張立萌 卜淑敏 劉曉然

首都體育學(xué)院（北京100191）

靜坐少動(dòng)和高熱量飲食引起的能量過(guò)剩被認(rèn)為是導(dǎo)致肥胖的主要外界因素[1]?？茖W(xué)飲食和規(guī)律的有氧運(yùn)動(dòng)是預(yù)防和治療肥胖的基石[2]。高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(high intensity-interval training，HIIT)是近些年來(lái)流行的高強(qiáng)度低運(yùn)動(dòng)量的新型運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方法，由于其具有省時(shí)高效的特點(diǎn)，不僅廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中[3，4]，也被推廣到大眾健身[5]和慢性疾病的干預(yù)中[6]。 骨鈣素是一種能影響體脂分布和體質(zhì)指數(shù)(body mass index，BMI)的骨源性激素，有研究表明，循環(huán)骨鈣素與BMI之間存在顯著的負(fù)相關(guān)[7，8]。目前有關(guān)運(yùn)動(dòng)對(duì)絕經(jīng)后婦女[9]或中老年[10]人群骨鈣素影響的研究報(bào)道較多，相比之下有關(guān)運(yùn)動(dòng)對(duì)青少年骨鈣素影響的研究較少且大部分是急性運(yùn)動(dòng)干預(yù)[11-14]，或長(zhǎng)期中等強(qiáng)度持續(xù)訓(xùn)練(moderate-intensity continuous training，MICT)干預(yù)[15，16]。盡管有證據(jù)表明，HIIT 在促進(jìn)肥胖青年心肌代謝健康和血管功能改善方面具有積極效應(yīng)[15，17]，但目前關(guān)于長(zhǎng)期HIIT 對(duì)超重/肥胖青年人群循環(huán)骨鈣素影響的研究還未見(jiàn)報(bào)道。鑒于此，本研究以超重/肥胖男青年為研究對(duì)象，觀察6 周HIIT 對(duì)超重/肥胖男青年循環(huán)骨鈣素水平及其相關(guān)骨代謝和糖、脂代謝指標(biāo)的影響，旨在為大眾健身或減肥塑形提供科學(xué)參考依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象及分組

本研究共篩選了20 名符合實(shí)驗(yàn)要求的男性大學(xué)生。納入標(biāo)準(zhǔn)：①身體健康，無(wú)任何急慢性疾病；②BMI處于超重(24≤BMI＜28 kg/m2)或肥胖(BMI≥28 kg/m2)[18]; ③無(wú)吸煙酗酒不良嗜好；④近半年除參加學(xué)校組織的體育課外，無(wú)其他規(guī)律運(yùn)動(dòng)；⑤自愿參加本研究，并填寫關(guān)于生活方式和日常運(yùn)動(dòng)情況的調(diào)查問(wèn)卷。排除標(biāo)準(zhǔn)：訓(xùn)練總次數(shù)少于18次或每次訓(xùn)練低于所要求的時(shí)間和強(qiáng)度。

按照隨機(jī)數(shù)字法，將20名受試者分為運(yùn)動(dòng)組和對(duì)照組，每組10名。兩組受試者年齡、身高、體重、BMI等基本資料見(jiàn)表1，兩組間比較均無(wú)顯著性差異，具有可比性。所有受試者在干預(yù)前均簽署知情同意書，本研究方案得到首都體育學(xué)院道德倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)，批準(zhǔn)號(hào)為YSDL20180503。

表1 受試者基本資料(±s)

表1 受試者基本資料(±s)

運(yùn)動(dòng)組（n=10）19.92 ± 2.70 178.00 ± 4.62 95.14 ± 12.56 30.03 ± 4.23年齡（yr）身高（cm）體重（kg）BMI（kg/cm2）對(duì)照組（n=10）20.16 ± 2.50 178.29 ± 2.45 94.86 ± 15.56 29.93 ± 4.70

