20～69歲天津男性增齡過程中體質指數與腰臀脂肪比最優模型及肥胖敏感期研究

張曉丹，魏慶鋼，譚思潔

20～69歲天津男性增齡過程中體質指數與腰臀脂肪比最優模型及肥胖敏感期研究

張曉丹1，魏慶鋼2，譚思潔1

早期研究證明，在成人增齡過程中，體脂分布會從四周逐漸轉移到軀干，而軀干脂肪，尤其是內臟脂肪的增加與代謝紊亂密切相關。目的：構建20～69歲天津男性體質指數和腰臀脂肪比之間的最優模型；探索20～69歲天津男性增齡過程中體質指數和腰臀脂肪比的肥胖敏感期。方法：2011年1月至2013年12月募集符合納入標準的20～69歲天津男性8 036名，測量身體成分及肥胖相關形態學指標，曲線擬合體質指數和腰臀脂肪比，并確定2變量最優回歸模型，探討成年男性增齡過程中的肥胖敏感期。結果：（1）1～6次曲線的AIC值和R有顯著差異，分別為（-24 001.93、0.849）、（-24 265.13、0.854）、（-24 263.17、0.860）、（-24 289.44、0.866）、（-24 299.97、0.866）和（-24 298.51、0.860）；（2）20～69歲男性體質指數增量峰值出現于20～24歲至25～29歲、35～39歲至40～44歲、50～54歲至55～59歲、60～64歲至65～69歲，谷值出現于30～34歲至35～39歲、45～49歲至50～54歲；腰臀脂肪比增量峰值出現于20～24歲至25～29歲、35～39歲至40～44歲、60～64歲至65～69歲，谷值出現于30～34歲至35～39歲、45～49歲至50～54歲；（3）回歸擬合模型的判別系數大于0.7。結論：（1）5次曲線為20～69歲天津成年男性體質指數和腰臀脂肪比擬合關系最優模型；（2）天津成年男性體質指數和腰臀脂肪比增量的階段性變化提示，增齡過程中存在肥胖的階段性敏感年齡，是體力活動及臨床醫學干預的關鍵時期。

體質指數；腰臀脂肪比；曲線擬合；增齡；肥胖敏感期

人體在性成熟以后，隨著年齡的增長，體脂會逐漸增加且重新分布，主要表現為肢體脂肪逐漸減少，內臟脂肪逐漸增加，后者成為增齡過程中體成分變化的首要反映，這也許能在一定程度上解釋為什么年長的人通常會代謝紊亂[1-2]。有研究表明，與下肢體脂高分布相比，上肢或者內臟脂肪高分布常與代謝紊亂幾率增加有關[3]。在評價身體成分及肥胖的常見指標中，體質指數[1，4-10]和腰臀脂肪比[11]是世界公認指標。

國內外多采用曲線擬合方法探討增齡過程中體成分變化[12-18]，這些研究探討了不同年齡、人種等體成分的關系，但是有關增齡過程中的體質指數和腰臀脂肪比關系的研究甚為少見。本研究擬采用曲線擬合方法，對20～69歲天津男性的體質指數和腰臀脂肪比關系進行探討，根據校正擬合優度和AIC取值選取最佳模型。同時，依據不同年齡段體質指數和腰臀脂肪比年齡段增量值探討其肥胖敏感期，旨在為不同年齡階段的天津男性肥胖及代謝紊亂預防、體力活動計劃的制定提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

2011年1月至2013年12月，選取天津市體質檢測中心20～ 69歲無糖尿病、高血壓及慢性肝炎的健康男性體檢數據，共計10 078人次，實際分析8 036名受試者（若受試者測試次數≥2，取第1次測試結果）（見表1），所有受試者均填寫了《身體成分測試知情同意書》。

表1 各年齡段樣本分布Table1Distrbution of different age range sample

1.2 研究方法

1.2.1 測試法采用韓國Inbody 520人體成分分析儀，根據生物電阻抗法測量受試者的身體成分，包括體脂肪、肌肉量、骨骼肌、去脂體重、體脂百分比、腰臀脂肪比和體重等。采用國家標準身高計測試受試者身高，精確到0.1 cm。根據受試者的身高、體重計算其BMI，即BMI=體重（kg）/身高2（m2）。

1.2.2 數據錄入與分析試驗數據由課題組專業人員采用Epidata軟件進行“雙錄入對比”方式錄入，軟件對超出臨界值和2次輸入不一致的數據給出提示。全部數據錄入完畢后，導出生成Microsoft Excel 2007格式。

