張志勇，李端英，孫 健，姬紅慎，盧俊兵

前言

根據(jù)研究顯示，國(guó)內(nèi)青少年體力活動(dòng)水平較低，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的久坐導(dǎo)致體育鍛煉不足，肥胖的比例逐漸增長(zhǎng)，在身體素質(zhì)測(cè)試上的表現(xiàn)較差［1］，在國(guó)民體質(zhì)健康監(jiān)測(cè)中出現(xiàn)了身體素質(zhì)指標(biāo)下降以及肥胖率檢出率上升等問(wèn)題［2］。青少年健康水平下降的主要原因是日常的身體活動(dòng)量不足，根據(jù)最近國(guó)際身體活動(dòng)指南的建議，兒童青少年每天平均至少完成60分鐘的中高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，每周至少需要3天完成劇烈的有氧運(yùn)動(dòng)［3］。有研究表明，當(dāng)前世界各國(guó)兒童、青少年體力活動(dòng)水平較低，僅有27%～33%的兒童、青少年達(dá)到了國(guó)際身體活動(dòng)指南建議的標(biāo)準(zhǔn)［4］，且全球兒童青少年的肥胖率穩(wěn)定或快速地增長(zhǎng)［5］。由于青少年用于建議的體力活動(dòng)的時(shí)間不足以及肥胖率的增加，所以一個(gè)在較少時(shí)間內(nèi)獲得更高健康效益的運(yùn)動(dòng)形式，將大大地提高青少年的運(yùn)動(dòng)效率，也有可能減少肥胖率。如何在短時(shí)間內(nèi)高效地提高訓(xùn)練效率，成為備受關(guān)注的話題。作為一種運(yùn)動(dòng)形式，HIIT由于能在有限的時(shí)間內(nèi)較大程度地提高訓(xùn)練效率而進(jìn)入大眾的視野。

黎涌明（2015）總結(jié)目前有關(guān)高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練的研究，根據(jù)高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練的負(fù)荷強(qiáng)度、負(fù)荷持續(xù)時(shí)間和間歇時(shí)間等因素的規(guī)律，將高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練（HIIT）定義為以負(fù)荷≥無(wú)氧閾或無(wú)氧穩(wěn)定狀態(tài)的強(qiáng)度，持續(xù)幾秒到幾分鐘，并且兩次練習(xí)之間不完全恢復(fù)的訓(xùn)練方法［6］。HIIT作為省時(shí)高效的訓(xùn)練方式，針對(duì)成人健康體適能的研究較多，研究表明HIIT可以改善成年人的身體成分和心肺適能等健康指標(biāo)［7-9］。近年來(lái)，有關(guān)HIIT對(duì)青少年健康體適能影響的研究也在不斷增加。相關(guān)研究論證了高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對(duì)青少年健康體適能的影響，還證明了HIIT可以降低心臟代謝風(fēng)險(xiǎn)因素等［10-11］。有關(guān)HIIT對(duì)健康體適能影響的研究中，針對(duì)身體成分和心肺適能的研究較多，而對(duì)柔韌適能和肌力適能的研究較少。另外，由于肥胖青少年數(shù)量不斷增加導(dǎo)致身體成分相關(guān)指標(biāo)未達(dá)標(biāo)、具有較低心肺適能的青少年可能影響到日后心臟代謝疾病風(fēng)險(xiǎn)的提高［12］等原因，非常值得對(duì)健康和肥胖青少年的身體成分和心肺適能進(jìn)一步探究。同時(shí)，考慮到HIIT的強(qiáng)度較大，且未在青少年群體中流行，這種強(qiáng)度和形式能否被青少年接受還值得斟酌。不過(guò)有相關(guān)研究表明將HIIT應(yīng)用于青少年的日常體力活動(dòng)當(dāng)中具有可行性，研究對(duì)象的參與率較高，且大部分青少年對(duì)HIIT感到滿意［13-14］。這為HIIT應(yīng)用于青少年的日常身體活動(dòng)提供了證據(jù)。

因此研究針對(duì)健康體適能中身體成分和心肺適能兩個(gè)組塊進(jìn)行綜述，系統(tǒng)闡述HIIT對(duì)該神青少年體成分與心肺適能訓(xùn)練干預(yù)劑量、干預(yù)效果、可能的機(jī)制，以及HIIT應(yīng)用于日?；顒?dòng)的可行性，為提高青少年健康體適能水平的影響提供系統(tǒng)依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 資料來(lái)源

