張潤紅，劉尚武

有氧運動綜合干預(yù)對肥胖青少年認知能力的影響研究

張潤紅，劉尚武

目的：研究有氧運動綜合干預(yù)前后肥胖青少年認知功能的變化，探討有氧運動綜合干預(yù)對肥胖青少年認知能力的影響。方法：采用有氧運動綜合干預(yù)措施對 52例單純性肥胖青少年進行飲食、運動、教育聯(lián)合干預(yù)治療，應(yīng)用多維度神經(jīng)心理測試對比評估肥胖青少年干預(yù)前后神經(jīng)認知功能。結(jié)果：有氧運動干預(yù)后，肥胖青少年體重、BMI、收縮壓、白色光的反應(yīng)時值均較干預(yù)前顯著降低（P<0.01）；認知能力測驗成績以及瑞文推理測驗中知覺辨別、同類比較、類比推理成績和總分顯著提高（P<0.05，P<0.01）。結(jié)論：有氧運動綜合干預(yù)可以有效的改善肥胖青少年的認知能力。

有氧運動；肥胖；青少年；認知能力；研究

目前，肥胖的成人疾病在青少年中變得越來越普遍。研究證實，肥胖是罹患阿爾茨海默氏癥、失語癥和中風(fēng)的病因之一，不僅會引起各種健康問題，還可能影響認知能力，與認知功能障礙有密切的關(guān)聯(lián)[1]；研究表明，肥胖并且伴隨高血壓和代謝異常等其他風(fēng)險的人隨著時間的推移可能會比別人在認知能力上下降更快[2]；BMI值越高，認知能力的檢測結(jié)果越差[3]。最新研究發(fā)現(xiàn)，減肥不僅可以降低罹患多種與肥胖相關(guān)疾病的風(fēng)險，還有助于提高記憶力和集中力，改善認知能力[4]。而有氧運動被廣泛認為是一種合理的有效的預(yù)肥減肥手段之一，那么，有氧運動是否會對肥胖青少年認知功能產(chǎn)生有益的影響，鮮見報道。本研究旨在通過對肥胖青少進行有氧運動綜合干預(yù)，探討有氧運動綜合干預(yù)前后其認知能力的變化。

1 對象和方法

1.1 研究對象

選取2011年北京巨人金色湖畔健康減肥夏令營的學(xué)生作為研究對象。對所有研究對象均采用統(tǒng)一的標準進行身高和體重的測量。所有儀器均經(jīng)過矯正。在向其介紹本次研究的目的和內(nèi)容后，嚴格按照納入標準和排除標準選取愿意參加者共200名（男118名，女82名），以BMI作為肥胖判定標準，最終確定肥胖青少年52名（男30名，女22名），同時按l：l配對的原則，在知情同意的基礎(chǔ)上，再在北京巨人金色湖畔精英拓展夏令營選取BMI判定為體重正常、年齡 、身高 、性別相匹配的健康對照組52名（男30名，女22名）。研究對象均為右利手。所有研究對象均無精神、神經(jīng)疾患及家族史，無腦外傷、腦手術(shù)病史，無高血壓、糖尿病。

1.2 方 法

1.2.1 人體測量和肥胖判定標準 采用身高體重測量儀測量身高和體重，讀數(shù)均精確到小數(shù)點后一位，身高的測量誤差不超過0.1cm，體重的測量誤差不超過0.1kg，并計算BMI值（體重/身高2）；采用常規(guī)袖套式血壓計測定血壓，測定前休息15min；采用2003年由北京大學(xué)兒童青少年衛(wèi)生研究所制定的“中國學(xué)齡兒童青少年超重、肥胖篩查分類標準”篩查肥胖[5]。

1.2.2 視覺運動反應(yīng)時測定 參照李天麟[6]的方法并稍做改動：采用視覺運動反應(yīng)儀測驗被試的視覺運動反應(yīng)時。將紅、白、綠、藍四種單色光預(yù)先隨機編制成固定程序，從給出某一顏色的信號燈開始到受試者發(fā)現(xiàn)信號燈亮，被試按下按鈕使燈熄滅，以此來反映被試者的反應(yīng)速度（視覺—大腦—肢體運動）。

