離心訓(xùn)練對(duì)青少年肥胖影響的研究進(jìn)展①

王卓然

(曲阜師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院 山東曲阜 273165)

據(jù)調(diào)查，全球大約80%肥胖的青少年到青年體重不會(huì)下降。體育活動(dòng)與飲食策略相關(guān)，被證明是預(yù)防和治療肥胖癥的有效機(jī)制，但是超重的人群內(nèi)臟器官（肌肉、呼吸、心臟功能）還是會(huì)受到脂肪過(guò)多帶來(lái)的危害，從而降低他們訓(xùn)練計(jì)劃的預(yù)期效果。到目前為止，大多數(shù)肥胖人群采用普通訓(xùn)練的體育鍛煉方式進(jìn)行減肥，大部分以向心訓(xùn)練為主，但很少研究離心訓(xùn)練對(duì)肥胖人群的影響。離心訓(xùn)練，特別是持續(xù)適度的負(fù)荷離心訓(xùn)練，對(duì)于超重和肥胖患者來(lái)說(shuō)是一種潛在的鍛煉方式，因?yàn)殡x心訓(xùn)練引起的大多數(shù)代謝和生物效應(yīng)在這些肥胖的受試者中比瘦受試者高。該文旨在探究離心訓(xùn)練對(duì)肥胖人群的影響，分別從胰島素抵抗、身體成分、肌肉力量等方面內(nèi)容進(jìn)行總述，以便深入了解離心訓(xùn)練更利于改善肥胖。

1 離心運(yùn)動(dòng)概念

在日常生活中，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的控制下，人們可以通過(guò)肌肉的收縮或舒張來(lái)實(shí)現(xiàn)某一動(dòng)作。在Pe?ailillo的實(shí)驗(yàn)中，11名未經(jīng)訓(xùn)練的男性（27.1±7.0歲）進(jìn)行了10min的向心循環(huán)和離心循環(huán)（60轉(zhuǎn)/min），比較了離心與向心循環(huán)運(yùn)動(dòng)在同一工作負(fù)荷下的肌腱行為、肌肉氧合和肌肉活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)與向心循環(huán)相比，離心循環(huán)的代謝成本較低，主要是由于每輸出扭矩的肌肉激活水平較低。也就是說(shuō)，離心運(yùn)動(dòng)是以消耗靜息能量為主，產(chǎn)生較大的肌肉力量。離心訓(xùn)練與向心訓(xùn)練相比，以相同的機(jī)械功率進(jìn)行離心循環(huán)訓(xùn)練，離心訓(xùn)練會(huì)產(chǎn)生較大的肌力，消耗較低的能量，即降低了代謝需求。

離心訓(xùn)練所產(chǎn)生的肌肉力學(xué)功能和生理應(yīng)變會(huì)導(dǎo)致肌肉機(jī)械功能的增強(qiáng)和肌腱單位形態(tài)的改變。然而，大量研究表明，一次不習(xí)慣的離心運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了骨骼肌肉損傷,其癥狀表現(xiàn)為肌肉酸痛、力量減弱、觸壓痛等，而重復(fù)前一次同樣的或相似的離心運(yùn)動(dòng)，其損傷癥狀大幅度減輕,因而稱(chēng)為重復(fù)運(yùn)動(dòng)效應(yīng) (the repeated bout effect)。

2 離心訓(xùn)練對(duì)胰島素抵抗的影響

由于營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩和能量消耗減少的反應(yīng)，導(dǎo)致肥胖，這一反應(yīng)與脂肪細(xì)胞增生和肥大密切相關(guān)。脂肪細(xì)胞釋放的脂肪酸進(jìn)入血液循環(huán)，游離的脂肪酸可用于合成復(fù)雜的脂質(zhì)分子，也可用于不同組織的氧化。當(dāng)這兩種代謝途徑趨于飽和時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的游離脂肪酸及其代謝產(chǎn)物增加，導(dǎo)致骨骼肌和肝臟容易造成脂肪堆積和胰島素抵抗的發(fā)生。

2.1 離心訓(xùn)練對(duì)脂肪因子的影響

體內(nèi)不能被氧化的脂質(zhì)（即脂蛋白脂酶、肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)酶和檸檬酶合成酶的降低）似乎是影響肥胖的重要因素之一，脂肪氧化水平降低與體重增長(zhǎng)有著密切的關(guān)系。根據(jù)實(shí)踐研究，運(yùn)動(dòng)可以改善肥胖個(gè)體的氧化功能。肥胖當(dāng)然是一種病因上的異質(zhì)性疾病，其中涉及多種致病因素。胰島素抵抗是肥胖人常見(jiàn)的代謝紊亂，極容易導(dǎo)致血脂異常。

