中國的人體組成學研究:回顧與展望

王自勉

中國的人體組成學研究:回顧與展望

王自勉

人體組成學是人體生物學的分支學科之一，主要研究人體內諸多組分的含量與分布、組分之間的數量關系、在活體中測定人體組分的方法、以及體內外各種因素對組分含量的影響。研究人體組成不僅具有生物學意義，也與提高國民體質、增進健康、治療疾病密切相關。進入21世紀以來，海峽兩岸對人體組成的研究呈快速發展的態勢, 每年平均發表58篇論文，約占全世界此領域論文總數的3.9%。這表明兩岸的人體組成學研究，已在世界上占有一席之地。中國對人體組成的研究主要集中在3個方面：對中國人群身體組成特點的研究、對運動與身體組成關系的研究、以及對疾病與身體組成關系的研究。未來，兩岸的人體組成研究應該在多方位發展，特別是研究更多的身體組分（如骨骼肌與內臟脂肪組織）、應用先進的測定方法、以及探討黃種人的身體組成特點。第9屆國際人體組成學研討會于2011年在杭州舉行，這必將進一步促進海峽兩岸人體組成學研究的發展。

身體組成；黃種人；體育運動；臨床疾病

人體組成學（human body composition studies）是人體生物學的分支之一，這門學科主要研究人體內諸多組分的含量與分布、組分間的數量規律、活體測定人體組分的方法，以及體內外各種因素對諸多組分含量與分布的影響。人體組成學與臨床醫學、運動醫學、老年醫學、營養學以及體質調查密切相關。因此，人體組成不僅具有生物學意義，也對提高國民體質、增進健康、治療疾病起著重要作用。

人體組成學研究已有150余年歷史。但海峽兩岸，以現代科學方法來研究身體組成的歷史要短得多。2000年，筆者曾指出：“在北美、歐洲和澳洲的一些國家，人體組成學研究已有長足的進展。在中國大陸和臺灣，這方面的研究雖已起步，還只有零星的未成系統的報道”（王自勉，2000）。進入21世紀以來，隨著綜合國力的提升，中國的各門類科學技術包括對人體組成的研究，得到了迅速發展。參與人體組成學研究的學者越來越多，研究成果也隨之快速增長。

本文的目的，一是綜述20世紀90年代至今海峽兩岸在人體組成研究方面的進展；二是探討中國人體組成研究的未來方向，以期進一步促進海峽兩岸在此領域里的發展。

1 海峽兩岸人體組成學研究的進展

兩岸人體組成學研究的快速發展，在研究機構、論文數量、相關期刊、學術專著及研討會等5個方面都有所反映，茲分別簡略敘述之。

1.1 研究人體組成的機構

20世紀90年代至今，兩岸的人體組成學研究涉及的學科領域越來越多，物理學、化學、放射學、生理學與醫學，以及計算機的理論與技術都得到了應用。涉及人體組成學研究的科研機構與高等院校，大致可分為3類：公共衛生及營養學院校(研究所)、體育院校(研究所) 以及醫學院校(研究所)。本文列舉其中的部分機構。

1.1.1 公共衛生及營養學院校及研究所

中國疾病預防控制中心營養與食品安全所、北京大學公共衛生學院、浙江大學公共衛生學院、中山大學公共衛生學院、中國科學院上海營養科學研究所、北京大學兒童青少年衛生研究所、鄭州大學公共健康學院、香港大學公共健康學院、香港中文大學、香港浸會大學、香港理工大學、陽明大學公共健康學院。

1.1.2 體育院校及研究所

北京體育大學、上海體育學院運動科學學院、首都體育學院、沈陽體育學院人體科學系、廣州體育學院、福建師范大學體育科學學院、上海師范大學體育學院、西南大學體育學院、浙江大學教育學院體育系、浙江師范大學體育學院、浙江工業大學體育部、山東體育學院、西安體育學院、吉林體育學院、北京師范大學體育與運動學院、新疆師范大學體育學院、陽明大學運動健康研究中心、臺北體育教育學院、國家體育總局體育科學研究所、上海體育科學研究所、江蘇省體育科學研究所。

1.1.3 醫學院校及研究所

中國醫學科學院中國協和醫科大學北京協和醫院、第二軍醫大學、第四軍醫大學、南京大學醫學院、浙江大學醫學院、南方醫科大學、暨南大學醫學院、青島大學醫學院、首都醫科大學附屬北京婦產科醫院、上海第二醫科大學附屬瑞金醫院、上海第二醫科大學附屬新華醫院、上海復旦大學附屬中山醫院、解放軍總醫院、上海華東醫院、海軍總醫院空潛科、華中科學技術大學同濟醫學院、香港大學瑪麗女王醫院、臺灣大學醫院、成功大學醫學院、臺北醫科大學萬芳醫院、臺北三軍總醫院、臺北榮民總醫院、臺灣長庚紀念醫院、臺北馬凱紀念醫院。

值得指出的是，長期以來海峽兩岸一直沒有專門研究人體組成的實驗室。2007年，朱善寬博士在浙江大學公共衛生學院建立了肥胖與人體組成研究中心；吳至行醫師在成功大學醫院建立了肥胖與人體組成研究中心，分別成為兩岸第一個專門研究人體組成的實驗室。

