田學(xué)禮

(廣東外語外貿(mào)大學(xué),廣東 廣州 510420)

1 研究目的

高強度間歇訓(xùn)練(HIIT)是指以≥無氧閾或最大乳酸閾穩(wěn)態(tài)的負荷強度進行多次持續(xù)時間為幾秒到幾分鐘的練習，每兩次練習之間安排使練習者不足以完全恢復(fù)的靜息或低強度練習的訓(xùn)練方法。依賴于運動的強度、持續(xù)時間、間歇恢復(fù)和重復(fù)次數(shù)、練習組數(shù)等，HIIT可以不同程度刺激氧的運輸和利用，從而提高運動員的最大攝氧量(VO2max)或峰值攝氧量(VO2peak)。目前，HIIT已經(jīng)成為提高耐力相關(guān)健康體適能和運動表現(xiàn)的重要訓(xùn)練方式。在競技體育領(lǐng)域，HIIT在成年耐力項目運動員和團隊運動、跆拳道、柔道、網(wǎng)球]等不同項目運動員中也流行起來。HIIT還被推薦用于提高適度訓(xùn)練人群、業(yè)余鍛煉人群、靜坐少動人群和各種慢病人群的有氧耐力。針對青少年人群的高強度間歇訓(xùn)練研究相對較少，但還是有一些研究證據(jù)表明HIIT與青少年運動員的VO2max、折返跑、沖刺跑、重復(fù)沖刺能力等的提高有關(guān)。目前，尚沒有單獨總結(jié)和梳理青少年運動員對HIIT的生理應(yīng)答，這是一項非常有意義的工作。本文旨在總結(jié)和分析各種不同強度、不同次數(shù)、不同間歇時間的HIIT與其他形式訓(xùn)練在國外青少年運動員有氧運動能力訓(xùn)練的比較，為HIIT在青少年運動員中的應(yīng)用提供有證可依的建議。

2 研究方法

2.1 文獻檢索

檢索了發(fā)表在Pubmed、EBSCO host、Web of Science、CNKI等數(shù)據(jù)庫中有關(guān)HIIT與青少年運動員的相關(guān)研究。不限制發(fā)表年限，最后一次檢索2019年9月16日。外文檢索以High intensity interval training，Aerobic interval training，Intensive interval training, Sprint interval training， Adolescent athletes, 等為主題詞進行檢索。中文以高強度間歇訓(xùn)練、國外青少年運動員等為主題詞進行檢索。

2.2 文獻的納入與排除

2.2.1 納入標準

1)訓(xùn)練方案明確的HIIT，運動強度≥90%VO2max，或90%～95%HRpeak，或次/最大強度間歇沖刺跑。2)測定了青少年運動員(≤18歲，男女不限)運動生理表現(xiàn)指標。3)干預(yù)時間≥2周的HIIT或5～14天的壓縮HIIT。4)包含其他形式訓(xùn)練組作為對照組。5)可以提供樣本量、平均值、標準差，或者組內(nèi)標準誤、均值的95%置信區(qū)間。

2.2.2 排除標準

1)實驗對象為特異性患者，包括超重、肥胖、糖尿病、哮喘、殘疾、心血管疾病等。2)數(shù)據(jù)不完整，實驗組和對照組基線相差太大。3)會議摘要、研究綜述、開題報告以及只在非同行評議雜志上發(fā)表的文章。

2.3 數(shù)據(jù)提取

由2名檢索人員采用獨立雙盲的方式對納入的文獻進行各項數(shù)據(jù)的提取和錄入，包括：文獻作者、發(fā)表年份、實驗組和對照組的樣本量、性別、被試者年齡、干預(yù)方案(時間、頻率和周期等)和結(jié)局指標等相關(guān)數(shù)據(jù)表(1)。如兩名評價人員在文獻篩選和數(shù)據(jù)提取過程中出現(xiàn)爭議，且反復(fù)核對無法解決時，邀請第三位評價人員參與，達成統(tǒng)一。

2.4 質(zhì)量評估

兩名獨立評價人通過偏倚風險評估量表，對最終納入的文獻進行偏倚風險評估。質(zhì)量評估結(jié)果以低風險、不清楚和高風險表示。在統(tǒng)計過程中，滿足5條及以上的為低風險、滿足3～4條為中度風險、滿足3條以下為高度風險。

