HIIT应用于慢性病干预的进展研究

2023-08-05胡金鎔

当代体育科技 2023年19期

胡金鎔

(西华师范大学体育学院四川南充 637000)

国际研究报告显示，在2008年期间全球约有5 700万人死亡，其中3 600 万人死于慢性非传染性疾病［1］，如果按目前的趋势继续发展，WHO预测，截至2030年，每年预计死于慢性非传染性疾病的人数将增加到5 500万，慢性非传染性疾病已经对当前人类产生了重大威胁。以往研究证明，规律性运动能有效帮助降低慢性疾病的发生风险，持续有氧运动已被证实能有效改善老年慢性病患者血糖、血压、血脂等生化指标，由此在临床和日常生活中得到充分应用，但由于训练时长较长和训练内容较为枯燥，影响群众的运动参与率以及持续时间的长短。HIIT 因其训练时间短，中间存在休息或低强度间歇阶段，训练内容多变，受到研究人员关注，许多人认为时间是锻炼的障碍，高强度间歇训练部分的吸引力在于，进行训练的时间比持续耐力训练的时间更少，但却能达到甚至超越持续耐力运动所产生的效果。目前已有研究证明HIIT能明显改善心肺耐力，提高VO2max，改善身体成分，特别是腹部脂肪，调节机体代谢等，但HIIT 的具体训练内容以及临床应用安全性受到业内学者广泛讨论，该文结合以往研究成果，综述HIIT在常见慢性病干预中的临床应用研究，结合文献资料，探讨HIIT应用于临床的安全性，为之后开展研究提供理论依据。

1 HIIT概念

德国心脏学家Reindell于20世纪50年代首次提出高强度间歇训练［2］，随后HIIT被纳入运动员训练内容，走入大众视野。HIIT 在2007 年美国心脏协会推荐的运动处方中首次被提出，并被应用于心脏康复方面，目前HIIT广泛应用于普通人日常健身以及运动员体能训练中，但就具体概念以及训练内容而言，国内外还未达成共识。

关于高强度间歇训练的概念，不同学者进行了不同的概括。国内学者黎涌明［3］认为，高强度间歇训练指以最大乳酸稳态或大于等于无氧阈的负荷强度进行多次持续时间为几秒到几分钟的训练，且每两次训练之间的安排使训练者不足以完全恢复静息或低强度训练。Buchheit等人［4］将HIIT定义为重复的短时间（小于45 s）到长时间（2～4 min）的高强度但不是最大强度的运动，或短时间（小于10 s）到长时间（20～30 s）的全力冲刺，中间穿插恢复期。Gibala［5］等人认为，HIIT 是指以85%～90%的峰值摄氧量或90%～95%的峰值心率（HR）为强度，反复进行的短暂的、间歇性的剧烈活动，中间包括休息或低强度运动期。

结合现有文献总结，可将HIIT 分为负荷阶段和恢复间歇阶段，训练内容主要包括运动方式、负荷强度、间歇强度、负荷持续时间、间歇持续时间、循环次数、组数、组间恢复强度和组间持续时间，结合一项纳入53例的随机对照实验的荟萃分析［6］发现，短间歇（≤30 s）、低负荷持续时间（≤5min）和短周期（≤4周）HIIT是发展最大摄氧量的有效和省时的训练方案，特别是对于普通人群来说，为了最大限度地提高最大摄氧量的训练效果，建议进行长间歇（≥2 min）、大运动量（≥15 min）和中长期（≥4～12 周）低强度训练；最常见的HIIT 干预方案为4×4min 负荷阶段，3min 恢复间歇阶段［7］，根据峰值摄氧量（VO2peak），心率储备（HRR），最大心率（HRmax）以及采用自觉用力程度分级等，综合设计负荷强度以及间歇强度，对于慢性病人群而言，存在巨大的个体差异以及生活习惯差异，就目前试验研究结果而言，HIIT作用于人体的具体生理学机制还不确定，因此，业内研究人员未得出具体训练方案。

