不同运动方式对肥胖青少年运动效果及血脂和肝脏功能的影响

不同运动方式对肥胖青少年运动效果及血脂和肝脏功能的影响

随着青少年肥胖发病率的迅速增加和各种心血管疾病的发生，青少年的健康成长已成为全社会的中心。运动作为有效的减肥方法已得到肯定。只有将减肥过程中的很多影响因素和问题考虑周到、全面,才能达到安全有效。肥胖症患者本身存在脂肪代谢紊乱,采用有氧运动减肥时,由于外周脂肪组织分解增加,游离脂肪酸形成增多,进入肝脏的脂肪酸增加,使肝脏内甘油三酯形成增多,而且脂肪代谢产物会增加肝脏负担。有研究表明,长时间大强度耐力运动可引起肝细胞脂肪浸润,甚至发生纤维化。肥胖青少年大多并发脂肪肝,运动减肥多采用长时间中低强度有氧运动,对脂肪肝的影响及其程度有待进一步研究。本研究通过为56名青少年肥胖患者制定科学安全的饮食计划和运动处方,观察其4周中低强度有氧运动结合饮食控制后血脂、肝功能及脂肪肝程度等的变化,评价减肥效果并分析中低强度有氧运动对肝脏功能的影响,为科学开展肥胖儿童青少年运动减肥提供实验依据。1对象和方法1.1受试对象的选择以体质指数(BMI)≥24为超重,≥28为肥胖为标准,来自2007年上海巅峰暑期减肥夏令营的56名9~19岁(男26名,女30名)肥胖儿童青少年为受试对象。所有受试者及其家长在实验前均签署知情同意书。受试者一般身体状况见表1。1.2学习方法1.2.1研究对象的运动能力、基础代谢与行为特征以封闭式夏令营的形式对研究对象进行管理。入营前调查饮食、运动习惯及疾病史,根据每个研究对象的运动能力、基础代谢和超重程度制定运动处方和营养处方。实验前进行跑台递增负荷运动试验。记录安静状态12导联心电图后,跑台速度以2、4、6、8km/h逐级递增,每级持续2min,中间休息1min,记录运动后即刻心电图,观察心脏对前一级运动负荷的承受能力。运动心电图测定使用改良的Ⅰ导联,站立测定,采用标准肢体Ⅰ导联的导联方式,左手电极置于左侧V5位置,右手电极置于右侧相当于V5的对称位置上。以出现心率达到最高心率的80%、心电图异常或受试者有不良体征、不能坚持三项中任意一项作为终止实验的指征。测试完毕,根据第二、三级负荷对应的心率和呼吸商将研究对象分为三组:心率和呼吸商变化特别快,且第三级负荷心率较高的,表明运动能力差,为低强度组;心率和呼吸商变化较平稳,且第三级负荷心率相对较低的,表明运动能力相对好些,为中等强度组;剩下的为中低强度组。运动强度以心率为监测指标,目标心率为心率储备的20~40%。根据研究对象年龄和运动负荷试验结果计算此强度区间的心率为102~144次/分。中等强度组运动目标心率为126~144次/分,中低强度组为114~126次/分,低强度组为102~114次/分。研究对象每天早晨6点半起床,进行1个小时晨练。根据循序渐进的原则,运动强度逐渐增加至目标心率,运动时间也逐渐延长。每次运动分为准备、运动和整理三部分,上、下午分别进行1.5~2.5h运动,每次运动保证准备活动15~20min,整理活动5~10min。运动项目以容易控制强度,能长时间持续,具有一定趣味性,简单、易学,肥胖孩子乐于参加作为选择标准,并参考场地及天气因素,选择了游泳、慢跑、乒乓球、羽毛球、有氧健身操和体育游戏等。晚上主要以看电影或体育游戏为主,时间一般为1~2小时,休息时间为22时。每周三为外出旅游日,不另外安排运动。按运动分组情况,为每6名对象配备1名生活指导员,负责其生活起居,并监督减肥过程中研究对象的参与积极性。每个运动项目设1名主教练和1名辅助教练,主教练负责课程的内容安排和组织,辅助教练在上课过程中负责运动强度的监控。另外,每堂运动课现场都有1~2名医务人员,负责运动过程中的医务监督和对运动损伤的紧急处理。根据性别、年龄、身高、体重,计算每位研究对象的基础代谢,以保证其正常基础代谢热量供应为原则,运动消耗能量尽量由其自身有氧运动分解脂肪供能为主,以达到减脂的目的。结合夏令营总人数及运动分组情况,将56名研究对象的基础代谢量从高到低排列,平均分成3组,根据每组基础代谢量平均值确定其每日的热量摄入,分别为1800kcal、1600kcal和1400kcal。