高强度间歇训练对心血管、神经和代谢健康的保护作用

亮点

• HIIT通过增强有氧能力、心脏重塑和血管健康，在不同人群中（包括老年人、2型糖尿病患者和心脏移植受者）改善心血管功能。
• HIIT在冠状动脉疾病患者中产生有益的神经心理学结果，如生活质量、抑郁和焦虑的改善，面对面的训练比家庭训练带来更大的益处。
• HIIT通过分子和表观遗传机制有利地调节代谢参数，包括胰岛素敏感性、胰腺脂肪含量、血糖控制和脂质代谢。
• 运动诱导的表观遗传重编程，特别是p66Shc基因中的DNA甲基化变化，可能在分子水平上与血管和氧化应激的改善有关，从而将HIIT与抗衰老效应联系起来。

背景

心血管疾病（CVD）、代谢综合征和神经精神障碍是全球发病率和死亡率的主要原因。传统的中等强度持续训练（MICT）被广泛推荐以减轻这些风险，但高强度间歇训练（HIIT）因其潜在的优越效果和时间效率而受到关注。本综述整合了来自随机对照试验（RCTs）、荟萃分析和机制研究的发现，阐明HIIT在心血管、神经和代谢健康方面的保护作用，涵盖从冠状动脉疾病到2型糖尿病（T2DM）和衰老的不同临床背景。

主要内容

心血管保护

多项RCTs已证实HIIT能够改善峰值摄氧量（VO2peak），这是有氧能力和心血管适应性的代理指标。例如，斯堪的纳维亚新心脏移植（HTx）试验（NCT01796379）显示，与中等强度持续训练（MICT）相比，9个月的HIIT显著增加了VO2peak约1.8 mL·kg-1·min-1（25% vs. 15% 改善），同时改善了无氧阈值和肌肉力量（Laursen et al., 2019, PMID: 30773030 IF: 38.6 Q1 B1）。同样，12周的HIIT后，T2DM患者的MRI评估结果显示心脏结构和功能改善，包括左室壁质量增加和射血分数增大，同时肝脂肪和HbA1c显著减少（Weston et al., 2016, PMID: 26350611 IF: 10.2 Q1 B1）。 Generation 100试验（NCT01666340）涉及70-77岁的老年人，随机分配接受5年的HIIT或MICT，报告HIIT组的VO2peak有适度增加，但连续心血管风险评分或主要心血管事件没有显著减少，这可能反映了研究队列的健康和健壮状态（Patel et al., 2022, PMID: 34746955 IF: 35.6 Q1 B1）。尽管如此，HIIT在某些个体心血管风险因素方面表现出优越性。 对于T2DM患者，无论心肺适应性是否改善，HIIT都能改善血管健康。1年的运动干预减少了颈动脉内膜中层厚度和外周动脉僵硬度，无论是否响应心肺适应性的改善（Paiva et al., 2020, PMID: 31960071 IF: 10.2 Q1 B1）。在分子水平上，HIIT诱导p66Shc基因启动子甲基化和氧化应激标志物的减少，与老年心血管风险患者的视网膜微血管直径正常化相关，从而将血管重塑与表观遗传重编程联系起来（Gioscia-Ryan et al., 2020, PMID: 31323685 IF: 35.6 Q1 B1）。

神经和心理健康益处

一项包括42项RCTs的全面网络荟萃分析报告称，运动训练后冠状动脉疾病患者的健康相关生活质量（HR-QoL）、抑郁和焦虑有显著改善。HIIT单独和HIIT加抗阻训练（HIIT+R）比中等强度训练（MIT）或伸展运动在HR-QoL方面有更大的改善。此外，面对面监督的运动在缓解抑郁和焦虑症状方面比家庭训练更有效（Danylchenko et al., 2025, PMID: 39809303 IF: 35.6 Q1 B1）。 尽管关于HIIT对认知和脑结构直接影响的数据有限，但抑郁和焦虑评分的改善表明间接的神经心理益处。将运动纳入生活方式干预措施可能有助于改善心理健康，同时提高身体健康。

