综述:高强度间歇训练对青少年运动员身体素质影响的系统综述与Meta分析

时间:2026年5月18日
来源:Frontiers in Physiology

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背景:本研究通过系统综述与Meta分析,评估了基于高强度间歇训练(HIIT)的干预措施对受过训练的青少年运动员心肺适能、跳跃、冲刺、变向以及重复冲刺能力的影响,并探讨了这些影响的潜在调节因素。 方法:系统地检索了PubMed、Scopus、Embase、Web

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背景:本研究通过系统综述与Meta分析,评估了基于高强度间歇训练(HIIT)的干预措施对受过训练的青少年运动员心肺适能、跳跃、冲刺、变向以及重复冲刺能力的影响,并探讨了这些影响的潜在调节因素。 方法:系统地检索了PubMed、Scopus、Embase、Web of Science和Cochrane图书馆数据库。根据干预前后的变化计算了组间效应量,并使用随机效应模型进行了合并。使用Cochrane RoB 2工具和GRADE方法评估了偏倚风险和证据质量。使用I2评估了异质性,并在适当情况下进行了预设的亚组分析、敏感性分析和Meta回归分析。 结果:共纳入35项研究,涉及988名受过训练的青少年运动员。与非HIIT对照组相比,基于HIIT的干预显著提高了最大摄氧量(VO2max)(标准化均数差[SMD]=0.65,95%置信区间[CI] 0.46至0.83,I2=0%)、场地间歇性耐力测试表现(包括Yo-Yo间歇恢复测试1级[IR1]、Yo-Yo IR2和20米多级往返跑测试)(SMD=0.65,95% CI 0.07至1.23,I2=79.4%)、30-15间歇性体能测试(IFT)的最终速度(VIFT)(SMD=1.13,95% CI 0.63至1.63,I2=42.5%)、下蹲跳(CMJ)(SMD=0.44,95% CI 0.13至0.74,I2=62.7%)、≤10米冲刺表现(SMD=-0.79,95% CI -1.26至-0.32,I2=50.1%)、≥20米冲刺表现(SMD=-0.28,95% CI -0.47至-0.08,I2=0%)以及变向(COD)能力(SMD=-0.54,95% CI -0.72至-0.37,I2=0%)。对于重复冲刺能力(RSA),所有纳入的干预均为重复冲刺训练(RST),合并效应显著(SMD=-0.70,95% CI -1.02至-0.39,I2=12.7%)。仅在场地间歇性耐力测试表现的年龄亚组(p=0.033)和≥20米冲刺表现的竞技水平亚组(p=0.034)中发现了显著的亚组间差异,尽管这些亚组结果应被视为探索性的。 结论:基于HIIT的干预措施可以改善受过训练的青少年运动员的多种身体素质指标,在VO2max、场地间歇性耐力测试表现、VIFT和≤10米冲刺方面观察到的效果更大。在CMJ、≥20米冲刺和COD方面的改善较小。对于RSA,目前的证据主要支持RST的有益效果。 系统综述注册:https://www.crd.york.ac.uk/PROSPERO/,标识符CRD420261348570。
1 引言
青少年时期是身体素质和运动表现发展的关键时期,此期间的运动员经历着与生长和成熟相关的显著变化,这些变化会影响训练适应和运动表现。高水平的心肺适能、间歇耐力、跳跃、冲刺、变向(COD)和重复冲刺能力(RSA)不仅对训练质量重要,而且与竞技水平和比赛表现密切相关。由于青少年运动员仍在生长发育,同时接受长期的系统训练,他们对训练的反应可能与未受训练的青少年和成年运动员不同。此外,青少年运动员通常需要在有限的训练时间内平衡专项运动和身体训练。因此,选择既高效又实用的训练方法尤为重要。
