左旋肉堿共軛亞油酸膠囊結合高強度間歇性訓練對肥胖女大學生體質健康狀況的影響研究

何建龍,劉憲哲,張霈

(1.天津體育職業學院 體育保健與康復系,天津 300167;2.天津市體育科學研究所,天津 300167;3.河北工業大學 體育部,天津 300401)

近年來,隨著生活水平的不斷提高,受到不良飲食習慣、缺乏運動量等因素影響,我國超重肥胖人群比例不斷擴大[1]。高校作為教育的主陣地,大學生作為高校的主體,其體質健康狀況逐年下降[1-2],根據相關研究發現,我國超重和肥胖大學生人數呈增長趨勢,已經超過20%[2],成為我國超重肥胖人群的重要組成部分,其狀況不容樂觀。當前關于對肥胖超重大學生進行干預達到減肥目的的研究很多,其中多為對運動方法和醫療手段的研究,雖有一定的效果[3-5],但是容易反彈[6],迫使減肥者采取相對極端手段,如節食[6]、切除部分胃[7-8]等,對學生身體和心理造成巨大危害。面對當前我國大學生嚴峻的體質健康形勢,通過梳理前人研究發現,目前通過運用某種食品或補劑結合適當運動對肥胖大學生進行干預的研究較多。左旋肉堿是人體自身產生的具有促進脂肪氧化的類氨基酸物質,當人體劇烈運動的時候,體內的左旋肉堿不能滿足人體運動需求,此時予以適當補充,可以有效加快脂肪的氧化速率,從而達到安全有效的減肥目的[8-9]。目前國內對于左旋肉堿的研究多集中在單一成分補劑對于減肥的作用研究上,少見聯合共軛亞油酸、茶多酚等其他活性物質對于減肥的疊加效應研究。高強度間歇性訓練是當前較為流行的減肥方式[10],已獲得廣泛關注,主要手段包括TABATA、CROSSFIT等,能夠增強運動人群心肺功能、改善糖脂代謝,提高基礎代謝率。本研究通過左旋肉堿配合共軛亞油酸結合高強度間歇性訓練的多層干預,以達到提高大學生心肺水平、減肥降脂的效果,還為科學制定大學生減肥方法的提供理參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

參照國家學生體質健康標準(2014年修訂)對肥胖的判斷標準[5],身體質量指數(Body Mass Index,BMI)值24～27.9為超重,BMI≥28.0為肥胖。本研究在天津某大學招募BMI值≥28.0的40名女大學生作為實驗對象,隨機分為4組,每組10人,要求受試者身體健康,無心臟病、高血壓高血脂等疾病,實驗前半年無運動損傷、無運動經歷,在知情的情況下自愿參加實驗。同時受試者在實驗期間保持良好的飲食習慣、作息規律,無額外體力活動。每組受試者實驗前各項數據相比較均無顯著性差異(P>0.05)。

1.2 研究方法

1.2.1 運動處方設定

(1)對照組

對照組女大學生服用安慰劑,發放時間和方式各組相同,且遵循原有生活作息規律,并采用區別于高強度間歇性訓練的鍛煉方式參與實驗,為40位受試者均配發同款智能運動手環(華為手環7,深圳華為技術有限公司生產),用以實時監控受試者心率,使各組的受試者運動負荷基本維持一致,按時間節點,全程接受體質指標監控。

(2)安慰劑+高強度訓練組

在實驗期間,每天向受試者發放維生素C膠囊2次[9,11-12],分別在運動前和晚餐前服用,每次4粒,每周訓練5天,每天1小時,受訓時段為:16:30-17:30,共16周。

訓練方案:準備活動10分鐘+40分鐘高強度間歇性訓練+10分鐘拉伸、整理活動。

訓練內容如下:1)TABATA(開合跳、高抬腿、弓箭步跳、四方位跳躍、波比跳等訓練動作,組內:完成動作20秒,休息10秒;組間:休息2分鐘,共10組);2)CROSSTIT(站繩、快推、壺鈴揮擺、高翻、下蹲、土耳其舉等訓練動作,組內:完成動作30秒,休息30秒;組間:休息2分鐘[10])。