于2020年2月在PubMed、web of science、中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方、維普等數(shù)據(jù)庫(kù)檢索2000年至2021年2月的相關(guān)文獻(xiàn)，以“adolescent”“high-intensity interval training”“high-intensity intermittent training”“sprint interval training”“physical Fitness”“body composition”“cardiorespiratory fitness”等為英文檢索詞；以“青少年”“高強(qiáng)度間歇”“間歇沖刺”“體適能”“體成分”“心肺適能”等為中文檢索詞。并運(yùn)用運(yùn)算符“AND”“OR”“NOT”連接關(guān)鍵詞。

1.2 文獻(xiàn)篩選

通過(guò)檢索獲得287篇相關(guān)文獻(xiàn)，在EndNote軟件中篩選與整理，選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)最終選取13篇關(guān)于高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對(duì)青少年身體成分和心肺適能影響的文獻(xiàn)進(jìn)行綜述。文獻(xiàn)篩選流程圖見(jiàn)圖1。

圖1 文獻(xiàn)納入流程圖

2 HIIT對(duì)健康、肥胖青少年身體成分和心肺適能的影響

21世紀(jì)以后，較早關(guān)于HIIT對(duì)青少年體適能影響的一項(xiàng)研究來(lái)自Baquet等人［15］，Baquet等人對(duì)551名青少年進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，HIIT組在十周的時(shí)間里每周完成一次HIIT訓(xùn)練方案。在此基礎(chǔ)之上，關(guān)于HIIT對(duì)青少年的研究逐年增加，涉及HIIT對(duì)青少年身體成分和心肺適能影響的研究被羅列在下表（1、2、3）中。

2.1 健康青少年

由于健康青少年和肥胖青少年在體適能方面具有差異性，本文將對(duì)健康青少年和肥胖青少年進(jìn)行分別論述，本節(jié)梳理了關(guān)于健康青少年的研究（表1）。

表1 有關(guān)健康青少年的研究

2.1.1 HIIT對(duì)身體成分的影響

關(guān)于健康青少年的研究有如下幾篇，Buchan等人［16］在正常青少年學(xué)生中展開(kāi)試驗(yàn)研究，對(duì)青少年學(xué)生（78%為正常體重）干預(yù)后，HIIT組的體重幾乎沒(méi)有改變，但是CG組的體重和腰圍都有了顯著性的提高（p＜0.5）。另外，Weston等人［17］對(duì)試驗(yàn)后的青少年（有70%的正常體重）進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果中HIIT組的腰圍（-4.1%）產(chǎn)生了有益的影響，但是體重和BMI幾乎未產(chǎn)生改變。這兩項(xiàng)研究的訓(xùn)練方案除了運(yùn)動(dòng)和間歇比（1：1和1：2）外，其他基本相同。盡管體重沒(méi)有發(fā)生變化，有三篇報(bào)告了HIIT或者HIIT與其他形式的結(jié)合能夠腰圍（WC）、脂肪量等身體成分指標(biāo)，而其他指標(biāo)則沒(méi)有顯著的變化。

還有兩篇結(jié)合或者改變運(yùn)動(dòng)形式完成干預(yù)實(shí)驗(yàn)，Van Biljon等人將HIIT與MICT結(jié)合作為研究，后測(cè)結(jié)果中對(duì)于腰圍，HIIT+MICT組（-5.4%）相比于HIIT組（-0.48%）有顯著性差異，然而在體重、BMI方面，所有組均沒(méi)有顯著性的改變［18］。還有檢驗(yàn)不同形式的HIIT對(duì)青少年身體成分和心肺適能影響的研究，Alonso-Fernandezet等人［19］用使用Tabata（20s：10s）作為干預(yù)手段，結(jié)果發(fā)現(xiàn)體脂率（-7.8%）、體脂量（-7.0%）都有顯著性的改善。

