抗阻训练对糖尿病高血压特殊人群的益处

发布于 2019-10-25  106 次阅读


原文始发于微信公众号(武体体能):静息代谢与力量训练

Lifting weights triggers changes at themolecular level that improve human metabolism and thwart chronic disease.

举重能从分子层面改善人体新陈代谢,并且阻止慢性病的发生。

静息代谢与力量训练

抗阻训练不仅仅能强化你的肌肉和骨骼。过去几年的研究证实,举重可以改变人体的新陈代谢从而改善你的健康状况。这对患有2型糖尿病、高血压、肥胖和高胆固醇的客户来说是个好消息。

 

抗阻训练还能提高静息代谢率和心肺适应性。事实上,有些专家已经把抗阻训练看作运动治疗计划的一部分了(Strasser &Schobersberger 2011)。当你开始推杠铃和学习深蹲时,你的身体将会发生巨大的改变,因为抗阻训练能显著增强你的力量、肌耐力和骨密度。
 

本文综合了抗阻训练的主要代谢效应,如最新的研究所证实的那样。我们还概述了导致代谢增加的机制,并讨论了这些积极变化对您的客户和健身实践之间的联系。

静息代谢与力量训练

糖尿病与力量训练

研究表明:抗阻训练可以提高葡萄糖清除率和胰岛素敏感性。

糖尿病有两种形式,一种是不产生胰岛素(1型),另一种是对胰岛素不敏感的人(2型)。2017年美国糖尿病统计报告(CDC 2017)提供了以下统计数据:

  • 约3030万美国人患有糖尿病(占总人口的9.4%),90%-95%的人患有2型糖尿病。大约8410万美国成年人(占总人口的33.9%)有糖尿病前期症状,这意味着他们有很高患有2型糖尿病的风险。   

  • 随着年龄的增长,2型糖尿病越来越普遍:65岁或65岁以上的人中有25.2%患有糖尿病。
 

糖尿病人群的抗阻训练研究

抗阻训练与有氧运动。一项为期10周的研究(Bweir等人2009)在20名2型糖尿病患者中(平均年龄53岁)比较了抗阻训练和有氧运动对两个关键生物指标(血糖和糖化血红蛋白)的影响。
 
有氧运动组从20分钟、60%最大心率的强度到30分钟、75%最大心率的强度。抗阻运动组进行了3组、每组8-12次的一系列训练,包括:膝和髋的曲/伸、肩的曲/伸、肩的内收/外展、肘的曲/伸展以及卧推。实验结束时,抗阻训练组表现出更为有利的A1C(糖化血红蛋白)下降率为-18%,而有氧训练组下降率为-8%。
混合训练。其他研究人员花了一年时间在80名患有2型糖尿病的肥胖成人(37名男性;43名女性)中比较了单独进行抗阻训练、单独进行有氧训练和混合(抗阻加有氧)训练的效果(Yavari et al. 2012)。
 
参与者被平均分成四组。有氧运动组在跑步机、椭圆仪或固定自行车上进行训练,每周3天以60%-75%的最大心率值从开始的20分钟直到60分钟。抗阻运动组在第一个月内每周练2天,然后增加到每周3天(训练天与天之间不连续)的训练。最初,他们在60%RM的重量下练1-2组(第一个月),并增加到以3组75%RM10个不同的训练动作,每组8-10次的练习。混合组每周练习有氧和抗阻运动3天。最后一组为无运动的对照组。
 
52周后,将60名研究参与者(每组15人)纳入统计分析。有氧组、抗阻组和混合组的糖化血红蛋白值分别下降0.55%、1.33%和1.74%。作者指出,先前的研究表明,糖化血红蛋白降低0.66%是改善血糖控制的一个很好的指标。对照组A1C的上升率为0.2%(Yavariet al)。结论指出抗阻运动和有氧运动相结合对预防或治疗2型糖尿病有明显的辅助效果。
 

举重对2型糖尿病的影响

研究表明,通过增加GLUT4、胰岛素受体、蛋白激酶β和糖原合成酶,抗阻训练可提高葡萄糖清除率和胰岛素敏感性(Holten et al. 2004)。GLUT4、胰岛素受体和蛋白激酶β是辅助将葡萄糖转运到肌肉细胞的需要获取能量蛋白质中。糖原合成酶有助于将葡萄糖分子转化为肌肉中储存的糖原(最终用于能源需求)。
 
此外,通过举重训练增加的瘦体重可能会减少储存在肝脏、胰腺和肠道等内脏器官周围的内脏脂肪(Strasser &Schobersberger 2011)。相比之下,Strasser和Schobersberger指出,肌肉质量下降会有风险患上肥胖相关的胰岛素抵抗和2型糖尿病。重要的是,在任何年龄段的糖尿病患者中,抗阻训练都能降低糖化血红蛋白的浓度。
 
