阻力与有氧训练对中年肥胖人群身体成分的改善作用:一项干预性研究
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时间:2025年10月02日
来源:Scientific Reports 3.9
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本研究针对中年肥胖人群,探讨了阻力训练(RT)与有氧训练在改善身体成分方面的效果。通过为期12周的干预,结合线上与线下混合模式,研究发现阻力训练在降低腰臀比(WHR)和腹部脂肪方面表现突出,尤其对男性参与者效果显著;而高强度间歇训练(HIIT)在降低体脂百分比(PBF)方面最为有效。该研究为肥胖管理提供了有效的运动干预策略,并验证了混合训练模式的可扩展性和实用性。
随着全球城市化进程的加速、体力活动的减少以及不良饮食选择的增多,肥胖问题在中年人群中日益凸显,已成为心血管疾病、糖尿病和肌肉骨骼疾病等多种慢性病的明确风险因素。据世界肥胖联合会报告,肥胖的负担正在全球范围内以惊人的速度增长,其中中国等发展中国家的变化尤为显著。中国国家卫生和计划生育委员会的报告显示,超过50%的中国成年人存在超重问题,而城市化与经济增长是主要推动因素。更令人担忧的是,研究表明,肥胖个体在感染COVID-19后出现严重并发症的风险更高,这凸显了将减脂运动纳入健身计划的重要性。
然而,COVID-19的恢复过程带来了显著挑战,包括高强度有氧运动引发心肌炎的风险、肌肉萎缩以及持续性疲劳,这要求采取谨慎且结构化的康复方法。高强度运动可能加剧心脏异常如心肌炎,因此需要分阶段和个体化的恢复运动方案。此外,肌肉无力和萎缩在康复患者中较为常见,这进一步强调了轻至中度有氧和阻力训练对于重建力量和减少疲劳的重要性。远程运动能力评估和家庭健身计划为应对功能受损提供了安全的替代方案,同时最大限度地降低了感染风险。
在制定减脂计划时,有氧训练通常被作为主要训练方法,包括最大脂肪氧化强度(MFO)运动和高强度有氧间歇训练(HIIT)等策略。有氧运动在减少内脏脂肪和改善代谢健康方面的作用得到了大量证据支持,因此它仍然是肥胖管理的核心策略。然而,阻力训练(RT)作为一种科学验证的方法,用于增强肌肉力量、增加肌肉体积和提高肌肉耐力,传统上被降级为辅助角色,而非作为中老年人群减脂计划的核心组成部分。阻力训练通过增加肌肉质量和提高静息代谢率(RMR),有助于即使在休息时也能消耗更多能量。力量型练习还能改善平衡、敏捷性和协调性,对老年人群尤为有益。世界卫生组织(WHO)2018年关于身体活动的全球建议提倡,18-64岁的成年人以及65岁及以上的老年人应每周至少进行两次针对主要肌肉群的力量训练活动。
随着中国社会逐渐重新开放,室内外健身场所恢复运营,但SARS-CoV-2病毒仍然存在,且新变种不断出现,这对中老年人构成了显著威胁,使得家庭健身成为更安全的选择。本研究主要探讨以下研究问题:首先,当针对中年肥胖人群的减脂训练主要以阻力练习为主时,是否能实现减重、减脂和增肌的目标?其次,与最大脂肪氧化强度和高强度有氧间歇训练计划相比,阻力运动计划的比较优势是什么?最后,考虑到COVID-19在群体环境中的传播风险,“线下+线上”训练模式的结合能否实现有效的健身效果?