1.2 發表的人體組成學論文

從20世紀60年代開始，全世界的人體組成學研究進入了一個新階段，發表的學術論文的數量呈指數曲線快速增長（見圖1）。筆者依據PubMed的資料統計，論文題目和/或關鍵詞包含有body composition的論文，在20世紀50年代平均每年僅有20篇，20世紀90年代增長到289篇。21世紀的頭6年，全世界與人體組成學相關的論文平均每年為1 481篇。

海峽兩岸的人體組成學研究，大約從1990年起步。筆者依據中文科技期刊數據庫維普資訊網的資料統計，在20世紀90年代，平均每年僅有2篇人體組成學的中文論文發表。進入21世紀以來，兩岸學者以中文發表的論文平均每年為17.4篇，較90年代增長8.7倍（見表1）。兩岸學者以英文發表的人體組成學論文，也在快速增加中。筆者依據PubMed的資料統計，第一作者單位為大陸、臺灣及香港的研究機構、關鍵詞包含body composition的英文論文，在90年代平均每年僅有8篇。進入21世紀以來，以英文發表的論文平均每年為31.7篇，較20世紀90年代增長3.9倍（表1）。此項統計包括了臺灣與香港學者發表的論文；但并未將第一作者的單位為外國機構、由海外華人學者發表的論文統計在內。表1統計的論文，難免有所遺漏，但應能大致反映兩岸學者對人體組成研究的貢獻。

表1 海峽兩岸學者發表的人體組成學研究論文數量TableⅠ Quantity of the Research Articles on Human Body Composition published by the Researchers on Both Sides of the Straits

筆者依據PubMed的資料統計，2008年，全世界共有65個國家發表與人體組成相關的論文1 927篇。其中發表論文最多的15個國家占論文總數的82.8%（見表2）。美國是發表論文最多的國家(33.0%)，英國居第二位(6.3%)，中國居第十位(3.0%)。這表明海峽兩岸的人體組成學研究，已在全世界該領域占有一席之地。

匯總1992年以來的中、英文論文，可見兩岸學者在人體組成學領域的論文數量呈指數曲線快速增長，累積論文數已達523篇（見圖2）。20世紀90年代平均每年僅有9.8篇，約占該領域世界論文總數的3.4%。進入21世紀以來，兩岸學者的論文平均每年達58.1篇，約占該領域全世界論文總數的3.9%，較20世紀90年代有所上升。

1.3 發表人體組成學研究成果的學術期刊

兩岸的500余篇人體組成學論文分別發表在約60種中、英文學術期刊上。這些期刊大致可以分為公共衛生、體育、醫學3類，反映了兩岸的人體組成學研究與這3門學科的密切聯系。本文只列舉其中的部分學術期刊。

表2 2008年發表人體組成學論文最多的15個國家占全世界論文總數(1927篇)的百分比TableⅡ Percentage of the Articles on Human Body Composition Published in 2008 by Top 15 Countries among the Number of the Articles in This Field around the World (1927 Articles in Total)

1.3.1 公共衛生及營養學類期刊

《中國學校衛生》、《中國公共衛生》、《中國婦幼保健》、《中國生育健康雜志》、《首都公共衛生》、《中華兒童保健雜志》、《衛生研究》、《中國老年學雜志》、《營養學報》、《中國臨床營養雜志》、《腸外與腸內營養》、《American Journal of Clinical Nutrition》、《American Journal of Epidemiology》、《American Journal of Human Biology》、《Asia and Pacific Journal of Clinical Nutrition》、《British Journal of Nutrition》、《Clinical Nutrition》、《European Journal of Nutrition》、《Nutrition、Journal of Pediatrics》、《Pediatrics International》。

1.3.2 體育類期刊

《體育科學》、《中國運動醫學雜志》、《中國體育科技》、《體育科研》、《體育學刊》、《北京體育大學學報》、《首都體育學院學報》、《山東體育學院學報》、《西安體育學院學報》、《沈陽體育學院學報》、《吉林體育學院學報》、《廣州體育學院學報》、《冰雪運動》、《游泳季刊》、《British Journal of Sports Medicine》、《International Journal of Sports Medicine》、《Journal of Sports Medicine and Physical Fitness》、《Journal of Sports Science》、《Medicine and Science in Sports and Exercise》。

1.3.3 醫學類期刊

《中華內科雜志》、《中華婦產科雜志》、《中華預防醫學雜志》、《中華胃腸外科雜志》、《中華圍產醫學雜志》、《中國骨質疏松雜志》、《臨床兒科雜志》、《中國組織工程研究與臨床康復》、《中國現代臨床醫學》、《中國臨床康復》、《國際呼吸雜志》、《實用臨床醫藥雜志》、《解放軍預防醫學雜志》、《中國醫學科學院學報》、《北京醫科大學學報》、《中華醫學雜志（臺北）》、《Chinese Medical Journal (English)》、《Hong Kong Medical Journal》、《International Journal of Obesity and Related Metabolic Disorders》、《Journal of International Medical Research》、《Obesity》、《Obesity Research》、《Prevention Medicine》。