1.2.3 瑞文推理測驗 測試題包括測定受試者知覺辨別能力（A類）、類同比較能力（B類）、比較推理能力（C類）、系列關(guān)系能力（D類）、抽象推理能力（E類）及推理智商（IQ）。在40min時間內(nèi)，每位受試者獨立完成圖形推理題，測試現(xiàn)場保持安靜，主試者不向受試對象給予任何提示性言語[7]；

1.2.4 基本認知能力測驗 采用字母匹配測驗來檢測肥胖對青少年大腦工作能力的影響[8]。

1.2.5 有氧運動綜合干預(yù)措施 肥胖組接受有氧運動綜合干預(yù)，正常對照組按常規(guī)維持原有的生活習(xí)慣。有氧運

動綜合干預(yù)措施借鑒EONPS減肥工程[9]并作適當修改，具體方法如下：

（1）飲食方案：針肥胖青少年的身高、體重、年齡、性別、血壓等有關(guān)檢測指標以及運動強度進行營養(yǎng)配餐。在綜合干預(yù)進行的第1周，總熱量維持在3360—4200KJ/d，以后每周增加420KJ/d，直至增加到5460—6720KJ/d，早餐、中餐、晚餐的比例分別為25%、45%、30%；各食物類別的比例為：脂肪25%—30%；蛋白質(zhì)20%—25%；碳水化合物50%；每天供應(yīng)充足的新鮮蔬菜、水果和水分；（2）有氧運動：運動方式以對抗、配合、時代性強的項目為主，輔之以對抗阻力練習(xí)。活動頻率為6d/周，2次/d，2h/次，每2h之間休息20min，運動強度達到本人心率的70%—80%，以心率遙測儀監(jiān)測并結(jié)合人工觸摸橈動脈脈搏，要求運動的準備部分心率100次/min左右，基本部分心率在140—160次/min。并在綜合干預(yù)過程中通過講課、圖片宣傳等方式，使他們了解肥胖的定義和危害，掌握有氧運動的方式、時間、速度以及運動時的心率控制等。（3）健康教育：定期每周舉行1次講課，內(nèi)容主要針對所存在的問題以及肥胖青少年不良行為習(xí)慣干預(yù)，包括肥胖的形成原因，如何控制體重、體重指數(shù)的計算與評價、食物的種類及其營養(yǎng)價值、合理膳食、科學(xué)鍛煉等。（4）心理矯正：運用心理知識分析肥胖者過食行為的行為特征，采取心理措施來糾正導(dǎo)致肥胖的不良行為，培養(yǎng)有利于減肥的飲食習(xí)慣；（5）醫(yī)務(wù)監(jiān)督：在減肥過程中進行整個干預(yù)過程的全面醫(yī)學(xué)觀察和監(jiān)控，定期1周測量他們的身體形態(tài)、體成分和生理等指標，及時觀察他們身體對運動負荷和飲食處方的反應(yīng)，及時調(diào)整綜合干預(yù)處方。

1.2.6 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件包對數(shù)據(jù)資料進行統(tǒng)計分析，結(jié)果以均數(shù)±標準差（x±SD）表示。多組間均數(shù)比較采用單因素方差分，選擇Homogeneity-of-variance顯示方差齊性，選擇Turkey比較各組間差異，P<0.05表示組間差異具有顯著性。

2 結(jié) 果

2.1 干預(yù)前后肥胖青少年身體形態(tài)指標的比較

肥胖青少年有氧運動干預(yù)前體重、BMI、收縮壓顯著高于對照組（P＜0.01），脈搏、舒張壓與對照組相比無顯著性差異（P＞0.05）；有氧運動干預(yù)后，肥胖青少年體重、BMI、收縮壓均較干預(yù)前顯著降低（P＜0.01）（表1）。

