高强度间歇训练与中等强度持续运动对超重／肥胖青年女性人群干预效果比较的Meta分析

2021-12-18牛银涛朱美英汪宇峰沈梦英

体育科技文献通报 2021年12期

牛银涛，朱美英，汪宇峰，沈梦英

肥胖一直以来都是影响个体健康的重要因素。个体的肥胖程度与代谢综合征、2型糖尿病、心血管疾病、癌症和关节炎等多种慢性疾病有着十分密切的关系［1］。近年来肥胖的人数不断增加，与男性的肥胖人数相比，越来越多的女性出现肥胖或极端肥胖的现象［2］。青年女性正是青春期和向成年期的过渡的关键时期，有效的体重管理策略对于建立终生良好的生活习惯和技能至关重要［3］。

在众多解决肥胖问题的策略中，最常见的是有规律的身体活动。研究显示中等强度持续有氧运动（MICT）是一种有效的训练策略，可以减轻体重，改善心肺功能，调节血糖和胰岛素水平，从而潜在地改变2型糖尿病和代谢类疾病的危险因素［4］。但在实践过程中，减肥者尤其是女性往往因有氧运动的时间较长、运动缺乏动机和自身肥胖的程度等原因很难坚持［5，6］。研究显示高强度间歇训练（HIIT）对时间的要求更少，且具有间歇性、重复性、短暂性、高强度性并以主动恢复为主要特点。与MICT相比，更有利于制定时间效率高的生活方式干预策略用以控制肥胖相关的并发症［7］。对非肥胖成年人群的研究显示，HIIT能显著提高最大摄氧量、脂肪氧化、血糖控制和运动能力和健康状况［2，8］。但有一些研究显示，HIIT和MICT对超重和肥胖青年女性的体重、BMI、脂肪量以及体脂率四项指标的降低程度无显著差异［9］，且对于低密度脂蛋白和高密度脂蛋白等指标干预效果也存在不一致的结论［10，11］。

综上，现有的Meta分析采用HIIT和MICT的对比研究大多针对整个肥胖／超重人群，极少对人群进行细分，本研究聚焦于肥胖／超重青年女性人群。目前研究者对于HIIT和MICT对肥胖／超重人群干预效果的研究结果仍存在争议，MICT能否被取代值得研究者进一步探讨。因此，本研究将采用Meta分析综合评定两种运动方式对肥胖／超重青年女性体成分、心肺功能、心血管机能和体脂（以腹部内脏脂肪量为主）等指标的影响。研究结果将为肥胖／超重青年女性运动减肥干预提供理论依据。

1 研究方法

1.1 检索策略

文献检索策略严格按照PICOS原则进行。检索的中文数据库有中国生物医学文献（CBM）、中国知网（CNKI）、万方和维普数据库，英文电子数据库是PubMed、Embase和Cochrane library，检索词为“高强度间歇训练”、“High－intensity interval training”、“肥胖”、“超重”、“Obesity”和“Body Fat Distribution”等，检索时间为建库至2020年2月，并通过相关文献的参考文献补充检索。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：（1）研究类型：临床随机对照试验（RCT）；（2）研究对象：健康青年女性，且满足BF%＞30%或BMI＞25kg／m2；受试者基线水平无统计学差异；（3）干预措施为HIIT，对照措施为MICT；（4）结局指标：体成分（体重、体脂百分比、腰臀比和BMI）、心肺功能（最大摄氧量）、心血管机能（甘油三酯、总胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、血糖）、体脂（全身脂肪量、腹部内脏脂肪面积、腹部皮下脂肪面积）。

排除标准：（1）不符合纳入标准中任何一条的；（2）无法获取全文；（3）文献中结局指标过少；（4）结合抗阻训练、饮食等等其他手段联合干预；（5）研究数据重复报到。

1.3 文献筛选与质量评估

文献筛选和质量评估由两名研究者分别独立完成，将所得结果进行校对并讨论，意见不同时由第三研究者裁定。本文质量评估采用Cochrance风险偏倚评价工具，评价内容包括：随机分配方法、分配方案隐蔽、盲法（单盲和双盲）、结果数据的完整性、选择性报告研究结果和其他偏倚来源。对纳入的文献进行低风险、不清楚和高风险的评估［12］。

1.4 数据提取

由两名研究者通过全文阅读分别进行数据提取，并进行校对和分析讨论，意见不同时由第三研究者裁定。所提取的数据有：作者、年份、样本量、样本年龄、干预方案、试验周期，干预频率、结局指标等。

1.5 统计学分析

使用Review Manager 5.3和Stata 15.1对提取的数据进行Meta分析，数据为连续型变量故采用均值差（Mean Different，MD）和标准化均值差（Standardized Mean Difference，SMD）进行统计分析。异质性检验采用Q检验和I2统计量：满足P≥0.1且I2＜50%则无明显异质性，选用固定效应模型；满足≥50%且P＜0.1则有异质性，选用随机效应模型并进行敏感性分析，异质性较低时重新选用固定效应模型。发表偏倚检验采用Egger法。

