基于心肺运动试验分析六字诀对大学生有氧运动能力的影响*

徐雅钰，张泓，何可，邹莹洁，唐鑫，陈婕，谢海花，谭洁

（1.湖南中医药大学针灸推拿与康复学院，湖南 长沙 410208；2.湖南中医药大学第二附属医院，湖南 长沙 410005）

大学生有氧运动能力是目前衡量大学生体质的重要指标，与心肺适能和肌肉适能两方面相关。机体心肺功能、骨骼肌功能与心血管疾病、全因死亡率及多种癌症疾病存在相关性[1-3]。2014年全国学生体质健康调查结果显示，反映大学生身体机能的肺活量和身体素质的速度、力量和耐力等总体情况呈现下降趋势[4]，相关慢性病的发生也呈年轻化[5]。体育运动是提高大学生有氧运动能力的重要方法，随着全民健身计划的实施，传统运动疗法越来越受到重视，其中六字诀作为一种专注呼吸同时配合肢体导引的有氧运动，动作编排以中医经络脏腑学说为理论基础，通过长期的练习、规律的呼吸、正念的集中和轻柔的动作，引导人体气血沿脏腑对应经络运行，使气、血、液在全身和谐流动，达到调节人体各脏腑功能的目的，是集呼吸-心血管-肌肉三系统的整体运动[6]。但目前采用六字诀改善青少年心肺亚健康状态、有氧运动能力的研究较少，且缺乏客观、定量评估。心肺运动试验（cardiopulmonary exercise testing，CPET）作为客观、无创性的心肺功能检测方法，能全面评估心肺功能和运动耐力，反映机体有氧代谢能力和心肺储备功能[7-8]。有氧训练是一种大肌群节律性、中等或较小强度、持续时间长的动力性运动[9]，日常生活活动（如步行）相当于低强度有氧水平。此外，站桩、太极拳、八段锦等传统功法练习对大学生身体素质的研究中对照组也暂未采取相关干预措施[10-12]。且有观点提出，在健康人群和一些经过耐力训练的个体中，呼吸功能对其运动能力的表现会构成有效限制[13]。因此，本试验初步探讨侧重呼吸训练，强化摄氧的低强度有氧运动六字诀相较于日常生活活动对大学生有氧运动能力的影响。基于此，本试验采用CPET来评估六字诀对大学生有氧运动能力的干预效果，并与大学生日常生活状态进行对照，为促进大学生体质健康提供一定参考。

1 资料与方法

1.1 纳入标准（1）湖南中医药大学18～26岁非体育专业健康在校生；（2）近3个月未进行规律性锻炼；（3）能坚持完成试验并同意签署知情同意书。

1.2 排除标准（1）根据美国运动医学院运动危险分层，属于运动期间发生心脏并发症高风险者[14]；（2）试验阶段接受其他提高有氧运动能力的训练。

1.3 剔除与脱落标准（1）出现严重不良反应或并发症；（2）依从性差，研究过程中自行退出者。

1.4 研究对象 于2021年9月选取符合标准的湖南中医药大学学生52人，采用随机数字表法分为对照组（n=26）和干预组（n=26）。本研究经湖南中医药大学第二附属医院医学伦理委员会批准（2022-KY-009）。

1.5 训练方法 干预组采用六字诀，以国家体育总局健身气功管理中心编创的版本为培训依据[15]。受试者每周练习3次，每次需至少完成3次整套功法动作，约30 min，每次练习均由专门的功法教练员进行指导与规范，持续8周。对照组在本试验阶段暂不接受相关运动干预，保持其日常生活状态。

1.6 观察指标

1.6.1 6 min步行试验 6 min步行试验（six-minute walking test，6MWT）参照美国胸科协会发表的指南[16]，记录受试者6 min步行距离（six-minute walking distance，6MWD）以反映受试者的运动耐力。

1.6.2 心肺运动试验 心肺运动试验采用德国COSMED运动心肺功能测试仪、功率自行车，评估时室温控制约在26 ℃，湿度40%～50%。仪器预热后，采用涡轮校准、流量传感器校准、气体校准。受试者佩戴面罩，采用恒定功率踏车方案，起始负荷为0 W，每分钟负荷增加20 W，受试者需保持55～65 r/min的转速，以尽可能达到受试者最大运动量，使其感到筋疲力尽要求停止运动，或不能维持规定转速，或达到摄氧量平台（运动最后1 min摄氧量增加＜150 mL），或达到预计最大心率[（220-年龄）-10][17]。记录受试者峰值呼吸交换率（peak respiratory exchange rate，RERpeak）、峰值摄氧量（peak oxygen uptake，VO2peak）、峰值公斤摄氧量（peak kilogram oxygen uptake，VO2peak/kg）、峰值功率（peak work rate，Wpeak）、峰值代谢当量（peak metabolic equivalent，METpeak）、摄氧效率斜率（oxygen uptake efficiency slop，OUES）。