表1 有氧運動干預(yù)前后肥胖青少年身體形態(tài)指標的比較

表1 有氧運動干預(yù)前后肥胖青少年身體形態(tài)指標的比較

注：實驗組干預(yù)前與對照組相比，##：P <0.01；實驗組干預(yù)前后相比，**：P <0.01

組別 體重（kg） BMI（kg/m2） 收縮壓（mm/Hg）舒張壓（mm/Hg） 脈搏（次/min）干預(yù)前 676.0±11.90## 29.9±3.16## 110.75±24.95## 68.31±17.37 77.98±11.39實驗組干預(yù)后 1.21±7.87** 23.86±2.77** 97.03±12.37** 69.26±22.64 74.32±11.10對照組 59.23±6.26 23.74±2.13 96.37±18.66 68.75±16.92 76.74±11.25

2.2 干預(yù)前后肥胖青少年視覺運動反應(yīng)時比較

肥胖青少年有氧運動干預(yù)前紅、白、綠、藍四種單色光的反應(yīng)時值和總反應(yīng)時值均長于對照組，其中對白色光的反應(yīng)時值顯著長于對照組（P＜0.01）；有氧運動干預(yù)后，肥胖青少年對四種光的反應(yīng)時值均降低，特別是對白色光的反應(yīng)時值較干預(yù)前顯著降低（P＜0.01）（表2）。

表2 有氧運動干預(yù)前后肥胖青少年視覺運動反應(yīng)時比較（

表2 有氧運動干預(yù)前后肥胖青少年視覺運動反應(yīng)時比較（

注：實驗組干預(yù)前后相比，**：P <0.01；實驗組干預(yù)前與對照組相比，##：P <0.01

組別 白（R1） 藍（R2） 綠（R3） 紅（R4） 總（R5）干預(yù)前 0.87±0.02##0.73±0.07 0.59±0.04 0.76±0.01 0.79±0.04實驗組干預(yù)后 0.80±0.05**0.71±0.03 0.57±0.03 0.74±0.01 0.77±0.01對照組 0.79±0.01 0.74±0.02 0.58±0.03 0.75±0.03 0.78±0.03

2.3 干預(yù)前后肥胖青少年瑞文標準推理測驗成績比較

肥胖青少年有氧運動干預(yù)前瑞文測驗的各項成績以及總分均低于對照組，特別是知覺辨別、同類比較及類比推理三項成績顯著低于對照組（P＜0.01，P＜0.05）；有氧運動干預(yù)后，肥胖青少年瑞文推理測驗各項成績均較有氧運動干預(yù)前提高，特別是知覺辨別、同類比較、類比推理成績以及總分提高更顯著（P＜0.05，P＜0.01）（表3）。

表3 有氧運動干預(yù)前后肥胖青少年瑞文標準推理測驗成績比較

表3 有氧運動干預(yù)前后肥胖青少年瑞文標準推理測驗成績比較

注：實驗組干預(yù)前后相比，*：P <0.05，**：P <0.01；實驗組干預(yù)前與對照組相比，#：P <0.05，##：P <0.01

組別 知覺辨別 同類比較 比較推理 系列關(guān)系 抽象推理 總分干預(yù)前 4.37±1.18#3.89±0.83##2.84±0.81#1.92±0.73 0.91±0.57 12.71±3.42實驗組干預(yù)后 4.82±1.13* 4.02±1.20* 2.98±0.72* 1.96±0.88 0.95±0.66 13.24±3.2**對照組 4.79±1.20 4.03±1.01 2.93±0.66 1.94±0.81 0.93±0.64 12.75±2.98

2.4 干預(yù)前后肥胖青少年基本認知能力測驗成績比較

肥胖青少年有氧運動干預(yù)前認知能力測驗的各項成績均顯著低于對照組（P＜0.01，P＜0.05）；有氧運動干預(yù)后，肥胖青少年認知能力測驗各項成績均較有氧運動干預(yù)前顯著提高（P＜0.05，P＜0.01）（表4）。

