運動減肥對肥胖青少年身體形態(tài)、血液生化指標(biāo)和心率的影響

胖是身體能量攝入過多的消耗，脂肪過度積聚，導(dǎo)致代謝紊亂。肥胖癥對青少年生長發(fā)育以及心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、心理等均可能產(chǎn)生明顯的不良影響,并可能成為成年期心血管系統(tǒng)慢性疾病和一系列代謝綜合癥發(fā)生的重要因素。本研究對42名肥胖青少年進行為期4周的有氧運動減肥,觀察肥胖青少年減肥前后身體形態(tài)指標(biāo)(身高、體重、BMI、體脂率、腰圍、臀圍、腰臀比)、血液生化指標(biāo)(空腹血脂四項、血糖、血胰島素)和心率(安靜心率、定量負(fù)荷運動心率等)的變化,探討4周中小強度、長時間有氧運動的減肥效果,及對肥胖青少年空腹血脂、血糖、血胰島素、安靜和定量負(fù)荷運動心率的影響,為科學(xué)開展肥胖青少年運動減肥提供實驗依據(jù)。1研究對象和方法1.1研究主題11-20歲自愿參加2008年上海青少年暑期減肥運動營的肥胖青少年,共42名(男22名,女20名)。研究對象身體基本情況見表1。1.2學(xué)習(xí)方法1.2.1測試指標(biāo)和方法1.2.1.人體藥血學(xué)監(jiān)測運動減肥前后由同一測試人員進行身體形態(tài)指標(biāo)的測定,包括身高、體重、腰圍、臀圍、上臂皮褶厚度和肩胛部皮褶厚度。身高體重的測定采用日本CombiFitnessStation人體成分析儀。受試者著貼身衣物赤足立于儀器底部,雙腳分開與肩同寬,身體直立目視前方。身高體重用于推算體重指數(shù)(bodymassindex,BMI,體重/身高2=kg/m2)。腰圍量取水平站立時臍上0.5cm處的水平周長。臀圍量取臀大肌最突起處的水平周長。腰臀比=腰圍/臀圍。皮褶厚度的測量采用體星牌皮褶卡鉗,然后根據(jù)性別年齡,運用長嶺公式計算體密度,用Brozek公式計算體脂百分比。1.2.1.合成現(xiàn)行心電圖遞增負(fù)荷運動試驗由專業(yè)醫(yī)務(wù)人員在場監(jiān)督進行。儀器包括德國h/p/cosmospular4.0運動跑臺,MAX-II運動心肺功能測試系統(tǒng)和軟件,POLAR表和上海光電ECG-6951型心電圖機。安靜心電圖描記后受試者在平板跑臺進行4km/h,6km/h和8km/h3個遞增定量負(fù)荷的運動試驗,每級負(fù)荷持續(xù)2min后,描記負(fù)荷后即刻心電圖。若心電圖出現(xiàn)明顯異常或心率超過最大心率的80%或受試者主觀無法繼續(xù)堅持試驗時終止試驗。運動負(fù)荷試驗結(jié)束后描記運動后1min的恢復(fù)心電圖。POLAR表用于監(jiān)測運動中心率。安靜和運動心電圖的描記為運動處方的制定提供依據(jù),并排除心血管系統(tǒng)嚴(yán)重機能障礙者,保證運動減肥的安全。1.2.1.血液指標(biāo)檢測減肥前、后靜脈血液的采集時間均選擇在清晨、空腹條件下進行。前后兩次選擇受試者同側(cè)上臂的肘靜脈血。具體血液指標(biāo)包括血脂4項,即總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C),低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C),空腹血糖(FBG)和空腹胰島素(FIN)。血樣抽取后靜置30min,2500轉(zhuǎn)離心5min后取血清送第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長海醫(yī)院血液檢驗科測試。1.2.2對預(yù)防嚴(yán)重負(fù)荷運動的措施為肥胖青少年制定個性化的運動處方,包括運動強度、項目、時間、頻率和注意事項等內(nèi)容,并在運動干預(yù)過程中根據(jù)個體健康和減重情況不斷進行修訂。運動過程中配備專業(yè)的強度監(jiān)控和醫(yī)務(wù)監(jiān)督人員,以保障運動減肥的有效性和安全性。研究顯示,長時間、中等強度的有氧運動對脂肪的動員強,是適合減肥的運動強度。李蕾等認(rèn)為,高體脂成分是機體運動能力的限制因素,肥胖程度越高的個體運動強度應(yīng)越小,以保證在無氧閾強度下充分依靠脂肪的有氧氧化供能。因此,相對于大強度運動,采用慢跑、快走、游泳、自行車等中小強度、長時間、大肌肉群參與的有氧運動強度更小、更安全,減肥效果也更明顯。同時運動后充分的整理活動可以延長有氧運動時間,增加脂肪氧化分解供能的能量消耗,從而達到更好的減肥效果。運動強度是減肥運動處方中的重要內(nèi)容。