運動強度:訓練心率=心率儲備×(75%～85%)+靜止心率,范圍區間為140次/分鐘～160次/分鐘[2]。

(3)補充左旋肉堿共軛亞油酸膠囊組

實驗以左旋肉堿共軛亞油酸膠囊作為運動營養補劑,選擇北京康比特體育科技股份有限公司的左旋肉堿膠囊(48 g/瓶,400 mg/粒×120粒),該產品已通過ISO9001:2009質量體系認證,且符合食品安全體系(FSSC)22000認證,屬于符合我國保健食品類別法規的合規產品。

受試者每天服用2次左旋肉堿共軛亞油酸膠囊,早晚各1次,每次4粒,每粒400 mg,共16周,且遵循原有生活作息規律,并采用區別于高強度間歇性訓練的鍛煉方式參與實驗,遵循原有生活作息規律,保證試者運動負荷基本維持一致,按時間節點,全程接受體質指標監控。

(4)補充左旋肉堿共軛亞油酸膠囊+高強度訓練組

受試者補劑服用方法同左旋肉堿共軛亞油酸膠囊組,訓練方案同高強度訓練組。

1.2.2 測試指標

主要測試實驗前后受試者身體成分指標:身高、體重、體脂率、腰臀比、肩胛下角皮褶厚度、腹部皮褶厚度、大腿皮褶厚度;常規指標:肺活量;血脂指標:總膽固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triacylglycerol,TG)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterin,LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterin,HDL-C)、胰島素(insulin,INS)、瘦素(leptin,LEP)[11-14]。

1.2.3 測試儀器與方法

(1)測試儀器:美國諾伊特Indody 720體成分測試儀測試指標包括身高、體重、體脂率、腰臀比;芬蘭LANCE皮褶卡鉗測試指標包括肩胛下角皮褶厚度、腹部皮褶厚度、大腿皮褶厚度;科瑞RXF-103智能電子高精度肺活量測試儀測試肺活量指標;麥森醫療URIT-8020全自動生化分析儀測試TC、TG、LDL-C、HDL-C;LEP:放射免疫法,試劑盒由上海源葉生物科技有限公司提供;INS:放射免疫法,試劑盒由原子高科股份有限公司提供。

(2)測試方法:全部受試者于實驗開始前1天和實驗最天清晨空腹在實驗室進行相關指標測定。體成分和皮褶厚度測試由經過嚴格培訓的體育專業研究生操作;血樣樣本各項指標由校醫務室護士完成采集。血液樣本于37°C放置1小時,以3 500轉/分鐘,離心20分鐘,取血清,置于-20℃冰箱中待測。

另,實驗過程中每周五早晨6:00開始進行體重測量,測試結果用于根據受試者訓練情況進行實驗方案的實時動態調整。

1.2.4 統計學分析

對前后的測試數據均采用SPSS20.0 數據軟件進行數據統計分析,不同組間的各指標的比較采用獨立樣本T檢驗,組內指標實驗前后比較采用配對T檢驗,以P< 0.05為差異具有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 實驗前后對肥胖女大學生身體成分及肺活量影響