綜上，幾個(gè)研究中體重、BMI指標(biāo)均沒(méi)有發(fā)生改變，但是WC、脂肪量等指標(biāo)卻得到改善。訓(xùn)練方案相差不大，原因可能是青少年處于生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，需要消耗大量能量和營(yíng)養(yǎng)，因此體重、BMI的變化不大。將健康青少年與肥胖青少年對(duì)比，可以看出健康青少年在身體成分的改善上可能不如肥胖青少年，另外，不同的運(yùn)動(dòng)形式對(duì)青少年產(chǎn)生的效果也可能不同，將HIIT與其他運(yùn)動(dòng)形式結(jié)合或者采用不同的HIIT形式對(duì)身體成分將產(chǎn)生有益的效果。

2.1.2 HIIT對(duì)心肺適能的影響

關(guān)于HIIT對(duì)健康青少年心肺適能的影響，五項(xiàng)研究表明在干預(yù)之后VO2max、收縮壓、20m往返跑、舒張壓等心肺適能指標(biāo)有所改善。Buchan等人［16］的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明HIIT對(duì)心肺適能上有顯著性的改善，尤其是收縮壓（-4.2%）有非常顯著的改善（p＜0.01）。Weston等人［17］的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明HIIT組對(duì)20m往返跑（22%）也產(chǎn)生了有益的影響。另外，Van Biljon等人［18］將HIIT與MICT結(jié)合，證明了HIIT與MICT的結(jié)合對(duì)心肺適能產(chǎn)生有益的改善，但是HIIT相比于MICT具有省時(shí)高效性，只進(jìn)行HIIT花費(fèi)的時(shí)間更少，帶來(lái)的效益更高。Alonso-Fernandezet等人［19］得出tabata對(duì)VO2peak（10.2%）的改善具有顯著性的結(jié)論。Tabata作為健身運(yùn)動(dòng)中的一種運(yùn)動(dòng)形式，在大眾群體中廣為流傳，研究發(fā)現(xiàn)它對(duì)青少年身體成分和心肺適能能夠產(chǎn)生有益的效果，但相關(guān)文獻(xiàn)不多，因此未來(lái)研究可將其作為一種方向，并進(jìn)行補(bǔ)充。Martin-Smith等人［30］對(duì)青少年學(xué)生使用全力沖刺（20s：10s）作為訓(xùn)練方案，僅在VO2max上有顯著性的改善，收縮和舒張壓同樣下降，但是不存在顯著性。

2.2 肥胖青少年

肥胖青少年的健康問(wèn)題備受關(guān)注，大量研究表明HIIT可以有效改善肥胖青少年的健康體適能，本節(jié)梳理了與超重、肥胖青少年相關(guān)的研究（表2、3）

表2 超重、肥胖青少年中HIIT與其他干預(yù)對(duì)比的研究

表3 超重、肥胖青少年中HIIT與飲食建議結(jié)合的研究

2.2.1 HIIT對(duì)身體成分的影響

在研究對(duì)象為肥胖、超重青少年的研究中，將體脂率作為結(jié)果指標(biāo)的研究比較多。例如，Racil等人［20-21］的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組中，青少年試驗(yàn)后的體脂率（2013：HIIT，-8.0%；MIIT，-5.2%）（2016：HIIT，-9.7%；MIIT，-8.4%）有顯著性的改善，而且HIIT組與MIIT和CG組相比有顯著性的差異，說(shuō)明中高強(qiáng)度的間歇訓(xùn)練均能減少肥胖青少年女孩的脂肪，并且前者的效果比后者的更好。

有研究表明在熱量攝入方面，超重兒童通常大于正常體重兒童［22-23］，因此控制飲食的攝入可能對(duì)超重兒童身體成分有較大的影響。本文選取的文獻(xiàn)中有幾項(xiàng)研究加入了飲食控制，均是關(guān)于肥胖青少年的研究，在表2中被列出。

例如，Dias等人［24-25］有兩個(gè)相關(guān)研究，后一個(gè)研究的結(jié)果中HIIT、MICT組的體脂率（-2.9%，-2.7%）、體重（-2.2%，-4.9%）、BMI（-2.4%，-4.8%）的后測(cè)結(jié)果對(duì)比基線都不存在顯著性差異，也有研究證明過(guò)6個(gè)月的高強(qiáng)度耐力訓(xùn)練（30-40min以70-80%的心率進(jìn)行每周三次的練習(xí)）對(duì)體脂率沒(méi)有顯著性的改善［26］。還有三項(xiàng)其他研究加上了飲食建議，有兩篇文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)HIIT組的體重、BMI、體脂率有顯著性的改善。四項(xiàng)研究中有三項(xiàng)研究的HIIT組的訓(xùn)練方案是幾乎完全相同的，但是在每次HIIT訓(xùn)練中工息比并未清楚地表明，然而每次HIIT訓(xùn)練中工息比可能會(huì)影響青少年身體成分的變化，另外，有兩個(gè)研究闡明了飲食建議并嚴(yán)格控制，但是有兩個(gè)研究未闡述清楚飲食的建議和監(jiān)督，僅僅讓研究對(duì)象參與飲食咨詢，這可能導(dǎo)致研究對(duì)象不能按照要求完成飲食建議，影響最終的結(jié)果。

