综述:超重或肥胖成人高强度间歇训练心血管代谢反应的研究水平年龄模式:一项随机对照试验的系统评价与荟萃分析

《Frontiers in Physiology》:Study-level age patterns in cardiometabolic response to high-intensity interval training among adults with overweight or obesity: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月13日 来源:Frontiers in Physiology 4.3

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  背景:高强度间歇训练(HIIT)是超重或肥胖成人时间效益显著的运动干预策略,但现有试验结果存在异质性,年龄是否独立调节心血管代谢反应尚不确定。方法:系统检索PubMed、Embase、Cochrane Library及Web of Science建库至2025

  
背景:高强度间歇训练(HIIT)是超重或肥胖成人时间效益显著的运动干预策略,但现有试验结果存在异质性,年龄是否独立调节心血管代谢反应尚不确定。方法:系统检索PubMed、Embase、Cochrane Library及Web of Science建库至2025年12月的相关文献。采用随机效应模型估算收缩压(SBP)与舒张压(DBP)的加权均差(mmHg)及血脂、人体测量学指标的标化均差,计算95%置信区间及预测区间(如适用)。补充分析包括Stata软件绘制漏斗图、对所有6项结局指标行Egger检验、对体重(BW)与体重指数(BMI)行剪补法分析、以连续变量形式纳入研究水平平均年龄与干预时长的探索性荟萃回归及GRADE证据质量评级。结果:共纳入19项随机对照试验,涉及570例受试者。HIIT与SBP、DBP、甘油三酯(TG)、BW、BMI降低及高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)升高相关;总体异质性为中度至重度(I2范围46.77%–87.07%)。Egger检验提示BW与BMI存在小样本效应,但SBP、DBP、HDL-C及TG无此现象;剪补法未估算BW与BMI的缺失研究。单变量模型中平均年龄与TG效应相关,干预时长与HDL-C效应相关。证据质量评级为SBP低质量,其余结局极低质量。结论:HIIT与超重或肥胖成人心血管代谢指标的积极平均变化相关,但显著的异质性、低至极低证据质量及潜在小样本效应要求结果需谨慎解读。现有证据支持研究水平平均年龄可能与反应差异相关,但无法证实年龄是明确的个体水平效应修饰因子。系统评价注册:PROSPERO,注册号CRD420261279689。
1 引言
肥胖是全球紧迫的公共卫生挑战,2022年全球约八分之一人口患肥胖,成人肥胖率较1990年翻倍,青少年肥胖同步上升,高体重指数(BMI)导致的健康负担持续增加,与可预防残疾及早逝密切相关。肥胖除体重异常外,还伴随血压升高、血脂异常、糖调节受损及慢性低度炎症等心血管代谢异常,显著增加动脉粥样硬化性心血管疾病与2型糖尿病风险。现行临床指南强调持续生活方式干预为肥胖管理基础,规律运动不仅助力体重控制,更能改善长期预后相关的心血管代谢风险指标。HIIT作为时间高效的运动策略,通过重复高强度运动与低强度恢复交替的结构化方案,较中等强度持续训练(MICT)可在更短总时长内提升心肺适能与部分代谢指标,契合肥胖成人普遍报告的时间有限与运动耐受低等参与障碍。但高强度运动同时增加急性心血管负荷与骨骼肌应力,对合并肥胖的老年人群而言,筛查、个体化进阶、监督及不良事件监测尤为重要。
