HIIT訓練與中等強度訓練對大學生心肺能力的影響

摘 要：研究目的：通過研究HIIT訓練與中等強度訓練這兩種不同強度類型的運動模式對大學生心肺能力的改善情況，為大學生選擇改善心肺能力的訓練方法提供理論參考。研究方法：以南京體育學院運動健康科學系20名健康大學生（10名男生10名女生）為研究對象，將其隨機平均分成甲乙兩組（每組5名男生5名女生），甲組采用HIIT訓練模式，乙組采用中等強度訓練模式，使用MONARK Ergomedic 839E功率自行車為運動工具、K4B2遙測運動心肺儀作為測量工具，甲乙兩組按照對應的訓練強度進行測試。研究結果：6周訓練后HIIT訓練組的VO2max整體提升了10.8%，中等強度訓練組的VO2max整體提升了20.6%;HIIT訓練組的肺活量整體提升了13.6%，中等強度訓練組的肺活量整體提升了5.4%;HIIT訓練組的肺活量整體提升了23.5%;中等強度訓練組的肺活量整體提升了10.9%。結論：在提升心肺能力方面，選用HIIT訓練和中等強度訓練兩種運動模式，均有效果，但是HIIT訓練對心肺能力整體的提升效果優(yōu)于傳統(tǒng)中等強度訓練。

關鍵詞：HIIT訓練;中等強度訓練;心肺能力;大學生

中圖分類號：G808.12

文獻標識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1006-1487.2021.04.015

心肺功能是人體心臟泵血及肺部吸入氧氣的能力，而兩者的能力又直接影響全身器官及肌肉的活動，人體全身均需要依靠氧氣，以燃燒體內(nèi)儲存的能量，讓它們變成熱能，器官及肌肉得到熱能才能活動[1]。部分大學生在安逸的大學生活中，運動能力及身體素質(zhì)下降，甚至不能合格完成體能測試，想提高自己的心肺能力卻又不接受枯燥漫長的傳統(tǒng)長跑等中等強度訓練。HIIT訓練（High-intensity Interval Training ）即高強度間歇訓練，近年來作為一種新興的運動模式，以其效率高、時間短的特點逐漸被人們所接受并使用。據(jù)國內(nèi)外部分研究表明：短期的HIIT訓練能有效地提高平時缺乏鍛煉青年的運動耐量;能提高優(yōu)秀自行車耐力項目運動員的成績;提高運動員的總輸出功率及最大攝氧量;較長時間的間歇訓練能夠有效地提高運動員的有氧能力。陳玉平在研究三種不同強度（極量強度、中等強度、亞極量強度）、總功一樣的功率自行車運動中的能量消耗特點后，得出結論：在總功一致的情況下，極量強度運動相對于中等強度及亞極量強度的能量代謝效率高，可以在較短的時間消耗更多的能量，對機體的刺激更強[2]。本研究探討HIIT訓練與中等強度訓練兩種運動模式對大學生心肺能力的影響，通過遙測運動心肺儀監(jiān)測攝氧量、肺活量等生理指標的變化規(guī)律，為實驗結果提供可靠依據(jù)。眾所周知，傳統(tǒng)中等強度的訓練方式可以有效提升心肺能力[3]。通過實驗所測結果，評估HIIT訓練與中等強度訓練對心肺能力的影響，對比兩種模式下大學生心肺能力的提升幅度，為大學生選擇提高心肺能力的運動方式提供理論依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為20名健康大學生（男女生各10名），有規(guī)律參加鍛煉且有一定運動經(jīng)驗，排除超重的學生（排除標準為BMI并結合體脂率 BMI>24.0），隨機分為HIIT訓練組和中等強度訓練組（每組均為5男5女），受試者的基本資料如表1所示。

通過數(shù)據(jù)分析可得HIIT訓練組和中等強度訓練組中受試人員的年齡、身高、BMI無明顯差異（P>0.05）。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法查閱相關文獻，了解改善心肺能力的方法、HIIT訓練和中等強度訓練的模式等國內(nèi)外研究背景資料。

1.2.2 實驗法運用MONARK Ergomedic 839 E功率自行車，實驗選用自行車，因為它們更容易控制轉(zhuǎn)速與負荷，便于實驗測試。訓練者使用自行車之前，先進行5分鐘熱身，在熟悉技術動作和操作要領后，穿戴好 K4B2 遙測運動心肺儀準備測試，根據(jù)設定好的運動方案按要求蹬踏自行車。

