不同运动方式对肥胖青少年慢性炎症的影响_显著性论文

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      修订日期：2015-09-15

      中图分类号：G804.2

       文献标识码：A

      流行病学调查结果表明，肥胖的发病率越来越高，肥胖及由其引起的各种代谢疾病已成为21世纪威胁人类健康的重要原因之一。《2010年国民体质监测报告》显示，我国20～60岁不同年龄段成年人中，体重超重的人数比例为20.1%～43.5%，肥胖人数比例为6.4%～13.9%，较2005年出现明显增长[1]。有关肥胖形成的机制，研究人员从不同的角度提出了多种假说，如能量过剩(摄入的能力超过了消耗的能量)、肥胖基因、胰岛素抵抗、自由基、饮食中枢、脂肪因子、解耦联蛋白等。近几年来，国外学者在分析肥胖特征时，趋向于使用“慢性炎症反应状态”来表述。这一概念提出的基础是肥胖患者体内循环血中几种炎症反应标志物——炎症因子和急性期蛋白的浓度均明显上升，特别是TNF-α、Visfatin等因子[3，4，6，10，19]。目前，运动减脂的锻炼方式主要是长时间的有氧运动和抗阻运动，前者减脂机理是以直接消耗身体脂肪为目的，后者是通过提高身体的肌肉质量并激活肌肉以提高安静状态下的静息代谢率，从而促进脂肪的消耗[2，8，21，22]。本研究旨在通过观察进行抗阻运动和有氧运动的肥胖青年体重、体脂及慢性炎症因子的变化情况，探讨有氧运动和抗阻运动在减脂过程中对肥胖青年免疫炎症状态的影响。

      1 对象与方法

      1.1 研究对象

      世居平原、自愿参加本研究的青年肥胖者40人，要求体重超过标准体重的20%或体重指数(BMI)27；进行初选和健康筛查后挑选受试对象分为4周有氧运动组和4周抗阻运动组，受试者年龄和BMI组间无显著性差异(表1)。

      

      1.2 运动安排

      分组后，所有受试对象进行平板跑台实验，以相应的心率确定个体运动强度。经2～3天适应后，有氧运动组每天下午运动1次，每次运动1.5 h，每周运动6天，共运动4周，以个体心率监控运动强度；运动方式均采用跑步、有氧操等形式。抗阻运动组每天运动1次，每次运动1.5h，每周运动6天，共运动4周，以设计好的抗阻运动方案进行运动；运动方式多以自身重量运动为主，辅以弹力带及少量器械运动。

      1.3 饮食控制方法

      4周运动干预期间，所有受试者均进行饮食控制，根据每个人实际测得的(静息代谢率+300)Kcal/日的热量为每位受试者配制减脂饮食。早、中、晚三餐热能比例为30%：40%：30%，碳水化合物：脂肪：蛋白质=50%：20%：30%。要求受试者在规定时间进餐，除一日三餐外，不得加餐，禁止饮用含糖饮料和含酒精饮料。

      1.4 测试安排及测试方法

      分别在运动前、4周运动后和停训4周后对所有受试对象采用双能X光扫描进行体成分测试，采用酶联免疫法对血清TNF-α和Visfatin水平进行测试。

      1.5 统计方法

      

      使用统计软件SPSS 16.0，采用重复测量方差分析对数据进行处理，数据以P＜0.05为显著性差异，P＜0.01为非常显著性差异。

      2 研究结果

      2.1 4周有氧运动和抗阻运动后体重的变化

      重复测量方差分析，Tests of Within-Subjects Effects结果显示，时间主效应显著，F(2，60)=232.958，P＜0.001；时间与运动方式交互作用不显著，F(2，60)=1.115，P=0.335；时间与性别交互作用显著，F(2，60)=11.459，P＜0.001；运动方式、性别与时间的三重交互作用不显著，F(2，60)=1.242，P=0.296。

      Tests of Between-Subjects Effects结果显示，运动方式的主效应不显著，F(1，30)=1.203，P=0.281；性别主效应显著，F(1，30)=21.364，P＜0.001；运动方式与性别的交互作用不显著，F(1，30)=0.085，P=0.773。