高强度间歇训练(HIIT)通常在接近最大、最大或超最大运动强度下进行,由短暂的高强度运动期和短暂的无主动或有主动恢复期交替组成。先前研究表明,基于HIIT的干预可以显著改善心肺适能、间歇耐力、跳跃、冲刺和COD等多种身体素质指标。因此,基于HIIT的干预广泛应用于现代运动训练。然而,基于HIIT的干预并不代表单一的训练形式。根据运动强度、运动特征和持续时间的差异,可将其分为短间歇训练、长间歇训练、冲刺间歇训练(SIT)和重复冲刺训练(RST)。此外,应注意不同的HIIT类型在训练刺激特征和身体适应方面可能存在差异,因此可能对不同的身体素质结果产生不同的影响。
尽管先前的综述普遍报道,基于HIIT的干预可以改善青少年或运动员人群的心肺适能和某些身体素质结果,但目前专门针对受过训练的青少年运动员的证据仍然不足。一些综述将未受训个体、非运动员青少年和成年人纳入同一分析,这限制了结论对受过训练的青少年运动员的特异性。此外,先前的综述主要集中在单一运动或仅某些身体素质结果上,缺乏对受过训练的青少年运动员多种身体素质结果的系统整合。
因此,本系统综述和Meta分析旨在评估基于HIIT的干预对受过训练的青少年运动员的心肺适能、跳跃表现、冲刺表现、变向表现和重复冲刺能力的影响。具体而言,关注的结果包括VO2max、场地间歇性耐力测试表现(包括Yo-Yo IR1、Yo-Yo IR2和20米多级往返跑测试)、30-15间歇性体能测试(IFT)的最终速度(VIFT)、下蹲跳(CMJ)、冲刺表现、变向速度(COD)和重复冲刺能力(RSA)。还进行了预设的亚组分析,以探讨与训练效应相关的潜在参与者和干预特征。这些分析旨在为优化受过训练的青少年运动员的身体训练计划提供更有针对性的证据。
2 方法
2.1 方案与注册
本系统综述是根据PRISMA 2020指南进行和呈现的,其方案已预先在PROSPERO注册。
2.2 文献检索策略
在五个电子数据库(PubMed、Scopus、Embase、Web of Science和Cochrane图书馆)中进行了截至2026年2月26日的系统检索。仅纳入以英语发表的同行评议研究。还筛选了相关文章的参考文献列表以使综述尽可能全面。
2.3 纳入与排除标准
基于PICOS框架制定了纳入和排除标准。符合条件的基于HIIT的干预被定义为涉及重复高强度运动回合和计划恢复间歇的结构化方案。干预措施根据关键方案特征(包括运动强度、间歇持续时间、间歇次数和总干预持续时间)进一步分类为间歇型HIIT、SIT或RST。这些干预在整体基于HIIT的框架内合并,因为它们都涉及重复的高强度努力与计划恢复期交替。青春期定义为10-19岁。当参与者年龄落在此范围内,或可以单独提取青少年参与者的数据时,研究符合资格。
在本研究中,受过训练的青少年运动员被定义为根据McKay参与者分类框架(MPCF)分类为Tier 2或以上的参与者。
2.4 文献筛选与数据提取
将检索到的所有相关记录导入EndNote 21进行去重。此后,两位作者独立筛选了标题、摘要和全文。筛选过程中出现的任何分歧通过讨论解决,必要时由第三位作者裁决。
数据提取由两位作者使用预先设计的标准化表格独立完成。提取的信息包括基本研究特征(作者、发表年份、运动项目、性别、年龄、样本量、竞技水平、对照干预、研究设计和结局指标)以及干预方案的主要特征(如HIIT类型、HIIT模式、干预持续时间、训练频率和负荷安排)。参与者的竞技水平根据MPCF进行分类。对于结局数据,提取了每组干预前后的样本量、均值和标准差,以及可用于计算效应量的其他数据。如果结局数据缺失或仅以图形形式报告,则联系通讯作者以获取所需数据。数据提取过程中的任何不一致之处通过讨论解决,必要时由第三位作者裁决。
2.5 偏倚风险与证据质量评估