2.5 統(tǒng)計學(xué)分析

通過Stata 13.0 軟件進行Meta分析，研究納入數(shù)據(jù)均為連續(xù)性數(shù)據(jù)，采用標準化均數(shù)差(standard mean difference, SMD)進行合并效應(yīng)量，同時計算95%置信區(qū)間。根據(jù)卡方檢驗(χ2或Chi2)進行異質(zhì)性檢驗，P≤0.1說明存在異質(zhì)性，采用隨機效應(yīng)模型分析，反之，P>0.1，認為研究間是同質(zhì)的，不存在異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型分析；根據(jù)I2檢驗判斷各研究間異質(zhì)性大小，I2取值范圍為0～100%之間，I2值越大說明各研究間異質(zhì)性越大，根據(jù)Cochrane系統(tǒng)評價建議，I20～40%為輕度異質(zhì)性，可以接受；40%～60%為中度異質(zhì)性；60%～75%表示研究間異質(zhì)性較大；75%～100%表示研究間異質(zhì)性非常大。對異質(zhì)性的處理方法用亞組分析或Meta回歸分析。為了驗證結(jié)果是否穩(wěn)健，進行敏感性分析，其中，敏感性分析方法為每次去除1 篇納入研究，觀察合并結(jié)果是否發(fā)生顯著改變。若納入文獻無法進行定量合并，不進行Meta分析，進行一般性描述分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 文獻檢索數(shù)據(jù)

通過4個數(shù)據(jù)庫中檢索與本研究主題相關(guān)的文獻共1089篇，NoteExpress軟件合并檢索文獻，剔除重復(fù)性文獻412篇，然后，閱讀題目、摘要和全文，根據(jù)文獻納入和排除標準，最終納入文獻共25篇，其中外文25篇，中文文獻0篇(圖1)。

圖1 研究文獻納入過程示意

3.2 納入研究的基本特征

25項研究共有540名9～18歲不同項目青少年運動員納入分析。一共269名受試者完成了高強度間歇訓(xùn)練，271名受試者進行了其他形式的訓(xùn)練(見表1)作為對照組干預(yù)。所有研究的對照組都進行了不同形式的運動訓(xùn)練，絕大部分研究HIIT干預(yù)和其他形式訓(xùn)練訓(xùn)練量相當，部分研究是在對照組訓(xùn)練基礎(chǔ)上增加的HIIT干預(yù)。納入研究的基本特征具體見表1。

表1 本研究納入文獻

續(xù)上表

3.3 納入研究的質(zhì)量評估

對納入的25項研究進行質(zhì)量評估(圖2和圖3)，其中有22篇文獻描述了隨機方法，1項不確定，2項用了非隨機對照研究，有6篇達到低度偏倚風險，其余19篇達中度偏倚風險。只有3項研究交代了單盲，其余均未明確說明。

圖2 方法學(xué)質(zhì)量評估示意

圖3 方法學(xué)質(zhì)量評估各項目占比

3.4 Meta分析結(jié)果

3.4.1 最大攝氧量

25項研究中的12項測試了受試者的最大攝氧量(VO2max)，訓(xùn)練前受試者VO2max范圍在34.0-69.3ml/min/kg。Meta分析結(jié)果顯示研究間存在輕度異質(zhì)性(P=0.104，I2=35.8%)，采用固定效應(yīng)模型進行Meta分析，SMD值=0.56 95%CI [0.30，0.82]，其他形式訓(xùn)練與HIIT相比對青少年運動員VO2max的提高更有優(yōu)勢(P=0.00)。研究間SMD值差異較大，Helgerud等的研究SMD值最大達1.86，還有兩項研究的SMD為負值[40,45]，見圖4。