2 HIIT干预常见慢性病现状

2.1 心血管疾病

心血管疾病包括心力衰竭以及冠状动脉疾病，是目前引起全球死亡最主要的原因之一［8］。2018年中国心血管病报告数据显示，预测今后10年心血管病患病人数仍将持续快速增长［9］。通过研究20例梗死后心力衰竭患者发现［10］，有氧间歇运动和持续有氧运动一样可显著改善梗塞后心力衰竭患者的有氧能力，同时间歇有氧运动也能改善血管内皮功能［11］，Wisloff 等人［12］提供证据证明HIIT提高了心力衰竭患者左心室射血分数，同时表示运动强度可能是梗死后心力衰竭患者提高有氧能力、逆转左心室重构和改善生活质量的重要因素，12周的运动干预，有氧间歇训练提高最大摄氧量能力明显优于中强度持续训练，在运动适应方面，有氧间歇训练也更加有优势，二者同时能改善心衰患者的生活活动能力。另外，有Liou 等人［13］纳入472 名冠状动脉疾病患者，其中218 名进行HIIT，254 名进行中强度持续训练（MICT），Meta 分析结果表明，HIIT 患者的峰值摄氧量显著增加，表示HIIT比MICT更能改善冠状动脉疾病患者的平均VO2peak，并能够通过增强心室肌收缩能力，提高射血能力，增加每搏输出量来改善VO2max，在间歇训练和持续训练对冠状动脉疾病患者射血分数和有氧能力改善的研究中［14］发现，间歇运动比持续运动更能改善其有氧能力、无氧阈值、内皮功能，但在一项随机临床试验中发现［15］，HIIT 和MICT 两种训练方法在改善VO2peak方面没有显著差异，这可能与训练方法、运动强度以及受试人群的差异性有关。

2.2 2型糖尿病

糖尿病作为一种代谢性疾病，因胰岛素抵抗而产生胰岛素分泌减少、肝糖原合成受损或线粒体功能受损，使葡萄糖无法因胰岛素的刺激转运至体内的细胞储存。血糖、血脂、体成分的增加，会导致心血管疾病风险的增加，据国际糖尿病联盟估计［16］，2017年全球有4.51 亿（18～99 岁）糖尿病患者，预计到2045 年，人口将增加到6.93亿。糖化血红蛋白（GHb）作为公认的反映2 型糖尿病（T2DM）患者血糖控制的最佳指标，相关Meta 分析［17］显示，HIIT 能有效降低GHb，改善内皮依赖性舒张能力，提高血管收缩能力，从而对预防T2DM患者心血管疾病发生有积极意义。Mitranun等人［18］随机选取28 名持续进行药物控制的T2DM 老年患者，将其随机平均分为HIIT 组和标准护理组，研究高强度间歇训练作为一种改善2型糖尿病患者心脏结构和功能的潜在疗法的疗效，以及HIIT 对肝脏脂肪和代谢控制的影响，结果显示2型糖尿病运动干预后，干预组受试人员心脏结构和功能改善以及肝脏脂肪最大程度减少，可将HIIT 视为改善2 型糖尿病患者心脏代谢风险的一种治疗方法；相反，陈炳霖等人［17］采用Rev Man 5.3软件对纳入文献数据进行Meta分析，发现未有研究显示HIIT 在改善T2DM 患者血糖调节能力、血脂和体成分方面的作用优于对照组，需要进一步研究，

2.3 肥胖

大量研究显示，从1980年至今，全球肥胖人数增加了将近6倍，中国的肥胖人数居于全球首位，并且以青少年肥胖人群数量增加更为明显。近20 年中国青少年肥胖率已经达到7%左右，近年来随着肥胖人群不断增加，高血压、高血脂、糖尿病等代谢性疾病的发病率不断上升，有研究发现这些疾病的发生率与肥胖人群比例具有明显相关性［19］。对于肥胖群体而言，最常见的干预手段就是进行运动减脂，已有研究表明通过适当运动，能达到减脂，改善机体内分泌，调节机体代谢的作用。

近年来HIIT 的减脂效果受到研究学者的高度关注，通过对肥胖大鼠进行不同形式的运动干预，发现HIIT 能够通过调节产热调控蛋白表达，促进脂肪产热代谢［20］，增强Rev-erbα 基因表达，从而影响肝脏脂质合成，缓解体内脂质沉积［21］，增加生长激素、儿茶酚胺等激素分泌，提高脂肪代谢酶活性，增加脂肪氧化分解。运用15周的HIIT对45名年轻女性进行干预，发现和稳定性训练比较，HIIT 能明显减少年轻女性的总体脂肪、腿部和躯干皮下脂肪以及胰岛素抵抗［22］，脂肪堆积是造成肥胖的主要原因，尤其是内脏脂肪的大量堆积，会造成机体内脏功能运作负荷增加，血管沉积物增多，血液黏滞性增高，增加患心血管疾病的风险。