两项评估分别在干预前（T0）、干预4周后（T1）、干预8周后（T2）进行。

1.7 统计学方法 采用SPSS 26.0进行统计分析，计量资料满足正态性以“均数±标准差”（±s）表示，不满足正态性以中位数（四分位数）[M（P25，P75）]表示。所有数据进行正态性检验，符合正态分布和方差齐性者，干预前后组内多个时间点比较采用重复测量方差分析，组间比较采用t检验；不符合正态分布者组内多个时间点比较采用广义估计方程，组间比较采用秩和检验。计数资料采用χ2检验。计量资料符合正态分布的相关性分析采用Pearson分析，反之采用Spearman分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 基线资料 训练过程中有4人脱落，共48人完成整个研究，其中对照组23人，干预组25人。两组受试者在性别、年龄、身高、体质量、体质量指数（body mass index，BMI）、静息收缩压（systolic blood pressure，SBP）、静息舒张压（diastolic blood pressure，DBP）、静息心率（resting heart rate，RHR）方面比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。（见表1）

表1 两组受试者基线资料比较

2.2 两组受试者训练前后6MWD比较 干预前两组受试者6MWD比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；干预4周、8周后干预组受试者6WMD有增加趋势，但与干预前及对照组比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。（见表2、图1）

表2 两组受试者训练前后6MWD 比较（±s，m）

表2 两组受试者训练前后6MWD 比较（±s，m）

注：F分组主效应=0.222，P分组主效应=0.640；F时间主效应=0.215，P时间主效应=0.807；F交互效应=0.599，P交互效应=0.552

图1 6MWD 组别与治疗时间的交互效应轮廓图

2.3 两组受试者心肺运动试验相关指标比较

2.3.1 RERpeak比较 干预前，两组受试者RERpeak比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；干预4周后，干预组受试者RERpeak与干预前及对照组干预4周后比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；干预8周后，干预组受试者RERpeak与干预前比较，差异有统计学意义（P＜0.05），但与对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。（见表3、图2）

图2 RERpeak 组别与治疗时间的交互效应轮廓图

表3 两组受试者训练前后RERpeak 比较（±s）

表3 两组受试者训练前后RERpeak 比较（±s）

注：F分组主效应=0.244，P分组主效应=0.623；F时间主效应=2.215，P时间主效应=0.115；F交互效应=2.359，P交互效应=0.100；与T0比较，aP＜0.05

2.3.2 VO2peak、VO2peak/kg比较 干预前，两组受试者VO2peak、VO2peak/kg比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；干预4周后，干预组受试者VO2peak、VO2peak/kg均高于干预前（P＜0.05）；干预8周后，干预组受试者VO2peak、VO2peak/kg均高于干预前和同期对照组（P＜0.05）。（见表4～5、图3～4）

表4 两组受试者训练前后VO2peak 比较 [M（P25，P75），mL/min]

图3 V02peak 组别与治疗时间的交互效应轮廓图

表5 两组受试者训练前后VO2peak/kg 比较[±s，mL/（min·kg）]

表5 两组受试者训练前后VO2peak/kg 比较[±s，mL/（min·kg）]

注：F分组主效应=0.979，P分组主效应=0.328；F时间主交应=6.057，P时间主交应=0.003；F交互效应=5.271，P交互效应=0.007；与T0比较，aP＜0.05；与对照组比较，bP＜0.05

2.3.3 Wpeak、METpeak比较 干预前，两组受试者Wpeak、METpeak比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；干预4周后，干预组受试者Wpeak、METpeak均高于干预前（P＜0.05）；干预8周后，干预组受试者Wpeak、METpeak均高于干预前及同期对照组（P＜0.05）。（见表6～7、图5～6）

图4 VO2peak/kg 组别与治疗时间的交互效应轮廓图

表6 两组受试者训练前后Wpeak 比较 [M（P25，P75），W]

图5 Wpeak 组别与治疗时间的交互效应轮廓图

表7 两组受试者训练前后METpeak 比较（±s）

表7 两组受试者训练前后METpeak 比较（±s）

注：F分组主效应=1.187，P分组主效应=0.282；F时间主效应=4.394，P时间主效应=0.015；F交互效应=5.188，P交互效应=0.007。与T0比较，aP＜0.05；与对照组比较，bP＜0.05