國際人體組成研究界于2003年出版了本領域的專門期刊：The International Journal of Body Composition Research，這標志著人體組成學作為人類生物學分支的成熟。值得指出的是，海峽兩岸迄今還沒有專門刊登人體組成學研究成果的學術期刊。

1.4 人體組成學專著

自1985年以來，出版的英文人體組成學專著達20部之多，最具代表性的是以下3部：《Human Body Composition:Growth, Aging, Nutrition and Activity》(Forbes,1987)、《Applied Body Composition Assessment》(Heyward and Wagner,2004)、以及《Human Body Composition》(Heymsfield et al.,2005)。以中文撰寫的人體組成學專著，長期以來一直闕如。直到2008年，才出版了由王自勉主編的《人體組成學》。這部專著以海外華人學者為主、由20余位兩岸學者合作撰寫。全書分為4篇、31個章節。第一篇（共7章）闡述人體組成學的相關理論及重要組分。第二篇（共12章）介紹在活體中測定人體組分含量的方法。第三篇（共7章）探討各種生物學因素（如基因、年齡、性別、營養與運動等）對人體組成的影響。第四篇（共5章）討論某些疾病對人體組成的影響。該書不僅是第一部以中文寫成的人體組成學專著，而且可能是第一部以簡體漢字與繁體漢字在大陸(北京：高等教育出版社)與臺灣(臺北：易利圖書有限公司)分別出版的學術著作，為海峽兩岸的學術與文化交流起到了促進作用。

1.5 人體組成學研討會

海峽兩岸人體組成學研究快速發展的重要標志之一，是華人學者積極參與國際人體組成學研討會（The International Symposium on In Vivo Body Composition Studies）。這個系列研討會從1986年開始，每3年1次，迄今已舉辦8屆，分別在美國的紐約（1986年）、加拿大的多倫多（1989年）、美國的休斯敦（1992年）、瑞典的Malmo（1996年）、美國的紐約（1999年）、意大利的羅馬（2002年）、英國的Southampton（2005年）和美國的紐約（2008年）舉辦，每次均有一百多位學者與會，為全世界研究人體組成的學者們提供了交流平臺。

1992 年，筆者第一次參加該研討會。當時，與會的華人學者只有寥寥3人，且都是留學海外的學者。進入21世紀后，與會的兩岸學者逐漸增多。2008年的第八屆研討會，與會的兩岸學者超過30人。在這屆會議期間，經過華人學者的積極努力，爭取到了下屆研討會的主辦權。第9屆國際人體組成學研討會于2011年5月在杭州舉行，與會學者超過200人，其中將近半數為來自海峽兩岸的學者。這是該研討會第一次在歐美以外地區舉行，這個事實本身就具有重要意義。第九屆研討會在中國的舉行，必將進一步促進兩岸的人體組成學研究。

2 海峽兩岸人體組成學的主要研究領域

人體組成學研究主要在3個領域中進行，即探索人體組成規律、發展活體測定人體組分的方法，以及探討各種體內外因素對人體組成的影響。這3個領域的研究相互聯系、相互促進。綜觀迄今為止海峽兩岸學者對人體組成的研究，主要集中在探討各種體內外因素的影響，而對人體組成規律及新方法的研究還很少。探討體內外因素對人體組成的影響，本身就是一個廣泛的研究領域。本文簡要綜述此領域里兩岸學者研究得最多的3個方面：對中國人群身體組成特點的研究、對運動與身體組成關系的研究、以及對疾病與身體組成關系的研究。

2.1 對中國人群身體組成特點的研究

兩岸學者對中國人群身體組成的研究主要圍繞著年齡與性別的影響展開，兼及民族、地域、職業的影響。這方面的研究約占已發表論文總數的24%。

2.1.1 年齡對中國人群身體組成的影響

不同年齡（包括生長、發育和老化）的人群在身體組成上存在明顯的差別，兩岸學者對此進行了廣泛的研究，受試者涵蓋了絕大部分年齡段，包括新生兒、嬰兒、兒童（5～7歲）、小學生（7～11歲）、少年（11～18歲）、成年人（20～59歲）和老年人（60～80歲）。

馬冠生等（2008）對兒童少年的研究表明，中國新生兒體脂肪百分比約為12%～15%。女孩在10～18歲之間體脂肪百分比從24%上升到31%，而男孩的體脂肪百分比則從13歲時的18%降到17歲時的13%。