      本研究结果表明，有氧运动组4周运动干预后体重出现显著性下降(P＜0.01)，体重下降幅度为8.7%，其中，男性受试对象体重下降9.6%(P＜0.01)，女性受试对象体重下降6.7%；抗阻运动组4周运动干预后体重下降7.9%(P＜0.01)，其中，男性受试对象体重下降8.5%，女性受试对象体重下降6.9%；但抗阻运动与有氧运动两种模式之间比较没有显著性差异。

      有氧运动组停训4周后体重下降9.0%，其中，男性下降10.3%、女性下降7.5%；抗阻运动组停训4周后体重下降8.0%，其中，男性下降8.9%、女性下降7.5%。

      2.2 4周有氧运动和抗阻运动后体脂率的变化

      重复测量方差分析，Tests of Within-Subjects Effects结果显示，时间主效应显著，F(2，60)=105.072，P＜0.001；时间与运动方式交互作用不显著，F(2，60)=0.349，P=0.707；时间与性别交互作用显著，F(2，60)=4.490，P=0.01；运动方式、性别与时间的三重交互作用不显著，F(2，60)=0.340，P=0.713。

      

      Tests of Between-Subjects Effects结果显示，运动方式的主效应不显著，F(1，30)=0.000，P=0.997；性别主效应显著，F(1，30)=24.868，P＜0.001；运动方式与性别的交互作用不显著，F(1，30)=0.270，P=0.607。

      有氧运动组4周运动干预后体脂率出现显著性下降(P＜0.01)，体脂率下降幅度为11.6%，其中，男性受试对象体脂率下降15.4%，女性受试对象体脂率下降8.2%；抗阻运动组4周运动干预后体脂率下降10.8%(P＜0.01)，其中，男性受试对象体脂率下降9.0%(P＜0.01)，女性受试对象体脂率下降13.2%；但抗阻运动与有氧运动两种模式之间比较没有显著性差异。

      停训4周后较4周运动后的体脂率变化没有出现显著性差异，而与开始运动前的体脂率仍然有显著性差异(P＜0.01)。有氧运动组停训4周后体脂率下降14.5%，其中，男性下降20.0%、女性下降9.4%；抗阻运动组停训4周后体脂率下降12.5%，其中，男性下降16.5%、女性下降9.5%。

      2.3 4周有氧运动和抗阻运动后血清TNF-α水平的变化

      重复测量方差分析，Tests of Within-Subjects Effects结果显示，时间主效应显著，F(2，66)=16.047，P＜0.001；时间与运动方式交互作用不显著，F(2，66)=1.137，P=0.327；时间与性别交互作用显著，F(2，66)=5.291，P=0.007；运动方式、性别与时间的三重交互作用不显著，F(2，66)=0.075，P=0.928。

      

      Tests of Between-Subjects Effects结果显示，运动方式的主效应不显著，F(1，30)=0.344，P=0.561；性别主效应不显著，F(1，30)=0.619，P=0.437；运动方式与性别的交互作用不显著，F(1，30)=1.897，P=1.78。

      本研究结果表明，有氧运动组4周运动干预后TNF-α水平无显著性变化，TNF-α略微上升2.95%，其中，男性受试对象TNF-α水平上升约7.74%(P＜0.01)，女性受试对象TNF-α下降1.47%；抗阻运动组4周运动干预后TNF-α水平略微下降2.41%，其中，男性受试对象TNF-α水平上升0.24%，女性受试对象TNF-α水平下降4.90%。抗阻运动与有氧运动两种模式之间比较没有显著性差异。

      在停训4周后，无论是有氧运动组还是抗阻运动组受试对象的TNF-α均表现出持续下降趋势并具有显著性差异(P＜0.01)。有氧运动组停训4周后TNF-α水平下降8.35%，其中，男性下降12.92%、女性下降4.13%；抗阻运动组停训4周后TNF-α水平下降14.88%，其中，男性下降19.62%、女性下降10.60%。分析男、女性TNF-α水平时发现，男、女性别之间有着显著性差异(P＜0.01)，且有氧运动组和抗阻运动组均表现出男性受试对象TNF-α水平下降比女性受试对象TNF-α水平下降幅度大。