两位作者使用Cochrane RoB 2工具独立评估了纳入研究的偏倚风险。评估的领域包括随机化过程、偏离既定干预措施、结局数据缺失、结局测量和报告结果的选择。每个领域和总体偏倚风险被评判为低风险、有一些担忧或高风险。两位作者交叉核对评估结果。任何分歧首先通过讨论解决,必要时由第三位作者裁决。
两位作者使用GRADE方法评估了每个结局的证据质量。根据偏倚风险、不一致性、间接性、不精确性和发表偏倚,证据质量被评定为高、中、低或极低。任何分歧首先通过讨论解决,必要时由第三位作者裁决。
2.6 统计分析
使用Stata 15.0进行Meta分析。考虑到不同研究间可能存在的基线差异,根据干预前后的变化计算了组间效应量。变化分数定义为每组的变化后均值减变化前均值。如果未直接报告变化分数的标准差,则根据相关系数r=0.5的假设,使用公式估计变化标准差。由于研究之间在参与者特征、干预特征和测试程序方面可能存在差异,使用随机效应模型合并效应量,表示为标准化均数差(SMD)。使用Hedges‘ g校正小样本偏差,结果以95%置信区间(CI)呈现。
效应量使用以下阈值解释:微不足道(<0.2)、小(0.2–0.6)、中(>0.6–1.2)、大(>1.2–2.0)、非常大(>2.0–4.0)和极大(>4.0)。使用I2统计量评估研究间异质性,并分类为低(<25%)、中(25%–50%)、高(50%–75%)或极高(>75%)。
当异质性较高时,进行预设的亚组分析和敏感性分析以探讨异质性的潜在来源。亚组分析主要按性别、年龄、干预持续时间、训练频率、总训练次数、竞技水平、HIIT类型和HIIT模式进行。未进行基于比较因素的亚组分析,因为不同研究的比较条件各异,且各结局类别内的研究数量有限且不均衡。此外,一些亚组分析是探索性的,用于比较不同条件下效应量变化的趋势。在这些变量中,年龄、干预持续时间、训练频率和总训练次数等连续变量使用中位数分割法进行分层。在亚组分析中,HIIT类型分为间歇型HIIT、SIT和RST。由于短间歇、长间歇和短/长间歇HIIT亚组纳入的研究数量较少,将这些亚组合并为间歇型HIIT亚组,以提高亚组分析的稳定性和可解释性。对于有足够研究数量和实质性异质性的结局,计划进行探索性单变量Meta回归分析,分别检查年龄、干预持续时间和训练频率作为连续变量。使用留一法进行敏感性分析,以检查合并结果的稳健性。当至少有10项研究可用于给定结局时,使用Egger’s检验评估发表偏倚。所有检验均为双侧,统计显著性设定为p<0.05。
3 结果
3.1 文献检索与筛选
文献筛选过程如图1所示。总共识别了3635条记录。去重后,对1281条记录进行了标题和摘要筛选,此阶段排除了1205条。然后,76篇文章进入全文检索,但2篇全文无法获取,剩下74篇文章进行全文评估。经过全文筛选,排除了39篇文章,最终有35项研究被纳入本系统综述和Meta分析。
3.2 纳入研究特征
共纳入35项研究,涉及988名受过训练的青少年运动员。21项研究包含男性样本,10项包含女性样本,4项包含混合样本。参与者的平均年龄范围约为11.0至18.4岁。足球是最常见的运动项目(17项研究),其次是篮球和手球(各4项),以及跆拳道(3项)。其余运动包括网球(2项),室内足球、空手道、越野滑雪、有氧体操和排球(各1项)。所有参与者的竞技水平均归类为Tier 2或Tier 3,其中19项研究为Tier 2,16项为Tier 3。HIIT类型包括RST(11项研究)、短间歇(10项)、SIT(5项)、长间歇(4项)和混合短/长间歇方案(4项)。一项研究同时包含RST和短间歇HIIT作为两个实验组。基于跑步的HIIT是主要的HIIT模式(24项研究),而专项运动HIIT用于9项研究。此外,2项研究同时包含基于跑步的HIIT和专项运动HIIT实验组。干预持续时间从4周到12周不等,训练频率为每周1到4次,总训练次数从8次到32次。主要结局包括CMJ和COD(各20项研究)、VO2max(16项研究)、20米冲刺(11项研究)、Yo-Yo IR1(7项研究)、RSA(7项研究)和30-15 IFT(5项研究)。