1.2.2.1 測試運動負荷（1）運行Monark 839E Analysis Software調(diào)至已設計好的運動方案界面，啟動功率自行車，佩戴K4B2遙測運動心肺儀監(jiān)測運動過程中心跳及攝氧量等生理指標。（2） 受試者進行10分鐘準備活動，測試人員說明技術動作和要領及注意事項，使受試者在開始測試前熟悉動作技術，掌握動作要領。（3） 受試者進行準備工作，調(diào)整好自行車座椅的高度，佩戴心率帶及遙測心肺儀準備測試。（4）男大學生受試者取初始負荷為240W，女大學生受試者取初始負荷為180W，根據(jù)測試結果增加或者減少負荷，每次調(diào)整阻力為30W。

（5） 測試時根據(jù)受試者的主觀感覺來決定是否繼續(xù)調(diào)整負荷，每次測試結束后休息5分鐘。（6） 按照以上原則直到受試者進行40秒踩踏自行車后心肺檢測儀上顯示受試者出現(xiàn)最大攝氧量時，記錄該負荷，測試3次取平均值。（7） 記錄受試者達到最大攝氧量時的心率（以90%最大心率），通過計算心率達到最大心率的75%-80%所對應的負荷，作為高強度訓練的負荷、取最大心率的30%-40%對應的負荷作為間歇時的負荷，取最大心率的45%-50%對應的負荷作為中等強度負荷[9]，將測試出的數(shù)據(jù)錄入Monark 839E Analysis Software，設計運動方案，休息10分鐘后準備正式實驗，HIIT實驗組數(shù)控制在3組以內(nèi)。

1.2.2.2 受試人員進行不同運動模式的訓練受試人員需要隨機分成2組完成不同方案的訓練，分為HIIT訓練組與中等強度組（每組5名男生5名女生）。不同訓練方案簡述如下：第一種訓練方案：HIIT訓練組，按照設計好的運動方案踩踏MONARK Ergomedic 839E功率自行車，以高強度運動的時間40秒，低間歇運動時間20秒為一組，每組重復3次，組間不休息。第二種訓練方案：中等強度組，按照設計好的運動方案踩踏MONARK Ergomedic 839E功率自行車，運動持續(xù)時間為20分鐘，做完一組結束。實驗一周3次，測試指標兩周一次，持續(xù)6周，期間盡量避免激烈運動。

1.2.2.3 測試儀器測試儀器為Monark 839E Analysis Software以及K4B2心肺功能測試儀，測試頻率為兩周一次。

1.3 研究指標

最大攝氧量 （VO2max）、肺活量（VC）、每分鐘通氣量（MV）。

1.4 統(tǒng)計學方法

將所得數(shù)據(jù)進行記錄，經(jīng)詳查無誤后，采用JMP軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學處理，差異顯著性檢驗采用配對樣本T檢驗及獨立樣本T檢驗，差異顯著性標準采用P<0.05，極顯著性標準采用P<0.01，結果均以X±SD表示。

2 研究結果

2.1 訓練前后最大攝氧量變化的比較

研究結果顯示，如表2，進行HIIT訓練和中等強度訓練后，受試者最大攝氧量顯著提高，即受試者心肺能力得到改善。

經(jīng)組內(nèi)獨立樣本T檢驗分析可見，受試者在兩種模式訓練后，心肺能力均得到改善，中等強度訓練后最大攝氧量有顯著差異（P<0.05）;HIIT訓練后最大攝氧量有顯著差異（P<0.05），HIIT訓練組男生受試者訓練后 VO2 max提升10.1%，HIIT訓練組女生受試者訓練后 VO2 max提升11.2%，整體提升10.8%;中等強度訓練組男生受試者訓練后 VO2 max提升19.3%，中等強度訓練組女生受試者訓練后 VO2 max提升20.6%，整體提升19.8%。

2.2 訓練前后安靜肺功能變化的比較

HIIT訓練與中等強度訓練對安靜肺通氣功能的影響如表3所示：兩種訓練后運動員安靜狀態(tài)下的肺活量、潮氣量、每分鐘通氣量都比訓練之前有提高，HIIT訓練后安靜狀態(tài)下肺通氣功能的指標有顯著差異（P<0.01）;中等強度訓練后安靜狀態(tài)下肺通氣功能的指標有顯著差異（P<0.05）。HIIT訓練組男生受試者訓練后肺活量提升了14.3%，HIIT訓練組女生受試者訓練后肺活量提升12.7%，整體提升13.6%;中等強度訓練組男生受試者訓練后肺活量提升5.8%，女生受試者提升5.1%，整體提升5.4%。HIIT訓練組男生受試者訓練后每分鐘通氣量提升24.3%，女生受試者提升22.7%，整體提升23.5%;中等強度訓練組男生受試者訓練后每分鐘通氣量提升11.2%，女生受試者提升10.7%，整體提升10.9%。

