰卧起坐（SIT-UP）方案。在SIT-UP 中，先在运动前基线（baseline，BL）状态进行指标测量，而后进行80 秒共40个仰卧起坐，在运动结束后即刻（0 min）、20 min 和40 min 三个时间点上进行相关指标的重复测量；在CON 中，受试者保持静坐，不对其进行任何干预，仅在BL、0 min、20 min和40 min四个时间点上进行相应的指标测量（图1）。

图1 实验设计方案

为避免前一个方案对后一个方案的可能干扰和影响，两个方案的间隔时间设置为7 天。第一个方案进行CON 的受试者在7 天后的第二个方案中进行SITUP，而第一个方案中进行SIT-UP的受试者则在7天后的第二个方案中进行CON，即进行实验干预内容交叉。

受试者在每个方案进行前的24 小时内避免剧烈运动，不食用含酒精和咖啡因食物。实验当天受试者晨起空腹进入实验室，进入实验室后至少需要休息15分钟，实验室温度保持在23℃。

1.3 仰卧起坐运动方案

受试者仰卧于垫子上，膝关节屈于90 度位，前臂交叉抱于胸前，足部固定，运动时通过腹部肌肉主动发力实现躯干的屈伸。使用节拍器控制仰卧起坐的频率，受试者每2 秒完成1 个完整动作（1 秒起、1 秒落），共40个，用时80秒。

1.4 指标测定

用脉搏波速度测定仪VS-1000（福田电子医疗仪器有限公司）对受试者进行动脉硬度，即心-踝血管指数（cardio-ankle vascular index，CAVI）的测定。目前可用于人体动脉硬度评价的指标主要包括脉压、脉搏波传导速度和反射波增强指数等，CAVI作为不受血压影响的测定指标在国际范围内广泛应用，其值越高，动脉硬度越大[16]。

受试者取仰卧位，四肢伸展，测定时上肢袖带结扎于上臂，袖带下缘平肘关节，下肢袖带结扎于踝关节以上，袖带下缘平内踝高度，松紧以可插入1～2个手指为度。肘部及脚跟部放置软垫将肢体垫起，心电电极夹于左右手腕，放置心音传感器于胸骨角附近并进行调整，以心音基线平稳、能明确区分第一和第二心音为标准。仪器自行运算出CAVI，左右侧CAVI 取均值后用于后期的统计分析。

脉搏波速度测定仪能同时测量受试者的心率和血压。

1.5 统计分析

所有数据均表示为平均数±标准差。用GraphPad Prism Software 5.0 进行双因素重复测量ANOVA 分析干预措施对CAVI 及各项指标随时间变化的影响，用Bonferroni 事后检验（Bonferroni post-test）分析不同试验方案在同一时间点上的差异是否有显著性。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 仰卧起坐对健康青年心率和血压的短时影响

如表2 所示，在SIT-UP 中受试者的心率从BL 的57.20 ± 8.27 次/分钟明显升高至0 min 的66.47 ±7.24 次/分钟（P＜0.05），随后下降至20 min 的61.73 ±10.06 次/分钟和40 min 的61.80 ± 6.96 次/分钟；在CON 中心率无明显变化。受试者在CON 和SIT-UP 中的收缩压和舒张压均没有出现显著性变化（P＞0.05）。

表2 仰卧起坐对心率和血压的影响（n=15）

2.2 仰卧起坐对健康男青年动脉硬度的短时影响

在CON 中受试者的动脉硬度即心-踝血管指数（CAVI）基本保持不变（P＞0.05），在BL、0 min、20 min和40 min 四个时间点分别为6.6 ± 0.7，6.6 ± 0.6，6.6± 0.8和6.5 ± 0.7。而在SIT-UP方案中，受试者CAVI值从BL 的6.5 ± 0.5 显著降低至0 min 的6.0 ± 0.6、20 min 的6.1 ± 0.5（P＜0.05），随后回升至40 min 的6.3 ± 0.5。在运动结束后即刻（0 min），CON 和SITUP的CAVI的差异有显著性（P＜0.05，图2）。