表4 有氧運動干預(yù)前后肥胖青少年認知能力測驗成績比較

表4 有氧運動干預(yù)前后肥胖青少年認知能力測驗成績比較

注：實驗組干預(yù)前后相比，*：P <0.05，**：P <0.01；實驗組干預(yù)前與對照組相比，#：P <0.05，##：P <0.01

組別 所用時間/s 閱讀速度（個/min） 錯誤率% 正確數(shù)/個 腦力工作指數(shù)干預(yù)前 102.16±17.45##414.05±14.74##3.37±0.37#9.27±1.38# 323.36±11.38##實驗組干預(yù)后 79.83±16.08* 433.68±13.61** 2.42±0.42* 12.58±1.52** 364.61±14.31**對照組 78.43±11.47 432.35±13.67 2.38±0.46 12.32±1.18 366.74±9.57

3 討 論

單純性肥胖是肥胖癥中最為常見的一種，主要是由遺傳、高熱量飲食攝入、體力活動減少、能量消耗減少等多種因素相互作用引起的綜合征，其不僅會造成心、腦血管疾病和代謝紊亂，還是引發(fā)糖尿病、癌癥、退行性關(guān)節(jié)炎等疾病的獨立危險因素。青少年肥胖引發(fā)的問題尤其嚴重，肥胖青少年發(fā)生感染性疾病及變態(tài)性反應(yīng)性疾病的患病率和病死率均較正常青少年明顯增高；青少年肥胖還會延續(xù)至成人期，造成持續(xù)的危害[1011]。研究表明，肥胖青少年隨著身高體重指數(shù)的增高，血壓和血脂代謝紊亂尤為突出，特別是膽固醇的升高和高密度脂蛋白的降低對血壓和血脂代謝紊亂的影響更為顯著。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，肥胖青少年體重、BMI、收縮壓較正常對照組顯著升高，表明肥胖不僅會給青少年的身體形態(tài)帶來負面影響，對其機能也有不利的影響。

越來越多的研究證據(jù)表明，有氧運動是一種合理的有效的預(yù)肥減肥手段之一。研究發(fā)現(xiàn)，長期有氧運動可使肥胖青少年體重、體重指數(shù)、收縮壓、舒張壓降低；使肥胖女大學(xué)生的體重、體重指數(shù)、腰圍和體脂含量明顯減少；使肥胖兒童血清中TG含量下降，HDL-C顯著上升，血脂代謝紊亂得到緩解，同時血壓有明顯下降[12]。本研究結(jié)果表明，有氧運動綜合干預(yù)后，肥胖青少年體重、BMI、收縮壓均較有氧運動綜合干預(yù)前顯著降低，說明了有氧運動綜合干預(yù)能改變肥胖青少年體內(nèi)的血脂成分，減輕和消除由于肥胖導(dǎo)致的高血壓、動脈粥樣硬化和代謝異常等危險因素。

研究表明，肥胖可對青少年學(xué)習(xí)工作能力、心理認知能力等高級神經(jīng)中樞工作能力和質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響，使肥胖青少年手-眼協(xié)調(diào)能力、對問題的理解能力降低，思維敏捷性以及感知覺能力處于劣勢；并且，肥胖對兒童青少年心理認知能力、大腦工作能力的干擾作用會隨肥胖程度的加重而影響更為突出[13]。即使是對看起來很健康的人來說，肥胖也會對其記憶力及其他一些思維和推理能力造成損害。很多研究者認為，肥胖者的白質(zhì)有受損的現(xiàn)象，造成連接大腦信息處理區(qū)域的線路系統(tǒng)受損，進而損害了必須穿越這些認知通道的信號的強度和清晰度，從而對腦部功能產(chǎn)生負面效果。本研究結(jié)果表明，肥胖青少年對單色光的反應(yīng)時值以及總反應(yīng)時值均長于對照組；瑞文推理測試以及認知能力測試各項成績均顯著低于對照組，表明肥胖可導(dǎo)致青少年的心理動作的協(xié)調(diào)性降低，反應(yīng)速度、感知覺下降；對青少年的記憶力及其他一些思維和推理能力造成不利的影響。