中國的幅員遼闊，同一年齡段的不同地域居民之間的身體組成可能存在差別。已發表的研究涵蓋了從北到南的不同地域，包括北京、上海、浙江、廣州與香港。秦明偉等（2003）與袁中滿等（2007）分別研究了中國北方與南方地區成年人群的身體組成特點。秦明偉等（2003）以DXA技術測定了北京地區292例正常人的身體組成。男性的骨骼礦物質、瘦組織和脂肪含量的峰值分別出現在30～39歲、30～39歲、70～79歲年齡組；女性則分別出現在30～39歲、30～49歲、50～69歲年齡段。男性骨骼礦物質與瘦組織的峰值高于女性；而女性的脂肪峰值高于男性。女性的骨骼礦物質在峰值后的下降幅度較男性顯著，而男性的瘦組織在達到峰值后的下降幅度較女性顯著。袁中滿等（2007）以DXA技術測定了470名廣州地區健康成年漢族居民的身體組分。男、女性的骨骼礦物質與瘦組織含量峰值出現在40～49歲，以后均隨年齡增大而逐步下降。至70歲以上，骨骼礦物質和瘦組織含量分別較40～49歲下降11.4%、6.0%（男性）與26.4%、5.6%（女性）。男、女性全身脂肪含量峰值分別出現在60～69歲和50～69歲。女性全身及各部分脂肪百分含量均明顯高于男性，而男性骨礦鹽與瘦組織含量均高于女性。40～49歲之前雖脂肪增長比例較大，但骨骼礦物質與瘦組織的含量同樣也呈增長趨勢。50～69歲體脂含量逐漸增加，呈向心化趨勢，存在性別差異；70歲以后身體脂肪含量下降。

2.1.2 性別對中國人群身體組成的影響

女性與男性之間在身體組成方面的差別顯而易見，女性特有的生理因素（如月經、妊娠、哺乳、絕經等）對身體組成具有著明顯影響。兩岸學者在這個領域內有較廣泛的研究，受試者包括了青春期女性、女大學生、懷孕女性、中年女性和絕經后女性等。

年齡對健康成年女性的身體成分及其分布有明顯影響。陳蓉等（2008）以DXA技術測定了北京地區316例健康婦女（20～74歲）。骨骼礦物質與瘦組織含量分別在30～39歲和40～49歲時達峰值，到70～74歲時分別下降18.1%和5.2%。全身脂肪含量及體脂肪百分比均隨年齡增長而增加，脂肪含量從16±5 kg增至 24±6 kg，體脂肪百分比從31.3%增至39.5%。40～59歲婦女不同月經狀態對骨骼礦物質有顯著影響，但對BMI、體重及腰圍無顯著影響。劉建民等（2003）以DXA技術探討了體脂肪量和瘦體重對絕經前健康婦女骨密度的影響，發現體脂肪量是決定BMI的主要因素。在控制年齡因素的基礎上再控制體脂肪量后，BMI與骨密度的相關性提高；而控制瘦體重后，BMI與骨密度的相關性減弱，甚至消失。筆者認為瘦體重是決定絕經前健康婦女骨密度的重要因素。

除了年齡與性別因素，兩岸學者還研究了其他因素對身體組成的影響。職業可能對身體組成具有影響，受試者涵蓋了大學生、研究生、體育學院學生、軍校學員、醫務人員、士兵、農民、飛行員、教職工、高級知識分子、機關工作人員等。中國擁有56個民族，過去的研究大都以漢族為對象，但也有學者研究了少數民族的身體組成，包括維吾爾族、哈薩克族、錫伯族、藏族與羌族等。胡小琪等（2006）對藏、羌、漢族進行的研究表明，3個民族兒童少年體脂肪百分比隨年齡變化的趨勢相似，男孩在7～10歲保持相對穩定，14～16歲逐漸下降，在15～16歲期間下降顯著，但16歲以后又開始逐漸增加。女孩的體脂肪百分比在7～10歲期間隨年齡增加有所下降，但在10～15歲間逐漸增加。

有的作者研究了中國人群的身體組成與基礎代謝率的關系，以便由身體組成來計算基礎代謝率。張彩霞與蔣卓勤（2004）測定了114名兒童的基礎代謝能量消耗（REE）和身體組成。REE與去脂肪身體質量（FFM）呈顯著正相關(r=0.895，P＜0.001)，FFM是影響基礎代謝的主要因素，可解釋REE變異的80%；而性別和脂肪質量（FM）可分別解釋REE變異的2.7%和2.4%。以FFM、FM和性別可以預測REE，回歸方程是：REE(kJ/h)=100.98+3.24FFM+1.53FM+15.33性別 (男童為1、女童為0)。用FFM和FM對REE校正以后，肥胖兒童與非肥胖兒童的REE無顯著差異。FFM是影響兒童基礎代謝率的主要因素，而FM對基礎代謝率也有一定影響。

2.3 對運動與身體組成關系的研究

運動對身體組成的影響為人熟知，人們經常通過運動來有意識地改變自己的身體組成。自2000年以來，中國大陸發表了許多論文，研究運動與身體組成的關系，這方面的研究約占已發表的人體組成學論文總數的24%。大陸擁有為數眾多的高等體育院校，不少綜合性大學也設有體育系科，加之每個省市幾乎都有體育科學研究所，因此大陸學者能在這個領域里取得較多研究成果不是偶然的。

2.3.1 不同項目運動員的身體組成

這方面的研究涵蓋了門類眾多的運動項目，包括跨欄、中長跑、鉛球、足球、藝術體操、體操、健美操、武術、柔道、跆拳道、散打、木蘭拳、太極拳、速度滑冰、冰上舞蹈、游泳、跳水、水球、賽艇等。

