HIIT训练与中等强度训练对大学生心肺能力的影响

摘 要：研究目的：通过研究HIIT训练与中等强度训练这两种不同强度类型的运动模式对大学生心肺能力的改善情况，为大学生选择改善心肺能力的训练方法提供理论参考。研究方法：以南京体育学院运动健康科学系20名健康大学生（10名男生10名女生）为研究对象，将其随机平均分成甲乙两组（每组5名男生5名女生），甲组采用HIIT训练模式，乙组采用中等强度训练模式，使用MONARK Ergomedic 839E功率自行车为运动工具、K4B2遥测运动心肺仪作为测量工具，甲乙两组按照对应的训练强度进行测试。研究结果：6周训练后HIIT训练组的VO2max整体提升了10.8%，中等强度训练组的VO2max整体提升了20.6%;HIIT训练组的肺活量整体提升了13.6%，中等强度训练组的肺活量整体提升了5.4%;HIIT训练组的肺活量整体提升了23.5%;中等强度训练组的肺活量整体提升了10.9%。结论：在提升心肺能力方面，选用HIIT训练和中等强度训练两种运动模式，均有效果，但是HIIT训练对心肺能力整体的提升效果优于传统中等强度训练。

关键词：HIIT训练;中等强度训练;心肺能力;大学生

中图分类号：G808.12

文献标识码：A

DOI：10.3969/j.issn.1006-1487.2021.04.015

心肺功能是人体心脏泵血及肺部吸入氧气的能力，而两者的能力又直接影响全身器官及肌肉的活动，人体全身均需要依靠氧气，以燃烧体内储存的能量，让它们变成热能，器官及肌肉得到热能才能活动[1]。部分大学生在安逸的大学生活中，运动能力及身体素质下降，甚至不能合格完成体能测试，想提高自己的心肺能力却又不接受枯燥漫长的传统长跑等中等强度训练。HIIT训练（High-intensity Interval Training ）即高强度间歇训练，近年来作为一种新兴的运动模式，以其效率高、时间短的特点逐渐被人们所接受并使用。据国内外部分研究表明：短期的HIIT训练能有效地提高平时缺乏锻炼青年的运动耐量;能提高优秀自行车耐力项目运动员的成绩;提高运动员的总输出功率及最大摄氧量;较长时间的间歇训练能够有效地提高运动员的有氧能力。陈玉平在研究三种不同强度（极量强度、中等强度、亚极量强度）、总功一样的功率自行车运动中的能量消耗特点后，得出结论：在总功一致的情况下，极量强度运动相对于中等强度及亚极量强度的能量代谢效率高，可以在较短的时间消耗更多的能量，对机体的刺激更强[2]。本研究探讨HIIT训练与中等强度训练两种运动模式对大学生心肺能力的影响，通过遥测运动心肺仪监测摄氧量、肺活量等生理指标的变化规律，为实验结果提供可靠依据。众所周知，传统中等强度的训练方式可以有效提升心肺能力[3]。通过实验所测结果，评估HIIT训练与中等强度训练对心肺能力的影响，对比两种模式下大学生心肺能力的提升幅度，为大学生选择提高心肺能力的运动方式提供理论依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

研究对象为20名健康大学生（男女生各10名），有规律参加锻炼且有一定运动经验，排除超重的学生（排除標准为BMI并结合体脂率 BMI>24.0），随机分为HIIT训练组和中等强度训练组（每组均为5男5女），受试者的基本资料如表1所示。

通过数据分析可得HIIT训练组和中等强度训练组中受试人员的年龄、身高、BMI无明显差异（P>0.05）。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法查阅相关文献，了解改善心肺能力的方法、HIIT训练和中等强度训练的模式等国内外研究背景资料。

1.2.2 实验法运用MONARK Ergomedic 839 E功率自行车，实验选用自行车，因为它们更容易控制转速与负荷，便于实验测试。训练者使用自行车之前，先进行5分钟热身，在熟悉技术动作和操作要领后，穿戴好 K4B2 遥测运动心肺仪准备测试，根据设定好的运动方案按要求蹬踏自行车。