为了回答这些问题,研究人员开展了一项针对71名30-60岁(平均年龄44.27±8.67岁;平均BMI 27.94±3.92 kg/m2)中年肥胖参与者的研究,包括36名男性和35名女性(男女比例≈1.03:1)。参与者根据自我报告的训练方案分为四组:仅饮食组(C组)、有氧脂肪氧化组(F组)、高强度间歇训练组(H组)和阻力训练组(R组)。受试者通过线上和线下资源遵循其专业训练计划至少12周。
研究发现,与C组相比,F组、H组和R组的体重、腰臀比(WHR)和体脂百分比(PBF)水平均显著降低(P<0.01)。阻力训练与特定益处的结合在男性参与者中产生了更大的腰臀比和腹部脂肪质量减少(P<0.01)。H组参与者在女性受试中表现出最大的体脂百分比下降(P<0.01),尽管R组参与者取得了有益结果,但他们的坚持水平并不理想。所有实验组的参与者都保持了相似的肌肉质量水平。线上与线下混合的方法有效增强了坚持性和参与度,证明了其可扩展性和管理肥胖的潜力。
本研究采用了多种关键技术方法。首先,通过最大脂肪氧化强度(MFO)测试和最大摄氧量(VO2 max)测试评估参与者的脂肪氧化能力和有氧能力,使用德国Cortex Metamax 3B气体分析仪、h/p/cosmos跑步机和Polar心率监测仪进行测量。身体指标测量包括身高/体重、腰/臀围测量以及通过双能X射线吸收测定法(DXA)评估身体成分,使用GE Medical System Lunar Prodigy DXA扫描仪。饮食摄入评估基于静息代谢率(RMR)和日常身体活动能量消耗(PAEE)的测量,并结合中国身体活动问卷(CPAQ)结果制定个性化饮食指导。训练计划根据美国运动医学会(ACSM)运动测试和处方指南设计,F组进行最大脂肪氧化强度训练,H组进行高强度间歇训练,R组进行阻力训练,所有训练均通过线上和线下混合模式实施,并通过运动手环实时监控心率以确保强度控制。
体重变化结果显示,F组、H组和R组受试者的体重较基线显著下降(P<0.01),而C组体重无显著变化。男性参与者在F组、H组和R组中体重减少显著(P<0.01),女性在F组、H组和R组中也出现显著体重减少(F组和R组P<0.01,H组P<0.05)。与C组相比,F组、H组和R组的体重减少率显著更高(P<0.05或P<0.01),效应量从中等到非常大(Cohen's d=-0.88至-2.44)。男性中的效应量非常大(d=-1.46至-2.44),而女性中的效应量较小且置信区间包括零(d=-0.33至-0.58),表明反应更为多变。
腰臀比(WHR)变化方面,F组、H组和R组受试者的WHR较基线显著下降(P<0.01),而C组无显著变化。R组的WHR减少最为显著,其次是H组和F组。效应量分析显示,与对照组相比,WHR变化的中等到大影响(Cohen's d=-0.49至-0.85)。男性参与者在F组、H组和R组中WHR减少显著(P<0.01),效应量大(d=-0.89至-1.17),尤其是R组变化率最大。女性参与者在F组、H组和R组中也观察到显著减少(P<0.05或P<0.01),但效应量较小且置信区间包括零(d=-0.10至-0.75),表明干预效果在不同运动方式间更为多变。这些发现共同强调,阻力训练(R组)在减少WHR方面特别有效,尤其是在男性中,与其他运动策略相比具有明显优势。对照组的微小变化进一步强调了进行身体活动以实现WHR有意义减少的必要性。
体脂百分比(PBF)变化方面,F组、H组和R组受试者的PBF较基线显著降低(P<0.01)。男性在F组、H组和R组中PBF显著减少(P<0.01),女性在F组、H组和R组中也显著减少(F组P<0.05,H组和R组P<0.01)。与C组相比,F组、H组和R组的减少显著更大(P<0.01),效应量从大到非常大(Cohen's d=-1.11至-2.43)。H组的减少显著大于F组和R组(P<0.05)。男性中的效应量非常大(d=-2.32至-2.43),突显了与对照组相比PBF的强劲减少。性别特异性分析显示,男性在F组、H组和R组中的PBF变化显著大于C组男性(P<0.01)。女性中,H组和R组的PBF变化与C组女性显著不同(H组P<0.01,R组P<0.05)。相应的效应量显示,H组影响非常大(d=-2.38),R组效应大(d=-1.52),而F组效应较小且不显著(d=-0.49,95% CI跨零),表明改善较为 modest。此外,女性中H组的减少显著大于F组和R组(分别P<0.01和P<0.05)。