现有HIIT研究证据不断积累,但既往系统评价多聚焦代谢综合征、肥胖合并糖尿病等混合人群,或侧重体成分与胰岛素敏感性,针对超重或肥胖人群的研究特异性不足。部分针对肥胖成人的荟萃分析主要关注中等至高强度持续有氧训练,对间歇训练模式的特异性效应及研究水平的年龄相关反应差异表征不足。既往研究局限还包括:人群合并(超重与肥胖混合)、结局指标报告不一致(终点值与变化值混杂、测量方案差异)、异质性来源探索多关注干预时长与周频率而忽略年龄、运动试验强度锚点、进阶、依从性及对照条件报告不完整,限制了证据合成与临床转化。本研究旨在系统评价HIIT对超重或肥胖成人临床相关心血管代谢风险标志物的影响,聚焦SBP、DBP、HDL-C、TG、BW、BMI六项核心指标,同时探索研究水平平均年龄、干预时长、周训练频率与组间异质性的关联。预设55岁为年龄分层阈值,以区分中青年与老年研究样本,近似女性更年期过渡上限(心血管代谢风险加速期),但该阈值非普适生物学切点,混合性别试验中需谨慎解读。因缺乏个体参与者数据,年龄分析为生态学层面的研究水平分析,无法验证年龄是否为独立个体水平效应修饰因子。为辅助临床解读,预设SBP或DBP降低约5 mmHg为血压改善的保守临床基准。
2 材料与方法
本研究遵循《系统评价与荟萃分析优先报告条目(PRISMA 2020)》及《Cochrane干预措施系统评价手册》,方案前瞻性注册于PROSPERO(CRD420261279689)。检索策略结合主题词与自由词,检索PubMed、Embase、Cochrane Library、Web of Science建库至2025年12月的文献,检索式经标准化制定,文献导入EndNote 21去重后由两名研究者独立筛选标题摘要及全文,分歧通过讨论或第三方仲裁解决,同时手动检索纳入文献参考文献以补充潜在相关研究。
纳入标准:研究设计为随机对照试验(RCT);人群为≥18岁超重或肥胖成人(采用原作者定义的BMI标准,纳入亚洲人群特异性BMI阈值研究并记录肥胖定义);干预措施为以HIIT(含有氧HIIT与冲刺间歇训练SIT)为核心的运动干预,不限运动模式与实施场景(监督/非监督);对照措施为标准照护或常规实践(不含结构化HIIT,包括常规临床随访、一般生活方式建议、等待列表对照或维持习惯性活动,记录背景运动、饮食、用药调整信息);结局指标至少报告一项预设指标的可提取基线及干预后数据(或变化值),主要结局为SBP、DBP、HDL-C、TG,次要结局为BW、BMI。排除标准:非人类研究、人群不符合、HIIT非主要干预、合并干预无法分离HIIT效应、无提取数据、非RCT设计、研究方案、社论、综述或会议摘要。无地域限制。
数据提取采用标准化表格,由两名研究者独立提取,内容包括发表信息、受试者特征(样本量、平均年龄、性别分布、肥胖定义、基线BMI、基线心血管代谢状态)、干预特征(运动模式、强度处方、间歇结构、单次时长、周频率、总时长、进阶、监督、依从性)、对照信息及结局数据。多臂试验通过合并干预组或拆分对照组样本量避免重复计数;单位不一致指标统一转换;未直接报告标准差时通过标准误、置信区间或P值推导;图形报告数据采用数字化提取。偏倚风险采用Cochrane随机试验偏倚风险评估工具(ROB 1)由两名研究者独立评价,涵盖随机序列生成、分配隐藏、受试者与研究实施者盲法、结局评估盲法、不完整结局数据、选择性报告及其他偏倚,结果采用RevMan 5.4绘制风险偏倚总结图与红绿灯图。