      2.4 4周有氧运动和抗阻运动后血清Visfatin水平的变化

      重复测量方差分析，Tests of Within-Subjects Effects结果显示，时间主效应显著，F(2，66)=21.784，P=0.000；时间与运动方式交互作用显著，F(2，66)=3.612，P=0.032；时间与性别交互作用显著，F(2，66)=4.123，P=0.021；运动方式、性别与时间的三重交互作用不显著，F(2，66)=0.059，P=0.943。

      

      Tests of Between-Subjects Effects结果显示，运动方式的主效应不显著，F(1，33)=0.084，P=0.774；性别主效应显著，F(1，33)=5.490，P=0.025；运动方式与性别的交互作用不显著，F(1，33)=2.452，P=0.127。

      4周运动后的有氧运动组血清Visfatin总体水平与初始水平比较出现显著性差异(P＜0.01)，总体下降31.47%，其中，男性受试对象的Visfatin水平下降43.66%，女性受试对象的Visfatin水平下降25.06%。4周抗阻运动后，无论男性还是女性受试对象的Visfatin水平均出现显著性下降(P＜0.01)，且下降幅度更大，总体下降57.89%，其中，男性受试对象的Visfatin水平下降65.98%，女性受试对象的Visfatin水平下降51.79%。

      停训4周后，有氧运动组的男性受试对象Visfatin水平显著性升高(P＜0.01)，女性受试对象的Visfatin水平升高不具有显著性差异。抗阻运动组在停训4周后，Visfatin整体水平变化具有相同趋势且变化幅度更大，主要是男性受试对象的Visfatin水平较4周运动后显著升高，与初始值比较仅下降5.47%，女性受试对象则变化不具有显著性差异。

      3 分析与讨论

      3.1 有氧运动和抗阻运动对肥胖青年体重的影响

      马涛等[5]报道，采取自愿报名的方式，招收到12～18周岁单纯性肥胖青少年19名，经过5周全封闭减肥营统一食宿和有氧运动，在观察单纯性肥胖青少年的减肥效果和免疫功能的变化时发现，5周后19名营员的平均体重下降了8.6 kg，平均体脂百分比下降了5.3%，平均BMI下降了3.6 kg/m[2]，平均腰围下降了9 cm；营员们的血压和心率也有了明显的改善；男生的CD[4+]/CD[8+]比值有了显著提高，女生的IgG水平有了显著的提高。因此，他们认为，联合使用有氧运动、饮食控制以及健康教育的干预方式对单纯性肥胖青少年起到了较好的减肥效果，并对单纯性肥胖青少年的免疫功能具有良好的改善作用，是一种有效的可操作的减肥模式。

      本研究结果表明，有氧运动组4周运动干预后体重出现显著性下降，其中，男性受试对象体重下降幅度大于女性受试对象体重下降幅度，且抗阻运动组4周运动干预后体重下降趋势一致，虽然下降幅度稍低，但抗阻运动与有氧运动两种模式之间比较没有显著性差异。

      而停训4周后，无论是有氧运动组，还是抗阻运动组受试对象的体重均未出现反弹，保持效果较好，甚至出现了持续下降趋势，但停训4周后较4周运动后的体重变化没有出现显著性差异，而与开始运动前的体重仍然有显著性差异；分析男、女性体重下降时发现，男、女性别之间有着显著性差异，且有氧运动组和抗阻运动组均表现出男性体重下降比女性体重下降幅度大，提示女性体重下降较男性难。

      因此，本研究结果显示，采用4周有氧运动和抗阻运动锻炼方式均有非常良好的降体重作用，但两者之间没有显著性差异。

      3.2 有氧运动和抗阻运动对肥胖青年体脂的影响

      大量研究表明，规律性的运动，尤其是耐力项目运动可以消耗体内脂肪，降低体脂。而本研究的数据分析表明，以抗阻运动的方式进行4周后同样拥有4周有氧运动的效果，表明通过抗阻运动提高机体肌肉质量和/或激活肌肉以提高机体的静息代谢水平具有同样的减脂效果。张佳等[9]，通过对28名中、青年男性减肥者进行为期1个月的4种不同有氧运动，发现跑步机、划船器、自行车和游泳这四种有氧运动的锻炼，在一定程度上都使中、青年男性减肥者的体重得到了减轻，肺活量、心肺功能都得到了提高；而从减肥效果比较来看，则是游泳组大于跑步机组、跑步机组大于自行车组、自行车组大于划船器组。

