遞增負荷運動方案推算超重/肥胖青年男性FATmax有效性研究

張麗萍，章 嵐

?

遞增負荷運動方案推算超重/肥胖青年男性FATmax有效性研究

張麗萍，章 嵐

山東體育學院 研究生教育學院, 山東 濟南 250102

遞增負荷運動；恒定負荷運動；最大脂肪氧化率；最大脂肪氧化強度

早期研究通過連續多天完成3～5個不同強度的恒定負荷運動方案確定FATmax[8]，盡管這種恒定負荷運動測試方案容易出現穩態，但是操作相對費時、受試者每日基礎代謝變化難以控制、實驗條件控制要求高。Achten等提出了一次遞增負荷運動測試方案（起始負荷95 W，每級負荷運動3 min），能夠較為準確地推算具有一定運動水平個體的FATmax[1]。通過遞增負荷運動測試方案能夠連續測得各級運動所對應的脂肪氧化率，描繪出脂肪氧化率與其所對應的運動強度曲線圖，進而推算出FATmax水平。因一次遞增負荷運動測試方案較為便捷、可操作性強，被相關研究所使用[9,12,23]。事實上，采用Achten等的一次遞增負荷方案推測FATmax時，應考慮不同人群的體適能水平。運動水平低的超重/肥胖人群，可能出現未完成幾個等級負荷運動便終止運動情況。近些年，研究人員采用較低起始負荷（30～50 W）的一次遞增負荷運動測試推算肥胖人群的FATmax, 但并未驗證這些改良運動方案的可靠性[14]。在Dandanell等驗證一次遞增負荷運動方案（每級負荷運動3 min）推算成年肥胖人群FATmax的可靠性研究中，卻僅以3個不同強度恒定負荷運動方案推算結果作為參考標準[10]。

基于早期研究結果，有必要優化遞增負荷運動測試方案，以適用于超重/肥胖青年男性FATmax的推算。因此，本研究主要采用每2 min逐級遞增負荷運動方案推算超重/肥胖青年男性FATmax，并驗證該遞增負荷方案推算FATmax的有效性，為測定超重/肥胖青年男性FATmax提供方法學依據。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取12名超重/肥胖（BMI≥24 kg/m2）青年男性作為研究對象（表1）。受試者身體健康、無任何心腦血管病史及癥狀、低體力活動水平。本研究方案已獲得人體運動實驗倫理委員會的準許。受試者了解實驗內容并明確潛在風險的情況下，自愿簽寫知情同意書。

表1 受試者基本情況

1.2 研究設計

測試期間受試者保持正常的飲食習慣，2次測試間隔2天。受試者測試前天及當天不進行劇烈運動，測試日不服用咖啡因及酒精飲料等，測試前至少禁食2 h。為避免生物節律的影響，兩次運動測試在一天的同一時間進行，所有測試均在溫度與濕度相對恒定的環境中進行。

1.3 形態學測試

使用身高體重測試儀（興海匯HHTC/ST-300，中國）測量受試者身高和體重。要求受試者空腹、赤足、著單衣，測試前無運動，身高精確到0.1 cm，體重精確到0.1 kg。推算BMI=體重（kg）/[身高（m）]2。

1.4 FATmax測試

1.5 數據處理

2 研究結果

表2 兩種運動方案FATmax測試結果

圖1 兩種運動測試方案獲得FATmax-O2、FATmax-HR相關分析

采用Bland-Altman法驗證2次運動測試結果的一致性。Bland-Altman散點圖法以兩運動方案各指標的測試結果平均值作為X軸，差值作為Y軸。上下兩條虛線表示95%一致性界限，中間實線部分表示均值偏差（圖2）。均值偏差越接近0，越多的散點落入95%一致性界限內，表明一致性越好。從Bland-Altman散點圖95%一致性區間和均值偏差看，2次運動測試結果表現較高一致性但還存在個體性差異。

圖2 兩種運動測試方案獲得FATmax-MFO、FATmax-O2、FATmax-O2max（%）、FATmax- HRBland-Altman散點圖

3 討論分析

早期研究學者傾向于恒定負荷運動測試測定FATmax，主要因為足夠長的運動持續時間更易于獲得運動穩態。然而，受試者通常更容易接受單次運動測試，簡短的運動測試將有助于大樣本量人群最大脂肪氧化水平的評估。目前，許多研究采用一次連續性遞增負荷運動方案推算FATmax[9, 12, 23]。Achten等最早采用每3 min逐級遞增負荷運動方案推算訓練有素個體FATmax[1]，但對于超重/肥胖或運動水平低的個體來說，完成Achten等的運動測試方案難度較大，可能因為下肢肌肉過早出現疲勞無法完成多個等級負荷運動，如，在呼吸交換率（RER）到達1.0前完成的負荷等級數少，將會影響推算FATmax的準確性。研究學者試圖通過降低每級遞增負荷量或起始負荷的一次遞增負荷方式來推測不同人群的FATmax[13-14]。

盡管目前有關FATmax測定方案還未統一，但本研究表明，每2 min逐級遞增負荷運動和不同強度恒定負荷運動方案推算超重/肥胖青年男性FATmax結果具有較高的一致性，但從散點圖（圖2）95%一致性區間和均值偏差可以看出，兩種運動測試方案測得結果存在一定的個體差異。未來的研究有必要進一步優化遞增負荷運動方案，以提高不同個體FATmax評估的準確性。

4 結論

每2 min逐級遞增負荷運動和不同強度恒定負荷運動方案推算超重/肥胖青年男性FATmax結果具有較高的一致性；每2min逐級遞增負荷運動方案能夠較為準確地推算超重/肥胖青年男性FATmnax水平。

[1] ACHTEN J, GLEESON M, JEUKENDRUP A E. Determination of the exercise intensity that elicits maximal fat oxidation[J]. Med Sci Sports Exerc, 2002,34(1):92-97.