统计分析采用Stata 18完成。连续性指标中HDL-C、TG、BW、BMI合并标化均差(SMD),SBP、DBP合并加权均差(WMD,mmHg),计算95%置信区间(CI)与预测区间(PI)。证据质量采用GRADE评级,从偏倚风险、不一致性、间接性、不精确性、发表偏倚五维度评估,RCT证据起始为高,存在严重问题时降级。异质性采用Cochran Q检验与I2统计量评估,结合临床与方法学差异(受试者特征、HIIT方案、对照类型、干预时长、监督、测量流程)解读。主分析采用随机效应模型(DerSimonian-Laird估计量),低异质性时行固定效应敏感性分析。预设年龄(≥55岁 vs <55岁)、干预时长(12周 vs 非12周)、周频率(3次/周 vs 非3次/周)亚组分析,亚组差异采用交互作用检验。探索性随机效应荟萃回归分别以连续变量形式纳入研究水平平均年龄与干预时长,单变量及联合模型分析;因报告不完整与试验数量有限,未纳入性别比例、基线BMI、干预模式、监督、对照内容、基线心血管代谢状态等协变量。所有亚组与回归结果为假设生成性质,存在生态学偏倚与残余混杂风险。采用留一法敏感性分析识别影响性研究,漏斗图、Egger检验、剪补法评估小样本效应。
3 结果
3.1 检索结果与研究特征
初检文献1214篇,补充引文检索2篇,去重后238篇进入标题摘要筛选,排除173篇,65篇进入全文评估,最终纳入19项RCT(570例受试者,HIIT组291例,对照组279例)。研究主要分布于欧洲(英国5项、丹麦2项、葡萄牙1项、土耳其1项),其余为伊朗3项、埃及2项、泰国1项、智利1项、美国1项、澳大利亚1项、中国1项。受试者年龄范围39.0±5.0至67.5±5.8岁,多为中老年人群;干预时长以12周为主(13/19),范围6–24周;周频率以3次/周为主(16/19),其余为4次/周(1/19)、5次/周(2/19)。HIIT方案在间歇结构、强度处方(%HRmax、%HRR/HRpeak、RPE、%VO2peak等)、运动模式(骑行、步行/慢跑/跑步)及实施场景(实验室监督/场地)存在差异;对照组为常规照护,内容描述不完整。
3.2 质量评价
纳入RCT偏倚风险显示:随机序列生成低风险15项(78.9%),分配隐藏低风险7项(36.8%)、不清楚12项(63.2%),受试者与实施者盲法高风险19项(100%,运动干预固有局限),结局评估盲法低风险12项(63.2%),不完整结局数据低风险8项(42.1%)、高风险5项(26.3%),选择性报告低风险4项(21.1%)、不清楚15项(78.9%),其他偏倚低风险11项(57.9%)、高风险2项(10.5%)。主要方法学问题为实施偏倚、分配隐藏与选择性报告描述不清及部分试验的 attrition 偏倚。
3.3 荟萃分析结局
3.3.1 血压反应:SBP纳入11项RCT,HIIT较对照显著降低SBP(WMD=-2.56 mmHg,95%CI -4.13至-0.99,95%PI -6.626至1.504),中度异质性(I2=46.77%,P=0.04)。年龄亚组:<55岁组SBP显著降低(WMD=-2.97 mmHg,95%CI -5.71至-0.23,I2=74.96%);≥55岁组SBP显著降低(WMD=-2.41 mmHg,95%CI -4.15至-0.67,I2=0.00%)。亚组差异无统计学意义(Qb=0.11,P=0.74)。DBP纳入13项RCT,HIIT较对照呈临界显著降低(WMD=-1.65 mmHg,95%CI -3.33至0.03,95%PI -7.824至4.546),重度异质性(I2=87.07%,P<0.001)。年龄亚组:<55岁组DBP显著降低(WMD=-3.08 mmHg,95%CI -4.37至-1.80,I2=44.18%);≥55岁组DBP无统计学意义(WMD=-0.07 mmHg,95%CI -3.14至2.99,I2=91.82%)。亚组差异无统计学意义(Qb=3.16,P=0.08)。干预时长与周频率亚组分析未显著降低血压异质性。