本研究在運動減肥過程中,通過POLAR表監(jiān)測將運動心率基本控制在心率儲備的20%-40%,以保證強度控制在中、小強度的有氧運動范圍內(nèi)。具體心率范圍根據(jù)研究對象的年齡和運動負(fù)荷試驗結(jié)果進行個性化調(diào)整。運動項目選擇強度易于控制、簡單易學(xué)且可長時間進行的運動,包括游泳、有氧操、慢跑、羽毛球、乒乓球、體育游戲等。每次運動時間為1.5-2h,依據(jù)循序漸進原則,第1周運動時間最短,之后逐漸延長。運動前做好充分的準(zhǔn)備活動,運動后進行充分的整理活動。運動頻率為每周6d,包括晨練和上、下午各1次運動。此外,為保證有氧運動減肥的安全性和有效性,在運動時要求肥胖青少年穿軟底運動鞋,并且盡量避免強度過大的無氧運動或者運動中不安全的技術(shù)動作。運動過程中鼓勵肥胖青少年少量多次飲水。運動減肥期間的飲食計劃由專業(yè)營養(yǎng)師制訂,原則為滿足肥胖青少年生長發(fā)育的生理需要量并均衡供給三大營養(yǎng)物質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)。1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理所有測試指標(biāo)均表示為均值±標(biāo)準(zhǔn)差(ˉx±sd),采用sas11.0統(tǒng)計軟件包對數(shù)據(jù)進行處理。具體方法為配對t檢驗分析,以P<0.05為差異具有顯著性,P<0.01為非常顯著性差異。2研究結(jié)果2.1腰臀比、bmi、fy變化表2顯示,通過4周的有氧運動減肥,肥胖青少年體重、BMI、體脂率、腰圍和臀圍均下降,減肥前后下降差異具有非常顯著性(P<0.01)。男生組腰臀比下降差異具有非常顯著性(P<0.01),女生組腰臀比下降差異不明顯(P>0.05)。肥胖青少年運動減肥前后體重平均下降4.86kg(男)、3.82kg(女),分別占原體重的4.39%(男)、5.38%(女);男、女生組BMI分別平均下降1.80和1.59;腰圍平均減少13.64cm(男)、11.15cm(女);臀圍平均減少11.27cm(男)、7.03cm(女);男、女生組體脂率分別下降14.81%和15.94%。由體重和體脂率推算的身體脂肪含量平均減少13.25kg(男)和12.22kg(女)。2.2不同類型的hdl-c、fbc、fin、tg、fin變化情況經(jīng)過4周有氧運動減肥,肥胖青少年空腹血脂、血糖和血胰島素水平均有明顯改善。減肥后男生組TC、LDL-C、FGB、FIN的下降具有非常顯著性差異(P<0.01),TG的下降差異具有顯著性(P<0.05),HDL-C無明顯變化(P>0.05);減肥后女生組FGB有非常明顯的降低(P<0.01),TC、TG、HDL-C、FIN明顯下降(P<0.05),LDL-C的變化不明顯(P>0.05)(表3)。2.3施大量和大量訓(xùn)練的性別罪犯心率,性別民警認(rèn)為自己按其作業(yè)時間分在運動負(fù)荷試驗中,能完成第3級定量負(fù)荷(8km/h)的研究對象由運動減肥前的20例(占總?cè)藬?shù)的47.6%),增加到運動減肥后的25例(占總?cè)藬?shù)的59.5%)。對研究對象每級負(fù)荷后心率的變化進行統(tǒng)計,結(jié)果顯示,減肥后肥胖男生組安靜、定量負(fù)荷運動心率和恢復(fù)心率都較減肥前有明顯下降,且具有非常顯著性差異(P<0.01);肥胖女生組定量負(fù)荷運動心率和恢復(fù)心率有非常明顯的下降(P<0.01),安靜心率明顯下降(P<0.05)(表4)。3分析與討論3.1運動健身在體重和速度中的變化除遺傳因素外,長期久坐缺乏必要的身體活動、飲食中脂肪攝入過多等都會導(dǎo)致脂肪在體內(nèi)的蓄積,從而進一步引發(fā)肥胖癥。研究顯示,有氧運動可以大量動員脂肪氧化供能,從而減小脂肪細胞的體積。同時,長期運動可以通過提高機體的靜息代謝率增加能量消耗。在本研究中,通過4周的有氧運動減肥,被試的體重、BMI、體脂率、腰圍、臀圍和腰臀比等身體形態(tài)學(xué)指標(biāo)均有明顯的下降。而由體重和體脂率推算的脂肪的平均減少量(男13.25kg,女12.22kg)遠遠大于體重的減少量(男4.86kg,女3.82kg),提示4周的運動減肥不僅降低了肥胖青少年的體脂量,同時在一定程度上增加了瘦體重。結(jié)合減肥前對被試進行問卷調(diào)查的結(jié)果分析,可能是由于肥胖青少年在減肥前多以高脂、高熱量飲食為主,并極少參加運動,4周連續(xù)的有氧運動和飲食配餐中足量蛋白質(zhì)的供給促進了肌肉的增長,機體通過肌肉的增長來適應(yīng)每日體力活動的增加。