如表1所示,16周實驗后,對照組10名肥胖女大學生身體成分和肺活量等指標數據變化均無顯著性差異。單純服用左旋肉堿共軛亞油酸膠囊的肥胖女大學生在實驗后BMI、體脂率等雖略有下降,但無顯著性差異。服用安慰劑配合高強度間歇性訓練組肥胖女大學生實驗后數據與實驗前相比呈現出明顯變化,其中BMI、體脂率、腰臀比、腹部和大腿皮褶厚度以及肺活量數據與實驗前相比差異顯著(P< 0.05),研究提示高強度間歇性訓練對于肥胖女大學生減脂有效[10],但肩胛下角皮褶厚度變化不明顯(P> 0.05),顯示高強度間歇性訓練對于軀干局部減脂作用不明顯。服用左旋肉堿共軛亞油酸膠囊配合高強度間歇性訓練組的肥胖女大學生數據實驗前后呈現極其顯著變化,其中BMI、體脂率、腰臀比、肩胛下角皮褶厚度、腹部及大腿皮褶厚度相關數據差異非常顯著(P< 0.01);與安慰劑配合高強度間歇性訓練組數據比較發現,腰臀比和腹部皮褶厚度兩項指標差異非常顯著(P< 0.01),BMI、體脂率及大腿皮褶厚度差異顯著(P< 0.05)。肺活量指標實驗前后以及與對照組實驗后數據相比差異顯著(P<0.05),但與安慰劑配合高強度間歇性訓練組差異不明顯,提示左旋肉堿共軛亞油酸膠囊配合高強度間歇性訓練與高強度間歇性訓練相比,肺活量提升不明顯。

表1 實驗前后身體形態指標及肺活量變化統計(

2.2 實驗前后對肥胖女大學生血脂指標影響

本研究以服用左旋肉堿和共軛亞油酸配合高強度間歇性訓練的方式,探討不同組別肥胖女大學生的血脂指標情況,實驗前后,服用安慰劑配合高強度間歇性訓練組肥胖女大學生的TG、TC和LDL-C等指標差異顯著(P< 0.05),與對照組相比,同樣具有顯著性差異(P< 0.05)。單純服用左旋肉堿共軛亞油酸膠囊組,實驗前后TC和HDL-C差異顯著(P< 0.05),并與對照組相比,同樣具有顯著性差異(P< 0.05)。服用左旋肉堿共軛亞油酸膠囊配合高強度間歇性訓練組的肥胖女大學生血脂指標變化明顯,其中TC、HDL-C和LDL-C組內差異和組間差異均非常顯著(P< 0.01),尤其是TC在左旋肉堿共軛亞油酸和高強度訓練的雙重作用下,下降了0.49 mmol/L,效果極其顯著。另TG含量組內差異顯著(P< 0.05),但與服用安慰劑配合高強度間歇性訓練組相比,差異并不具有顯著性,說明左旋肉堿共軛亞油酸對于降低人體TG含量作用不明顯(見表2)。

表2 實驗前后血脂指標變化統計表(

2.3 實驗前后對肥胖女大學生瘦素、胰島素指標影響

本研究中,左旋肉堿共軛亞油酸與高強度間歇性運動的疊加效果對于正處于減肥期的女大學生具有非常顯著的效果(表3所示)。服用安慰劑結合高強度間歇性訓練組與服用左旋肉堿結合高強度間歇性訓練組的肥胖女大學生在實驗后瘦素、胰島素含量均大幅度降低,且差異非常顯著(P<0.01),但二者相比,服用了左旋肉堿共軛亞油酸的肥胖女大學生瘦素、胰島素降低幅度更加明顯(P<0.01)。