高炳宏等（2001）測定了1997年全國跆拳道錦標賽男子各級別前4名運動員的身體成分。去脂體重、去脂體重/體重、去脂體重/身高等指標均隨比賽名次的升高而增加，去脂體重與比賽名次高度相關。運動員的體脂百分比和去脂體重均隨級別的增加而升高，尤其是大級別運動員的體脂百分比較高，與小級別運動員相比有顯著差異。李軍等（2007）采用DXA技術研究柔道運動對身體組成的影響。與未經過正規訓練的對照組比較，柔道組的身高、體質量并無明顯差異；但骨密度、瘦體質量明顯增高；反之，脂肪含量與體脂百分率明顯降低。這提示柔道訓練可以增加骨密度與瘦體質量，并降低體脂百分率。

彭紅（2007）以BIA技術測定不同運動水平男子鉛球運動員的身體組成。與普通人群相比，鉛球運動員的體脂百分比明顯減少，瘦體質量顯著增多。將運動水平按健將、一級、二級分類，健將級運動員的體脂肪百分比最低，依次為一級、二級運動員。瘦體質量則相反，二級運動員瘦體質量為55.6 kg，而健將級高達66.5 kg。彭紅（2006）還研究了跨欄運動員的身體成分。隨運動水平的提高，體脂百分比減少。FFM則相反，隨訓練水平的提高，FFM逐漸增加，男子二級運動員為45.6 kg，健將級達到52.6 kg。上述研究表明，隨著運動水平的提高，鉛球與跨欄運動員身體的瘦體質量增多，體脂百分比降低。這可以為科學選材及訓練效果的評定提供依據。

運動不僅影響整體身體組成，而且還影響局部身體組成。吳翊馨等（2007）應用螺旋CT斷層技術測定大腿橫斷面的身體組分面積，研究了男子足球運動員各組分之間的相關性。全身脂肪質量與大腿橫斷面的脂肪面積顯著相關；而瘦體質量與肌肉橫斷面積的相關性主要表現在大腿的中上段。他們還研究了身體成分與運動能力的關系；運動員的瘦體質量較高，故具有良好的身體素質和運動能力。

2.3.2 訓練對身體組成的影響

大陸學者探討了不同訓練方式對身體組成的影響。李曉霞等（2004）研究了運動員在高住低訓過程中身體成分的變化。所謂高住低訓，是指受試者每天在低壓低氧(2 500 m模擬高度) 環境中暴露12 h，并在常壓常氧環境中進行一次3 000 m跑訓練，為期4周。高住低訓組體重、體脂重量和體脂百分比均明顯下降，表明機體選擇性地利用脂肪供能；瘦體重和肌肉重量則無明顯變化，表明高住低訓方式對蛋白分解作用無明顯影響。

許壽生等（2006）探討了有氧運動對非酒精性脂肪性肝病患者身體成分的干預效果。通過12周健步走有氧訓練后，患者體成分指標（體重、體脂肪、體脂百分比、腰臀比、BMI）較訓練前顯著下降，肝臟B超檢查顯示總有效率明顯高于對照組，表明健步走有氧運動對非酒精性脂肪性肝病起著有效的防治作用。

2.4 對疾病與身體組成關系的研究

某些疾病會顯著改變人體的正常組成。因此，測定患者身體組成的改變，有利于對病情作出正確診斷，也有利于判斷施加治療之后疾病的轉歸。在骨質疏松癥、艾滋病、肥胖病、糖尿病和癌癥等疾病的診治方面，跟蹤患者身體組成的變化更有著不可替代的重要作用。近20年來，兩岸學者特別是臺灣與香港學者研究了多種疾病和癥狀對于身體組成的影響，包括肥胖癥、糖尿病、代謝綜合癥、骨質疏松癥、癌癥（如卵巢癌、乳房癌、子宮內膜癌、胃腸道癌）、原發性高血壓、脊髓損傷、心血管疾病、冠狀動脈疾病、Alzheimer氏病、生長激素缺乏病、阻塞性肺疾病、甲狀腺功能亢進癥、非酒精性脂肪肝、紅斑狼瘡等。對于營養不良患者、血液透析患者、絕經后激素替代療法患者的身體組成也有報道。這方面的研究約占兩岸人體組成學論文總數的28%。

2.4.1 肥胖癥

肥胖不僅是發達國家，也是發展中國家面臨的醫學難題與社會問題。王人衛與畢玉萍（2008）測定了上海城區13 646名20～59歲成年人的身體成分。超重和肥胖檢出率男性為37.8%與9.0%，女性為24.1%與5.2%，男性明顯高于女性；隨年齡增大，超重和肥胖率同步增長。與2000年相比，上海城區成年人大部分體成分指標及超重和肥胖檢出率均呈增長趨勢，男性較女性變化明顯。Chiu等（2000）分析了2 600名臺灣老年人的形態學指標。老年男性的身高與體重大于女性，但是女性的BMI較男性為高。體重過重的男性與女性老年人的比例分別為27.3% 與 34.9%。男性與女性肥胖老人的比例分別為3.2%與6.4%；此比例低于科威特、瑞典與美國，但高于日本。