AMPK 既是细胞内重要的能量控制因子，也是肝脏重要的脂质代谢调控因子之一，ACC 是AMPK 下游的调节因子之一。研究表明，HIIT 可以通过AMPK/ACC通路缓解肝脏脂肪沉积速度，提高脂肪氧化水平，通过对肥胖大鼠分别进行干预发现，HIIT 干预效果明显优于中强度持续训练［23］，Heydari 等人［24］将46 名青年肥胖男性随机分组，进行12周的HIIT以及功率自行车训练，发现HIIT能显著降低超重青年男性的总脂肪、腹部脂肪、躯干脂肪和内脏脂肪。运用12周的HIIT以及MICT 干预肥胖儿童，发现在改善肥胖儿童体重、BMI、体脂肪量、体脂百分比及血清Chemerin 水平方面，HIIT优于MICT［25］，但也有相关Meta分析HIIT在降低体脂率和成人体重方面无明显差异［26］，此Meta分析结果可能与纳入文献标准有关。

3 HIIT临床应用安全性

Wewege 等人［27］对23 项研究进行分析，分别纳入547 名接受HIIT 治疗的患者、570 名接受MICT 的治疗患者，结果显示1 起与HIIT 课程相关的主要心血管不良事件，相当于每17 083 次训练（11 333 个训练小时）发生1 次主要心血管事件，同时患者在接受HIIT 治疗过程中出现1 起轻微心血管不良事件和3 起非心血管不良事件。可见，HIIT 应用于冠状动脉疾病或心力衰竭患者的主要心血管不良事件发生率相对较低。Meyer等人［28］在有关HIIT对心血管疾病患者影响的系统综述中指出，曾有学者通过心电图观察到，有个别患者在运动中出现因室性心律失常引起的缺血，但未出现意外事故，也未曾监测到血流动力学的显著改变，即使在运动能力较低的心衰患者身上，对于相关研究的受试人员排除标准，包括不稳定型心绞痛、失代偿性心力衰竭、过去4 周内的心肌梗死、复杂性室性心律失常、未使用β-受体阻滞剂和血管紧张素转换酶抑制剂，以及矫形外科或神经限制运动。将高危受试人群剔除，再将HIIT应用于2型糖尿病治疗中发现，对于以前久坐不动的2 型糖尿病老年人来说，进行高强度的间歇训练是较为安全，并且可以更大程度地改善糖尿病患者血管并发症的影响。有研究［18］对存在代谢功能障碍的患者分别进行有氧间歇运动和中强度持续训练时，发现在受试者中只有严重肥胖的2 例出现了膝关节损伤，相关文献研究［29］表示心血管疾病康复中最适合进行HIIT 的患者应该是50～60 岁、低风险、左心室功能正常、有氧能力＞7 METs、冠心病稳定、没有残余缺血或严重心律不齐的症状。目前研究中HIIT多应用于病情稳定的老年肥胖人群，其中26名进行12周的HIIT干预后，代谢功能在得到明显改善的同时，未出现明显的不良反应［30］，因此，在评估慢性病患者严重情况的基础上，对慢性病患者进行HIIT干预是可行的。

4 不足与展望

相关研究样本量较少，大部分HIIT应用于男性，缺乏对女性生理适应的研究，同时存在地域差异，以及纳入标准的差异，可能导致实验结果出现偏差；干预时间不够长，多数干预时长在4～8周左右，未进行后续的跟踪调查，所以研究对HIIT 长期干预慢性病的治疗效果的调查结果较少。HIIT 对人体具体作用机制还不明确，和中强度持续训练相比，HIIT对慢性病的干预疗效较好的结论得到了普遍的认可，但对HIIT 干预慢性病的具体分子作用机制还处于探索阶段。HIIT对慢性病进行干预过程中，饮食、药物治疗以及生活方式的改变（吸烟、喝酒、熬夜等）干预也需同时进行。HIIT在应用到临床中时，可结合MICT 为慢性病群体提供更多有效、可实施的方案，为慢性病群体带来健康效益。在未来研究中，扩大样本量、延长干预时间、追加后期跟踪研究以及机制探索的研究，以找到针对不同慢性病和同一慢性病不同病程阶段、运动反应和疗效均最佳的个性化HIIT 方案，为常见慢性病的防治提供更丰富的理论依据与实践范例，使干预手段更科学，慢性病患者获益更大。