代谢效应和血糖控制

HIIT具有显著的代谢益处，包括胰岛素敏感性改善、胰腺β细胞功能增强和异位脂肪沉积减少。一项随机试验（NCT01344928）显示，无论是否有前驱糖尿病或T2DM，2周的冲刺间隔训练或中等强度训练后，胰腺脂肪含量减少且β细胞功能增强（Van Raalte et al., 2018, PMID: 29717337 IF: 10.2 Q1 B1）。同样，EX-MET试验的一项子研究显示，高容量HIIT（每节四次4分钟）降低了代谢综合征患者中完整前胰岛素水平——这是β细胞功能障碍的标志，表明胰岛素质量改善（Jelleyman et al., 2016, PMID: 27480182 IF: 10.2 Q1 B1）。 在超重/肥胖女性中，结合限时进食（TRE）和HIIT比单一干预在HbA1c和内脏脂肪量减少方面产生了更好的效果，尽管葡萄糖曲线下面积的主要结局没有显著变化（Parr et al., 2022, PMID: 36198292 IF: 30.9 Q1 B1）。 HIIT的时间可能影响代谢益处；晚上进行HIIT部分逆转了高脂饮食引起的代谢紊乱，并在夜间更好地控制血糖，比早晨进行HIIT更有效，强调了运动处方中的昼夜节律考虑（Qin et al., 2021, PMID: 34009435 IF: 10.2 Q1 B1）。 1型糖尿病成人的研究表明，尽管HIIT总体上对HbA1c的降低不显著且与对照组无统计学差异，但更高的HIIT依从性与显著改善的血糖控制相关，且不增加低血糖风险（Yardley et al., 2020, PMID: 32647051 IF: 16.6 Q1 B1）。值得注意的是，尽管存在高血糖，HIIT期间低血糖症状的矛盾增加表明该人群在运动期间复杂的血糖感知挑战（Suarez et al., 2019, PMID: 31391201 IF: 16.6 Q1 B1）。

分子和转化见解

蛋白质组学分析显示，HIIT逆转了许多与年龄相关的线粒体蛋白表达下降，并刺激年轻和老年人骨骼肌中线粒体蛋白合成，解释了有氧能力和胰岛素敏感性的提高（Robinson et al., 2017, PMID: 28273480 IF: 30.9 Q1 B1）。关键氧化应激基因的DNA甲基化变化与血管改善平行，表明表观遗传调控是HIIT益处的机制基础（Gioscia-Ryan et al., 2020）。 HIIT还降低了肝脏极低密度脂蛋白（VLDL）-甘油三酯分泌率，通过减少肝脏脂质输出而非增加清除来降低空腹甘油三酯，从而改善血脂谱（Bergman et al., 2008, PMID: 18664593 IF: 3.1 Q2 B2）。

专家评论

累积的证据表明，HIIT是一种强大的干预措施，可以改善不同临床人群的心血管适应性、血管功能、代谢控制和心理健康。尽管一些大规模和长期研究（如Generation 100）观察到对复合心血管风险评分的适度影响，但在器官和分子水平上的益处是明显的。挑战包括依从性的变化、反应的变化以及在晚期心力衰竭或移植后人群中的可行性。 监督的、面对面的HIIT项目在改善心理健康结局方面表现更好，突显了行为和心理社会因素在运动处方中的重要性。运动的昼夜时间可能调节代谢反应，邀请个性化的方法。 分子研究强调了维持临床观察到的表型改善的表观遗传和蛋白质组适应，表明运动作为多水平调节因子，影响衰老、氧化应激和代谢调节途径。然而，需要进一步的研究来阐明性别差异、长期依从性和与饮食干预的整合。

解决关于 HIIT 的常见误解

尽管 HIIT 有诸多益处，公众对其的认知常常被误解所困扰：

误解	现实
“HIIT 对大多数人来说太危险。”	在适当监督和个人化的情况下，HIIT 对广泛的人群都是安全的，包括老年人和慢性病患者。运动前筛查是必不可少的。
“只有精英运动员才能从 HIIT 中受益。”	科学研究表明，HIIT 的益处跨越年龄组和健身水平，从初学者到运动员都有益处。
“HIIT 需要昂贵的设备。”	许多 HIIT 训练使用自重练习或简单的设备，如跳绳或固定自行车。
“HIIT 是让自己筋疲力尽。”	强度是相对的；间隔可以适应个人能力，而不会造成伤害或过度疲劳。