3.3.2 TG反应:纳入13项RCT,HIIT较对照显著降低TG(SMD=-0.65,95%CI -0.85至-0.44,95%PI -2.709至1.283),重度异质性(I2=74.7%,P<0.001)。时长亚组:12周组TG显著降低(SMD=-0.76,95%CI -1.01至-0.51,I2=25.5%);非12周组TG显著降低但效应量较小(SMD=-0.43,95%CI -0.78至-0.08,I2=86.5%)。年龄亚组:<55岁组TG显著降低且效应量更大(SMD=-1.01,95%CI -1.30至-0.73,I2=80.7%);≥55岁组TG无统计学意义(SMD=-0.25,95%CI -0.55至0.05,I2=26.9%)。亚组差异有统计学意义(P<0.001)。周频率亚组未显著降低异质性。
3.3.3 HDL-C反应:纳入13项RCT,HIIT较对照显著升高HDL-C(SMD=0.48,95%CI 0.26至0.70,95%PI -4.111至6.201),重度异质性(I2=85.3%,P<0.001)。年龄亚组:<55岁组HDL-C显著升高(SMD=0.68,95%CI 0.37至0.98,I2=93.2%);≥55岁组HDL-C无统计学意义(SMD=0.28,95%CI -0.03至0.59,I2=16.9%)。亚组差异无统计学意义(P=0.077)。周频率亚组:3次/周组HDL-C显著升高(SMD=0.53,95%CI 0.28至0.77,I2=87.8%);非3次/周组无统计学意义(SMD=0.29,95%CI -0.21至0.79,I2=21.5%)。亚组差异无统计学意义(P=0.402)。时长亚组未显著降低异质性。
3.3.4 人体测量学结局:BW纳入16项RCT,HIIT较对照轻度但显著降低BW(SMD=-0.23,95%CI -0.42至-0.05,95%PI -1.511至0.861),中度至重度异质性(I2=64.8%,P<0.001)。年龄亚组:<55岁组BW显著降低(SMD=-0.27,95%CI -0.53至-0.02,I2=80.3%);≥55岁组无统计学意义(SMD=-0.19,95%CI -0.45至0.07,I2=33.0%)。亚组差异无统计学意义(P=0.659)。BMI纳入14项RCT,HIIT较对照显著降低BMI(SMD=-0.40,95%CI -0.61至-0.19,95%PI -1.809至0.812),重度异质性(I2=82.6%,P<0.001)。时长亚组:12周组BMI无显著变化(SMD=-0.11,95%CI -0.36至0.15,I2=0.0%);非12周组BMI显著降低且效应量更大(SMD=-1.06,95%CI -1.44至-0.68,I2=90.4%)。亚组差异有统计学意义(P<0.001)。年龄与周频率亚组未显著降低异质性。
3.4 连续荟萃回归
荟萃回归显示平均年龄与干预时长对SBP、DBP、BMI无显著修饰效应;干预时长与HDL-C效应显著相关,平均年龄与TG效应显著相关,联合模型可解释TG组间异质性的52.7%;BW时长系数呈临界显著但联合模型无统计学意义。结果提示年龄与时长可解释部分血脂指标异质性(尤其TG),但无一致修饰效应贯穿所有心血管代谢结局,且为探索性研究水平分析,不能证实年龄独立修饰个体治疗反应。
3.5 敏感性分析
留一法敏感性分析显示,依次剔除单个试验后,6项结局的合并效应量方向及幅度均保持基本稳定,无单个研究对汇总效应产生不成比例影响,提示结果稳健。
3.6 偏倚检验
