肖 哲，楊 梅，朱 歡*,彭 永,周慧敏

(1.湖北民族大學(xué) 體育學(xué)院，湖北 恩施 445000；2.湖北恩施學(xué)院 音樂與體育學(xué)院，湖北 恩施 445000)

新冠疫情期間，我國高校體育課程教學(xué)主要以網(wǎng)絡(luò)授課為主，導(dǎo)致課堂體育教學(xué)和課外體力活動(dòng)質(zhì)量受到嚴(yán)重影響.加之飲食結(jié)構(gòu)的變化，導(dǎo)致大學(xué)生肥胖發(fā)生率大幅增加.肥胖不僅是誘導(dǎo)高血壓、2型糖尿病、心梗等心血管疾病的危險(xiǎn)因子，且導(dǎo)致機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力顯著下降，使學(xué)生進(jìn)行體力活動(dòng)的能力下降，進(jìn)一步使學(xué)生體力活動(dòng)不足，依次形成“體力活動(dòng)不足→肥胖→體力活動(dòng)不足→……”的惡性循環(huán).有氧能力作為人體最基本的身體素質(zhì)指標(biāo)，與人體健康有著密切的關(guān)系，被視為第五大臨床生命特征[1].有氧能力也被稱為是心肺耐力，傳統(tǒng)的心肺耐力主要以最大攝氧量(maximal oxygen uptake，VO2max)、肺活量(vital capacity，VC)等指標(biāo)為主.雖然這些指標(biāo)能在一定程度上反應(yīng)出人體的心肺耐力水平，但均存在一定的應(yīng)用局限性.研究發(fā)現(xiàn)，肌氧飽和度(muscle oxygen saturation，SmO2)與機(jī)體有氧能力有著密切的關(guān)系，同時(shí)近紅外光譜肌氧測試技術(shù)操作簡單、方便及無創(chuàng)[2-3].但目前SmO2主要用于競技體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與慢性病康復(fù)運(yùn)動(dòng)中強(qiáng)度的監(jiān)控，較少應(yīng)用于有氧能力的評(píng)估，因此SmO2與有氧能力的變化是否具有一致性尚不明確.最大脂肪氧化(maximum fat oxidation，F(xiàn)ATmax)強(qiáng)度具有較好的減肥效果，且能提高機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力[4].基于此，本研究通過對(duì)肥胖大學(xué)生進(jìn)行12周的FATmax強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)干預(yù)，比較SmO2與有氧能力的變化特點(diǎn)，為肥胖大學(xué)生科學(xué)運(yùn)動(dòng)減肥及有氧能力的評(píng)定提供新的思路與方法.

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象

以湖北民族大學(xué)非體育專業(yè)的在校學(xué)生為受試者招募對(duì)象，研究對(duì)象的招募條件同文獻(xiàn)4[4].60名肥胖大學(xué)生分成運(yùn)動(dòng)組和對(duì)照組，每組30人(本研究獲湖北民族大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，編號(hào)：2020037).兩組受試者基本情況如表1所示：

表1 研究對(duì)象基本情況(x±s，n=30)

1.2 方法

1.2.1 運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度

FATmax強(qiáng)度的具體測試流程及計(jì)算方法參照同本團(tuán)隊(duì)前期發(fā)表的論文[4-5].具體測試結(jié)果如表2所示：

表2 運(yùn)動(dòng)組FATmax強(qiáng)度測試情況(x±s，n=30)

1.2.2 運(yùn)動(dòng)形內(nèi)容、運(yùn)動(dòng)頻率、運(yùn)動(dòng)時(shí)間及運(yùn)動(dòng)周期

以跑步為運(yùn)動(dòng)內(nèi)容，共計(jì)12周.要求運(yùn)動(dòng)組受試者每周運(yùn)動(dòng)4次(周一、周三、周五、周日各1次).每次運(yùn)動(dòng)時(shí)，先進(jìn)行15min作用的熱身運(yùn)動(dòng)，然后開始按照目標(biāo)心率跑步(60min)，運(yùn)動(dòng)結(jié)束后進(jìn)行15分鐘拉伸整理活動(dòng).學(xué)生可在規(guī)定的時(shí)間段(16：00～17：30、19：00～20：30)選擇一個(gè)時(shí)間段進(jìn)行運(yùn)動(dòng).對(duì)照組的學(xué)生不進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)，保持之前的體力活動(dòng)特點(diǎn)，試驗(yàn)期間不進(jìn)行規(guī)律性的體力活動(dòng).為了保證兩組受試者飲食計(jì)劃一致，由課題組的相關(guān)老師根據(jù)學(xué)校規(guī)定飲食特點(diǎn)制定相應(yīng)的飲食計(jì)劃，并監(jiān)督完成.