肌肉的增長雖然在一定程度上增加了體重,但是可以提高機體的基礎(chǔ)代謝,并且有利于青少年的生長發(fā)育。很多研究認(rèn)為,過速減肥對機體有不利的影響,但適宜的減肥速度并未制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合本研究,考慮到肥胖青少年尚處于生長發(fā)育的特殊時期,且其肥胖程度和運動中肌肉增長的實際情況各不相同,單純依靠體重來評定肥胖青少年運動減肥的速度相對片面。針對青少年肥胖程度的不同,減重的速度和幅度應(yīng)因人而異。同時采用體重、體脂率和減輕體重占總體重的百分比等多項指標(biāo),可以更有效地反映肥胖青少年運動減肥的實際情況。本研究通過4周的運動減肥,被試體脂率平均下降14.81%(男)、15.94%(女),體重平均下降4.86kg(男)、3.82kg(女),分別占原體重的4.39%(男)、5.38%(女)。結(jié)合血液檢查、安靜和運動心電圖及研究對象主觀感覺的適宜程度,在本研究中4周平均下降約5%體重的運動減肥速度是安全的,如果4周后仍持續(xù)此減肥速度是否會對機體造成不利的影響,還需要深入研究。3.2體重和體重影響血糖的發(fā)生肥胖青少年可能發(fā)生明顯的脂類代謝紊亂,其中以TC和TG的升高較為常見。持久的體育運動可以降低血清TG和LDL-C,同時提高HDL-C的水平,有助于改善血脂代謝。本研究在4周有氧運動減肥后肥胖男、女生組TC、TG水平、男生組LDL-C、女生組HDL-C水平均有明顯下降,提示4周有氧運動對肥胖青少年的血脂水平有所改善。男生組HDL-C和女生組LDL-C水平在運動減肥后并無明顯變化,可能與運動減肥強度較小,且運動持續(xù)僅4周,時間較短有關(guān)。肥胖,尤其是腹型肥胖與糖尿病及胰島素抵抗的發(fā)生關(guān)系密切。肥胖者高脂、高熱量飲食或過量飲食使體內(nèi)血糖增高,在肥胖癥早期可以通過胰島素的調(diào)節(jié)作用維持血糖正常。如果長期過量飲食使血糖增高的狀態(tài)持續(xù),會導(dǎo)致胰島素的分泌增加,但胰島素的生物學(xué)效應(yīng)降低,即出現(xiàn)胰島素抵抗(InsulinResistance,IR)。研究顯示,肥胖者體內(nèi)脂肪細胞體積明顯增大,分布在組織細胞膜上的胰島素受體相對不足,使胰島素敏感性降低;此外,肥胖者體內(nèi)較高水平的游離脂肪酸抑制葡萄糖向細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運,降低胰島素的促糖代謝作用,使肥胖者常伴發(fā)IR。長期的機體運動可提高胰島素敏感性,并降低Ⅱ型糖尿病的發(fā)病風(fēng)險、改善IR。這可能是由于運動引起脂質(zhì)細胞膜結(jié)構(gòu)的改變,促細胞內(nèi)膜的肌細胞葡萄糖運載體4(Glut4)向細胞外膜轉(zhuǎn)位,增加細胞外膜Glut4的數(shù)量,從而使葡萄糖跨膜轉(zhuǎn)運能力加強,肌肉對葡萄糖的利用率增加,胰島素敏感性提高,進而降低較高的血糖水平并維持血糖的穩(wěn)定。本研究中42名肥胖青少年在減肥前后空腹血糖均處于正常水平,且大部分胰島素水平處于正常范圍,反映其尚處于肥胖癥早期,機體可通過胰島素的代償性增高維持血糖的正常和穩(wěn)定,但必須及時糾正已有的肥胖狀態(tài),以預(yù)防IR的發(fā)生。通過4周中小強度、長時間的有氧運動減肥,肥胖青少年的空腹血糖和胰島素水平發(fā)生明顯下降,提示運動減肥在一定程度上降低了原本較高的血糖,改善了胰島素水平并提高胰島素敏感性,對預(yù)防IR的發(fā)生有積極的作用。3.3對心臟運動負(fù)荷的受體和心率的影響4周的運動減肥后,被試的安靜心率均有不同程度的下降,反映運動提高了每搏輸出量,改善了肥胖青少年的心血管機能,同時體重(特別是體脂)的減輕和血脂的改善降低了心血管系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。由于被試均處于青少年期,安靜和運動心電圖尚未出現(xiàn)異常狀態(tài),但平板跑臺遞增負(fù)荷試驗的心率、主觀感覺等指標(biāo)綜合體現(xiàn)出肥胖青少年心臟對運動負(fù)荷的承受能力普遍較差,而4周的運動減肥提高了心血管系統(tǒng)對運動負(fù)荷的承受能力。表現(xiàn)為通過4周的運動減肥,能堅持第3級定量負(fù)荷的人數(shù)有所上升,且完成每級定量負(fù)荷后的即時心率和運動后恢復(fù)心率均有不同程度的下降。這可能由于肥胖青少年日常生活中缺乏足量的體力活動,心臟承受運動負(fù)荷的能力較差,機體在完成定量負(fù)荷運動時單純依靠每搏輸出量的