3 討論

心肺功能是將氧氣輸送到組織細胞使用的能力，心肺能力直接影響到我們運動的持久性，從健康的角度來看，心肺能力的提升可以使我們遠離各種心血管疾病[4]。中等強度訓練作為傳統(tǒng)的訓練方式，大量的數(shù)據(jù)及實踐可以證明其對于提升心肺功能有顯著作用[5]。但是部分人群因為中等強度訓練的持續(xù)時間較長且比較枯燥，從而想選擇其他的運動方式。長期以來HIIT訓練一直用于體育競技，極少用于普通人群，有調(diào)查研究顯示，HIIT訓練在減脂效果上高出傳統(tǒng)模式9倍[6]

。實驗通過比較兩種運動模式對心肺能力的影響來進行研究討論。

3.1 中等強度訓練對心肺功能影響

中等強度訓練作為傳統(tǒng)的運動模式，其特點是強度低、持續(xù)時間長，可以充分地酵解體內(nèi)的糖分達到疏通血管、改善微循環(huán)供氧的目的并充分刺激心肺功能[7]。在中等強度訓練中，人可以有充足的氧氣供給用以提供糖類和脂肪的代謝分解，通過持續(xù)地讓心跳加快增加心肺耐力這一途徑來提升心肺能力[8]。根據(jù)本實驗結果顯示，中等強度訓練對最大攝氧量、肺活量、每分鐘通氣量均有提升，一定程度地提升心肺能力，尤其是對最大攝氧量的提升有顯著效果。

3.2 HIIT訓練對心肺功能影響的討論

HIIT訓練即高強度間歇性訓練，該訓練模式是一種高強度訓練與中低強度的間歇訓練相結合的一種運動形式。從傳統(tǒng)的持續(xù)訓練模式來看，高強度訓練一般分為有氧訓練與無氧訓練。有氧訓練的高強度即是對心肺能力施加大的負荷，而無氧訓練的高強度可以上升為運動對神經(jīng)施加大的負荷，而HIIT訓練中的高強度運動模式是兩者相結合[9]。有研究發(fā)現(xiàn)，對比強度不變的運動，穿插進高強度的變換強度運動（68%-92%最大攝氧量），雖然在運動的總熱量消耗上沒有明顯的提高，但是運動后的恢復期，靜止的攝氧量有明顯的提高[10]。間歇訓練是穿插在高強度中間的訓練，在該過程中身體并不是完全處于休息狀態(tài)，而是處于不完全恢復的狀態(tài)，這對心肺耐力的也有一定的提升效果[11]。大強度與小強度運動的交替形式，可以使心肺得到一定的放松，這種獨特的運動模式可以提高機體對運動的適應能力。據(jù)有關調(diào)查顯示，有氧運動的中心效應可以有效增加心肺側(cè)支循環(huán)，從而改善心肺供血，短暫的爆發(fā)運動對外周血管、細胞產(chǎn)生更大刺激[12]，因為其時間短的特點機體可以接受較大的運動強度，間歇運動的中樞臟器氧耗水平較低，有利于機體提升呼吸功能[13]。根據(jù)本實驗結果，也可以證明以上觀點，HIIT訓練對心肺功能有提升作用，且對肺活量、每分鐘通氣量等肺功能指標的提升有顯著作用。

4 結論與建議

4.1 結論 綜上，在提升心肺能力方面，選用HIIT訓練和中等強度訓練兩者運動模式，均有效果，但是實驗結果顯示，HIIT訓練對心肺能力整體的提升效果優(yōu)于傳統(tǒng)中等強度訓練。

4.2 建議

HIIT訓練的特點為效率高、時間短，有一定的趣味性和挑戰(zhàn)性。但是HIIT訓練也有一定的局限性，HIIT訓練對

運動人群的

運動基礎有一定的要求，很多缺少運動經(jīng)驗或者運動能力較差者難以完成該訓練[14]。建議大學生選擇運動模式時，參考自己的運動能力來選擇適合自己的運動模式。最后，建議HIIT訓練也可以成為專業(yè)運動員提升心肺能力的輔助性訓練手段之一。

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基金項目：

2020年江蘇省研究生科研創(chuàng)新計劃（KYCX20_1739）

收稿日期：2021-04-07

作者簡介：孫庶維（1996-），男，江蘇鹽城人，在讀碩士

研究方向：運動人體科學