使用SPSS17.0軟件進行數據統計及分析，采用Sharp-Wailk方法檢驗數據是否服從正態分布。若數據非正態分布，采用Kruskal-Wallis方法檢驗各指標在不同年齡段的取值差異；若數據為正態分布，采用獨立樣本T檢驗比較各指標不同年齡段的均值差異。應用Pearson偏相關分析探討體質指數和腰臀脂肪比的相關關系，同時通過Fisher’s轉換[19]，計算各相關系數95%置信區間。以腰臀脂肪比為自變量，體質指數為因變量，分別建立6個方程回歸模型，最佳模型選擇的依據為校正判別系數較大且AIC值較小[12]。顯著性水平為P<0.05。

2 研究結果及討論

2.1 樣本一般情況

樣本身高及各項體成分指標均未偏離正態分布，符合人體正常生長、成熟及老化曲線（見表2）。

表2 樣本基本情況Table 2Statistics of physique and body composition

2.2 曲線擬合——體質指數與腰臀脂肪比

Pearson偏相關分析表明，20～69歲天津男性體質指數與腰臀脂肪比間確實存在顯著正相關關系（見表3）。為確切得到二者間的最佳擬合模型，以腰臀脂肪比為因變量，體質指數為自變量，建立回歸模型。擬合1～6次曲線模型[20-21]，同時對各模型進行顯著性檢驗，計算模型的校正擬合優度及AIC值。

對各曲線擬合的顯著性檢驗結果顯示，所有1～6次模型的檢驗結果均有顯著性差異（P<0.001）（見表4）。

表3 不同年齡段男性體質指數與腰臀脂肪比相關系數Table3Correlation coefficients between body BMI and WHFR among male adults

表4 各模型擬合統計量Table4Statistics of model fitting

為篩選最佳擬合曲線，本文選取了校正擬合優度值最高且AIC值最小的曲線模型[19]，得到的最佳曲線模型為5次方程。根據參數估計結果，得到20～69歲天津男性體質指數與腰臀脂肪比最優模型：

WHFR=3.609-0.524×BMI+0.037×BMI2-0.001 21×BMI3+ 0.000 019 09×BMI4-1.173 68E-7×BMI5

男性模型截距項、回歸系數顯著性T檢驗顯示，P值均小于0.001。男性模型預測中的殘差圖均呈隨機散落，說明前述模型預測效果較好（見圖1）。

本研究發現，男性體質指數與腰臀脂肪比之間的總體相關系數為0.832，且在不同年齡階段二者間均為正相關關系，相關系數均大于0.8，提示各增齡階段體質指數均與腰臀脂肪比高度相關，可以通過體質指數準確地預測腰臀脂肪比的增減。

1996年，WANG等[22]曾用直線回歸擬合體質指數與體脂百分比的變動關系，并根據體質指數值來預測體脂百分比水平，然而沒有探討體質指數與腰臀脂肪比之間的關系。2012年，ANDREW等[23]對7 265名20～96歲的成年男性身體成分增齡變化規律進行研究，結果顯示，大部分身體成分（體重、BMI、體脂百分比、體脂重量和去脂體重等）與健康增齡間的最優關系為2次曲線。遺憾的是，ANDREW等對主要身體成分與健康增齡間的關系進行了探討，同樣沒有對體質指數與腰臀脂肪比間的關系進行研究，且沒有檢驗已經構建的2次曲線是否有效。2013年，JANATIN等[24]采用多項回歸構建了印尼男性皮褶厚度、寬度、維度、BMI等自變量與體脂百分比間的方程，且認為構建的回歸方程可以用來預測印尼成年男性的體脂百分比。遺憾的是，該研究同樣沒有對已經構建的模型進行檢驗，也沒有對體質指數與腰臀脂肪比間的關系進行分析。

本研究擬合了6個曲線模型，同時根據擬合優度最高和AIC值最小的原則選取了5次曲線模型來預測天津成年男性體質指數與腰臀脂肪比的協同變動關系。目前，這種針對體質指數與腰臀脂肪比變動關系的曲線擬合數據探索方式在國內外未見公開報道。本研究證實，在45歲以前，成年男性腰臀脂肪比隨體質指數的增大而增加，45歲以后，隨著體質指數的下降而繼續上升。說明，本研究所得體質指數與腰臀脂肪比間的5次曲線為S型，符合人體的正常成熟及老化規律。本研究模型的判別系數在0.7以上，說明預測精度較高。為得到更準確的預測模型，后續研究可采用分層抽樣法（如以年齡、性別為分層因素，使樣本能更好的代表群體等）進行探討，還可以增加其他可能影響體質指數且相對易測量的指標（如腰腹部內臟脂肪[25-26]）為自變量，以進一步增強模型的預測能力。