運(yùn)動(dòng)可通過(guò)調(diào)節(jié)炎性因子的表達(dá)和免疫細(xì)胞的功能來(lái)抑制骨骼肌炎癥反應(yīng)，改善骨骼肌胰島素抵抗。同時(shí)在Chen的實(shí)驗(yàn)中，將健康老人（60～76歲）隨機(jī)分為離心訓(xùn)練組和向心訓(xùn)練組，每周進(jìn)行30～60次膝伸肌向心或離心收縮，在12周內(nèi)，離心訓(xùn)練的強(qiáng)度逐漸從最大向心強(qiáng)度的10%增加到100%，向心訓(xùn)練的強(qiáng)度從50%增加到100%，在訓(xùn)練前和訓(xùn)練后4天進(jìn)行結(jié)果測(cè)量。結(jié)果顯示，在離心訓(xùn)練后胰島素敏感性提高（P＜0.05），離心訓(xùn)練后空腹三酰甘油、總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇的下降幅度明顯大于向心訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，高密度脂蛋白膽固醇僅在離心訓(xùn)練后升高。在Wei的研究中，對(duì)高脂飲食的肥胖大鼠進(jìn)行8周中等強(qiáng)度的離心訓(xùn)練與低脂飲食的結(jié)合狀態(tài)下，促進(jìn)了體內(nèi)糖脂代謝，顯著地改善了葡萄糖的耐糖量和血脂水平，促進(jìn)了肥胖體重的減輕。

2.2 離心訓(xùn)練與促炎性脂肪因子

巨噬細(xì)胞可以被激活為兩種類(lèi)型，包括促炎M1巨噬細(xì)胞和抗炎M2。在肥胖引起的胰島素抵抗，巨噬細(xì)胞M1的促炎性和巨噬細(xì)胞M2的抗炎對(duì)脂肪組織的炎癥反應(yīng)起到了重要的作用。在朱翠松的綜述中，巨噬細(xì)胞在趨化因子、炎性因子和游離脂肪酸等因素的調(diào)節(jié)下，巨噬細(xì)胞內(nèi)炎性相關(guān)信號(hào)通路被激活，促使細(xì)胞向M1型巨噬細(xì)胞極化。中等強(qiáng)度的離心運(yùn)動(dòng)和飲食限制反而抑制了M1的激活，以及促進(jìn)炎細(xì)胞因子MCP1和TNF—α的分泌，同時(shí)也促進(jìn)了局部巨噬細(xì)胞M2的激活。適宜強(qiáng)度下的離心訓(xùn)練能夠抑制M1巨噬細(xì)胞的極化，促進(jìn)M2巨噬細(xì)胞的激活，而改善胰島素的抵抗。

3 離心訓(xùn)練對(duì)身體成分的影響

身體成分的評(píng)估取決于用于獲取瘦體重和胖體重的評(píng)估模型。研究人員使用先進(jìn)的技術(shù)，如雙能X射線吸收法（DXA）、計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）和磁共振成像（MRI），精確地量化這兩種方法全身和節(jié)段體成分站點(diǎn)。肌肉力量測(cè)量、肌肉橫截面積的測(cè)量和大腿瘦質(zhì)量的DXA評(píng)估密切相關(guān)。所以肌肉力量的測(cè)量被認(rèn)為是一種可靠的瘦質(zhì)量間接測(cè)量方法，并得到廣泛研究 。離心訓(xùn)練前后對(duì)身體成分的直接測(cè)量通常顯示，在各年齡段的健康受試者及慢性病患中，瘦質(zhì)量和體積均有所改善。在丁遠(yuǎn)臺(tái)等人的Mate分析中發(fā)現(xiàn)，休閑足球運(yùn)動(dòng)可以使靜息心率和瘦體重、脂肪團(tuán)得到明顯的下降。靜息狀態(tài)的能源消耗（REE）占個(gè)人日常能源消耗的60%～70%，重要的是運(yùn)動(dòng)后靜息狀態(tài)的能源消耗的增加對(duì)體重的降低有明顯的促進(jìn)作用。這可能與重復(fù)回合效應(yīng)有關(guān)（即初次離心訓(xùn)練可能引起肌肉損傷，再進(jìn)行離心訓(xùn)練肌肉損傷明顯減少），也就是需要更多的能量修復(fù)肌原纖維損傷和支持肌肉肥大的炎癥過(guò)程。離心訓(xùn)練后靜息狀態(tài)能量消耗的增加用來(lái)修復(fù)肌肉的損傷與再生，對(duì)體重的調(diào)節(jié)有顯著的影響。在運(yùn)動(dòng)后能量消耗增加可能是與肌原纖維的修復(fù)有關(guān)，所以在實(shí)驗(yàn)中做干預(yù)時(shí)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度應(yīng)呈多次逐漸遞增。