图6 METpeak 组别与治疗时间的效互效应轮廓图

2.3.4 OUES与VO2peak的相关性分析 Spearman相关分析结果显示，两组受试者OUES与VO2peak均呈正相关，分别为r对照组=0.731，P对照组=0.000；r干预组=0.590，P干预组=0.000。

图7 两组DUES 与VO2peak

3 讨 论

六字诀通过发“嘘、呵、呼、呬、吹、嘻”6种音来进行呼吸训练，使呼吸模式由受意识控制逐渐转变为“自然”放松状态，同时配合导引动作，融合了呼吸肌和骨骼肌运动的特点，使身、息、意、神合而为一，能调节体内气机变化，促进经络脏腑气血运行，达到内调脏腑、外健筋骨的健身养生效果[18-19]。

机体在运动负荷下，随着氧气的摄入及二氧化碳的排出需求不断升高，有氧运动能力下降便会以不同的形式表示出来[20]。因此，本试验采用6WMT和CPET来评估有氧运动能力。6MWT是亚极量活动能力的运动试验，可用于评估有氧运动能力和耐力[21]。以往的临床研究[22-24]表明，六字诀可以显著提高慢性阻塞性肺疾病患者的6WMD。本研究中，干预8周后，干预组受试者6WMD仅有增加趋势，与干预前及对照组比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），可能原因为6WMT相对于大学生而言运动强度较低，仅有趋势呈现，未能体现出差异。而CPET做为一种症状限制性最大极限运动测试，能实时测量受试者在不同功率负荷下的心肺代谢情况，反映机体有氧代谢能力和心肺功能。其中RERpeak可做为判断受试者在运动过程中是否尽力的可靠指标，将RERpeak≥1.10视为尽力运动[25]。在本研究中两组RERpeak大多大于1.10，故可认为两组受试者均在积极努力完成试验。

美国心脏协会声明，VO2max是预测全因死亡率较强的因子之一，也是公认的评估机体心血管健康和有氧运动能力的重要指标[26]。但在正常受试者中很难达到VO2平台，因递增功率中受试者尽力完成测试所产生的VO2peak与VO2max接近，且VO2peak也与心排出量、外周血液分布、骨骼肌功能等有关[27-28]。因此，本研究采用VO2peak来反映机体有氧代谢水平和心血管功能[29-30]。VO2peak/kg则是作为排除体重差异影响的指标。其中VO2peak与心排出量、外周血液分布、骨骼肌功能等有关。本研究结果显示，干预8周后，干预组受试者VO2peak、VO2peak/kg均高于干预前及对照组（P＜0.05），提示干预后心血管、呼吸和肌肉骨骼运动系统工作效率提高，机体氧运输能力及肌肉细胞有氧代谢能力加强。其可能与六字诀调节气机运动、改善经络脏腑气血运行有关。

Wpeak是反映运动耐量的指标[31]，在本研究中，干预8周后干预组受试者Wpeak均高于干预前及对照组（P＜0.05），表明六字诀训练能增强骨骼肌肉功能、改善大学生运动耐力。并且CPET中的代谢当量是反映机体能量水平和运动强度的客观指标，也是心血管健康的标志[32-33]。本研究中发现，六字诀练习后METpeak明显上升（P＜0.05），表明其能提高大学生代谢水平，增强运动耐力以适应更高强度水平的活动。近年来，OUES成为评价运动耐力的新指标，能反映心肺储备功能，并且与受试者是否达到最大运动状态关系不大，其可靠性、可重复性在健康人群、儿童、心脏疾病患者等人群也已经得到验证，与VO2max具有较强的相关性[34-35]。但目前针对国内大学生OUES值的研究较少，本研究通过Spearman相关分析结果体现了OUES评价大学生心肺功能的可靠性。

由以上研究结果可知，六字诀可以有效提高大学生运动耐力和心肺功能，改善有氧运动能力。由此推导其可能原因为六字诀作为一种结合冥想和轻柔动作的低强度有氧运动[36-37]，可提高运动能力。六字诀作为一种呼吸训练，通过发音呼吸法，对应人体六脏，对脏腑器官进行不同程度的按压可以促进体内气血循经运行，疏通肺经，改善肺脏气机运动[38]；长呼气时增加腹压促进静脉回流，改善血液循环和机体代谢，为机体提供充分血氧；长吸气时增加胸内压，改善心肌收缩力，增强心功能[39]；同时练习过程中强调缩唇运动、逆腹式呼吸，配合肢体动作，使肋间肌、横膈膜及胸肌运动有机结合，加强腹肌活动，增加呼吸道压力，促进残气量排出，缓解呼吸疲劳，提高运动耐力[40-41]。

综上所述，长期规律性六字诀运动可有效改善大学生有氧运动能力，为提高大学生身体素质提供了新思路。心肺运动试验结果初步验证了OUES评估大学生心肺功能的可靠性。但本研究为初步探讨阶段，存在样本量少，未进行长期随访，不能证实其长期有效性等不足，将在下一阶段中进一步完善，为改善大学生有氧运动能力提供更好的循证依据。