圖1 男性模型預測圖Figure1Model prediotion figure of males

2.3 體質指數和腰臀脂肪比增齡變化規律

人體在青春期結束后，身體成分變化相對沒有嬰兒期、青春期等階段的速度快，因此，本研究選取20～69歲成年男性作為研究對象，并將體成分以每5年一個階段進行劃分，即20～24歲、25～29歲、30～34歲、35～39歲、40～44歲、45～49歲、50～54歲、55～59歲、60～64歲和65～69歲10個年齡段。在此基礎上，分別對10個年齡段的體質指數及腰臀脂肪比的絕對值和相對值進行探討。

圖2 天津男性BMI與WHFR增齡趨勢圖Figure2Changing curves of BMI and WHFR for males in Tianjin

2.3.1 絕對值總體而言，20～69歲男性體質指數和腰臀脂肪比均呈上升趨勢（見圖2）。其中，20～24歲體質指數顯著低于其他9個年齡段，25～29歲體質指數均顯著低于40～44歲（P< 0.01）、45～49歲（P<0.01）、50～54歲（P<0.01）和55～59歲（P< 0.01）；20～24歲腰臀脂肪比均顯著低于其他9個年齡段，25～29歲顯著低于30～34歲（P<0.05）、35～39歲（P<0.05）和40～44歲（P<0.01），30～34歲顯著低于40～44歲（P<0.05）、45～49歲（P< 0.01）和55～59歲（P<0.05）。2.3.2 相對值——年齡段增量值人體性成熟后，機體體質指數與腰臀脂肪比的增齡變化不僅有量的變化，且還有增長方向的變化。為考察男性體質指數與腰臀脂肪比增齡變化規律，需先計算不同年齡段各指標的均值，再計算各年齡段增量值，同時繪制相應的圖形。此處，年齡段劃分同樣為5年一個階段，如20～24歲到25～29歲體質指數增量為：△BMI20～24歲至25～29歲= BMI25～29歲-BMI20～24歲=（體脂含量25～29歲/身高25～29歲2+去脂體重25～29歲/身高25～29歲2）-（體脂含量20～24歲/身高20～24歲2+去脂體重20～24歲/身高20～24歲2）=（體脂含量25～29歲/身高25～29歲2-體脂含量20～24歲/身高20～24歲2）+（去脂體重25～29歲/身高25～29歲2-去脂體重20～24歲/身高20～24歲2），其他年齡段以此類推。同理，△WHFR20～24歲至25～29歲=WHFR25～29歲-WHFR20～24歲，其他年齡段以此類推。

本研究發現，男性體質指數明顯增加的階段分別是20～24歲至25～29歲、35～39歲至40～44歲、50～54歲至55～59歲和60～ 64歲至65～69歲。其中，前2個年齡跨度增幅明顯，分別達10.0%、2.4%。同時，20～24歲至25～29歲是20～69歲整個年齡階段中體內脂肪增加最多的時段，主要原因是該年齡段一般是從校園邁入社會，有可以支配的經濟權，加上沒有形成良好的健康觀念及生活方式導致體內脂肪迅速增加，因此該階段尤其應加強健康教育及體力活動干預。35～39歲至40～44歲體內脂肪仍處于增加趨勢，則主要是由于工作壓力導致生活方式仍處于不健康狀態，如熬夜、外出應酬等。50歲以后雖然有較強的健康意識和較健康的生活方式，但由于生理因素，即代謝水平開始下降，體脂會有小幅度增加，至70歲時，代謝水平最低，體脂又出現大幅度增加，故該階段是體力活動及臨床醫學干預的重點階段（見圖3）。

本研究還發現，30～34歲至35～39歲、45～49歲至50～54歲2個階段，男性體質指數均出現負增長，增加幅度分別是-0.7%和-1.3%（見圖3），即對20～69歲天津男性而言，體質指數增量變化有4次明顯增加，2次減少。由于體質指數是評價肥胖的公認指標之一，故體質指數明顯增加的4個年齡階段可認為是4個肥胖敏感期。

有研究顯示，中國成年男性的體質指數是區別有無代謝綜合征的有效指標之一[27]。對同是亞洲人群的泰國成年男性而言，體質指數能較好地預測2型糖尿病風險[28]。因此，在上述4個肥胖敏感期，隨著體質指數的明顯增加，天津成年男性的代謝紊亂風險亦明顯上升。