4 離心訓(xùn)練對(duì)肌肉力量的影響

最近的一項(xiàng)Mate分析結(jié)果顯示，所觀察到的股四頭肌力量的增加更為重要，該分析強(qiáng)調(diào)肥胖兒童的下肢表現(xiàn)比瘦的同齡人有所下降，離心訓(xùn)練在很大程度上是以特定模式進(jìn)行的，能使肌肉力量得到更大的提高。在Julian的研究中，在中度負(fù)荷ECC循環(huán)后，全身瘦體重（3.5%）和腿部瘦體重百分比（3.0%）的增加與眾所周知的骨骼肌對(duì)骨骼肌的能力是一致的修復(fù)和再生響應(yīng)ECC運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致肌肉肥大。在肌肉拉長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)，肌肉力量往往是最高的。由于這種力量的增加與LM的增加沒(méi)有顯著的相關(guān)性，并且考慮到ECC組訓(xùn)練后相對(duì)于腿部LM的峰值扭矩明顯更高，因此可能存在LM以外的因素。

經(jīng)過(guò)研究證明，離心訓(xùn)練所產(chǎn)生的肌肉力學(xué)功能和生理應(yīng)變會(huì)導(dǎo)致肌肉機(jī)械功能的增強(qiáng)和肌腱單位形態(tài)的改變。首先，肌電圖反映了訓(xùn)練后肌肉的電刺激，這與募集的運(yùn)動(dòng)單位的數(shù)量和大小（即I型和II型）、運(yùn)動(dòng)單位的放電率和同步型有關(guān)。基于使用抽搐內(nèi)插技術(shù)發(fā)現(xiàn)，在未經(jīng)訓(xùn)練的受試者進(jìn)行單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)，等長(zhǎng)MVC期間的運(yùn)動(dòng)單位激活可能是最大的。而在未經(jīng)訓(xùn)練的受試者在離心收縮時(shí)，最大運(yùn)動(dòng)異常活動(dòng)通常被抑制，這表明運(yùn)動(dòng)單位的放電率有助于力量的增加。

在過(guò)去的10年里，有更多的研究關(guān)注多種免疫細(xì)胞類(lèi)型與肌肉相互作用的含義，并強(qiáng)調(diào)衛(wèi)星細(xì)胞在一輪肌肉再生過(guò)程中不可否認(rèn)的作用。但是，現(xiàn)在人們已經(jīng)很好地接受了炎癥階段對(duì)于肌肉EIMD的功能恢復(fù)是至關(guān)重要的，離心運(yùn)動(dòng)的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致衛(wèi)星細(xì)胞的含量增加、招募和遷移，從而導(dǎo)致肌肉肥大。一旦被離心機(jī)械刺激激活，衛(wèi)星細(xì)胞就會(huì)產(chǎn)生成肌細(xì)胞，增殖并融合到現(xiàn)有細(xì)胞中，從而增加每個(gè)細(xì)胞的肌核數(shù)目。肌肉修復(fù)與涉及基因調(diào)控、生長(zhǎng)和膜合成的新轉(zhuǎn)錄程序相關(guān)。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，面對(duì)如此嚴(yán)峻的青少年肥胖問(wèn)題，其應(yīng)該重視身體生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，科學(xué)合理膳食，進(jìn)行科學(xué)的鍛煉。研究發(fā)現(xiàn)，ECC訓(xùn)練對(duì)增加瘦體重，減掉脂肪是有利的。離心訓(xùn)練，特別是持續(xù)適度的負(fù)荷離心訓(xùn)練，對(duì)于超重和肥胖患者來(lái)說(shuō)是一種潛在的鍛煉方式，因?yàn)殡x心訓(xùn)練引起的大多數(shù)代謝和生物效應(yīng)在這些肥胖的受試者中比瘦受試者高，考慮到ECC運(yùn)動(dòng)的脂肪氧化，促進(jìn)胰島素敏感性，同時(shí)考慮到能量消耗和肌肉力量的產(chǎn)生，離心訓(xùn)練比向心訓(xùn)練更有效率。因此，該文根據(jù)一些研究離心訓(xùn)練和向心訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)條件確定離心訓(xùn)練這種運(yùn)動(dòng)方式，所以在制定肥胖和超重的運(yùn)動(dòng)處方時(shí)要根據(jù)各個(gè)運(yùn)動(dòng)的條件。需要注意的是，在改善肥胖方面離心訓(xùn)練優(yōu)于向心訓(xùn)練，所以在不造成肌肉損傷的條件下安排合理的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)動(dòng)作，離心訓(xùn)練更有利于肥胖人群減肥，可實(shí)施推廣。