1.3 測試指標(biāo)及測試儀器、方法

1.3.1 身體成分

使用In Body 770高端專家型人體成分分析儀(韓國)對(duì)受試者體重、體脂率、BMI進(jìn)行測試.

1.3.2 肌氧飽和度

SmO2、總蛋白、氧合蛋白、還原蛋白，測試儀器為Moxy近紅外光無線肌氧測試系統(tǒng)(美國)，測試部位為右側(cè)大腿股外側(cè)肌.

1.3.3 心肺適能與有氧耐力

VO2max、VC，其中VC的測試使用YYF-0008 電子肺活量測試儀完成，每位受試者吹3次，然后取平均值，VO2max由PFT Ergo運(yùn)動(dòng)心肺功能儀(意大利)及配套的功率自行車完成.

800/1000m及12min跑，其中800m為女生測試項(xiàng)目，1000m為男生測試項(xiàng)目，12min跑為男女共測項(xiàng)目.800/1000m、12min跑均在受試者被告知試驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯聹y試，其中12min跑測試時(shí)受試者穿戴Polar團(tuán)隊(duì)心率遙測儀(芬蘭)在12min時(shí)間內(nèi)所跑的最遠(yuǎn)距離.800/1000m測試時(shí)，每位受試者由三位試驗(yàn)人員同時(shí)手持秒表計(jì)時(shí)，取平均值作為測試成績.

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 25.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，組內(nèi)的前后比較采取用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，相關(guān)性比較運(yùn)用皮爾遜相關(guān)分析檢驗(yàn)，P<0.05表示差異顯著.

2 結(jié)果

2.1 兩組受試者試驗(yàn)前后體成分的變化

試驗(yàn)后，體重、體脂率、BMI呈現(xiàn)出組間和時(shí)間交互作用(P<0.05)，試驗(yàn)后運(yùn)動(dòng)組各指標(biāo)較試驗(yàn)前和對(duì)照組均顯著下降(P<0.05)，如表3所示：

表3 兩組受試者試驗(yàn)前后體成分的比較(x±s，n=28)

2.2 兩組受試者試驗(yàn)前后肌氧飽和度的變化

試驗(yàn)前后，SmO2、氧合蛋白、還原蛋白呈現(xiàn)出組間和時(shí)間交互作用(P<0.05).試驗(yàn)后，運(yùn)動(dòng)組SmO2、氧合蛋白顯著高于試驗(yàn)前和對(duì)照組(P<0.05)，

還原蛋白顯著低于試驗(yàn)前和對(duì)照組(P<0.05)，如表4所示.

表4 兩組受試者試驗(yàn)前后肌氧指標(biāo)的變化

2.3 兩組受試者試驗(yàn)前后心肺適能的變化

試驗(yàn)前后，VO2max相對(duì)值、VC、12min跑距離、800/1000m用時(shí)具有組別和時(shí)間的交互作用(P<0.05)；試驗(yàn)后，運(yùn)動(dòng)組VO2max相對(duì)值、VC、12min跑距離顯著高于試驗(yàn)前及對(duì)照組(P<0.05)，800/1000m用時(shí)顯著低于試驗(yàn)前及對(duì)照組(P<0.05)，如表5所示.

表5 兩組受試者試驗(yàn)前后心肺適能指標(biāo)的變化(x±s，n=28)

2.4 SmO2與耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的相關(guān)性分析

由表6可知，SmO2與800/1000m呈負(fù)相關(guān)(P>0.05)，與12min跑距離呈正相關(guān)(P<0.05).