表3 實驗前后瘦素、胰島素體內含量變化情況統計

3 討 論

3.1 實驗干預對肥胖女大學生身體成分及肺活量影響

在過去的20年里,我國肥胖成年人的數量增加了近兩倍[1-2],大學生群體過早的出現因肥胖導致的健康問題,如高血壓、Ⅱ型糖尿病、心血管疾病、某些類型的癌癥和社會心理并發癥等[15],需盡早干預。本研究以左旋肉堿共軛亞油酸膠囊飲食干預聯合高強度間歇性訓練,對肥胖女大學生進行肥胖控制,旨在為科學制定大學生減肥方法提供理論參考和依據。結果顯示:左旋肉堿共軛亞油酸膠囊+高強度間歇性訓練組肥胖女大學生實驗前后測試結果呈現極其顯著變化,其中身體質量指數(BMI)、體脂率、腰臀比、肩胛下角皮褶厚度、腹部及大腿皮褶厚度、肺活量相關數據差異非常顯著(P< 0.01)。這與Bogataj等人的關于學生減肥的研究一致,他們報告了在對超重中學女生進行8周的高強度間歇性訓練和營養干預后減肥效果顯著[16]。另外,經過12周的高強度間歇性訓練聯合飲食干預,Plavsic等人報道肥胖少女的身體質量指數和體脂率顯著降低[17]。但與本研究不同的是,一些研究報告稱高強度間歇性訓練干預后肥胖兒童的身體成分沒有變化,并指出對身體成分沒有影響是由于干預時間短(僅為12周)[18-19]。相比之下,Carbone和他的同事們認為這一結果是由于飲食干預沒有改變,而不是干預的總時間短所導致的[20]。而Rudolph G等人的研究成果揭示了口服8周的左旋肉堿膠囊結合規律散步,不能使體重、肝臟脂肪量降低[9];Samimi等人的研究表明,連續12周補充250 mg/天左旋肉堿不能改善肥胖多囊卵巢綜合征婦女的TG、TC、LDL-C和HDL-C[21]。本研究通過不同分組對比,單純服用左旋肉堿共軛亞油酸膠囊,對女大學生減肥效果不顯著,服用安慰劑+高強度間歇性訓練,能一定程度提升減肥效果,但在左旋肉堿共軛亞油酸膠囊+高強度間歇性訓練雙重干預下,肥胖女大學生的身體成分變化非常顯著,減肥效果更加明顯,這可能與左旋肉堿和共軛亞油酸的生理作用機制相關,左旋肉堿通過調控線粒體內的肉堿脂酰轉移酶、脂酰肉堿移位酶和長鏈脂肪酸脂酰肉堿等物質活性,通過酰基化反應,脂解長鏈脂肪酸,使其進行β-氧化,促進脂肪轉化為能量;共軛亞油酸可以降低脂蛋白脂酶的活性并且增加與脂肪酸β-氧化相關酶的數量,脂肪酸β-氧化相關的酶的數量的增加則會使脂肪酸的代謝速率提高,二者協同作用,可有效提高人體減脂速率,但單純只是使脂肪組織快速分解,不進行有效的運動訓練,會降低脂肪酸轉運進入線粒體相關協同酶活性降低,導致脂肪酸在血液中快速累積,使血脂升高,三羧酸循環由于底物匱乏受阻,人體基礎代謝率下降,從而降低減肥效果,甚至不起作用[22-25]。因此,在身體形態指標上,雙重干預作用下的肥胖女大學生,減肥效果明顯。

另外,本研究還顯示,左旋肉堿共軛亞油酸膠囊+高強度間歇性訓練組肥胖女大學生相較于其他組別受試者,在身體質量指數均顯著下降的情況下,本組受試者腰臀比也顯著減小,有證據表明,腰臀比代表腹部脂肪累積程度,過多的腹部脂肪堆積是導致內臟脂肪組織增多的顯著誘因,會增加心血管疾病的風險,影響認知功能和大腦健康[26]。在本研究中,上述身體成分指標顯著下降的主要原因可能是在高強度運動刺激下,左旋肉堿和共軛亞油酸能夠對過氧化物酶體增殖物激活受體產生疊加作用,加速呼吸鏈解偶聯蛋白和肉堿棕櫚酰轉移酶-1(carnitine palmitoy transferase 1,CPT1)表達,從而加速內臟脂肪,特別是肝臟脂肪氧化分解,最終實現幫助腹部脂肪降低的效果[27-29]。同時,經過高強度間歇性訓練,受試者心肺能力有所增強,提升了肥胖女大學生的運動水平。

3.2 實驗干預對肥胖女大學生血脂指標影響

本研究中,左旋肉堿共軛亞油酸膠囊+高強度間歇性訓練組肥胖女大學生血脂指標變化明顯,其中TC、HDL-C和LDL-C組內差異和組間差異均非常顯著(P< 0.01),尤其是TC在左旋肉堿共軛亞油酸和高強度間歇性訓練的雙重作用下,下降了0.49 mmol/L,效果極其顯著。