1.2.2.1 测试运动负荷（1）运行Monark 839E Analysis Software调至已设计好的运动方案界面，启动功率自行车，佩戴K4B2遥测运动心肺仪监测运动过程中心跳及摄氧量等生理指标。（2） 受试者进行10分钟准备活动，测试人员说明技术动作和要领及注意事项，使受试者在开始测试前熟悉动作技术，掌握动作要领。（3） 受试者进行准备工作，调整好自行车座椅的高度，佩戴心率带及遥测心肺仪准备测试。（4）男大学生受试者取初始负荷为240W，女大学生受试者取初始负荷为180W，根据测试结果增加或者减少负荷，每次调整阻力为30W。

（5） 测试时根据受试者的主观感觉来决定是否继续调整负荷，每次测试结束后休息5分钟。（6） 按照以上原则直到受试者进行40秒踩踏自行车后心肺检测仪上显示受试者出现最大摄氧量时，记录该负荷，测试3次取平均值。（7） 记录受试者达到最大摄氧量时的心率（以90%最大心率），通过计算心率达到最大心率的75%-80%所对应的负荷，作为高强度训练的负荷、取最大心率的30%-40%对应的负荷作为间歇时的负荷，取最大心率的45%-50%对应的负荷作为中等强度负荷[9]，将测试出的数据录入Monark 839E Analysis Software，设计运动方案，休息10分钟后准备正式实验，HIIT实验组数控制在3组以内。

1.2.2.2 受试人员进行不同运动模式的训练受试人员需要随机分成2组完成不同方案的训练，分为HIIT训练组与中等强度组（每组5名男生5名女生）。不同训练方案简述如下：第一种训练方案：HIIT训练组，按照设计好的运动方案踩踏MONARK Ergomedic 839E功率自行车，以高强度运动的时间40秒，低间歇运动时间20秒为一组，每组重复3次，组间不休息。第二种训练方案：中等强度组，按照设计好的运动方案踩踏MONARK Ergomedic 839E功率自行车，运动持续时间为20分钟，做完一组结束。实验一周3次，测试指标两周一次，持续6周，期间尽量避免激烈运动。

1.2.2.3 测试仪器测试仪器为Monark 839E Analysis Software以及K4B2心肺功能测试仪，测试频率为两周一次。

1.3 研究指标

最大摄氧量 （VO2max）、肺活量（VC）、每分钟通气量（MV）。

1.4 统计学方法

将所得数据进行记录，经详查无误后，采用JMP软件对数据进行统计学处理，差异显著性检验采用配对样本T检验及独立样本T检验，差异显著性标准采用P<0.05，极显著性标准采用P<0.01，结果均以X±SD表示。

2 研究结果

2.1 训练前后最大摄氧量变化的比较

研究结果显示，如表2，进行HIIT训练和中等强度训练后，受试者最大摄氧量显著提高，即受试者心肺能力得到改善。

经组内独立样本T检验分析可见，受试者在两种模式训练后，心肺能力均得到改善，中等强度训练后最大摄氧量有显著差异（P<0.05）;HIIT训练后最大摄氧量有显著差异（P<0.05），HIIT训练组男生受试者训练后 VO2 max提升10.1%，HIIT训练组女生受试者训练后 VO2 max提升11.2%，整体提升10.8%;中等强度训练组男生受试者训练后 VO2 max提升19.3%，中等强度训练组女生受试者训练后 VO2 max提升20.6%，整体提升19.8%。

2.2 训练前后安静肺功能变化的比较

HIIT训练与中等强度训练对安静肺通气功能的影响如表3所示：两种训练后运动员安静状态下的肺活量、潮气量、每分钟通气量都比训练之前有提高，HIIT训练后安静状态下肺通气功能的指标有显著差异（P<0.01）;中等强度训练后安静状态下肺通气功能的指标有显著差异（P<0.05）。HIIT训练组男生受试者训练后肺活量提升了14.3%，HIIT训练组女生受试者训练后肺活量提升12.7%，整体提升13.6%;中等强度训练组男生受试者训练后肺活量提升5.8%，女生受试者提升5.1%，整體提升5.4%。HIIT训练组男生受试者训练后每分钟通气量提升24.3%，女生受试者提升22.7%，整体提升23.5%;中等强度训练组男生受试者训练后每分钟通气量提升11.2%，女生受试者提升10.7%，整体提升10.9%。