3.3 偏倚风险评估
纳入研究的偏倚风险评估结果如图2和图3所示。在35项研究中,31项被判定为总体偏倚风险有一些担忧,而4项被判定为高风险。在随机化过程领域,6项研究被评为低风险,25项有一些担忧,4项为高风险,主要是由于随机序列生成或随机化过程报告不明确,以及分配隐藏信息不足。在偏离既定干预措施方面,所有35项研究均被评为有一些担忧,可能主要是由于运动训练研究中进行盲法的困难。在结局数据缺失方面,34项研究被评为低风险,1项研究被评为有一些担忧。在结局测量和报告结果选择方面,所有研究均被评为低风险。总体而言,偏倚风险主要集中在随机化过程和偏离既定干预措施领域。
3.4 Meta分析结果
所有结局的合并Meta分析结果见表4,相应的森林图见图4至图11。
3.4.1 HIIT对心肺适能的影响
对于VO2max,共纳入16项研究,涉及522名参与者。合并分析显示,基于HIIT的干预显著提高了受过训练的青少年运动员的VO2max(SMD=0.65,95% CI 0.46至0.83,p<0.001),效应量为中等,且无研究间异质性(I2=0%)。
对于场地间歇性耐力测试表现(包括Yo-Yo IR1、Yo-Yo IR2和20米多级往返跑测试),共纳入9项研究,涉及288名参与者。合并分析显示,基于HIIT的干预显著改善了该结局(SMD=0.65,95% CI 0.07至1.23,p=0.028),效应量为中等,但研究间异质性非常高(I2=79.4%)。
对于VIFT,共纳入5项研究,涉及153名参与者。合并分析显示,基于HIIT的干预显著提高了该测试的表现(SMD=1.13,95% CI 0.63至1.63,p<0.001),改善幅度为中等,研究间异质性为中等(I2=42.5%)。
3.4.2 HIIT对跳跃表现的影响
对于CMJ,共纳入20项研究,涉及543名参与者。合并分析显示,基于HIIT的干预显著提高了受过训练的青少年运动员的CMJ(SMD=0.44,95% CI 0.13至0.74,p=0.004),尽管改善幅度较小,且研究间异质性较高(I2=62.7%)。
3.4.3 HIIT对冲刺表现的影响
冲刺结局包括≤10米冲刺和≥20米冲刺。对于≤10米冲刺,共纳入6项研究,涉及165名参与者。合并分析显示,基于HIIT的干预显著改善了受过训练的青少年运动员的≤10米冲刺表现(SMD=-0.79,95% CI -1.26至-0.32,p=0.001),效应量为中等,且研究间异质性较高(I2=50.1%)。
对于≥20米冲刺,共纳入18项研究,涉及423名参与者。合并分析显示,基于HIIT的干预显著改善了受过训练的青少年运动员的≥20米冲刺表现(SMD=-0.28,95% CI -0.47至-0.08,p=0.005)。然而,改善幅度较小,且未观察到研究间异质性(I2=0%)。
3.4.4 HIIT对COD的影响
对于COD,共纳入20项研究,涉及550名参与者。合并分析显示,基于HIIT的干预显著改善了受过训练的青少年运动员的COD(SMD=-0.54,95% CI -0.72至-0.37,p<0.001)。然而,改善幅度较小,且未观察到研究间异质性(I2=0%)。
3.4.5 HIIT对RSA的影响
对于RSA,共纳入7项研究,涉及208名参与者。所有纳入的干预均为RST。合并分析显示,基于HIIT的干预显著改善了受过训练的青少年运动员的RSA(SMD=-0.70,95% CI -1.02至-0.39,p<0.001),效应量为中等,且研究间异质性较低(I2=12.7%)。

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