表6 SmO2與耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的相關(guān)性分析

3 討論

3.1 12周FATmax強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖大學(xué)生體成分的影響分析

近年來，我國中學(xué)生、大學(xué)生體質(zhì)健康都不斷下滑，其中體力活動(dòng)不足是重要的因素[6-7]，尤其是2020年上半年新冠疫情期間線上教學(xué)使學(xué)生體力活動(dòng)嚴(yán)重受限，學(xué)生體力活動(dòng)的大幅度減少，導(dǎo)致肥胖發(fā)生急劇上升，身體素質(zhì)大幅下滑，因此肥胖成為了新冠疫情的“后遺癥”.肥胖是誘導(dǎo)各種慢性病發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因子.與健康體重的受試者相比，超重患者的心血管疾病共患疾病風(fēng)險(xiǎn)增大2倍，I級(jí)肥胖風(fēng)險(xiǎn)增加5倍，II級(jí)和III級(jí)肥胖合并風(fēng)險(xiǎn)增加15倍[8]，而減重手術(shù)能降低肥胖患者59%主要的心血管事件發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[9].此外，肥胖還是導(dǎo)致大學(xué)生抑郁、自卑甚至自殺的重要因素.因此，后疫情時(shí)代大學(xué)生突出的肥胖問題將是影響身心健康的重要危險(xiǎn)因子.研究證實(shí)，運(yùn)動(dòng)是健康、科學(xué)的減肥方式，能有效的降低心血管事件的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，如每天30min的體力活動(dòng)就能將心血管疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)降低24%[10].雖然運(yùn)動(dòng)能通過減肥降脂降低心血管事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，但最佳運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的制定一直以來都是影響運(yùn)動(dòng)減肥效果的難題.運(yùn)動(dòng)過程中隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增加，機(jī)體供能的方式會(huì)發(fā)生變化，并會(huì)出現(xiàn)最佳的脂肪氧化強(qiáng)度(FATmax強(qiáng)度)，該強(qiáng)度下運(yùn)動(dòng)減肥效果最佳.

目前，F(xiàn)ATmax強(qiáng)度在運(yùn)動(dòng)減肥、代謝性疾病患者康復(fù)等方面都有著重要的作用.研究表明，F(xiàn)ATmax強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)能有效幫助9～10歲[11]、20～30歲[12]的肥胖人群實(shí)現(xiàn)減肥，并能顯著改善心肺機(jī)能和肌肉耐力.另外，國外的相關(guān)研究也表明，8～20周的FATmax訓(xùn)練均能顯著降低肥胖受試者體重和體脂，同時(shí)還能增強(qiáng)肥胖者的心肺功能[13].此外，還有研究表明FATmax強(qiáng)度能通過減重降脂促進(jìn)代謝性疾病、動(dòng)脈硬化患者康復(fù)[14，15].本研究通過對(duì)肥胖大學(xué)生進(jìn)行12周的FATmax運(yùn)動(dòng)干預(yù)，發(fā)現(xiàn)受試者體重、體脂及BMI均顯著下降，表明FATmax運(yùn)動(dòng)干預(yù)具有較好的減肥效果，是肥胖大學(xué)生實(shí)現(xiàn)科學(xué)減肥的有效方法.

3.2 12周FATmax強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖大學(xué)生SmO2的影響分析

SmO2是反映肌細(xì)胞需要氧-供氧平衡的指標(biāo)，長期體育運(yùn)動(dòng)能改善機(jī)體供氧能力，提高SmO2.研究發(fā)現(xiàn)，16周瑜伽運(yùn)動(dòng)顯著提高女大學(xué)生肺活量、最大攝氧量及SmO2，促進(jìn)有氧能力提升[15].另外，還有研究發(fā)現(xiàn)12周有氧運(yùn)動(dòng)能提高心肌梗死患者峰值攝氧量和SmO2，并降低運(yùn)動(dòng)過程中的SmO2下降幅度[16].本研究中，經(jīng)過12周FATmax強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，受試者SmO2顯著提高，表明12周FATmax強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)能顯著改善肥胖大學(xué)生肌肉攝氧能力，這與上述學(xué)者研究結(jié)果一致[15-16].此外，經(jīng)過12周的FATmax強(qiáng)度干預(yù)后，受試者VC，VO2max相對(duì)值顯著升高，800/1000m、12min跑成績均顯著改善，但VO2max絕對(duì)值未出現(xiàn)顯著變化.VO2max是評(píng)價(jià)心肺功能和有氧耐力的金指標(biāo)，也是評(píng)定運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的重要指標(biāo).但VO2max受遺傳的因素較大，后天其他因素(如運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練)的可塑性較小，如體育運(yùn)動(dòng)提高VO2max的幅度僅為20%～30%.此外，VO2max與體重(肌肉量)也有著密切的關(guān)系.研究發(fā)現(xiàn)，VO2max與體重具有多重關(guān)系，尤其是對(duì)于肥胖群體，體重越大，VO2max絕對(duì)值就會(huì)越大，但單位體重的供氧量并不高，因此VO2max的絕對(duì)值并不能客觀的反映出機(jī)體的有氧耐力水平[17].VO2max相對(duì)值是VO2max絕對(duì)值與體重的比值，能反映出機(jī)體每公斤體重的攝氧能力.研究發(fā)現(xiàn)，1000m跑成績與相對(duì)最大攝氧量(VO2max)顯著正相關(guān)[18].此外，還有研究表明相對(duì)VO2max水平是決定5000m跑成績的關(guān)鍵因素[19].因此，VO2max的相對(duì)值更能反映出機(jī)體的有氧耐力表現(xiàn)，是評(píng)價(jià)有氧耐力表現(xiàn)較為客觀的指標(biāo).