大量研究表明，有氧運動能夠提高學(xué)習(xí)記憶能力，對認知功能的改善有著積極的影響[14]。動物實驗發(fā)現(xiàn)，長期有氧運動可以增強對海馬區(qū)的作用、改善腦組織抗氧化能力以及通過對血漿和不同腦區(qū)中內(nèi)阿片肽遞質(zhì)的水平產(chǎn)生影響來促進認知功能的增強[1516]；運動訓(xùn)練可以通過上調(diào)生長相關(guān)蛋白的表達來促進神經(jīng)功能的恢復(fù)[17]；中等強度運動能促使大鼠大腦海馬CA3區(qū)錐體細胞樹突棘數(shù)目增高，進而通過增加神經(jīng)細胞之間的聯(lián)系而提高認知能力[18]；在運動誘導(dǎo)下，海馬內(nèi)IGF-1水平增高，促進Glu的釋放，增強突觸間的信息傳遞，促進長時程記憶的增強[19]。而有關(guān)運動對肥胖者認知能力的影響還未見報道。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有氧運動綜合干預(yù)后，肥胖青少年對單色光的反應(yīng)時值以及總反應(yīng)時值顯著降低，瑞文推理測試成績以及認知能力測試成績均顯著提高，表明有氧運動綜合干預(yù)提高了肥胖青少年的心理動作的協(xié)調(diào)性，改善了肥胖青少年的注意集中能力以及學(xué)習(xí)記憶能力。這可能是因為長期參與有氧運動，增加了腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子及其受體在腦內(nèi)的表達與利用，并且在大量的傳入和傳出信息的作用下，中樞神經(jīng)元形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變；此外，長期有氧運動使肥胖青少年體脂含量降低，內(nèi)臟脂肪減少，呼吸量增高，最大有氧運動能力增強，心肺功能提高，使肥胖青少年腦血氧飽和度提高、血液循環(huán)改善，神經(jīng)元得到充分的營養(yǎng)和氧供給，進而提高了肥胖青少年的認知能力。

4 小 結(jié)

肥胖可對青少年的學(xué)習(xí)工作能力、心理認知能力等高級中樞工作能力和質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響；有氧運動綜合干預(yù)可使肥胖青少年的記憶力及其他一些思維和推理能力顯著提高，對肥胖青少年認知能力的改善有積極的影響。

[1] Michael J，Ronald A，Robert H, et al.Improved memory function 12 weeks after bariatric surgery[J].Surg Obes Relat Dis，2011,7（4）：465～472．

[2] Gunstad J，Lhotsky A，Wendell CR. Longitudinal examination of obesity and cognitive function: results from the Baltimore Longitudinal Study of Aging[J]. Neuro epidemiology. 2010,34（5）:222～229．

[3] Waldstein SR，Katzel LL.Interactive relations of central versus toal obesity and blood pressure to cognitive function[J].Int J Obes，2006,30（1）:201～207．

[4] Gunstad J，Paul RH，Cohen RA.Elevated body mass index is associated with executive dysfunction in otherwise healthy adults[J]. Compr Psychiatry，2007,48（1）:57～61.

[5] 季成葉.中國學(xué)生超重肥胖BMI篩查標準的應(yīng)用[J]. 中國學(xué)校衛(wèi)生，2004，25（1）：125～128.