Chang等（2000）以136名絕經前與193名絕經后的臺灣女性（BMI＜30）為實驗對象，測定了中部肥胖指標，包括腰臀圍比值及centrality index。從絕經前到絕經后，BMI與體脂肪百分比顯著增加。在對年齡與BMI進行調整后，絕經后女性的centrality index、總膽固醇與低密度脂蛋白（LDL）均較絕經前女性為高。centrality index是影響所有心血管疾病危險因子（除了總膽固醇與LDL）的主要獨立變量，而體脂肪百分比的變化對任何心血管疾病危險因子都不具有獨立的影響。作者的結論是，在老化與絕經的共同作用下，女性的總體脂肪含量與中部脂肪含量增加。對于中國女性，年齡、絕經與中部肥胖都是影響心血管疾病危險因子的獨立因素。

2.4.2 胃癌

周巖冰等（2007）以DXA技術觀察了50例胃癌病人的身體組成。男性胃癌病人較對照組的體脂肪量與瘦組織量顯著減少。不同營養狀態的胃癌病人其體脂肪和脂肪百分比有明顯差異；而不同病理分期的病人身體組成則未見有明顯差異。這表明胃癌病人存在明顯的脂肪與瘦組織丟失，營養不良者的脂肪與瘦組織減少更加嚴重，但身體組成與腫瘤臨床病理分期無關。

2.4.3 阻塞性肺疾病

范志強等（2007）依據間接能量測定技術與DXA技術，探討了老年慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者的靜息能量消耗（REE）與FFM的關系。患者體脂肪占體重的比值則顯著高于對照組，而FFM占體重的比值顯著低于對照組，提示COPD患者出現骨骼肌萎縮。老年COPD患者靜息能量消耗升高、FFM的比例下降、靜息能量消耗與FFM的比值則高于對照組。該研究提示，建立REE-FFM的回歸方程對于指導臨床營養支持具有實用價值。

3 海峽兩岸人體組成學研究的未來發展方向

海峽兩岸的人體組成學研究，已在世界該領域內占有一席之地，但在論文質量及數量方面還存在不足之處。在論文質量方面，不少以中文發表的論文學術水平較低。有些論文只有2頁，如此短的篇幅不利于科學觀點的充分闡明。少數文章更涉及一稿數投、相近內容重復發表、甚至抄襲等學術不端行為。這必須引起人體組成研究學者的嚴重注意，以杜絕此類學術不端行為。在論文數量方面，2008年兩岸學者發表的人體組成研究論文，約占世界論文總數的3%，已居世界各國第十位。不過，考慮到中國巨大的人口數量及迅速提升的經濟實力，3%的比重顯然偏低；與美國所占的比重（33%）相比，更有著巨大差距。

人體組成學已有150余年歷史，至今仍在快速發展中。在可以預期的未來，海峽兩岸的人體組成學研究主要將圍繞著3個方面進行，即探索人體組分與組成規律、發展活體測定人體組分的方法，以及探討各種體內外因素對人體組成的影響。

3.1 探索人體組分與組成規律

1992 年，Wang et al提出了人體組成的5層次模型(the five level model of human body composition)。這個模型把已知的40多種身體組分歸納為5個漸趨復雜的層次，即元素層次、分子層次、細胞層次、組織—器官層次和整體層次。迄今為止，兩岸的大多數研究都集中在分子層次（如脂肪、去脂肪身體質量、骨骼礦物質等）與整體層次（如體重、皮褶厚度等）。對于元素層次、細胞層次和組織—器官層次的組分，中國學者還極少研究。今后，兩岸學者應研究更多的人體組分，特別是位于組織—器官層次的骨骼肌與內臟脂肪組織。

3.1.1 骨骼肌含量

骨骼肌是指屬于運動系統的肌肉。全身共有600多塊骨骼肌。每塊骨骼肌都有一定的形態、位置和輔助裝置，具有豐富的血管，并受一定的神經支配，以完成一定的功能。從人體組成學的角度來看，骨骼肌是組織—器官層次最大的組分。骨骼肌約占新生兒體重的23%；到10歲時增加到約34%。在健康成年男性與女性，骨骼肌占體重的比例約為40%與30%（Valentin, 2002）。半個世紀以來，隨著營養的改善與體力活動的減少，人群中體脂肪占體重的比例增加，而骨骼肌占體重的比例減少。

骨骼肌提供了移動身體、完成體力活動包括體育運動所必需的動力。因此，測定骨骼肌的含量及其分布，對于提高競技體育水平具有重要意義。骨骼肌是體育運動的物質基礎，對于體能類運動項目（如舉重），較高的骨骼肌含量是運動員承受大負荷訓練和高強度比賽的基礎，也是提高技戰術水平與運動成績的重要條件。然而迄今為止，兩岸還沒有骨骼肌含量與運動能力及運動水平相關性的研究。骨骼肌含量的測定對于提高全民身體素質也具有重要意義。骨骼肌含量的多少直接關系到體力活動能力，因此骨骼肌含量應作為體質測量與評價的重要指標。然而長期以來，中國的體質測量一直局限于形態（如體重、身高、體圍）、機能（如血壓、心率）與體能（如跑、跳），未能對中國人群的骨骼肌含量進行測定。定量地測定中國人群包括運動員的身體骨骼肌含量，是擺在中國學者面前的重要課題（王自勉，2008）。