多項研究表明[13-14,18,30],長期有規律的運動能使血脂代謝維持高效穩態平衡,降低TG、TC在血液中總量,使HDL-C和LDL-C保持適宜濃度,并通過補充左旋肉堿共軛亞油酸,增強肌纖維線粒體中呼吸酶活性,強化脂肪酸酰基氧化分解,促進脂肪代謝,增強骨骼肌纖維募集水平及生理橫斷面積,使脂蛋白酶(lipoprotein lipase,LPL)數量和活性增強[17],進而加快磷脂和載脂蛋白分離轉移速率,提升富含TG的脂蛋白水解速率,最終提高HDL-C含量,使人體血脂指標維持正常水平。高強度間歇性訓練的特點是以較高的運動強度,將訓練內容劃分為不同模塊,采用循環訓練方法,用較短的時間完成不同模塊訓練內容,通過短間歇緩解疲勞和不適,在Jewiss等人的研究中發現,在能量消耗基本一致的情況下,高強度間歇性訓練對于改善肥胖人群血管內皮功能、降低內臟脂肪比持續中低強度運動效果要好[31],而且間歇運動訓練在降低健康人群的胰島素、血糖,提高胰島素敏感性,改善高血壓發病機制中的血液動力學[32]、代謝以及內分泌因素[33]等方面,效果同樣好于相同能量消耗的持續運動訓練。Jong-Yeon等人的研究顯示[34],對于健身和減肥而言,進行高強度間歇訓練干預后,主動肌群CPT1活性增加,與久坐人群相比,高強度間歇性訓練后的肌肉中CPT1的含量要高出25%,肌肉中丙二酰輔酶a脫羧酶(一種降解CPT1抑制劑丙二酰輔酶a的酶)的活性/表達通過訓練而增加[35]。此外,高強度間歇性訓練導致肌肉線粒體容量的增加[24-25],這將大大加快脂肪氧化速率,使TC含量下降,但這與控制線粒體內β-氧化產生長鏈縮短的酰基輔酶a及其酰基肉堿衍生物酶作用機制不同,其容量增加會使CPT1不受氧化磷酸化和伴隨的線粒體內NAD+/NADH狀態變化的調節,使血漿長鏈脂肪酸脂酰肉堿急劇降低,加速減脂效果。

3.3 實驗干預對肥胖女大學生瘦素及胰島素水平影響

瘦素是由脂肪組織分泌的,具有調控生物進食行為和新陳代謝的激素,其主要作用于中樞神經,當血清中的瘦素含量降低時,人體體脂含量也隨之降低,是體脂降低的重要信號,Kang、Klok及張海利等研究認為[30,36-37],長期的適當運動能夠降低血清瘦素含量;同樣對于左旋肉堿能夠降低體內瘦素含量,目前也得到多位學者的證實[22-25]。本研究所得結論與上述學者保持一致,左旋肉堿共軛亞油酸膠囊+高強度間歇性訓練組肥胖女大學生在實驗后瘦素含量大幅度降低,且差異非常顯著(P< 0.01),說明在本實驗的雙重干預下,肥胖女大學生減肥成果顯著。

胰島素是體內唯一降糖激素,長期運動有助于降低胰島素水平,促進其他激素脂解作用,增強人體對于胰島素的感知活性,降低糖尿病風險[38]。在本研究中,在高強度間歇性訓練的刺激下,相比于服用安慰劑的受試者,服用了左旋肉堿共軛亞油酸膠囊的肥胖女大學生瘦素、胰島素降低幅度更加明顯(P< 0.01),在一定程度上證明了服用左旋肉堿共軛亞油酸在降低肌纖維對胰島素的抵抗上,有顯著作用,與徐穎[39]和Giuseppe[40]等學者的研究一致。

4 結 論

綜上所述,與其他減肥方式相比,補充左旋肉堿共軛亞油酸膠囊聯合高強度間歇性訓練能夠顯著改善肥胖女大學生心肺功能、降低身體成分,降低體脂率和血脂率、降低瘦素和胰島素水平,是肥胖女大學生減肥降脂、預防肥胖、保持苗條身材的理想選擇,是一種科學、安全、有效的健康干預方式,可以進一步推廣。