[2] BAGGER M, PETERSEN P H, PEDERSEN P K. Biological variation in variables associated with exercise training[J]. Int J Sports Med, 2003,24(6):433-440.

[3] BEN O O, ELLOUMI M, AMRI M,. Impact of diet, exercise end diet combined with exercise programs on plasma lipoprotein and adiponectin levels in obese girls[J]. J Sports Sci Med, 2008,7(4):437-445.

[4] BLAND J M, ALTMAN D G. Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement[J]. Lancet, 1986,1(8476):307-310.

[5] CHENEVIERE X, BORRANI F, SANGSUE D,. Gender differences in whole-body fat oxidation kinetics during exercise[J]. Appl Physiol Nutr Metab, 2011,36(1):88-95.

[6] CHU L, RIDDELL M C, SCHNEIDERMAN J E,. The effect of puberty on fat oxidation rates during exercise in overweight and normal-weight girls[J]. J Appl Physiol (1985), 2014,116(1):76-82.

[7] COHEN J. Statistical power analysis for the behavioral sciences.Hillsdale, NJ：Lawrence Erlbaum Associates, 1998.

[8] CRISP N A, GUELFI K J, LICARI M K,. Does exercise duration affect Fatmax in overweight boys?[J]. Eur J Appl Physiol, 2012,112(7):2557-2564.

[9] CROCI I, HICKMAN I J, WOOD R E,. Fat oxidation over a range of exercise intensities: fitness versus fatness[J]. Appl Physiol Nutr Metab, 2014,39(12):1352-1359.

[10] DANDANELL S, PRAEST C B, SONDERGARD S D,. Determination of the exercise intensity that elicits maximal fat oxidation in individuals with obesity[J]. Appl Physiol Nutr Metab, 2017,42(4):405-412.

[11] DE SOUZA S R, CARLSOHN A, LANGEN G,. Reliability and day-to-day variability of peak fat oxidation during treadmill ergometry[J]. J Int Soc Sports Nutr, 2016,13:4.

[12] DEL C J, HAMOUTI N, ORTEGA J F,. Aerobic fitness determines whole-body fat oxidation rate during exercise in the heat[J]. Appl Physiol Nutr Metab, 2010,35(6):741-748.

[13] HAUFE S, ENGELI S, BUDZIAREK P,. Determinants of exercise-induced fat oxidation in obese women and men[J]. Horm Metab Res, 2010,42(3):215-221.

[14] IPAVEC-LEVASSEUR S, CROCI I, CHOQUETTE S,. Effect of 1-h moderate-intensity aerobic exercise on intramyocell-ular lipids in obese men before and after a lifestyle intervention[J]. Appl Physiol Nutr Metab, 2015,40(12):1262-1268.

[15] LANZI S, CODECASA F, CORNACCHIA M,. Fat oxidation, hormonal and plasma metabolite kinetics during a submaximal incremental test in lean and obese adults[J]. PLoS One, 2014,9(2):e88707.

[16] LANZI S, CODECASA F, CORNACCHIA M,. Short-term HIIT and Fat max training increase aerobic and metabolic fitness in men with class II and III obesity[J]. Obesity (Silver Spring), 2015,23(10):1987-1994.

[17] MEYER T, GASSLER N, KINDERMANN W. Determination of "Fatmax"with 1 h cycling protocols of constant load[J]. Appl Physiol Nutr Metab, 2007,32(2):249-256.

[18] SCHARHAG-ROSENBERGER F, MEYER T, WALITZEK S,. Effects of one year aerobic endurance training on resting metabolic rate and exercise fat oxidation in previously untrained men and women. Metabolic endurance training adaptations[J]. Int J Sports Med, 2010,31(7):498-504.

[19] STEPHENS B R, COLE A S, MAHON A D. The influence of biological maturation on fat and carbohydrate metabolism during exercise in males[J]. Int J Sport Nutr Exerc Metab, 2006,16(2):166-179.

[20] STOA E M, NYHUS L K, BORRESEN S C,. Day to day variability in fat oxidation and the effect after only 1 day of change in diet composition[J]. Appl Physiol Nutr Metab, 2016,41(4):397-404.

[21] TAN S, WANG J, CAO L. Exercise training at the intensity of maximal fat oxidation in obese boys[J]. Appl Physiol Nutr Metab, 2016,41(1):49-54.

[23] ZAKRZEWSKI J K, TOLFREY K. Acute effect of Fatmax exercise on the metabolism in overweight and nonoverweight girls[J]. Med Sci Sports Exerc, 2012,44(9):1698-1705.

Research On Validity of Incremental Load Exercise Protocol Estimated FATmax in Overweight/Obese Young Men

ZHANG Li-ping, ZHANG Lan

Shangdong Sport University, Jinan, 250102, China.

1002-9826(2018)03-0087-05

10.16470/j.csst.201803011

G804.7

Ａ

2017-09-14；

2018-05-07

國家體育總局全民健身研究領域項目（2015B060）；山東省重點研發計劃（2016GSF122009）。

張麗萍,女,碩士,主要研究方向為運動健康促進,E-mail:zhanglp1855@163.com。

章嵐,女,教授,博士,主要研究方向為運動健康促進與運動康復,E-mail：zhanglan_sdty@163.com。