1.2 訓(xùn)練方案

本研究的運(yùn)動(dòng)干預(yù)在首都體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)與體質(zhì)測(cè)定實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)前一周，對(duì)運(yùn)動(dòng)組的受試者進(jìn)行最大攝氧量(maximal oxygen consumption，VO2max)測(cè)試，根據(jù)VO2max測(cè)試結(jié)果找到測(cè)試峰值的90%和25%VO2max對(duì)應(yīng)的負(fù)荷強(qiáng)度。運(yùn)動(dòng)方案參考文獻(xiàn)[17]報(bào)道并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，最終確定的運(yùn)動(dòng)方案見(jiàn)表2。前三周一次完整的運(yùn)動(dòng)流程如下：受試者首先在功率自行車上進(jìn)行熱身運(yùn)動(dòng)，5 min后進(jìn)行1 min高強(qiáng)度蹬功率自行車運(yùn)動(dòng)(90%VO2max)，然后完全間歇1 min，重復(fù)以上循環(huán)15組后，放松5 min，每周3次，中間間隔時(shí)間不超過(guò)2 天。后3 周采用3 min 高強(qiáng)度蹬功率自行車運(yùn)動(dòng)(90%VO2max)和2 min 低強(qiáng)度蹬功率自行車車運(yùn)動(dòng)(25%VO2max)交替的訓(xùn)練方式，共6 組，每次30 min，每周3次，中間間隔時(shí)間不超過(guò)2天。運(yùn)動(dòng)期間受試者佩戴心率帶監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持功率自行車踏板踩踏頻率為50～60 r/min，并鼓勵(lì)受試者一直保持此轉(zhuǎn)速。具體情況還會(huì)根據(jù)受試者現(xiàn)場(chǎng)自我感覺(jué)及身體情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保實(shí)驗(yàn)順利完成。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，受試者除了按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行HIIT運(yùn)動(dòng)外，不進(jìn)行其他形式的運(yùn)動(dòng)鍛煉。對(duì)照組則不進(jìn)行任何規(guī)律的運(yùn)動(dòng)干預(yù)。此外，實(shí)驗(yàn)期間要求所有受試者的飲食習(xí)慣和飲食量基本保持不變。

表2 高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練方案

1.3 基本指標(biāo)的測(cè)量

分別于運(yùn)動(dòng)干預(yù)前和末次運(yùn)動(dòng)干預(yù)后48小時(shí)，測(cè)定受試者的身高、體重和血壓。身高、體重使用華聚超聲波身高體重秤(DHM-16型，河南貳次方貿(mào)易有限公司)測(cè)量，并計(jì)算BMI，計(jì)算公式為：BMI=體重/身高2(kg/m2)。血壓使用魚躍臺(tái)式水銀血壓計(jì)(A型，江蘇魚躍醫(yī)療設(shè)備股份有限公司)測(cè)量。

1.4 血清樣本的采集和指標(biāo)檢測(cè)

分別于運(yùn)動(dòng)干預(yù)前和末次運(yùn)動(dòng)干預(yù)后48小時(shí)，清晨空腹?fàn)顟B(tài)下，實(shí)驗(yàn)人員帶領(lǐng)受試者統(tǒng)一到北京市中關(guān)村醫(yī)院進(jìn)行抽血和血液指標(biāo)檢測(cè)，抽取每位受試者肘靜脈血10 ml以制備血清，血清甲狀旁腺激素、骨鈣素、25-羥維生素D[25(OH)D]、鈣、磷、總膽固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(triglyceride，TG)、高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、空腹血糖(fasting plasma glucose，F(xiàn)PG)、空腹胰島素(fasting insulin，F(xiàn)INS)均由中關(guān)村醫(yī)院檢驗(yàn)科完成，所用儀器為Beckman Coulter AU 2700全自動(dòng)生化分析儀或羅氏cobas e 601免疫測(cè)定分析儀。穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估胰島素抵抗指數(shù)(homeostasis model assessment- insulin resistance，HOMA-IR)計(jì)算公式為：HOMA-IR=FPG(mIU/L)×FINS(mmol/L)/22.5[15]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料采用±s表示。干預(yù)前、后各指標(biāo)之間的比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，運(yùn)動(dòng)組與對(duì)照組之間各指標(biāo)的差異性采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 HIIT干預(yù)對(duì)超重/肥胖男青年基本指標(biāo)的影響