了解这些现实有助于更好地采用和坚持 HIIT 计划。

结论

高强度间歇训练对心血管系统、神经健康和代谢具有多方面的保护作用。它提高了有氧能力、心脏和血管功能，减少了异位脂肪积累，优化了血糖控制，并减轻了抑郁和焦虑的症状，具有潜在的分子适应。未来的研究应完善剂量策略，最大化依从性，并整合个性化因素，如运动时间和与饮食方案的结合，以充分利用HIIT在预防和治疗框架中的潜力。

参考文献

• Danylchenko et al. Exercise type and settings, quality of life, and mental health in coronary artery disease: a network meta-analysis. Eur Heart J. 2025;46(23):2186-2201. PMID: 39809303 IF: 35.6 Q1 B1
• Parr et al. Time-restricted eating and exercise training improve HbA1c and body composition in women with overweight/obesity: A randomized controlled trial. Cell Metab. 2022;34(10):1457-1471.e4. PMID: 36198292 IF: 30.9 Q1 B1
• Patel et al. Effect of 5 years of exercise training on the cardiovascular risk profile of older adults: the Generation 100 randomized trial. Eur Heart J. 2022;43(21):2065-2075. PMID: 34746955 IF: 35.6 Q1 B1
• Qin et al. The effect of morning vs evening exercise training on glycaemic control and serum metabolites in overweight/obese men: a randomised trial. Diabetologia. 2021;64(9):2061-2076. PMID: 34009435 IF: 10.2 Q1 B1
• Yardley et al. Effect of High-Intensity Interval Training on Glycemic Control in Adults With Type 1 Diabetes and Overweight or Obesity: A Randomized Controlled Trial With Partial Crossover. Diabetes Care. 2020;43(9):2281-2288. PMID: 32647051 IF: 16.6 Q1 B1
• Gioscia-Ryan et al. High-intensity interval training modulates retinal microvascular phenotype and DNA methylation of p66Shc gene: a randomized controlled trial (EXAMIN AGE). Eur Heart J. 2020;41(15):1514-1519. PMID: 31323685 IF: 35.6 Q1 B1
• Paiva et al. Vascular improvements in individuals with type 2 diabetes following a 1 year randomised controlled exercise intervention, irrespective of changes in cardiorespiratory fitness. Diabetologia. 2020;63(4):722-732. PMID: 31960071 IF: 10.2 Q1 B1
• Laursen et al. Effect of High-Intensity Interval Training in De Novo Heart Transplant Recipients in Scandinavia. Circulation. 2019;139(19):2198-2211. PMID: 30773030 IF: 38.6 Q1 B1
• Van Raalte et al. Exercise training decreases pancreatic fat content and improves beta cell function regardless of baseline glucose tolerance: a randomised controlled trial. Diabetologia. 2018;61(8):1817-1828. PMID: 29717337 IF: 10.2 Q1 B1
• Robinson et al. Enhanced Protein Translation Underlies Improved Metabolic and Physical Adaptations to Different Exercise Training Modes in Young and Old Humans. Cell Metab. 2017;25(3):581-592. PMID: 28273480 IF: 30.9 Q1 B1
• Weston et al. High intensity intermittent exercise improves cardiac structure and function and reduces liver fat in patients with type 2 diabetes: a randomised controlled trial. Diabetologia. 2016;59(1):56-66. PMID: 26350611 IF: 10.2 Q1 B1
• Jelleyman et al. The effect of different volumes of high-intensity interval training on proinsulin in participants with the metabolic syndrome: a randomised trial. Diabetologia. 2016;59(11):2308-2320. PMID: 27480182 IF: 10.2 Q1 B1
• Bergman et al. High-intensity interval aerobic training reduces hepatic very low-density lipoprotein-triglyceride secretion rate in men. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2008;295(4):E851-8. PMID: 18664593 IF: 3.1 Q2 B2
• Suarez et al. Paradoxical Rise in Hypoglycemia Symptoms With Development of Hyperglycemia During High-Intensity Interval Training in Type 1 Diabetes. Diabetes Care. 2019;42(10):2011-2014. PMID: 31391201 IF: 16.6 Q1 B1