该摄入量随4周运动计划和研究对象体重的变化进行适当调整。三大营养物质供应比例分别为碳水化合物55~65%,蛋白质20~25%,脂肪15~20%,并保证维生素、无机盐和微量元素以及水的供应量。早、中、晚三餐热量比为3:4:3。采用体表面积计算基础代谢率,参照赵松山提出的适合中国人的体表面积计算公式,体表面积(m2)=0.00659×身高(cm)+0.0126×体重(kg)-0.1603。根据计算的体表面积,按年龄、性别查表得到相应的基础代谢率,以1天睡眠8小时、清醒16小时计算基础代谢量,其中,睡眠能量消耗按90%基础代谢量计算。1.2.2试验方法和测试时间体质指标:身高、体重、BMI、体脂率测量均使用日本产combifitnessstation体成分仪。受试者仅穿贴身衣物赤脚站立于仪器底部,双脚分开与肩同宽,身体直立,目视前方。仪器自动测出受试者身高、体重和体脂率。测试时间为入营次日和出营前日晨起空腹抽血后。肝脏B超:用美国HP5500彩色超声诊断仪,选用S4超宽变频相控阵探头,探头频率2~4MHz。检查部位选择肝右叶前1/3和肝右叶后1/3。测试时间为入营次日和出营前日。前后两次均为同一检测人员检查,以减少人为误差。1.3统计学指标使用SPSS11.5软件包将研究对象实验前后不同性质的结果数据进行配对样本t检验或卡方检验。计量指标以均数±标准差表示。肝功能指标参考范围较大,个体差异(标准差)也大,在正常范围内的变化无统一方向性,不宜用配对计量资料比较,故采用配对计数资料的卡方检验。P<0.05表示显著性差异,P<0.01表示非常显著性差异。2结果2.1体重和体脂量表2显示,4周后,男、女肥胖青少年体重下降幅度分别为8.7kg、6.5kg,占实验前体重的10.8%、9.1%。体脂量分别下降9.0kg、8.0kg,大于体重的减少量。BMI和体脂率接近正常范围。2.2fbg、fins测定表3、表4显示,4周后研究对象血脂状况均有所改善。男、女HDL-C均有一定程度升高,其中男性变化非常显著。实验前后FBG均在正常范围内,实验前FINs均值均超出正常范围,4周实验后大幅下降,恢复至正常,前后比较有非常显著差异。男、女指标异常例数分别从15例、14例减少到0例和4例。男、女指标TC异常例数分别从3例和1例减少至0例,6例TG异常全部转为正常,实验前男性LDH-C异常1例,4周后恢复正常。2.3alt和降异性检验因肝功能无性别差异,且异常例数较少,故将男、女合并作为总体进行统计学分析。表5显示,实验前,ALT和GGT异常例数为11例、9例,4周后减少到5例、1例,差异有统计学意义(P=0.031;P=0.021)。而AST异常例数变化无统计学意义(P=0.250)。数据显示男性肥胖青少年肝功能异常多于女性。2.4改善两组患者实验前后检出率比较表6显示,实验前,全部受试对象共检出脂肪肝38例,检出率为67.9%,4周后,检出脂肪肝19例,检出率为33.9%,实验前后比较有显著性差异(P=0.000)。男性受试者脂肪肝从实验前的23例减少到11例,前后比较有显著性差异(P=0.000),女性受试者脂肪肝从实验前的15例减少到8例,前后比较亦有显著性差异(P=0.016)。3讨论3.1运动结合饮食健身能提高单位脂肪组织和血脂指标有氧运动时,糖、脂肪和蛋白质三大营养物质同时供能,仅时段及比例不同。随着时间的延长,脂肪供能比例逐渐升高。供能的脂肪主要是血液游离脂肪酸(FFA),长时间运动时,脂肪组织贮存的甘油三酯(TG)经脂肪动员后生成FFA并经血液转运至肌肉内分解供能。脂肪组织血流量对脂肪酸的动员相当重要。长时间中等强度运动开始的10min内,脂肪酸动员增加不明显,当运动持续30min左右时,脂肪酸动员才显著增加,供能作用也明显增大。因此,有氧减肥运动的单次运动时间足够长,才能达到利用脂肪供能的目的。这一过程不仅使血液FFA不断向肌肉转运,分解提供能量,使血液FFA含量下降,也动员过度堆积的脂肪组织提供能量,加强TG和富含TG的脂蛋白进一步水解,产生更多FFA,导致血浆TG水平下降,同时降低血浆LDL水平。