总体脂肪质量变化方面,F组、H组和R组受试者的总体脂肪质量较基线显著降低(P<0.01)。男性在F组、H组和R组中总体脂肪质量显著减少(P<0.01),女性在F组、H组和R组中也显著减少(F组P<0.05,H组和R组P<0.01)。与C组相比,F组、H组和R组的减少显著更大(F组P<0.05,H组和R组P<0.01)。效应量分析证实了这些发现,表明干预影响大到非常大(Cohen's d=-1.06至-2.22)。三个运动组的总体脂肪质量变化率也显著高于C组(P<0.01)。男性中的效应量异常大(d=-2.63至-3.03),突显了强劲的减少,而女性中,最强效应见于H组和R组(d=-1.53和-1.15)。F组女性中的效应较小且其CI包括零(d=-0.39),表明结果更为多变。此外,在F组和R组的男性和女性中,男性的总体脂肪质量减少显著大于同组女性(P<0.05)。
腹部区域脂肪质量变化方面,重复测量方差分析结果表明,F组、H组和R组受试者的腹部区域脂肪质量较基线显著降低(P<0.01)。男性在F组、H组和R组中腹部区域脂肪质量显著减少(P<0.01),女性在F组、H组和R组中也显著减少(F组和H组P<0.05,R组P<0.01)。与C组相比,F组、H组和R组的减少显著更大(P<0.01)。效应量分析进一步证实了这些发现,显示干预影响大到非常大(Cohen's d=-1.23至-2.15)。其中,F组、H组和R组的减少显著高于C组(P<0.01),H组和R组的减少大于C组(P<0.05)。亚组分析中,男性中的效应量非常大(d=-1.81至-2.61),而女性中,最强效应见于H组和R组(d=-1.36和-1.11);F组中的效应较为 modest且其置信区间包括零(d=-0.63),表明该亚组结果不一致性较高。
总体肌肉质量变化方面,结果显示各组训练后总体肌肉质量变化不一。C组总体肌肉质量略有增加,但训练前后值无显著差异。F组肌肉质量略有增加,而H组表现出最高的平均肌肉质量增加,尤其是女性,其增加显著(P<0.01)。相反,R组总体肌肉质量略有下降。效应量分析支持这些发现,揭示总体变化率的可忽略至小影响(Cohen's d=-0.11至0.30,所有置信区间跨零),表明缺乏强劲的组级效应。性别特异性发现显示,F组和C组的男性参与者肌肉质量略有增加,而H组男性肌肉质量下降(P<0.05),R组男性减少更为明显。一致地,男性中的效应量通常小至中等,宽置信区间重叠零(d=-0.98至0.14),表明无明确的干预优势。女性参与者中,H组显示出最显著的肌肉质量增加,表明高强度有氧间歇训练可能对女性增加肌肉质量特别有益。这反映在H组女性的Cohen's d为0.97,尽管置信区间包括零(95% CI:-0.20至2.14),强调需要谨慎解释。R组中的微小变化突显了在所研究条件下阻力训练在维持或增加肌肉质量方面的功效可能存在局限性。
线上课程坚持性与参与度结果显示,混合线上与线下训练模型显著增强了坚持性、参与度和生理结果,与仅饮食相比。实施阻力训练的R组实现了最高的体重减少和体脂百分比下降,与Wewege等人(2021)等研究结果一致,这些研究强调了阻力训练在与监督计划结合时改善身体成分的功效。类似地,专注于有氧和间歇训练的F组和H组表现出 substantial 改善,与Ouerghi等人(2019)的发现一致,其中结合训练模式在混合模型中增强了坚持性和心血管健康。本研究中的高坚持率和参与度分数突显了实时反馈和定制计划的价值, corroborating Viana等人(2020)的研究,这些研究强调了与培训师互动以维持参与者动机和实现结果的重要性。
另一方面,C组在体重和体脂百分比方面表现出微小且统计上不显著的变化,与纯饮食计划研究中的发现相似,这些研究报告在没有运动整合的情况下身体成分改善有限。仅饮食计划在显著改变身体成分和体重方面显示出有限的有效性,特别是与综合方法相比。像Brown等人(2009)的研究强调适度的体重变化,强调当与行为策略结合时改善结果。Lopes等人(2021)的研究强调了在没有坚持和组合策略的情况下取得显著结果的挑战,而Chao等人(2021)则强调了低卡路里饮食的短期益处但维持长期变化的困难。结果表明,将线下课程用于构建基础技能与在线平台用于连续性相结合可以优化结果,特别是在培训个性化时。本研究重申了越来越多的证据,提倡混合训练方法以促进长期健康改善,解决可访问性和参与者参与度等障碍。
阻力训练与有氧训练对中年肥胖人群体重和体型的影响方面,本研究中阻力训练和有氧训练组的体重均显著减少,表明阻力训练也可以在减重中发挥重要作用。先前的研究表明,单独阻力训练可有效改善肥胖个体的脂肪代谢。具体而言,8-12 RM的中等强度阻力训练约12周可产生显著结果,这与本研究结果一致。此外,阻力训练已被发现特别有效减少腹部脂肪,并与体重恢复的可能性较低相关,有助于长期体重控制。