      本研究结果表明，有氧运动组4周运动干预后体脂率出现显著性下降，且男性受试对象体脂率下降幅度大于女性受试对象体脂率下降幅度；抗阻运动组4周运动干预后体脂率下降具有相同的变化趋势，但两者之间没有显著性差异。

      在停训4周后，无论是有氧运动组还是抗阻运动组受试对象的体脂率均未出现反弹，保持效果较好，甚至出现了明显的持续下降趋势，但停训4周后较4周运动后的体脂率变化没有出现显著性差异，而与开始运动前的体脂率仍然有非常显著性差异。分析男、女性别体脂率下降时发现，男、女性别之间有着显著性差异，且有氧运动组和抗阻运动组均表现出男性体脂率下降比女性体脂率下降幅度大，提示，女性体脂率下降较男性难。

      从体重和体脂率的变化来看，有氧运动和抗阻运动均能通过降低受试对象脂肪重量来有效降低体重，特别是男性受试者的体脂在4周运动干预过程中下降明显，且在停训4周后仍然能够维持持续下降的趋势，其下降幅度也较女性受试者有明显的优势，表明女性减脂控制体重的难度较男性要难、时间要长。

      本研究的结果显示，有氧运动和抗阻运动均能通过减少受试对象的身体脂肪含量达到降低体重的目的，两种方式之间虽然没有显著性差异，但男、女性别上体现出差异，具体表现为男性受试对象的体脂下降幅度大于女性受试对象。

      3.3 有氧运动和抗阻运动对肥胖青年血清TNF-α水平的影响

      慢性炎症是引起各种代谢综合征的主要原因，目前清楚的是慢性营养过剩能引起代谢功能障碍的同时也能触发炎症反应，而炎症反应会进一步破坏代谢功能，如此恶性循环。慢性炎症的触发是由多方面的因素引起的，肥胖引起脂肪细胞的脂肪因子分泌失调，营养和代谢压力触发内质网应激，肥胖状态下肝细胞自噬缺陷也会促进内质网应激和胰岛素抵抗。慢性炎症的发生很复杂，涉及多个组织、器官和系统，并且炎症的发生会反过来影响组织的功能[10-13]。

      脂肪组织是最先被发现炎症与肥胖症有关的部位。Hotamisligil等[17]发现，TNF-α在肥胖小鼠脂肪组织内过表达，为肥胖、糖尿病和慢性炎症提供了最先的联系纽带，脂肪组织慢性炎症的特点是脂肪细胞因子合成异常，急性期反应物增多，炎症信号网络激活，在肥胖脂肪组织内有过度表达的促炎性和炎性介质，如TNF-α、IL-6、细胞间黏附分子1、单核细胞趋化蛋白-l等，且有巨噬细胞浸润脂肪组织。为区别于传统的炎症，脂肪组织的这种症状称为慢性炎症。传统炎症是一种机体的自我保护机制，是短期的适应性反应，而慢性炎症的长期低度炎症状态通常是有害的，这种低度炎症状态主要是由营养和能量过剩触发一系列与传统炎症相似的分子和信号通路引起的[14，15]。

      本研究结果表明，有氧运动组4周运动干预后TNF-α水平无显著性变化，但男性受试对象TNF-α水平上升约7.74%，而女性受试对象TNF-α水平仅下降1.47%；抗阻运动组4周运动干预后男性受试对象TNF-α水平仅上升0.24%，但女性受试对象TNF-α水平下降4.90%。

      在停训4周后，无论是有氧运动组还是抗阻运动组受试对象的TNF-α均表现出持续下降趋势并具有显著性差异。有氧运动组停训4周男性TNF-α水平下降12.92%，显著大于女性下降水平(4.13%)；抗阻运动组停训4周后TNF-α水平下降更为明显，其中男性TNF-α水平下降幅度也表现出更大的趋势。