故本实验中,4周小强度长时间大运动量的减肥运动后,机体脂肪组织量下降,血液FFA大量供能被消耗,研究对象血浆TC、TG和LDL-C水平均明显下降。诸多研究提示了运动对预防和治疗心血管疾病的作用,无论单一还是长期运动都可直接影响或有效调节血浆脂质和脂蛋白代谢,即降低TG、TC和LDL-C水平,增加HDL-C水平。本研究结果显示,56名肥胖青少年中有19.6%血脂异常,经过4周运动结合饮食控制,血脂水平明显改善,TC、TG和LDL-C均下降至正常范围,HDL-C有一定升高。临床上,TC、TG和LDL-C升高是引起动脉粥样硬化和冠心病的高危因素,降低TC能降低冠心病发病率并停止粥样斑块发展。运动结合饮食减肥能降低肥胖青少年TC、TG和LDL-C水平,也是预防心血管疾病的有效和长效措施。本研究结果显示,4周后男性HDL-C升高,与实验前相比差异有统计学意义,而女性的升高无统计学意义,这种差别可能是男性运动能力强于女性,体内各种酶活性较高,且实验前男性血液脂类含量高于女性,运动减肥过程中合成HDL-C的底物浓度也高于女性的原因。3.2血糖及胰岛素代谢性血糖升高或降低有生理性或病理性原因。肥胖者因摄食过多易造成血糖增高,但在肥胖初始阶段,其血糖仍维持正常水平,这是胰岛素对血糖的调节作用。过高的血糖引起胰岛素分泌增加,血糖持续升高,将降低胰岛素的生物学效应,即胰岛素量增加而作用降低。肥胖患者脂肪细胞肥大,对胰岛素的抗脂解作用不敏感,故肥胖者常伴有脂肪细胞对胰岛素的抵抗。本研究中,56名肥胖青少年实验前后空腹血糖均在正常范围内,表明他们可能还处于肥胖的初始阶段,体内胰岛素尚能维持血糖正常。但实验前空腹高胰岛素血症发生率为51.8%,男、女空腹胰岛素均值分别达25.8mIU/L和24.29mIU/L,高于正常值(5mIU/L)近5倍,提示肥胖青少年胰岛素可能已代偿性升高以维持血糖正常,倘若持续肥胖,将引起血糖浓度上升,胰岛素相应持续代偿升高,直至胰岛素生物学效用失常,引发糖尿病。4周运动结合饮食控制后,研究对象FINs明显下降,且男女均值都在正常范围内,异常率降到7.1%。FBG在正常范围内稍有变化。本研究虽未测定胰岛素受体及其调控因素的变化,但运动实验后空腹胰岛素含量明显下降,空腹血糖无明显变化,可能是中低强度有氧运动提高了胰岛素的生物学效应,间接说明中低强度有氧运动可改善胰岛素受体或受体后的作用机制。3.3能降低青少年肝脏功能肥胖患者常伴脂肪肝发生,而脂肪肝对肝脏生理功能有一定影响。实验前研究对象脂肪肝检出率达67.9%,肝功能诸多指标超标。4周实验后,研究对象体重减少10%左右,ALT异常例数及脂肪肝检出率均有所减少,总体效果非常明显。与国外曾报道的体重减少10%,ALT显著下降,肝内脂肪相应减少的结果一致。ALT、AST、GGT是反映肝脏功能的重要指标,一般在肝细胞坏死、严重损伤或肝实质受到挤压导致肝细胞炎症时升高。本研究受试者均为19岁以下的青少年肥胖者,肥胖或患脂肪肝年限尚短,虽脂肪肝检出较高,但血清酶异常率较低。这可能由于肝脏有强大的适应和代偿能力,当发生轻度或局限性肝损伤时,往往不至于引起肝功能障碍。因营养过剩所致的脂肪肝尚无肝细胞损伤的病理基础,肝脏的适应代偿能力也非遭到破坏,仅脂肪微滴在肝细胞内不同程度地沉积,未导致功能严重改变。很多研究结果显示:减肥可以减轻脂肪肝并改善肝功能。万燕萍、范建高、金献江等曾对多例超重或肥胖患者进行饮食结构调整或综合干预,通过降低体重,均得到肝功能指标好转,脂肪肝痊愈或程度减轻等效果。本研究中,男性脂肪肝检出率从88.5%降到42.3%,女性从50.0%降到26.7%,总检出率从67.9%降到33.9%,验证了随着体重、体脂的减轻,肥胖儿童青少年脂肪肝程度也有所改善。当然,运动减肥的强度对脂肪肝的改善程度有明显影响,若有氧运动强度较大,体内脂肪动员明显增加,血脂升高;而强度大的运动,尽管也以有氧氧化供能为主,但出现乳酸不同程度的升高。乳酸可以抑制脂肪利用而使脂肪动员高于脂肪利用,运动后血液游离脂肪酸进入肝细胞沉积,从而加重脂肪肝。因此,只有中低强度长时间的有氧运动才能既提高