2.2.2 HIIT對(duì)心肺適能的影響

在肥胖青少年的研究中，Cvetkovic′等人［29］的研究表明休閑足球組和HIIT組的Yo-Yo測(cè)試和最大心率有顯著性改善。但是在12周的干預(yù)中，HIIT組的訓(xùn)練時(shí)間從5min到20min不等，休閑足球組的訓(xùn)練時(shí)間為32min，因此在開(kāi)始階段，HIIT組和休閑足球組的訓(xùn)練時(shí)間差異性可能過(guò)大，可能影響最后的結(jié)果。因此，在時(shí)間效率方面，HIIT組比休閑足球組更好。有兩項(xiàng)研究檢驗(yàn)HIIT與飲食建議結(jié)合對(duì)肥胖青少年心肺適能的影響，兩項(xiàng)研究的結(jié)果顯示HIIT組與其他組相比，VO2peak、收縮壓和舒張壓等指標(biāo)有所改善。HIIT+飲食建議可以有效地改善肥胖青少年的心肺適能，且得到證實(shí)的研究較多，但是飲食控制需要人員不斷監(jiān)督，可行性和可堅(jiān)持性不高。

還有專門研究肥胖兒童心臟功能的研究，Ingul等人［31］用HIIT進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果顯示12周的HIIT和MICT顯著地改善了VO2max、VO2peak和健康、肥胖兒童青少年的心室收縮期組織的峰值速度，以及肥胖兒童青少年的右心室舒張期組織的峰值速度等，該實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)了HIIT和MICT對(duì)肥胖兒童青少年心血管功能的有益效果。

綜上，大部分研究都證明了HIIT能夠改善青少年的身體成分和心肺適能，在心肺適能的改善方面大部分研究的結(jié)果較為一致，但是在身體成分方面許多研究得出的結(jié)果都不同，肥胖和健康青少年在身體成分方面對(duì)HIIT的適應(yīng)也不同。而在心肺適能方面，健康青少年和超重肥胖青少年之間沒(méi)有太大的差異，大量研究顯示HIIT可以顯著改善VO2max、VO2peak、收縮壓等指標(biāo)。盡管部分研究顯示HIIT和MICT均可改善青少年身體成分和心肺適能，但是HIIT訓(xùn)練所花的時(shí)間比MICT所花的時(shí)間更少，效率更高。

3 相關(guān)的生理機(jī)制

關(guān)于HIIT可以改善青少年的機(jī)制，有研究表明在SIT干預(yù)后24小時(shí)的靜息碳水化合物減少，脂肪氧化增加，從而降低了脂肪量，改善身體成分［36］。也有研究認(rèn)為由于HIIT強(qiáng)度通常等于或大于乳酸閾，其供能的代謝物質(zhì)主要是糖原，脂肪耗能較少，HIIT并不是提高了運(yùn)動(dòng)過(guò)程中脂肪的消耗，而是提高了日常生活和其他體力活動(dòng)的代謝能力［37］。因此HIIT對(duì)身體成分改善的好處滲透在日常生活之中，對(duì)青少年健康產(chǎn)生更全面、有益的影響。

關(guān)于HIIT對(duì)心肺適能的效果要好于MICT的生理機(jī)制，可能與線粒體對(duì)短期訓(xùn)練的適應(yīng)有關(guān)，MacInnis等人進(jìn)行一項(xiàng)研究，參與者的兩條腿在兩周內(nèi)分別進(jìn)行6次訓(xùn)練，一條腿進(jìn)行HIIT，另一條腿進(jìn)行MICT，兩條腿的訓(xùn)練量相同，結(jié)果表明，與MICT相比，HIIT能引起線粒體含量的增加［38］，并且HIIT可以使檸檬酸合成酶最大活性、II型纖維活化、單磷酸腺苷激活蛋白激酶活性的增加的更多［39］。