实用建议

美国糖尿病协会立场声明(Colberg et al. 2016)建议进行8-10个训练动作(全身运动计划)。从1-3组、每组10-15次开始,以中等强度进行,每组不超过15次。对于一个高强度的举重项目来说,每次练习都要重复6-8次直到失败。每周至少2天,最好是3天。为了训练的进展,Colberg和同事建议增加更大的重量负荷(例如,从10-15reps,到6-8reps直到不能增加),之后再增加频率(一周练习2天到一周练习3天)。

静息代谢与力量训练

血压和力量训练
研究结果表明,负重训练能改善肱动脉内皮(缓冲)能力。
 
背景
  • 血压有两个读数:心脏收缩期间的收缩压(即血液排出)和心室充盈期间的舒张压。
  • 收缩压正常值低于120,舒张压正常值低于80。
  • 收缩压140+或舒张压90+为高血压。前期高血压意味着数值介于正常范围和高范围之间(AHA 2019)。
  • 有8000万20岁及以上的成年人患有高血压,高血压是心脏病和中风的主要危险因素。预计到2030年将会有41.4%的成年人患上高血压(Mozaffarian et al. 2015)。
 
高血压人群与抗阻训练研究
改善血压的最佳剂量。科学家评估了抗阻运动与血压变化之间的反应关系(Westcott et al. 2009)。在10周内,让1619名未经训练和久坐不动的成年人(77%的女性,23%的男性,21-80岁)每周进行一两次或三次运动。每个疗程包括20分钟的有氧训练(70%-80%的用年龄预测的HRmax;rpe15以下)和20分钟的负重训练(每次1组;8-12次重复直到感觉疲劳;进行10个训练动作,涉及到全身的锻炼)。
 
平均收缩压下降3.83,舒张压下降1.73。研究人员得出的结论是,每周两到三次的训练对控制或降低血压(如果血压升高)似乎是最有效的。
 
PHA训练。2015年,有研究使用PHA训练证明了负重训练可以直接降低血压(Piras et al. 2015)。通过PHA训练,参与者依次交替进行上下肢循环训练。理论上,这种类型的训练可以增强血液在体内的流动。
 
受试者按以下顺序进行了四轮循环抗阻训练(15次,55%–60%1-rm):卧推、腿部伸展、高位下拉、腿部弯举、肩推和提踵(注意上下体交替顺序)。两组之间没有休息,循环之间只有1分钟的休息。
 
经过30次训练(每周3次,非连续日,超过3个月),PHA参与者的收缩压(2.59)和平均动脉压(1.69)显著降低。平均动脉压是指一个人在一次心跳中动脉的平均血压。这些结果证实了Cornelissen&Smart(2013)的一项研究综述,该研究分析了93项研究,得出结论:抗阻训练可降低收缩压(平均为-1.8)和舒张压(平均为-3.2)。
 
负重训练对血压的帮助
尽管大多数关于训练和血压的研究都集中在有氧运动的影响上,但一些十分有趣的关于抗阻训练的发现已经出现。例如,一项实验研究了1年的负重训练对超重但健康的女性血管结构和功能的影响(Olson et al. 2006)。主要发现单靠负重训练可以改善这组患者的肱动脉内皮(缓冲)功能。内皮是人体和心脏血管内部的一层膜。内皮细胞释放控制血管收缩、松弛、凝血和免疫功能的物质。他们深深地参与了血压调节。
 
在另一项研究中,18-35岁被诊断为前期高血压的成人(Beck等人2013年),进行为期8周的抗阻训练计划(每周3次)成功降低了外周血压(手臂、手、腿和脚),改善了内皮组织(缓冲)功能,并增强了参与调节血管张力的其他血管物质(完全张开时血管收缩程度)。
 
实用建议

为保护高血压前期和高血压患者,改善内皮功能,确保对同心衰竭者不进行抗阻训练。在研究综述中(de Sousa et al. 2017),那些成功降低血压(升高时)的项目要求参与者每周有3天进行7-10项运动(锻炼身体的主要肌肉),运动量为1-rm的40%-80%。参与者进行了2-3组8-15次重复,每组休息60-180秒。

静息代谢与力量训练

RMR( 静息代谢率)、EPOC(运动后过量氧耗)和力量训练
负重训练提高了RMR和EPOC。
 
背景
  • 静息代谢率(RMR)是我们休息时燃烧的卡路里。RMR占每日热量消耗的50%–75%(Aristizabal et al. 2015)。这些能量用来维持身体的重要功能,如心跳、呼吸和大脑功能,因此需要大量的能量。
  • 运动后过量耗氧(EPOC)是指运动后增加的耗氧量(即能量消耗)。具体来说,EPOC是身体恢复到运动前状态所消耗的能量。
 