圖4 HIIT與其他形式訓(xùn)練對青少年運動員最大攝氧量影響的比較γ

3.4.2 遞增負荷實驗最大有氧速度

25項研究中的8項通過不同形式的遞增負荷實驗測試了受試者的最大有氧表現(xiàn)，用最大有氧速度表示，運動形式均為跑(表1)。其中，有5項測試采用了30-15IFT間歇體能測試，3項使用了類似的遞增負荷跑，結(jié)果均以最大有氧跑速(km/h)表示，Meta分析結(jié)果表明，研究間不存在異質(zhì)性(P=0.15，I2=34.8%)，采用固定效應(yīng)模型進行Meta分析，SMD合并效應(yīng)量，SMD=0.01，95%CI[-0.31，0.33]。HIIT與其他形式訓(xùn)練之間沒有顯著性差異(P=0.96)，見圖5。

圖5 HIIT與其他形式訓(xùn)練對青少年運動員遞增負荷跑影響的比較

2.4.3 Yo-Yo間歇性恢復(fù)測試表現(xiàn)

還有4項研究通過Yo-Yo間歇性恢復(fù)測試(YYIRTL1)對受試者的高強度間歇運動能力進行了研究，結(jié)果以跑動距離表示(m)，研究間存在高度異質(zhì)性(P=0.001，I2=81.2%)，采用隨機效應(yīng)模型進行Meta分析，SMD合并效應(yīng)量，SMD=0.68，95%CI[-0.30，1.66]，HIIT與其他形式訓(xùn)練之間無顯著差異(P=0.17)。因為納入文獻過少，為了探究異質(zhì)性的來源，通過逐一排除文獻進行敏感性分析，當剔除Howard 等的研究后，研究間異質(zhì)性顯著下降(P=0.25，I2=27.5%)，SMD=1.11 95%CI[0.50，1.72]，與其他形式訓(xùn)練相比，HIIT在提高YYIRTL1表現(xiàn)上有顯著性差異(P=0.00)，可能與這項研究的運動訓(xùn)練方案設(shè)計有關(guān)，對照組為每周3次，每次20～30min持續(xù)耐力跑訓(xùn)練，HIIT組為每周3次，每次4～6組30s全力沖刺跑，組間間歇4.5min，更大的運動量的可能是對照組YYIRTL1表現(xiàn)更好的原因。Meta分析結(jié)果的不穩(wěn)健說明還需要更多的研究才能得出更加穩(wěn)健的結(jié)論。

3.4.4 最大血乳酸

25項研究中的4項測定了受試者在遞增負荷實驗測定VO2max的峰值血乳酸，結(jié)果用毫摩爾/升為單位。研究間不存在異質(zhì)性(P=0.55，I2=0%)，采用固定效應(yīng)模型進行Meta分析，SMD合并效應(yīng)量，SMD=-0.04，95%CI [-0.50，0. 42]，見圖6。 HIIT與其他方式訓(xùn)練之間沒有顯著性差異(P=0.86)。各研究間的SMD值差異較大，為了驗證結(jié)果的可靠性，通過敏感性分析逐一去除文獻，總體異質(zhì)性不變，HIIT與其他形式訓(xùn)練之間依舊沒有顯著性差異。

圖6 HIIT與其他形式訓(xùn)練對青少年運動員YYIRTL1表現(xiàn)影響的比較

3.4.5 發(fā)表偏倚

最終納入的25篇文獻中，12篇描述了HIIT與其他形式訓(xùn)練對VO2max的影響，8篇描述了HIIT與其他形式訓(xùn)練對遞增負荷跑最大速度的影響，4篇描述了HIIT與其他形式訓(xùn)練對Yo-Yo間歇性恢復(fù)測試表現(xiàn)的影響，還有4篇描述了HIIT與其他形式訓(xùn)練對遞增負荷運動最大血乳酸的影響。漏斗圖顯示所有指標漏斗圖基本對稱。通過Egger法進一步檢測發(fā)表偏倚大小。

如表2所示，Egger檢驗顯示最大有氧跑速、YYIRTL1、最大血乳酸P>0.05，不存在發(fā)表偏倚，但VO2maxP<0.05，且95%CI截距不包括0，存在明顯的發(fā)表偏倚(圖7)。通過非參數(shù)剪補法增加4項研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，固定效應(yīng)模型下剪補前效應(yīng)量0.56，95%CI[0.30，0.82]，剪補后效應(yīng)量0.32，95%CI[0.09，0.69]，隨機效應(yīng)模型下，剪補前效應(yīng)量0.59，95%CI[0.27，0.92]，剪補后效應(yīng)量0.33，95%CI[-0.03，0.69]，均說明合并效應(yīng)量發(fā)生顯著變化，剪補前合并效應(yīng)量均有統(tǒng)計學(xué)意義，剪補后合并效應(yīng)量均有統(tǒng)計學(xué)意義，提示結(jié)果穩(wěn)健(圖8)。