本研究强调了阻力训练对身体成分的显著影响,尤其在中年肥胖个体中观察到特定益处。阻力训练导致腰围和臀围以及腰臀比的显著减少,超过了低强度有氧训练的效果,尤其是在男性中。此类结果与Seo等人(2023)的发现一致,这些研究证明了通过阻力训练在中年肥胖女性中显著改善身体成分和肌肉功能。类似地,Isenmann等人(2023)发现阻力训练有效改变身体成分,尽管反应可能因女性的绝经状态而异。
阻力训练在减少腹部脂肪和腰臀比方面在男性中的更大功效可能归因于性别特异性生理差异。如Mahan等人(2019)所示,男性通常在阻力训练后表现出更显著的瘦体重增加和脂肪减少,与女性相比。这部分是由于他们更高的肌肉质量,这增强了训练期间的脂肪氧化。此外,针对大肌肉群(如下背部和臀区)的针对性参与有助于更强的核心肌肉,这一特征在有氧运动中较为突出。
本研究提供了令人信服的证据,表明在等效卡路里摄入和运动负荷条件下,阻力训练在减少男性腰围和臀围方面超过了低强度有氧运动。这一发现与更广泛的研究机构一致,这些研究证明了阻力训练的代谢和心血管益处。研究表明,阻力训练改善肌肉质量,增强葡萄糖代谢,并减少代谢综合征的风险因素,如胰岛素抵抗和血脂异常。此外,阻力训练有效降低胆固醇水平并改善脂质 profiles,有助于预防心血管疾病。它还增强肌肉力量和耐力,使其成为心脏康复和整体心血管健康改善的基石。阻力训练参与大肌肉群并提升能量消耗的能力突显了其在减少腹部脂肪和支持长期代谢健康方面的有效性。这些发现将阻力训练定位为预防和管理心血管与代谢疾病的优越方案。
这些发现支持了更广泛的文献机构,这些文献显示了运动干预在增强肥胖个体人体测量指标、身体成分、心理状态、身体功能和心脏代谢健康方面的重要性增加。最近的调查一致证明,有氧、阻力和结合训练运动模式不仅显著降低体重和脂肪质量,还改善代谢 profiles、降低血压、改善胰岛素敏感性,并改善情绪和生活质量。此外,高强度干预或混合协议在最大化心血管和代谢结果方面表现特别显著。这突出了运动计划 beyond 减重的多维优势,并验证了数字训练策略在纠正超重和相关健康风险方面的重要性。
本研究中,阻力训练组的体脂含量在运动常规后显著减少。相关研究表明,阻力和有氧训练均可改善肥胖个体的身体成分,与本研究发现一致。阻力训练已被显示减少体脂并增强肌肉横截面积,特别是在与充足蛋白质摄入结合时。类似地,有氧训练有效减少体脂并改善心肺健康,而阻力训练在构建肌肉力量和爆发力方面表现出色。
阻力和有氧训练的结合似乎对身体成分改善产生 superior 结果,研究强调了它们的互补效应。例如,并发训练显著降低了肥胖女性的体脂百分比并改善了BMI。此外,针对有氧和阻力模式的综合训练方法与肥胖中的代谢结果改善和脂肪质量减少相关。有氧和阻力训练通过 distinct 机制改善身体成分,包括增强能量消耗、脂肪氧化和肌肉肥大。
阻力训练还增强肌肉质量和体积,提升基础代谢率,并促进脂肪燃烧。此外,阻力训练已被显示改善胰岛素敏感性并增强骨骼肌中的葡萄糖利用,从而增加糖尿病患者中的能量消耗。本研究证明,阻力训练有效减少Android区域的脂肪含量并改善腹部肥胖。支持这一点,Zelber-Sagi等人发现阻力训练显著减少非酒精性脂肪肝患者的躯干脂肪和Android脂肪,与本研究结果一致。
此外,年龄相关的合成代谢抵抗问题,即老年肌肉对膳食氨基酸和阻力运动的蛋白质合成反应减少,也可能 contribute 到本研究中观察到的少量肥大反应。这些 together 与本研究采用的 moderate 训练强度,这些强度被证明在触发肌肉蛋白质合成方面统计上不显著,可能解释了为什么没有观察到肌肉质量的显著变化。
尽管脂肪含量减少,但本研究未观察到阻力训练组总体肌肉质量的显著增加,与实验前假设和现有文献中的发现相反。这可能归因于以下因素:首先,饮食计划由营养专家制定,主要关注减脂,强调能量摄入控制。为保持三个运动组的一致性,未专门为阻力训练组增加蛋白质摄入。研究表明,对于老年人的肌肉质量管理,每周减重0.5-1.0 kg或初始体重的8-10% over 六个月,结合每天每公斤体重1 g的蛋白质摄入和充足的微量营养素摄入,更为有效。其次,参与者特征:肌肉生长受年龄、性别和训练经验影响。Welle等人发现,老年人在三个月阻力训练后的肌肉肥大反应低于年轻人。本研究的参与者 predominantly 超过35岁,超过了肌肉质量发展的峰值年龄(男性18-25岁,女性16-20岁)。此外,超过90%的参与者没有定期阻力训练的经验,需要额外时间激活肌肉和掌握 proper 技术,这限制了12周内的肌肉生长。第三,训练强度与实施:阻力训练协议设计时考虑了安全性
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