      分析男、女性TNF-α水平时，发现男、女性别之间有着显著性差异(P＜0.01)，且有氧运动组和抗阻运动组均表现出男性受试对象TNF-α水平下降比女性受试对象TNF-α水平下降幅度大。

      本研究的结果表明，有氧运动和抗阻运动均能在停训4周后，使得受试对象机体的血清TNF-α水平出现显著性下降，有利于改善机体的慢性炎症状态。

      3.4 有氧运动和抗阻运动对肥胖青年血清Visfatin水平的影响

      随着对代谢综合征研究的逐步深入，越来越多的研究表明，脂肪组织不仅是机体重要的能量储存库，更是机体中最大的内分泌器官，合成和分泌Leptin、Resistin、TNF-α、IL-6、Adiponectin和Visfatin等重要的脂肪细胞因子，参与机体的糖代谢、脂代谢和炎症反应的调节，在糖尿病、代谢综合征、心血管疾病的发生发展过程中发挥关键性作用。其中，Visfatin是近几年新发现的一个主要由内脏脂肪细胞分泌的脂肪因子，发挥类胰岛素生物效应，具有降低血糖，促进脂肪细胞分化、生长、蓄积，抑制肝糖原的释放和促进血管平滑肌细胞成熟等作用，因此，被认为是与肥胖和糖尿病密切相关的重要因子，也是当前代谢综合征研究的有关热点之一[7，14，16，20]。

      随着对Visfatin认识的逐步深入，运动对肥胖和糖尿病患者Visfatin影响的研究也逐步展开。詹晓梅等[8]检索2005年以来的相关文献，采用Meta分析法观察运动干预肥胖与2型糖尿病患者Visfatin水平的效果时，指出肥胖及2型糖尿病患者Visfatin水平均高于健康人群，而且长期中等强度的有氧运动对肥胖和2型糖尿病患者Visfatin水平具有积极的调节作用。Hansen等[18]对16名志愿者(年龄=65±1岁，BMI=33.4±1.5kg/m[2])进行为期12周85%最大心率强度的运动(5天/周，60 min/天)，结果发现，除有氧能力提高、体重及脂肪下降外，血浆Visfatin水平由16.9±2.2 ng/ml显著下降到14.5±1.8 ng/ml，同时，其变化与胰岛素水平显著正相关(r=0.56)，他们认为，运动引起血浆Visfatin下降可能是由于体重下降和体成分改变所导致。

      本研究结果表明，4周运动后的有氧运动组血清Visfatin水平较初始值出现非常显著下降(31.47%)，其中，男性受试对象的Visfatin水平下降43.66%，女性受试对象的Visfatin水平下降25.06%。4周抗阻运动后，无论男性还是女性受试对象的Visfatin水平均出现显著性下降(P＜0.01)，且下降幅度更大(下降57.89%)，其中，男性受试对象的Visfatin水平下降65.98%，女性受试对象的Visfatin水平下降51.79%。

      停训4周后，有氧运动组的Visfatin整体水平出现一定程度回升，主要表现在男性受试对象的Visfatin水平上升明显。抗阻运动组在停训4周后，Visfatin整体水平变化具有相同的趋势，且变化幅度更大。

      因此，本研究的结果显示，4周有氧运动和抗阻运动均具有显著降低受试对象机体血清Visfatin的作用，有利于改善机体的慢性炎症状态，且均以男性受试对象的下降幅度更为明显，同时以抗阻运动组变化幅度大。提示，抗阻运动对机体的刺激更为明显，在改善肥胖机体免疫炎症状态方面优于有氧运动。

      4 结论

      1.有氧运动和抗阻运动均能通过减少机体脂肪重量，有效降低体重。

      2.有氧运动和抗阻运动通过降低机体血清TNF-α、Visfatin水平，改善肥胖机体的慢性炎症状态。

      3.抗阻运动在改善肥胖机体慢性炎症状态效果上优于有氧运动。

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