由表3可知，無(wú)論是干預(yù)前后組內(nèi)比較，還是運(yùn)動(dòng)組與對(duì)照組組間比較，HIIT干預(yù)對(duì)超重/肥胖男青年的身高、體重、BMI、收縮壓、舒張壓等基本指標(biāo)的影響均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表3 HIIT干預(yù)對(duì)超重/肥胖男青年基本指標(biāo)的影響

2.2 HIIT 干預(yù)對(duì)超重/肥胖男青年血清生化指標(biāo)的影響

由表4可知，干預(yù)前，運(yùn)動(dòng)組與對(duì)照組各項(xiàng)血清生化指標(biāo)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，組間均衡可比；干預(yù)后，運(yùn)動(dòng)組血清TC(P＜0.05)、LDL-C(P＜0.05)和鈣(P＜0.01)水平低于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而其他檢測(cè)指標(biāo)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。

由表4可知，與干預(yù)前比較，運(yùn)動(dòng)組受試者干預(yù)后血清骨鈣素水平顯著增加(P＜0.05)，25(OH)D(P＜0.01)、TC(P＜0.05)和LDL-C(P＜0.05)均顯著下降。而甲狀旁腺激素、堿性磷酸酶水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。與干預(yù)前比較，干預(yù)后對(duì)照組25(OH)D水平顯著下降(P＜0.01)，而其他指標(biāo)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。

表4 HIIT干預(yù)對(duì)超重/肥胖男青年血清生化指標(biāo)的影響

3 討論

BMI 是評(píng)價(jià)超重和肥胖的常用指標(biāo)[18]。本研究結(jié)果表明，6 周HIIT 對(duì)超重/肥胖男青年的體重和BMI 沒(méi)有顯著影響。此結(jié)果與Gerosa-Neto等[16]報(bào)道的結(jié)果相似，即6周HIIT或MICT對(duì)無(wú)運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)的肥胖男青年的體重和BMI沒(méi)有影響。但Kim等[15]的報(bào)道顯示，8周有氧運(yùn)動(dòng)能顯著降低肥胖男青年的體重和BMI。同樣，Khammassi 等[19]的研究也發(fā)現(xiàn)，12 周HIIT 能顯著降低超重/肥胖男青年的體重和BMI。上述研究結(jié)果提示，要達(dá)到降低超重/肥胖男青年的體重和BMI 的效果，運(yùn)動(dòng)干預(yù)時(shí)間可能至少需要8周。

超重和肥胖易導(dǎo)致血脂異常，而運(yùn)動(dòng)是改善血脂紊亂的有效干預(yù)方式[15-17]。本研究結(jié)果表明，6周HIIT能降低超重/肥胖男青年的血清TC 和LDL-C 水平，但對(duì)TG 和HDL-C 水平?jīng)]有影響。此結(jié)果與Kim 等[15]報(bào)道的結(jié)果不完全一致。Kim 等[15]的研究結(jié)果表明，8周有氧持續(xù)運(yùn)動(dòng)不僅能顯著降低肥胖男青年的血清TG和LDL-C 水平，而且能顯著增加其HDL-C 水平，但對(duì)TC 水平?jīng)]有影響。與Kim 等的研究結(jié)果相似，Racil等[17]的研究結(jié)果也表明，12 周的HIIT 干預(yù)不僅能降低肥胖青年女性的血清TC和LDL-C水平，而且能增加其HDL-C水平。但Heydari等[20]的結(jié)果卻表明，12周HIIT干預(yù)對(duì)超重青年男性的血清TC、TG、LDL-C 和HDL-C中的任何一項(xiàng)均無(wú)影響?？梢?jiàn)，運(yùn)動(dòng)對(duì)超重/肥胖人群血脂水平的改善程度可能與運(yùn)動(dòng)方案、采用的血脂檢測(cè)方法以及受試者的年齡、性別和BMI 有關(guān)[21]。本研究中，6周HIIT干預(yù)能降低超重/肥胖男青年的血清TC和LDL-C水平有一定臨床意義，因?yàn)橛醒芯勘砻鱗21]，血TC 和LDL-C 水平的下降能降低超重/肥胖人群冠狀動(dòng)脈心臟疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

