多少足够：一项比较三种自重训练（Bodyweight Training, BWT）方案的随机非劣效性试验

《Journal of Functional Morphology and Kinesiology》：How Much Is Enough: A Randomized Non-Inferiority Trial Comparing Three Bodyweight Training Protocols

　　

目的：本研究检验了以下假设：具有更高周训练时间投入和训练量的自重训练（Bodyweight Training, BWT）方案相比低时间投入/低训练量的BWT方案，能否产生更大的心肺适能（Cardiorespiratory Fitness, CRF）改善。方法：58名娱乐性活跃的健康的年轻成年人（21名男性；37名女性）被随机分配至16 min/周（TAB, n = 20）、27 min/周（5BX, n = 19）或90 min/周（AMRAP, n = 19）的BWT方案，持续6周。峰值做功率（Peak Work Rate, WR_peak）在干预前后通过功率自行车递增运动试验测量。峰值摄氧量（Peak Oxygen Uptake, VO_2peak）通过先前研究（n = 26；13男/13女）建立的WR_peak与VO_2peak的简单线性回归方程估计（estimated VO_2peak, eVO_2peak）。结果：TAB和5BX在eVO_2peak改善方面均显示出非劣效性。组间平均变化差异的95%置信区间均未跨越设定的非劣效界值?2.6 mL/kg/min（TAB—AMRAP = 95% CI = ?1.16~2.07；5BX—AMRAP 95% CI = ?0.29~2.89）。结论：研究结果表明，每周16 min和27 min的简约型BWT在CRF改善方面与90 min/周相比具有非劣效性，为低训练量BWT方案相比高训练量方案的有效性提供了证据支持。本研究于2023年5月29日在开放科学框架（Open Science Framework, OSF）上注册。

研究背景方面，尽管体育锻炼的益处已得到公认，但身体活动不足仍是全球性公共卫生问题。缺乏时间、空间和资金是阻碍人们规律参与体育活动最为常见的因素。在此背景下，简约型运动方案——即仅需最少时间、空间和成本的锻炼方式——有望缓解上述主要障碍，从而降低身体活动不足的发生率。高强度间歇训练（High-Intensity Interval Training, HIIT）采用接近最大用力与短暂休息交替进行的模式，是一种改善心肺适能（Cardiorespiratory Fitness, CRF）的时间高效手段，而CRF是反映生活质量、疾病风险及全因死亡率的重要指标。自重训练（Bodyweight Training, BWT）是HIIT的一种简约变体，在保持传统HIIT时间效率的同时，同样能有效改善CRF，并可提升肌肉力量与耐力。然而，现有BWT方案在周训练量、训练时间、工作与休息比例、动作选择和训练强度等方面存在差异。鉴于时间常被视为参与体育活动的主要障碍，明确改善CRF所需的BWT最小有效剂量具有重要意义。但迄今为止，尚未有研究对不同周训练时间/训练量的BWT方案进行比较。

针对这一问题，研究人员开展了这项随机非劣效性试验，旨在评估低训练量BWT方案在诱导CRF改善方面是否劣于高训练量方案。具体而言，研究人员比较了三种已发表的BWT方案——周训练时间分别为16 min（TAB）、27 min（5BX）和90 min（AMRAP）——干预后的CRF变化。主要终点采用估计峰值摄氧量（eVO_2peak）进行评估，组间差异的非劣效界值设定为2.6 mL/kg/min，该值兼顾了临床意义、既往BWT研究观察到的CRF变化幅度以及可行样本量（51例）下的可检测效应量。次要目的是探讨周BWT训练量与肌肉力量及耐力变化之间的关系。研究人员预期，基于训练量与CRF改善之间的已知关系，BWT将以训练量依赖的方式改善CRF，即16 min/周和27 min/周的BWT在CRF改善方面将劣于90 min/周。此外，研究人员还通过探索性贝叶斯分析（结合专家先验概率征询）检验了个体应答率随BWT训练量增加而升高的假设。

该研究发表于《Journal of Functional Morphology and Kinesiology》。

研究所采用的主要关键技术方法包括：随机平行组设计，通过分层区组随机化（按性别和基线CRF分层）将58名18~40岁娱乐性活跃健康年轻人分配至三种干预方案；心肺适能评估采用功率自行车（Monark Ergomedic 874E）递增运动试验测定WR_peak，并通过独立样本建立的回归方程（r2 = 0.81，标准估计误差SEE=315 mL）估算eVO_2peak；肌肉力量评估采用等长握力测试，肌肉耐力评估采用哑铃划船、胸推、肩推、罗马尼亚硬拉、高脚杯深蹲和空心体支撑等动作的最大重复次数测试；训练干预实施方面，三种方案均保持相同的热身（4个动态拉伸动作各15 s）和整理活动（原地步行1 min），并通过可穿戴设备（Apple Watch或FitBit）监测心率；统计分析采用2×3重复测量方差分析、非劣效性检验（95%置信区间法）以及基于贝叶斯的专家先验概率征询（MATCH/SHELF框架）和层次堆叠模型分析个体应答率。