2 结果

2.1 文献筛选与纳入

经检索获得相关文献986篇，而后通过筛选最终纳入文献15篇。详细筛选过程见图一。共纳入446名超重／肥胖青年女性，其中HIIT为228名，MICT为218名。纳入文献基本特征见表1。

表1 纳入文献基本特征

图一文献纳入流程

2.2 质量评估结果

15篇文献均采用随机分配法，其中3篇采用了盲法，所有数据都具有完整性，没有选择性报告研究结果，且无其他偏倚来源（见图二）。

图二纳入文献风险偏倚

2.3 Meta分析结果

2.3.1 HIIT与MICT对超重／肥胖青年女性体成分的干预效果

本研究采用的体成分结局指标有BM（15篇）、BF%（14篇）、BMI（7篇）与WHR（4篇）。异质性分析显示，BM（I2＝0%，P＝1.00）、BF%（I2＝0%，P＝0.66）、BMI（I2＝0%，P＝1.00）、WHR（I2＝44%，P＝0.15）纳入的文献均具有较低异质性。为了保证研究的准确性和稳定性，进一步敏感性分析显示本研究具有较好稳定性，选用固定效应进行Meta分析。

固定效应分析结果显示，与MICT相比，HIIT显著降低了BF%［MD＝－0.84，95%CI：（－1.29，－0.39），P＝0.0003］；一定程度降低了BM［MD＝－0.98，95%CI（－2.34，0.38），P＝0.16］和BMI［MD＝－0.30，95%CI（－0.88，0.27），P＝0.30］，但差异不具有统计学意义。两种干预措施在WHR［MD＝0，95%CI（－0.01，0.01），P＝0.73］上干预效果无显著意义（见图三）。发表偏倚检验：BM（P＝0.053）、BF%（P＝0.657）、BMI（P＝0.272）和WHR（P＝0.319）纳入研究均无明显的发表偏倚。

图三 HIIT和MICT对超重／肥胖青年女性BM／BF／BMI／WHR的影响

2.3.2 HIIT与MICT对超重／肥胖青年女性体脂的干预效果

肥胖根据脂肪分布部位的不同分为向心型和离心型肥胖，而向心型肥胖俗称腹部肥胖，主要是由于内脏脂肪堆积过多造成，容易导致2型糖尿病、高血压、冠心病等慢性疾病的产生［19］，故本研究采用TFM（7篇）、ASFA（6篇）和AVFA（6篇）作为评价改善体脂情况的指标。异质性分析，TFM（I2＝0%，P＝0.98），ASFA中（I2＝0%，P＝0.50），AVFA中（I2＝0%，P＝1.00），表明纳入文献有较低异质性，且敏感性分析结果有较好稳定性，故采用固定效应进行Meta分析。结果显示，HIIT在降低TFM［MD＝－0.48，95%CI（－1.63，0.66），P＝0.41］和AVFA［MD＝－2.25，95%CI（－6.70，2.21），P＝0.32］一定程度上优于MICT，但不具有统计学差异。MICT在降低ASFA［MD＝3.25，95%CI（－9.69，16.18），P＝0.62］的干预效果一定程度上优于HIIT，也不具有统计学差异（见图四）。发表偏倚检验：TFM（P＝0.496）、ASFA（P＝0.851）和AVFA（P＝0.855）纳入研究均无明显的发表偏倚。

图四 HIIT和MICT对超重／肥胖青年女性TFM／ASFA／AVFA的影响

2.3.3 HIIT与MICT对超重／肥胖青年女性心肺功能的干预效果

VO2max是评价心肺功能的经典指标，也是HIIT干预中最常用于评价心肺功能的指标［25］，故本研究采用VO2max作为检验心肺功能变化的指标。共纳入文献11篇，纳入文献有较低异质性（I2＝0%，P＝0.88），且敏感性分析结果有较好稳定性，故采用固定效应进行Meta分析。结果显示，HIIT在提升VO2max［MD＝1.29，95%CI（0.52，2.05）P＝0.001］上显著优于MICT（见图五）。发表偏倚检验：VO2max（P＝0.104）纳入研究均无明显的发表偏倚。