[6] 李天麟.視覺運動反應(yīng)測定和評論方法.衛(wèi)生研究，1980，9（4）：94

[7] 張厚粲，王曉平. 瑞文標準推理測驗在我國的修訂[J]. 病理學(xué)報1989，21（2）：113～120．

[8] 鈕文異.50—65bd白噪聲對小學(xué)生認知能力影響的研究[J].中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，1990，24（6）：344～346

[9] 張新貴，楊曉林，傅蘭英. EOPNS減肥工程對單純性超重與肥胖女學(xué)生形態(tài)、機能及生化實驗的研究[J]. 北京體育大學(xué)學(xué)報，2005，25（12）：37～39

[10] Baker JL，Olsen LW，SorensenTl. Chilldhood body-mass index and the risk of coronary heart disease in adulthood[J].N Engl J Med，2007,357（23）:2 329～2 337.

[11] Bibbins-Domingo K，Coxson P，P leteher MJ，et al. Adoleseent overweight and future adult coronay heart disease[J].N Engl J Med，2007,357（23）：2 372～2 379.

[12] Seamus P，Whelton .Effect of aerobic exercise on blood pressure:A meta analysis Of randomized，Controlled Trials[J].Annals of internal medicine，2002，136（27）:43～503.

[13] 李軍，鈕文異，楊麗華.肥胖對8 —9歲兒童認知能力影響的研究[J].中國預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志 2002，3（4）：332-335.

[14] M.E. Hopkins，F(xiàn).C. Davis，M.R. VanTieghem，et al.Differential effects of acute and regular physical exercise on cognition and affect[J].Neuroscience，2012，1（1）：1～12.

[15] 白俊偉，曹桂霞. 規(guī)律的有氧運動對大鼠學(xué)習(xí)記憶能力及海馬內(nèi)CaMKmRNAⅡ表達的影響[J].吉林體育學(xué)院學(xué)報，2009，25（6）：56～58.

[16] 于東震，陳佩杰. 有氧游泳訓(xùn)練對大鼠條件性位置偏愛及海馬中內(nèi)阿片肽水平的影響[J].中國藥理學(xué)通報，2010，26（7）：978～979.

[17] 樊振勇，陳麗娜，徐琳等. 運動訓(xùn)練對血管性癡呆大鼠學(xué)習(xí)記憶能力及大腦皮質(zhì)區(qū)生長相關(guān)蛋白-43表達的影響[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2010，25（6）：514～518.

[18] 王芳媛，劉恩芝，過曾誠. 中等強度運動對大鼠海馬CA3區(qū)椎體細胞樹突棘數(shù)量的影響[J]. 中國體育科技，2009，45（2）：103～106. [19] 盂兆輝，徐 波. 運動誘導(dǎo)海馬內(nèi)IGF-1的變化與學(xué)習(xí)記憶能力的關(guān)系[J]. 中國康復(fù)理論與實踐，2008，14（10）：912～915.

Effects of the Comprehensive Aerobic Exercise Intervention Oncognitive Function of Adolescent with Simple Obesity

ZHANG Run-hong, Liu Shang-wu

Objective：To study the aerobic exercise intervention on obese adolescents changes in cognitive function, and disscuss the effects of aerobic exercise on obese adolescents attentional. Methods：using aerobic exercise comprehensive intervention measures on 52 cases of simple obesity of adolescent diet，exercise，education combined intervention therapy，and the application of multidimensional neuropsychologi-cal test contrast evaluation before and after the intervention of neurocognitive function in obese adolescents. Results：aerobic exercise comprehensive intervention in obese adolescents cancellation test，reading speed，mental work ability index were significantly higher than those before intervention（P<0.01），error rate dropped significantly（P<0.01），visual tracking test completion time decreased significantly（P<0.01），compared with the normal group，the difference was not statistically significant. Conclusion：aerobic exercise intervention can make the obese adolescents attention ability in obese adolescents were significantly increased，attention ability has significantbeneficial effects.

Aerobic exercise；Obesity；Adolescents；Cognitive function；Assessment

G804.85

A

1007―6891（2013）04―0052―05

2013-01-05

呂梁學(xué)院，山西 呂梁，033000。Lvliang College, Shanxi Lvliang, 033000, China.