4 HIIT應(yīng)用于青少年體育運(yùn)動(dòng)的可行性

盡管大量文獻(xiàn)表明高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練可以改善青少年的身體成分、心肺適能等健康因素，但是HIIT這種運(yùn)動(dòng)形式并未在青少年學(xué)生群體中流行，因此它的強(qiáng)度、形式是否適合青少年學(xué)生，并應(yīng)用于日?；顒?dòng)，都需要考慮到青少年學(xué)生的自我感受。為此，有研究展開(kāi)調(diào)查關(guān)于青少年在執(zhí)行HIIT方案時(shí)的享受度、滿意感和參與率，以及從中獲得的心智益處等，為HIIT應(yīng)用于青少年的日常鍛煉作證據(jù)支持。

例如Kennedy等人［33］在10所學(xué)校中采取基于學(xué)校的HIIT課程，以另外10所作為對(duì)照，執(zhí)行12個(gè)月的周期，在最后，超過(guò)80%的教師表示會(huì)對(duì)將來(lái)的學(xué)生執(zhí)行該課程，也有近70%的學(xué)生表示會(huì)參加該課程。Lee等人［13］同樣將肥胖青少年作為對(duì)象，在4周的周期里，參與者運(yùn)動(dòng)出勤率為92%，有85%的參與者喜歡HIIT，且一半（58%）的參與者認(rèn)為HIIT比其他的運(yùn)動(dòng)形式更有趣。Leahy等人［14］選擇16-18歲的大齡青少年作為研究對(duì)象，在14周每周3次的HIIT課程里，讓教師輔助學(xué)生完成HIIT方案，測(cè)試后有90%的保留率，教師（4.0／5）和學(xué)生（4.0／5）對(duì)HIIT方案感到滿意。這兩項(xiàng)研究顯示，執(zhí)行HIIT后的參與者保留率較高，且大部分的參與者認(rèn)為HIIT是個(gè)有趣的運(yùn)動(dòng)方式，一個(gè)有趣的運(yùn)動(dòng)方式有助于訓(xùn)練者堅(jiān)持［34］，運(yùn)動(dòng)方式的多樣性或許更吸引訓(xùn)練者，因此研究者可以改變HIIT的運(yùn)動(dòng)方式、間歇時(shí)間和強(qiáng)度，或者將HIIT與其他形式結(jié)合，以此提高訓(xùn)練者的參與度和興趣。

有關(guān)于HIIT對(duì)大齡青少年創(chuàng)造力和情商的影響的研究，實(shí)驗(yàn)后測(cè)試結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組中不活躍青少年的創(chuàng)造力（p＝0.028）、幸福感（p＜0.001）和社交能力因素增加（均p＜0.003）［35］。因此，HIIT不只對(duì)身體產(chǎn)生益處，還能夠在心智方面產(chǎn)生益處。HIIT這種運(yùn)動(dòng)形式受到學(xué)生和老師的認(rèn)可，同時(shí)，它還能提高青少年的創(chuàng)造力、幸福感和社交能力?？梢?jiàn)，將HIIT應(yīng)用于青少年之中具有可行性。

5 總結(jié)

HIIT能夠改善青少年的體脂率，肥胖青少年更容易改善體重和脂肪，運(yùn)動(dòng)干預(yù)與嚴(yán)格的飲食結(jié)合能更好地改善肥胖青少年的身體成分，HIIT還能夠有效改善青少年的心肺適能；應(yīng)用于青少年的HIIT干預(yù)方案的工息比通常是1：1，運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間從10s-30s不等，內(nèi)容通常是沖刺跑，負(fù)荷監(jiān)控指標(biāo)有HRmax和MAS等；青少年對(duì)HIIT感到滿意，參與HIIT時(shí)出勤率也較高，同時(shí)，HIIT還能提高青少年的創(chuàng)造力、幸福感和社交能力，將其應(yīng)用于青少年之中具有可行性。對(duì)于運(yùn)動(dòng)時(shí)間減少、體質(zhì)健康下降的青少年來(lái)說(shuō)，省時(shí)高效的HIIT是非常合適的一種運(yùn)動(dòng)方式。