研究结果部分按以下结构呈现：

**受试者特征与方案依从性**：共筛选79人，58人完成全部研究内容。各组出勤率均较高（TAB 90±7%；5BX 87±7%；AMRAP 89±6%），所有受试者均完成至少75%的规定训练课程。

**BWT方案特征化分析**：平均训练心率、峰值心率及心血管负荷（单节课量与周训练量）均呈现显著的组间差异，AMRAP组各项指标均高于TAB组。该结果表明三种方案在心血管刺激量方面存在显著梯度差异。

**主要分析结果**：2×3重复测量方差分析显示，eVO_2peak存在显著的时间主效应，但无显著的交互作用或组别主效应。WR_peak结果模式相似。非劣效性分析表明，TAB与AMRAP、5BX与AMRAP之间eVO_2peak改善差异的95%置信区间均未跨越预设的?2.6 mL/kg/min非劣效界值。WR_peak的非劣效性分析结果一致。探索性性别分析未发现显著影响。

**次要分析： muscular strength and endurance（肌肉力量与耐力）**：一系列重复测量方差分析显示，所有变量均未发现显著的交互作用或组别主效应，但均存在显著的时间主效应。该结果提示三种方案在肌肉力量与耐力改善方面效果相近。

**探索性个体应答分析**：基于信息先验的后验分布估计显示，专家征询的先验顺序（TAB < 5BX < AMRAP）通常在后验分布中得以体现，AMRAP倾向于较TAB显示出更大的改善幅度，但TAB与5BX后验分布存在大量重叠。在中小效应量阈值下，各方案应答率约为60%~75%；大效应量阈值下，部分耐力指标仍保持较高应答率（25%~50%）。层次堆叠模型的汇总固定效应估计支持训练量的整体效应：TAB平均变化为+5.7次重复（95%可信区间CrI：1.9, 9.2），5BX?TAB = +1.2（95% CrI：?1.2, 3.6），AMRAP?TAB = +3.7（95% CrI：0.5, 6.8），表明AMRAP改善最为明确，而TAB与5BX之间存在较大重叠。

讨论部分，研究人员首先指出主要假设未被证实：TAB和5BX在eVO_2peak改善方面并未显示劣于AMRAP，非劣效性分析确认了这一等效性，且该结果是在训练时间和心血管负荷存在显著差异的条件下获得的。研究人员认为，在三种方案中，TAB代表了改善eVO_2peak的最时间高效方式，而探索性贝叶斯分析提示较高训练量方案可能对目标为改善肌肉力量与耐力的人群更为重要。

关于训练诱导的心肺适能改善，研究人员讨论指出该结果与既往多项BWT训练量比较研究结果一致，即增加BWT训练量未能额外促进CRF改善。但研究人员也谨慎指出，各方案间工作与休息比例的固有需要者差异可能混淆了纯粹训练量效应的解读，AMRAP方案中受试者自定休息间隔可能影响实际运动强度。

关于训练诱导的肌肉力量与耐力改善，研究人员观察到三种方案效果相当。尽管传统抗阻训练中较大训练量通常带来更大力量增益，但本研究中的BWT方案更接近HIIT特征（极低负荷、高重复次数、"全力以赴"强度、短暂休息），其肌肉耐力改善可能源于氧化能力增强，这与CRF改善机制类似，因此训练量效应的缺失并不意外。

关于应答率分析，探索性贝叶斯分析发现训练时间/训练量对肌肉力量与耐力应答率存在有序的效应关系，AMRAP与TAB之间差异最为明显。但该结果与频率主义分析缺乏组间均值差异的结论形成对比。研究人员认为，这种差异可能源于贝叶斯先验的适度影响以及层次堆叠模型增加统计效能的作用，AMRAP可能确实产生了略大于TAB的肌肉力量与耐力改善，但该效应较小，且在当前样本量下频率主义分析力不足。

在优势与局限性方面，研究人员强调本研究采用了严格的偏倚控制措施（随机序列生成、分配隐藏、结局评估者盲法、试验注册），较既往BWT研究更为严谨。主要局限性包括：三种方案在训练时间、工作休息比、动作选择、间歇时长和强度分布等方面存在异质性，无法纯化训练量的独立效应；非劣效界值?2.6 mL/kg/min相对较大，不能排除更小区间内存在差异的可能；28.57%的退出率虽各组平衡但仍可能影响结果；所有分析采用符合方案集而非意向性分析；干预时长仅6周，无法确定更长周期下低训练量方案是否仍保持非劣效性。

研究结论部分翻译如下：研究人员得出结论，较低训练量的BWT方案（TAB和5BX）在eVO_2peak变化方面与高训练量方案（AMRAP）相比具有非劣效性。探索性贝叶斯分析提示AMRAP可能在肌肉力量与耐力方面产生较TAB更大的变化；然而，该效应较小，且在研究人员样本量下的频率主义分析中未能显现。在本研究所调查的BWT方案中，TAB似乎是针对年轻、娱乐性活跃人群改善eVO_2peak的最具时间效率的BWT方案。