骨鈣素是由成骨細(xì)胞合成和分泌的一種調(diào)節(jié)骨代謝的重要激素，大部分沉積在骨基質(zhì)中參與骨的形成，與骨的新陳代謝速率有關(guān)；少部分被釋放到循環(huán)血液中發(fā)揮內(nèi)分泌作用，如促進(jìn)胰島素分泌[22]、提高胰島素敏感性[23]、促進(jìn)β-細(xì)胞增殖[24]以及影響肌肉對(duì)急性運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)等[25]。動(dòng)物和人體實(shí)驗(yàn)均表明，較高的循環(huán)骨鈣素水平與糖穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)改善和胰島素敏感性增加相關(guān)[26，27]。相反，較低的循環(huán)骨鈣素水平與肥胖人群和2型糖尿病人群的基礎(chǔ)和餐后高血糖和胰島素抵抗相關(guān)[28]。進(jìn)一步有研究又表明，循環(huán)骨鈣素可能與肥胖相關(guān)。骨鈣素水平下降伴隨腹部脂肪和BMI 增加，而腹部脂肪的面積和BMI與骨鈣素呈負(fù)相關(guān)[7，8，29]。

運(yùn)動(dòng)能促進(jìn)骨健康，降低代謝性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)動(dòng)對(duì)骨和代謝健康的積極效應(yīng)可能部分與骨重塑分子骨鈣素的變化相關(guān)[15]。Kim 等[15]招募了39 名肥胖男性青年，對(duì)其進(jìn)行了8周65%～75%VO2max運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。結(jié)果表明，8周有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能顯著增加肥胖男青年血清骨鈣素水平，降低其FINS 水平和HOMA-IR，但對(duì)其FPG水平?jīng)]有影響。本研究結(jié)果顯示，雖然6 周HIIT 對(duì)超重/肥胖男青年的FPG 水平、FINS 水平和HOMA-IR 均沒(méi)有影響，但能顯著增加超重/肥胖男青年的血清骨鈣素水平。本研究結(jié)果與Kim等[15]報(bào)道的循環(huán)骨鈣素和FPG 結(jié)果相似，但與其報(bào)道的FINS 和HOMA-IR 結(jié)果不一致。此外，Nybo 等[30]的研究表明，12 周HIIT 干預(yù)可以有效降低受試者的FPG水平，但對(duì)FINS 水平?jīng)]有影響。而Heydari 等[20]的研究結(jié)果表明，12 周HIIT 對(duì)超重青年男性的FINS 水平、FPG 水平和HOMA-IR 均沒(méi)有影響。造成上述不同學(xué)者研究結(jié)果不同的原因，一方面可能與每周運(yùn)動(dòng)量不同有關(guān)，Houmard 等[31]發(fā)現(xiàn)，每周鍛煉約170 分鐘的訓(xùn)練比每周鍛煉約115分鐘的方案更能提高胰島素敏感性，本研究受試者的周鍛煉時(shí)間約120分鐘，Heydari等[20]受試者的周鍛煉時(shí)間約60分鐘，可能不足以對(duì)超重/肥胖男青年的FINS 和HOMA-IR 產(chǎn)生積極影響；另一方面，受試者糖代謝生物化學(xué)參數(shù)的變化可能需要更長(zhǎng)期的HIIT 來(lái)誘導(dǎo)[32，33]。此外，這種差異也可能與運(yùn)動(dòng)方式有關(guān)，因?yàn)镵im 等[15]采用的是跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)干預(yù)，本研究和Heydari 等[20]采用的是功率自行車運(yùn)動(dòng)干預(yù)，跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)是全身運(yùn)動(dòng)，功率自行車是局部下身運(yùn)動(dòng)[34]。

本研究尚有一些局限性：首先，受試者的數(shù)量有限；其次，運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短；再次，沒(méi)有精準(zhǔn)控制受試者的飲食，只是要求受試者在運(yùn)動(dòng)期間保持其飲食、體力活動(dòng)等生活習(xí)慣不變。

4 結(jié)論

6周HIIT干預(yù)可以增加超重/肥胖男青年的循環(huán)骨鈣素水平，降低其血清總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇水平。