3.1.2 內臟脂肪組織含量

肥胖已成為日益嚴重的健康問題，肥胖的危害包括動脈粥樣硬化、心臟病、中風、糖尿病、癌癥和關節病等。脂肪組織的含量及分布已成為研究熱點，不僅脂肪總量與健康危險因素有關，脂肪分布也與健康危險因素相關。內臟脂肪僅占全身脂肪總量的7%～8%，但內臟脂肪組織的增多與胰島素耐受、代謝綜合癥、糖尿病以及心血管疾病的發病率密切相關（沈溦，2008）。

人體的脂肪含量隨年齡增長，通常男性較女性的皮下脂肪含量少，但內臟脂肪的含量卻較女性多。男性的脂肪分布呈“蘋果型”，亦稱中心型（central）脂肪分布、男性型（Android）脂肪分布、或上半身型（upper body）脂肪分布。女性的脂肪分布呈“梨型”，亦稱周邊型（peripheral）脂肪分布、女性型（Gynoid）脂肪分布、或下半身型（lower body）脂肪分布。除了年齡和性別的影響，種族對脂肪分布也有影響。白種人的脂肪含量最多，黑種人的脂肪含量最少。黃種人內臟脂肪占總脂肪量的比例最高，這可能與黃種人胰島素耐受及糖尿病的高發生率有關。未來，海峽兩岸學者在這個領域內的研究有待深入。

3.1.3 探索人體組成規律

兩岸學者對人體組成規律的研究，基本上還是空白。對人體組成規律的研究是基于一個認識，即人體絕不是由各種組分雜亂無章堆砌而成的。諸多組分之間必然存在著數量規律，以維持人體的正常組成和功能。在人體組成規律的研究領域里，未來預計出現3個飛躍，即由目前常用的經驗模型發展為理論模型；由靜態模型發展為動態模型；由著重解釋結構的改變發展為解釋功能的改變。今后，兩岸學者應加強對人體組成規律的研究，特別是對黃種人身體組成規律的研究。

3.2 發展活體測定人體組分的方法

要研究人體各種組分之間的數量規律，以及研究各組分的含量在內外因素作用下的改變，首要條件是必須能在活體內測定這些組分的含量。通過幾十年努力，學者們運用物理學、化學和生物學的技術，發展出許多活體測定人體組成的方法。現在，幾乎所有主要的人體組分都可以進行活體測定，某些重要組分（如脂肪）還可以用多種方法來測定其含量及分布。

3.2.1 應用先進的測定方法

回顧兩岸學者發表的人體組成學文獻，不難發現相當多的研究都是依靠BIA技術完成的。BIA技術的優點是設備簡單、測試快捷，可用于臨床和大規模研究。其缺點是理論基礎尚不夠堅實，生物電阻的大小與身體形狀、細胞內液與細胞外液的比例等因素有關，因而對個體測定的準確性較差。馬軍等(2007)測定了7～15歲肥胖兒童的體脂肪含量和脂肪百分比，發現BIA與DXA測量值的差異有顯著差異，BIA與DXA體脂肪百分比測量值比較一致，男生為-7.5%～+8.6%,女生為-7.5%～+11.0%。

國外廠商生產的BIA儀器，大都是依據外國人的身體組成特點設計的。由于不同人種及民族身體組成的差異，國外廠商生產的BIA儀器不一定適合于中國人。因此，在應用這些BIA儀器之前，應當先在小樣本中，以較準確的方法（如多組分模型方法、DXA等）加以校準。現在，BIA儀器多用于體脂肪的測定；但有的BIA廠家標榜其產品可以測定骨骼肌、細胞內水分、細胞外水分、蛋白質、無機鹽、全身細胞含量，甚至可以測定靜息能量消耗。必須指出，迄今為止的BIA技術并不能真正測定上述身體組分，廠家提供的分析報告所列舉的上述身體組分數據，只是由人體組成的一般規律估算得到，誤差相當大，不宜用作為個體受試者的測定值。

脂肪組織含量可以用影像學技術來測定。影像學技術是一類在近20年發展起來的人體組成測定方法，包括計算機體層攝影（computerized tomography, CT）和磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）。兩種影像學技術各有所長，MRI沒有放射危險，因而較CT更適合于全身掃描和隨訪研究，尤其適合于兒童。在測量的重復性方面，兩種技術測定皮下脂肪組織含量，重復誤差均在2%左右。CT技術由于掃描時間短、受呼吸和腸蠕動影響較小，因而對內臟脂肪組織的測量誤差較小。反之，MRI測定受到磁場信號不勻及偽影的影響，對內臟脂肪組織的測量誤差可達9%～18%。從已發表的論文來看，兩岸還較少應用MRI及CT技術來測定內臟脂肪組織，這方面的研究有待加強。DXA可用于測定腹部脂肪含量。不過腹部脂肪包含了兩個組分：腹部皮下脂肪與內臟脂肪。可否以DXA技術將這兩個組分區分開、從而測定內臟脂肪的含量，這有待探索。如果能以DXA來測定內臟脂肪含量，將極大地促進人體組成學在臨床醫學中的應用。