漏斗图显示:SBP与DBP基本对称但存在离散,与异质性一致;SBP、DBP、HDL-C、TG漏斗图无明确视觉偏倚信号,HDL-C因右侧离群研究呈轻度不对称,TG呈轻度不对称,BW基本对称,BMI因极端离群值与其余研究聚集呈明显不对称。Egger检验:SBP、DBP、HDL-C、TG无显著小样本效应(P值分别为0.726、0.263、0.070、0.437);BW与BMI存在显著小样本效应(P值分别为0.020、0.001)。剪补法未估算BW与BMI的缺失研究,调整后合并效应量不变(BW:SMD=-0.23,95%CI -0.42至-0.05;BMI:SMD=-0.40,95%CI -0.88至-0.12)。
3.7 证据质量
GRADE评级显示:SBP为低质量证据,其余结局(DBP、HDL-C、TG、BW、BMI)为极低质量证据。降级原因主要为严重偏倚风险、严重不一致性(SBP除外)及严重不精确性;BW与BMI因小样本效应怀疑发表偏倚;所有结局间接性不严重(干预与结局与研究问题一致,但人群包含超重与肥胖)。
4 讨论
本研究整合19项RCT证据,显示HIIT与超重或肥胖成人多项心血管代谢风险指标改善相关,但异质性中度至重度,预测区间较宽,证据质量低至极低。探索性荟萃回归提示研究水平平均年龄与TG效应相关、干预时长与HDL-C效应相关,支持年龄可能作为研究水平反应差异的相关因素,但无法证实其为独立个体水平效应修饰因子。
4.1 血压(SBP与DBP)
HIIT与SBP显著轻度降低相关,且<55岁与≥55岁亚组均显著降低,亚组差异无统计学意义,提示SBP反应无明确年龄分层差异。DBP总体效应较小且呈临界显著,<55岁组降低显著,≥55岁组无统计学意义,但亚组差异无统计学意义,该年龄相关模式需谨慎解读,不可作为年龄修饰效应的确证证据。生物学上,肥胖相关内皮功能障碍、氧化应激、慢性炎症及血管张力调节受损是血压升高机制,与年龄相关血管重构、动脉硬化交互作用;老年肥胖人群更高的动脉硬化程度、合并症负担及降压/代谢用药可能削弱DBP反应,绝经状态也可能增加中年女性变异性。DBP重度异质性可能源于基线血压、用药、测量流程、依从性及实际运动强度差异。结果提示HIIT可能贡献轻度血压改善,但反应幅度与一致性依赖受试者特征与干预实施,未来试验需标准化用药、基线血压、依从性、强度及测量方案以明确获益亚组。
4.2 血脂结局(HDL-C与TG)
HIIT与HDL-C升高、TG降低相关,与既往代谢综合征及肥胖合并糖尿病人群证据一致。TG的年龄亚组差异显著:<55岁组效应量更大且显著,≥55岁组无统计学意义,荟萃回归证实平均年龄与TG效应相关,可能反映衰老相关的线粒体功能、骨骼肌氧化能力、胰岛素敏感性及炎症变化对脂质反应的调节,但研究水平分析存在生态学偏倚,需个体水平数据验证。HDL-C年龄交互无统计学意义,可能受饮食、体重变化、调脂药、空腹状态及实验室方法等混杂因素影响,且这些因素报告不一致,限制了年龄差异检验。未来试验需标准化报告上述变量。
4.3 人体测量学结局(BW与BMI)
BW与BMI降低幅度较小,符合单纯运动干预若不联合饮食限制或行为支持通常仅产生轻度体重减轻的特点,且心血管代谢适应可在无大幅体重变化时发生。年龄未修饰BW反应,干预时长修饰BMI反应:非12周组BMI降低更显著但异质性极高,12周组无显著变化,提示时长与BMI关联但无法完全解释异质性,饮食摄入、基线肥胖程度、依从性、监督、实际强度及总训练量可能为残留变异来源。BW与BMI无法反映脂肪分布与体成分,而腰围、内脏脂肪及体成分等指标更能体现肥胖相关代谢风险,未来试验需纳入这些指标以明确HIIT对代谢健康的改善效应。
4.4 亚组发现与异质性