图2 单组仰卧起坐练习对健康男青年CAVI的短时影响

3 讨论

本研究是急性运动干预实验，其主要结果显示：以自身体重为负荷的一组40 个仰卧起坐练习能使青年男性动脉硬度出现明显下降，随后逐渐恢复至运动前的基线水平，这说明纯粹的躯干肌肉力量练习对人体动脉硬度有一定的良好调节作用。

虽然运动可通过降低动脉硬度预防CVD[2]，但目前力量训练对动脉硬度影响的研究结果不一致。出现这种现象的原因是多方面的，在力量训练的方案上至少存在着运动强度和参与训练的肌肉部位等变量。有研究发现全身高强度肌肉长期抗阻力训练后，动脉硬度明显增加[5，6]，而急性全身肌肉抗阻练习后动脉硬度也出现增加[17]。但每周2 次、共10 周的低强度全身肌肉的抗阻力训练后受试者的动脉硬度出现明显下降[7]，这提示过高的强度可能是动脉硬度升高的原因，而低强度力量训练则可能无此不良作用[18]。因此，多数人认为，力量训练对人体动脉硬度的不同影响可能是运动强度的不同导致的。

但是，从参与力量训练的肌肉所处部位这个角度来看，既往力量训练对动脉硬度影响的研究中的练习方案大致可以分为4种情况，即全身肌肉[5-7]、四肢肌肉[8-11]、上肢肌肉[12，13]和下肢肌肉[12，14，15，19]。这提示，不同部位肌肉的抗阻训练对动脉硬度的影响可能不同：上肢力量训练能增大动脉硬度[12，13]，这主要因为较下肢训练而言，上肢力量训练会导致明显的去甲肾上腺素的增高[12]和血压升高[20，21]，而血压升高会导致动脉弹性下降[12]，也就是动脉硬度上升。与上肢不同，下肢力量训练对动脉硬度往往无影响[12，14，19]或者使其下降[15]。而在上下肢结合的力量训练中往往会出现动脉硬度增加[8，9]或者不变的情况[10，11]，因此，我们推测这可能是上肢和下肢力量训练对动脉硬度的作用相互抵消后的综合表现。

鉴于上述，力量训练的强度可能并不是决定动脉硬度变化方向的唯一因素，而参与力量训练的肌肉位置（上肢还是下肢）也可能会影响到其对动脉硬度的效果。本研究着眼于纯粹躯干力量练习对动脉硬度的影响，结果显示，与急性下肢力量练习相似[15]，单纯的躯干肌肉力量练习对人体动脉硬度也具有良好的短时调节作用。

血压是运动干预可以调节的另一个重要的CVD危险因素。本实验中受试者在仰卧起坐结束后，其血压与运动前相比无明显变化，但本研究未测量仰卧起坐过程中的血压变化。既往研究中发现仰卧起坐过程中血压的变化并不明显[22]，这也能部分解释仰卧起坐后动脉硬度并不像上肢力量训练后那样出现明显的升高。

4 结论和展望

单组仰卧起坐可使健康青年动脉硬度出现短时下降，这提示长期仰卧起坐可能对延缓动脉硬化起到一定的积极作用。由于仰卧起坐这一运动形式对于场地和设施的要求低，简单易行，其对心血管的有益影响对于当今工作紧张、没有时间去专门健身场所的人们来说，可能有一定的预防血管疾病价值。

在本急性研究基础上有必要开展长期仰卧起坐对不同人群动脉硬度影响的研究，以进一步确认其对血管健康的促进作用。另外，由于受试者仰卧起坐是利用自身体重作为负荷，所以肥胖者的体重或许会形成更高的强度，又因其机体基础状况与非肥胖者不同，因此肥胖者仰卧起坐对其动脉硬度的影响值得关注。最后，既往力量训练的报道中未见有作者明确说明相邻两组练习动作之间的间歇时间，而本课题组既往研究发现间歇期长度会影响有氧运动对动脉硬度的作用[23-25]，因此推测进行多组的力量练习时，其组间的间歇期长度也有可能会影响到训练效果。