從已發表的論文來看，兩岸應用MRI、CT及BOD POD的研究還比較少見(侯少華等，2005；全明輝等，2006)。今后，兩岸的人體組成學研究應當減少對BIA的依賴，而更多地應用先進的測定方法，如影像學技術、DXA、BOD POD及多組分模型方法等。DXA是近十余年發展起來的極具潛力的人體組成學方法，可以測定體脂肪、礦物質和瘦軟組織含量（周琦等，2008）。DXA不但能夠測定多種身體成分的全身含量，而且能夠測定這些組分的局部含量。隨著經濟實力的增強，越來越多的兩岸科研機構和高等院校裝備了DXA裝置，這就為進一步提高人體組成學的研究水平提供了可能性。

3.2.2 創新人體組成測定技術

人體組成學的一個重要課題是測定活體內的各種組分，這是人體組成學研究區別于其他學科的特點，也是難點。回顧兩岸學者發表的人體組成學文獻，不難發現所有的研究都是依靠外國學者發展的方法完成的。因此，海峽兩岸人體組成學的未來發展方向之一，是探索測定身體組分的新方法與新技術，其要求是準確、簡便、無損傷或微損傷。一個可能方向是探索多種技術的聯用，以擴大其適用范圍。對某些人群（如懷孕女性與新生兒）身體組分的測定，至今仍是人體組成方法學的難點。發展新的測定方法、用一臺儀器測定多種身體組分、或多種儀器聯用測定某個特別組分，都是可能的研究方向。

3.4 探討各種體內外因素對人體組成的影響

在此領域里，迄今為止兩岸學者研究得最多的是中國人群身體組成的特點，以及運動與疾病對身體組成的影響。未來海峽兩岸學者將研究更多的影響因素而揭示基因對人體組成的影響，更將極大地深化人體組成學的研究水平。

種族是人體組成學的重要課題之一。黃種人與白種人或黑種人相比較，在身體組成方面既有共同點，也存在差異。現有的資料提示，亞洲人群與白種人及其他種族比較，一些主要身體組分的含量及分布存在著差異，這些組分與健康指標的關系也存在著差異。將適用于白種人的概念與數量關系簡單地套用于黃種人是不恰當的，甚至可能會誤入歧途。關于黃種人身體組成的研究還不多（Deurenberg et al. 2003），這方面的研究有待深入。一個顯著的例子是，對應于給定的體脂肪百分率，黃種人的BMI要比白種人低1～2個單位。反之，對應于給定的BMI，黃種人的體脂肪百分率要比白種人高2%～3%。為什么黃種人的BMI與體脂肪百分率之間的關系有別于白種人？現在還是只知其然而不知其所以然。

在歐美國家，黃種人占人口的比例很小，因此需要在亞洲國家深入研究黃種人的身體組成。中國擁有13億人，約占世界人口的五分之一。研究華人的身體組成特點不僅具有重要的生物學意義，更與提高國民身體素質、增進健康、治療疾病密切相關，其重要性不言而喻。今后在此領域中需要更深入的研究，以了解遺傳與環境因素是如何導致個體間、人群間及種族間的身體組成差異的。

4 結論

進入21世紀以來，隨著綜合國力的上升，中國對身體組成的研究，呈快速發展的態勢。參與人體組成學研究的的學者越來越多，研究成果也隨之快速增長。每年發表的論文數量，約占全世界此領域論文數的3.9%。這表明兩岸的人體組成學研究，已在該領域內占有一席之地。未來，中國的人體組成研究應該向多方位發展，特別是測定更多身體組分的含量（如骨骼肌與內臟脂肪組織）、應用先進測定技術以及探討華人的身體組成特點。

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Review and Perspective of the Researches on Human Body Composition Science

WANG Zi-mian
(St. Luke’s-Roosevelt Hospital, Columbia University New York, USA )

Human body composition science is one of the branches of human biology. It mainly focuses on the masses of various body components and their distribution, the quantitative relations among body components, the in vivo quantification of body components and the quantitative changes in these components related to various intrinsic and extrinsic factors. Human body composition study not only has an important biological meaning, but also has a close relationship with improvement of human health and the treatment of disease. Ever since the 21stcentury, the study of human body composition has been developing quickly in China. In average, 58 research articles are published each year, accounting for 3.9% of all the articles in this field published in the world. The study of human body composition in China focuses on the three aspects of the body composition characteristics of Chinese population, relations between exercise and body composition, disease and body composition. In future, the human body composition study on both sides of the straits should develop multi-directionally, especially more studies on body components such as skeletal muscle and visceral adipose tissue and the body composition characteristics of Asian population.The 9thInternational Symposium on In Vivo Body Composition Studies was held in Hangzhou, China and this will surely promote the development of the study on human body composition in China on both the sides of the Straits.

body component; Asian population; physical exercise; clinical disease

G804.49

A

1006-1207(2011)04-0042-08

2011-01-10

美國國立衛生研究院（NIH）研究基金（DK074877與DK081633）

王自勉，漢族，人類營養學博士，現任美國哥倫比亞大學研究員、上海體育科學研究所客座研究員.主要研究方向：人體組成學.

美國哥倫比亞大學（St. Luke’s-Roosevelt Hospital，1090 Amsterdam Avenue, 14th Floor，New York, NY 10025，USA）

何聰)