抗阻训练研究和RMR以及EPOC
运动、RMR(静息代谢)和补剂。一个项目(Aristizabalet al. 2015)招募了61名在研究前至少1年没有进行抗阻训练的成人(18-35岁)进行研究。为期9个月(96次锻炼)的实验将训练分为3个12周的中周期。这些周期包括多组(3-5组)训练,包括低强度训练(12-15组,每组之间休息60-90秒)、中等强度训练(8-10组,每组之间休息1-2分钟)、高强度训练(3-6组,每组之间休息2-3分钟)和爆发力训练运动(1-rm的30%-45%的全身运动,两组之间休息3分钟)。练习包括卧推、深蹲、悬垂高翻、二头弯举、提踵、腹部训练、高位下拉、弓箭步、直立划船、推举。
 
参与者被分成3组。在9个月的时间里,他们都进行了相同的训练,但每个小组都接受了不同类型的补剂(乳清蛋白、大豆蛋白或碳水化合物)。参与者的RMR增加了大约5%。不同补剂间的RMR的增加没有差异。
 

EPOC(运动后过量耗氧)和运动强度。一项独特的研究将三次运动后的EPOC值与相同的能量消耗进行了比较(Greer等人2015年):

  • 抗阻训练(60%1-rm直至力竭),包括坐姿飞鸟、深蹲、高位下拉、三头肌下压和提踵(两组之间休息1分钟),重复45分钟以上

  • 中等强度的稳态有氧训练,约占有氧能力的39%,当参与者燃烧与抗阻训练相同数量的卡路里时停止。

  • 高强度间歇训练(HIIT),在90%最大有氧能力下运动30秒,然后在低强度下进行120-180秒的缓冲,直到热量燃烧与抗阻训练相同。
在运动后12小时和21小时,HIIT和抗阻训练显示出相似的EPOC值,结果显著高于稳态有氧训练。抗阻/HIIT组的EPOC在12小时比基线高15%,在21小时比基线高12%。实际上,这项研究计算出,抗阻/HIIT在24小时内消耗的热量比稳态有氧训练高出300卡路里。
 
负重训练如何影响RMR和EPOC
肌肉质量和甲状腺激素对RMR有深远影响。除了增加瘦体重外,抗阻训练还可能引起影响甲状腺激素的肌肉代谢变化。尽管在这方面需要更多的研究(Aristizabal et al. 2015)。
 
研究表明,与有氧训练相比,抗阻训练会“破坏”肌肉引起肌肉蛋白质合成和修复,这是一个需要能量的代谢过程。较高的运动强度会产生更多的EPOC,因为它们会导致更多的肌肉“恢复”(Greer et al. 2015)。
 
实用建议

为了提高RMR,最好使用周期性计划,在该计划中,参加者在不同的训练方面逐步循环,并且在强度和容量上有系统的变化(Aristizabal et al. 2015)。为了达到最大的EPOC,建议采用复合运动,尽可能的采用比一个人的健身水平更高的强度来动员更多的肌肉(Greer et al. 2015)。

静息代谢与力量训练

肥胖与力量训练
抗阻运动能增加肌肉蛋白质合成和RMR,促进减肥。
 
背景
  • 体重指数(BMI)超过30通常表示肥胖。
  • 约39.8%的美国人有肥胖:42.8%为40-59岁成年人;20.6%为12-19岁青少年;18.4%为6-11岁青年(Hales等人2017年)。
  • 抗阻运动是解决肥胖问题的有效方法,因为这种类型的训练能增加瘦体重,同时减少脂肪含量(Strasser和Schobersberger,2011年)。
 
肥胖人群抗阻训练研究
增肌。一项研究综述指出,抗阻训练计划通常会使肌肉质量至少增加2.2–4.4磅。许多研究表明,负重训练也能减少内脏脂肪,这与胆固醇水平异常、高血压、胰岛素抵抗、2型糖尿病和心血管疾病的发生有关(Strasser&Schobersberger,2011年)。
 
抗阻训练如何促进脂肪流失
抗阻训练会引起肌细胞的代谢应激、机械压力和“破坏”,向身体发出信号以增加肌肉蛋白质合成。经过数周和数月的反复重量训练,肌肉蛋白质合成急剧增加,增加了肌肉质量。长期的肌肉质量增长逐渐增加RMR,导致休息时的热量消耗增加,并使体重减轻。
 
实用建议
各种不同的抗阻训练都可以增加肌肉质量,降低肥胖的风险。最近对重量训练的研究发现,训练容量——次数×组数×负荷——是改善肌肉质量的关键因素(Schoenfeld, Ogborn &Krieger 2017)。
 