圖7 HIIT與其他形式訓(xùn)練對青少年運動員最大血乳酸濃度影響的比較

表2 文獻發(fā)表偏倚檢驗

圖8 VO2max的漏斗圖和Egger檢驗圖

圖9 剪補后所得漏斗

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

有氧能力水平很大程度上決定了重復(fù)高強度運動的能力，能在間歇恢復(fù)期起作用，也能延緩疲勞的發(fā)生，還有助于運動員在疲勞情況下做出更好的選擇，進而保證技戰(zhàn)術(shù)穩(wěn)定。本研究主要探索HIIT對<18歲青少年運動員有氧能力相關(guān)指標的效應(yīng)，為客觀評價提高科學(xué)依據(jù)。VO2max是評價運動員有氧耐力運動能力的黃金指標，是決定競技體育運動成功的關(guān)鍵元素。與持續(xù)訓(xùn)練或持續(xù)結(jié)合間歇訓(xùn)練等其他形式運動相比，HIIT對青少年和<45歲成年人 VO2max產(chǎn)生較大的正向效應(yīng)，組間有顯著性差異，彰顯HIIT在提高VO2max上的優(yōu)越性。在18～45歲靜坐少動成年人群中，與非運動組相比，HIIT同樣產(chǎn)生較大的正向效應(yīng)量，組間有顯著性差異。同樣，在本研究中，HIIT在提高VO2max較傳統(tǒng)耐力訓(xùn)練或小場地訓(xùn)練等其他形式訓(xùn)練有顯著優(yōu)勢(SMD=0.56,95%CI 0.30-0.82，P=0.00)。在VO2max提高絕對值上，HIIT組為4.0±2.1ml/min/kg，其他形式訓(xùn)練組為2.5±2.4 ml/min/kg。基于不同HIIT訓(xùn)練周期產(chǎn)生的效應(yīng)可能不同，我們評估了每次HIIT訓(xùn)練VO2max提高的絕對值為0.28±0.17 ml/min/kg，其他形式訓(xùn)練組為0.18±0.21 ml/min/kg。

通過遞增負荷測定最大有氧速度也是評定有氧工作能力的重要途徑，如30-15IFT在足球、籃球、曲棍球、冰球等團隊項目中被廣泛采用。30-15 IFT的優(yōu)勢在于可以用30-15 IFT最后達到的最大跑速(VIFT)來有效的界定個體HIIT運動強度，這樣能提高整個干預(yù)組的同質(zhì)性。本研究中，在VIFT上HIIT與其他形式訓(xùn)練相比沒有顯著性差異(SMD=0.01,95%CI [-0.31，0.33])，P=0.96，事實上，納入的研究中對照組有6項為小場地游戲，1項為100%～120% VIFT高強度間歇跑，1項為85%～95%個體無氧閾強度法特萊克跑，這些訓(xùn)練方式均能有效提高最大有氧速度，至少在提高幅度上同HIIT相當。

Yo-Yo間歇性恢復(fù)測試是評價持續(xù)進行間歇運動達到最大激活有氧系統(tǒng)能力的重要遞增負荷體能測試方式。在本研究中，剔除變異性較大的研究后，HIIT與其他形式訓(xùn)練相比在提高YYIRTL1表現(xiàn)上有顯著優(yōu)勢(SMD=1.11，95%CI [0.50，1.72] )，P=0.00。

最大血乳酸濃度也常用于評價運動員有氧工作能力的重要指標，HIIT與其他形式訓(xùn)練相比對遞增負荷實驗下受試者最大血乳酸濃度沒有明顯影響。

4.2 建議

與其他形式訓(xùn)練相比，HIIT在提高青少年運動員的有氧能力上有顯著優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在VO2max。HIIT省時高效的特點能減少青少年運動員體能訓(xùn)練的時間，有更多的時間給專項和技戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練。