雖然長期的有氧運(yùn)動(dòng)能提高機(jī)體SmO2，但目前SmO2主要用于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)性疲勞的監(jiān)控[20-23]，較少應(yīng)用于有氧能力的評(píng)定.最大攝氧量作為評(píng)價(jià)有氧能力的“金指標(biāo)”，但存在測試復(fù)雜、測試儀器昂貴等問題，不能在大眾推廣普及，而近紅外光譜肌氧測試技術(shù)測試簡單方便，有利于在大眾推廣應(yīng)用.在生理學(xué)基礎(chǔ)上，氧氣的供氧、能量物質(zhì)的儲(chǔ)備、肌纖維的類型是影響有氧耐力的因素.SmO2反映了肌肉氧供和氧耗的動(dòng)態(tài)平衡，是決定肌肉供氧能力和氧氣儲(chǔ)備能力的直接條件.SmO2越大說明肌細(xì)胞氧氣儲(chǔ)備能力越高，在運(yùn)動(dòng)過程中可以為肌纖維提供更多氧氣，為肌肉收縮提高更多的能量物質(zhì)，因此SmO2與有氧耐力之間有著密切的關(guān)系，相關(guān)研究也證實(shí)了這一結(jié)論[24-26].蔡前鑫研究發(fā)現(xiàn)，SmO2與伸肌耐力指數(shù)、最大攝氧量、無氧閾攝氧量等有氧代謝能力指標(biāo)之間存在明顯的相關(guān)性，可以用來反映機(jī)體有氧代謝能力[24].另外，還有研究發(fā)現(xiàn)皮劃艇運(yùn)動(dòng)員背闊肌、肱二頭肌和股外側(cè)肌峰值功率及200m、500m、1000m滑行用時(shí)與SmO2有著顯著的相關(guān)性，SmO2比VO2max更能預(yù)測皮劃艇運(yùn)動(dòng)員比賽成績[23].此外，還有研究發(fā)現(xiàn)SmO2、心臟結(jié)構(gòu)、心臟結(jié)構(gòu)、肺功能等是限制有氧項(xiàng)目青少年運(yùn)動(dòng)員VO2peak的主要因素[24].本研究，通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，SmO2與肥胖大學(xué)生12min距離具有顯著的正相關(guān)，與800m/1000m具有負(fù)相關(guān)(P=0.056)，表明SmO2與肥胖大學(xué)生有氧能力的變化具的一致性，這與上述學(xué)者的研究結(jié)果一致.基于SmO2與肥胖大學(xué)生有氧能力的變化具有一致性，本研究認(rèn)為SmO2在一定程度上可用于肥胖大學(xué)生有氧能力的評(píng)價(jià)，但該結(jié)論還有待于進(jìn)一步研究證實(shí).原因在于本研究主要以肥胖大學(xué)生為研究對(duì)象，而普通大學(xué)生SmO2與有氧能力的變化是否具有一致性有待于進(jìn)一步研究明確.此外，本研究的樣本量偏少，需更大群體的樣本量支持支持這一結(jié)論.

4 結(jié)論

12周FATmax強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)能顯著改善肥胖大學(xué)生體成分，提高SmO2及有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，SmO2在一定程度上可用于肥胖大學(xué)生有氧能力的評(píng)價(jià).