研究发现训练容量和肌肥大之间存在明显的剂量-反应关系。研究人员在计算每个肌肉组的每周组数时发现,显著的肥大发生在以下几方面:<5组(+5.4%);5-9组(+6.5%);以及>10组(+9.6%)。这一肥大范围为私人教练提供了训练指导,可以根据客户的喜好和健康水平进行调整。

静息代谢与力量训练

高胆固醇和力量训练
抗阻训练显示了降低胆固醇标记物的一些迹象。
 
背景
  • 大约有9500万20岁或以上的美国成年人的总胆固醇高于建议值的每分升200毫克/分升(0.1升),2900万成年人的总胆固醇高于240毫克。据估计,7%的6-19岁美国青年的总胆固醇水平也很高(CDC     2019年)。
  • 高胆固醇会增加中风和心脏病的风险。疾病控制和预防中心说,健康的成年人应该每4-6年检查一次胆固醇。患有心脏病、糖尿病或高胆固醇家族史的患者需要更频繁地检查胆固醇。
 
抗阻训练与胆固醇研究
Fahlman等人(2002)比较了抗阻训练和有氧运动对45名健康活跃女性(70-87岁)血脂水平的影响,血脂水平是胆固醇水平的科学术语。有氧运动包括每周在70%心率储备强度下步行3天。这些妇女在第一天步行20分钟,每天增加5分钟,直到第3周后达到50分钟。
 
负重训练包括每周进行3天的全身运动,3组、每组8次,以缓解短暂的肌肉疲劳(在10周的训练期间每周调整)。两组之间休息2分钟。该计划使用了3组腿部伸展、腿部弯曲、踝跖屈和背屈的练习;2组屈髋和伸髋练习;1组髋内收、外展的练习。
 
在10周内,阻力组将总胆固醇标记物降低了10,他们的“坏”胆固醇(LDL低密度脂蛋白)降低了18.3,血脂降低了29,而他们的“好”胆固醇(HDL高密度脂蛋白)增加了10.3单位(毫克/分升)。有氧运动组的胆固醇标志物也有所改善,但这些改善并没有负重训练组的改善明显。不幸的是,在胆固醇水平异常的人群中,负重训练对胆固醇独立作用的研究还不多。在这一领域,无论男女,都需要更多的研究。
 
实用建议

研究人员发表了一篇优秀的综述,总结了胆固醇水平对有氧训练、抗阻运动和混合(有氧加抗阻)训练的反应(Mann, Beedie, &Jimenez 2014)。根据对已发表的13项调查和两篇综述文章的分析,研究人员得出结论:增加容量——(次数x组数x负荷)比增加强度更能改善胆固醇分布。科学家们还建议,将有氧训练和负重训练结合起来,产生一种协同增效作用,从而使男性和女性的胆固醇状况得到最佳改善。

静息代谢与力量训练

抗阻训练能改善心肺健康吗?
训练师可以循环抗阻训练计划,以改善心肺健康。
 
一些研究人员想知道抗阻训练是否能为改善心血管健康提供另一条途径。欢迎进一步了解,因为心肺健康是总死亡率的一个强有力的预测因子,不管以前的健康状况如何。
 

心肺健康最常见的测量指标是VO2max,运动时最大耗氧量、分布和能量利用率。最近的系统综述和荟萃分析探讨了改善VO2Max的循环训练计划(MunozMartinez等人2017年)。研究人员发现,基于循环抗阻训练平均可以使VO2Max增加9.7%,这是一个显著的结果。他们的综述建议:

  • 14-30次,持续6-12周,至少20-30分钟

  • 强度介于40%–80%1-RM

  • 每次训练包含6-12种练习,重复12-15次或组间20-40秒

  • 总的来说至少要有两个循环训练
在设计循环抗阻训练计划以改善心肺健康方面,这些选项几乎是没有限制的。这使私人教练能够在保持循证指导原则的同时发挥创造性。
 

科学告诉我们:抗阻训练是有效的

对于那些想用负重来改善客户新陈代谢的私人教练来说,训练计划是非常开放的。你只受限于你的创造力和想象力。我们鼓励您使用各种抗阻方法(自由重量、悬挂运动、战斗绳、壶铃等)来建立动态、有趣和吸引人的训练来契合您的客户的目标和需求。
 
增加肌肉的大小和力量有许多积极的影响,包括降低血压和胆固醇水平,提高胰岛素敏感性,血脂水平,心血管功能和身体成分。我们的宗旨很明确:去举重,去锻炼肌肉,它能提高生活质量。每一次锻炼,我们都会变得更强!

Source:Zachary M.  Metabolism and Strength TrainingFitness Journal (/idea-fitness-journal), Volume 16, Issue 5 (/idea-fitness-journal/2019/march)

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小泥巴团队出品
编译:赵祎凡