3 讨论

心肺功能是将氧气输送到组织细胞使用的能力，心肺能力直接影响到我们运动的持久性，从健康的角度来看，心肺能力的提升可以使我们远离各种心血管疾病[4]。中等强度训练作为传统的训练方式，大量的数据及实践可以证明其对于提升心肺功能有显著作用[5]。但是部分人群因为中等强度训练的持续时间较长且比较枯燥，从而想选择其他的运动方式。长期以来HIIT训练一直用于体育竞技，极少用于普通人群，有调查研究显示，HIIT训练在减脂效果上高出传统模式9倍[6]

。实验通过比较两种运动模式对心肺能力的影响来进行研究讨论。

3.1 中等强度训练对心肺功能影响

中等强度训练作为传统的运动模式，其特点是强度低、持续时间长，可以充分地酵解体内的糖分达到疏通血管、改善微循环供氧的目的并充分刺激心肺功能[7]。在中等强度训练中，人可以有充足的氧气供给用以提供糖类和脂肪的代谢分解，通过持续地让心跳加快增加心肺耐力这一途径来提升心肺能力[8]。根据本实验结果显示，中等强度训练对最大摄氧量、肺活量、每分钟通气量均有提升，一定程度地提升心肺能力，尤其是对最大摄氧量的提升有显著效果。

3.2 HIIT训练对心肺功能影响的讨论

HIIT训练即高强度间歇性训练，该训练模式是一种高强度训练与中低强度的间歇训练相结合的一种运动形式。从传统的持续训练模式来看，高强度训练一般分为有氧训练与无氧训练。有氧训练的高强度即是对心肺能力施加大的负荷，而无氧训练的高强度可以上升为运动对神经施加大的负荷，而HIIT训练中的高强度运动模式是两者相结合[9]。有研究发现，对比强度不变的运动，穿插进高强度的变换强度运动（68%-92%最大摄氧量），虽然在运动的总热量消耗上没有明显的提高，但是运动后的恢复期，静止的摄氧量有明显的提高[10]。间歇训练是穿插在高强度中间的训练，在该过程中身体并不是完全处于休息状态，而是处于不完全恢复的状态，这对心肺耐力的也有一定的提升效果[11]。大强度与小强度运动的交替形式，可以使心肺得到一定的放松，这种独特的运动模式可以提高机体对运动的适应能力。据有关调查显示，有氧运动的中心效应可以有效增加心肺侧支循环，从而改善心肺供血，短暂的爆发运动对外周血管、细胞产生更大刺激[12]，因为其时间短的特点机体可以接受较大的运动强度，间歇运动的中枢脏器氧耗水平较低，有利于机体提升呼吸功能[13]。根据本实验结果，也可以证明以上观点，HIIT训练对心肺功能有提升作用，且对肺活量、每分钟通气量等肺功能指标的提升有显著作用。

4 结论与建议

4.1 结论 综上，在提升心肺能力方面，选用HIIT训练和中等强度训练两者运动模式，均有效果，但是实验结果显示，HIIT训练对心肺能力整体的提升效果优于传统中等强度训练。

4.2 建议

HIIT训练的特点为效率高、时间短，有一定的趣味性和挑战性。但是HIIT训练也有一定的局限性，HIIT训练对

运动人群的

运动基础有一定的要求，很多缺少运动经验或者运动能力较差者难以完成该训练[14]。建议大学生选择运动模式时，参考自己的运动能力来选择适合自己的运动模式。最后，建议HIIT训练也可以成为专业运动员提升心肺能力的辅助性训练手段之一。

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基金项目：

2020年江苏省研究生科研创新计划（KYCX20_1739）

收稿日期：2021-04-07

作者简介：孙庶维（1996-），男，江苏盐城人，在读硕士

研究方向：运动人体科学