图五 HIIT和MICT对超重／肥胖青年女性VO2max的影响

2.3.4 HIIT与MICT对超重／肥胖青年女性心血管机能的干预效果

肥胖／超重人群会因脂肪含量过高而引起糖脂代谢异常，致使血液循环受阻，回心血量减少，长时间的供血不足极易导致高血脂、心肌梗死等心血管疾病的发生，故GLU、TC、TG、HDL、LDL等被作为评估健康风险血液指标的补充［26］。本研究采用GLU（8篇）、TC（7篇）、TG（6篇）、HDL（6篇）和LDL（6篇）来评价心血管机能的改善效果。异质性分析，GLU（I2＝69%，P＜0.002）、TC（I2＝68%，P＝0.004）、TG（I2＝52%，P＝0.06）、LDL（I2＝72%，P＝0.003）和HDL（I2＝57%，P＝0.04）均存在较大异质性。分别进行敏感性分析，结果显示，GLU（I2＝40%，P＝0.12）、TC（I2＝0%，P＝0.49）、TG（I2＝13%，P＝0.33）、LDL（I2＝0%，P＝0.64）与HDL（I2＝31%，P＝0.21）均存在较小异质性，故采用固定效应进行Meta分析。结果显示，与MICT相比，HIIT可以显著降低TC［MD＝－0.22，95%CI（－0.40，－0.05），P＝0.01］；一定程度上可以降低TG［MD＝－0.03，95%CI（－0.09，0.02），P＝0.23］、GLU［MD＝0.02，95%CI（－0.07，0.12），P＝0.62］和LDL［MD＝－0.11，95%CI（－0.26，0.04），P＝0.16］，不具有统计学差异。MICT在提升HDL［MD＝－0.15，95%CI（－0.88，－0.08），P＝0.001］上显著优于HIIT，具有统计学差异（见图六）。发表偏倚检验：GLU（P＝0.107）、TG（P＝0.712）、TC（P＝0.903）、HDL（P＝0.380）与LDL（P＝0.068）纳入研究均无明显的发表偏倚。

图六 HIIT和MICT对超重／肥胖青年女性GLU／TC／TG／HDL／LDL的影响

3 讨论

近年来，超重／肥胖的女性比男性逐年增多，除了增加常见的心血管和代谢性疾病风险外，也会导致女性患癌症（乳腺癌和结肠癌）、抑郁症和睡眠障碍等［27］。HIIT和MICT对青年女性超重／肥胖均有良好的干预效果，MICT通常只会减少绝经后妇女最小的脂肪含量，而不会增加瘦体重，而HIIT干预可有效地解决此问题［28］。对于这两种干预方式喜好的调查结果显示，HIIT比MICT更容易使人愉快并易被接受［29］。这可能与MICT运动时间较长，运动节奏单调有关［25］。为深入了解超重／肥胖青年女性在HIIT和MICT两种干预措施的效果，本研究对比分析了体成分、心肺功能、体脂和心血管机能指标的变化。结果发现，HIIT在改善BF%、VO2max和TC的效果上显著优于MICT，MICT在改善HDL的效果上显著优于HIIT，而体成分、体脂和心血管机能等指标在两种干预措施的效果相似。高思垚［29］研究显示HIIT在改善BF%和VO2max方面显著优于MICT；朱显贵［30］也发现两种干预措施均能降低腹部内脏脂肪；曹甍［11］在对肥胖儿童体成分和心血管机能进行比较时发现，HIIT在改善GLU、TC、HDL与LDL指标上显著优于MICT，这与本研究基本吻合，考虑到干预对象、训练方式、干预的频率和周期等因素，两种干预措施的比较仍需进一步探讨。

对于体成分指标，HIIT仅在BF%的干预效果显著优于MICT，在BM、BMI和WHR上并无差异，HIIT整体上对体成分有较好的干预效果。多数研究均显示HIIT在降低BF%效果更好［16－19］。运动中的脂肪代谢使BF%和腰臀部位脂肪含量发生减低，二型肌纤维的选择肥大增加了瘦体重的质量，降低BMI，从而改善体成分。潜在的机制可能是HIIT能更好地使体内的糖大量消耗，促进脂肪代谢，引起快肌纤维选择性肥大、肌肉蛋白质含量减少、运动后食欲减低或刺激儿茶酚胺类激素分泌等［11，31，32］，进而改善了体成分。

研究显示两种干预措施对超重／肥胖青年女性体脂均有一定的改善效果。与MICT相比，HIIT对腹部内脏、腹部皮下部分面积与TFM的质量的减脂效率更高［33，34］。但也有报告指出个体的运动量与HIIT导致的内脏脂肪减少之间缺乏剂量效应［35，36］，这提示对于超重／肥胖青年女性，更可能是运动强度通过间歇运动来改变相关的内脏脂肪储存方式。HIIT运动中的相关能量消耗提高了运动后代谢率，相对MICT，HIIT的可调节性较强，使脂肪酸的动员加强，从而加快了身体脂肪的消耗，但潜在机制仍需进一步探讨。

心肺功能、心血管机能与心血管健康有着密不可分的联系。两种干预措施对这些指标有一定差异，但是整体上HIIT的改善效果要优于MICT，尤其是VO2max。Frimpong［37］也提出HIIT与MICT对于血脂、空腹血糖、胰岛素水平和血压在内的各项健康指标均有益处。赵广高［25］指出HIIT在提高VO2max显著优于MICT。Clark［38］也证明HIIT可显著提高最大摄氧量、增强脂肪氧化、血糖控制和运动能力，促进个体健康。潜在的机制可能是HIIT能维持或增加心肌的氧供应，减少心肌工作耗氧量，从而改善心肌的血液灌注和分布，通过增加高密度脂蛋白／低密度脂蛋白比值、改善糖代谢、增加胰岛素敏感性、减少血小板聚集性、增加纤溶酶活性等变化，提高抗动脉粥样硬化能力，从而提高人体的机能水平，促进健康［11，31，39］。