亚组分析主要用于探索异质性而非确证治疗效应修饰。年龄分层对TG的解释价值最高,对血压、HDL-C、BW、BMI的一致性较低;周频率无一致效应修饰作用;干预时长对HDL-C与BMI的关联较明显。残留异质性仍显著,提示年龄、时长、频率无法完全解释组间变异。HIIT剂量为多维度指标(实际强度、间歇结构、运动模式、单次量、进阶、监督、依从性、背景照护),原始试验报告不完整;对照条件(常规照护)内容描述模糊(饮食、用药、非HIIT活动),进一步限制了异质性解读与临床转化。需遵循运动干预报告指南,完善FITT特征、个体化调整、依从性、不良事件及对照组设置报告。
4.5 方法学质量与证据质量启示
GRADE评级显示低至极低证据质量,提示合并效应量的置信度有限,未来高质量RCT可能显著改变当前估计。降级主要源于试验方法学局限、组间异质性及效应量不精确,而非间接性。小样本效应虽在BW与BMI中检出,但剪补法未改变效应量,仍需谨慎解读。荟萃回归仅提供有限证据支持研究水平协变量解释异质性,且受限于研究数量少、残留异质性、多重检验及缺乏个体数据。未来试验需标准化报告年龄分布、性别比例、基线BMI、基线心血管代谢状态、干预时长、依从性、实际强度、监督、对照内容、用药变化及饮食共干预,以支持稳健的多变量修饰因子分析。
4.6 敏感性分析、发表偏倚与解读谨慎性
留一法敏感性分析支持结果稳健,但无法排除试验间系统偏倚或解决异质性。漏斗图视觉判断在异质性高、研究精度差异大时可能误导,需结合统计检验。Egger检验未提示多数结局发表偏倚,但BW与BMI的小样本效应需警惕。低至极低证据质量要求临床解读需保守,避免过度推断。
4.7 效应量指标选择与临床可解释性
SBP与DBP采用WMD(mmHg)较SMD提升临床可解释性,可直接解读为血压绝对变化。以5 mmHg降压为临床基准,HIIT的血压降低幅度为轻度,未一致达到明确临床意义阈值。<55岁组多项指标改善显著,HIIT可作为时间高效的运动选择(临床适宜时);≥55岁组证据精度低且一致性差,需在评估心血管、骨骼肌、代谢及功能状态后个体化考虑,采用保守进阶与适当监督。年龄分层结果仅用于假设生成,不可作为僵化的年龄处方依据。
4.8 优势与局限
优势:聚焦超重或肥胖成人RCT,结局指标临床相关且一致;血压采用WMD提升临床可解释性;纳入预测区间与GRADE评级;预设亚组与连续荟萃回归探索异质性;谨慎解读年龄相关发现为研究水平信号。局限:年龄为研究水平均值,存在生态学偏倚与混杂;55岁阈值为实用主义选择,女性更年期依据在混合性别试验中适用性有限;残留异质性显著;血脂与人体测量指标采用SMD降低临床可解释性;DerSimonian-Laird估计量在小样本重度异质性下可能低估不确定性;人群包含超重与肥胖,非单纯肥胖样本;对照描述不完整;缺乏腰围、体成分、内脏脂肪、血糖指标、不良事件及长期随访等结局。
5 结论
HIIT与超重或肥胖成人多项心血管代谢风险指标改善相关(SBP、DBP、TG、BW、BMI降低,HDL-C升高),但异质性显著、预测区间较宽、证据质量低至极低。研究水平平均年龄与TG效应相关、干预时长与HDL-C效应相关,为研究水平关联而非个体水平年龄效应修饰的确证证据。临床实践中,在筛查、监督、渐进进阶及安全监测完备的前提下,HIIT可作为时间高效的运动策略选项,尤其适用于临床适宜人群;<55岁与≥55岁研究样本的差异仅用于假设生成与未来试验设计,不可作为僵化年龄处方依据。未来RCT需扩大样本量与多样性,预设个体水平年龄分析效能,标准化干预剂量与对照照护报告,系统记录依从性与不良事件,测量并报告用药、饮食、基线体力活动、性别分布、基线BMI及心血管代谢状态,延长随访并纳入敏感肥胖与代谢指标;未来证据合成需应用现代偏倚风险与证据质量框架,在允许条件下采用稳健随机效应推断,利用个体参与者或更丰富的研究水平数据提升临床可解释性与异质性探索能力。
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