需要注意的是，45歲以后，男性去脂體重均呈負增長，特別是40～44歲至45～49歲和60～64歲至65～69歲2個年齡段，且以后者的變化最為明顯，去脂體重下降幅度達2.6%，是整個20～69歲年齡跨度中去脂體重下降最為明顯的階段。主要原因是，50歲以后，在原發性腺功能減退和下丘腦-垂體功能減退的雙重作用下[29]，雄性激素隨年齡的增加而下降，其中，總睪酮下降速度為每10年110 ng/dl，至70歲時達到最低值，雄性激素的缺乏導致體成分變化，其中包括去脂體重和肌肉含量的下降。這與ANDREW的研究基本一致，即20～70歲健康男性體重增長過程中脂肪增加幅度明顯，從47歲開始，男性去脂體重開始下降，使得中老年人的健康風險也隨之增加[23]（見圖3）。

圖3 男性BMI每5年增量變化圖Figure3Every Five-Year-Increase in BMI for males

伴隨著年齡的增長，20～69歲成年男性除了體質指數發生變化外，腰臀脂肪比同樣也發生增量變化。本研究發現，男性腰臀脂肪比明顯增加的階段也主要集中于20～24歲至25～29歲、35～39歲至40～44歲和60～64歲至65～69歲3個年齡段，增幅分別達3.1%、0.6%和0.5%，與體質指數增量變化趨勢基本類似。其中，20～24歲至25～29歲是整個年齡段中體質指數和腰臀脂肪比增加最多的時段，說明該年齡段體質指數的增加主要在腰臀部位（見圖4）。

圖4 男性WHFR每5年增量變化圖Figure4 Every Five-Year-Increase in WHFR for males

前面已說明，60～64歲至65～69歲是天津成年男性去脂體重丟失最多的年齡階段，同時也是腰臀脂肪比增加較多的時期。SUE等認為，去脂體重的增加及腹部脂肪的減少，與代謝水平的提高密切相關。同理，去脂體重的減少及腹部脂肪的增加，與代謝水平的降低也有關[30-31]。

如前所述，天津成年男性在30～34歲至35～39歲、45～49歲至50～54歲2個階段BMI出現負增長。有趣的是，男性腰臀脂肪比明顯減少也主要集中于這2個階段，尤其是在45～49歲至50～54歲，男性腰臀脂肪比減幅達1.0%，同樣說明該年齡段體質指數的減少主要源于腰、臀部脂肪的減少。

總體而言，天津成年男性腰臀脂肪比的增量變化呈現3次明顯增長，2次負增長，其中這3次明顯增長期亦可認為是腰臀脂肪比的肥胖敏感期。

腰臀脂肪比是評價中心肥胖的重要指標之一。HOU等[32]研究發現，與1998-2001年相比，2007-2008年上海都市成年男性中心肥胖增加程度遠高于超重和全身肥胖的增加程度。事實上，該趨勢不但是中國[33-34]，也是當前全球趨勢的縮影[35]。中心肥胖，尤其是內臟脂肪與胰島素抵抗值[36]、代謝紊亂[37]密切相關。與皮下脂肪的減少相比，體力活動能更明顯地使內臟脂肪減少[38]。另外，與歐洲人相比，同樣體質指數值的亞洲人，胰島素抵抗指數更高，患2型糖尿病的風險更高[35]。因此，對于腰臀脂肪比增加明顯的肥胖敏感期，體力活動的增加尤其重要。

身體成分是指機體脂肪組織與非脂肪組織的含量及其在體重中所占的百分比。身體成分測評既可以提供人體成分正常范圍，又可以評價人體生長、成熟及老化進程，還有助于對營養狀況和相關疾病的研究。因此，身體成分測評在基礎醫學、預防醫學及臨床醫學研究中具有重大意義，尤其是腰臀脂肪比的增加是影響機體代謝紊亂，甚至死亡的重要原因。

本研究采用身體成分測試儀進行大樣本人群測試，該儀器采用生物電阻抗法（一種基于人體不同組織類型，采用不同電阻值來（約等于阻抗值）估算人體成分的方法）分析人體構成[39]，具有快速、安全、無創、相對便宜等特點[40]。有研究證明，由于身體成分測試儀一般在醫療機構或研究所應用較多，所以一般不采用身體成分測試儀進行大樣本人群監測。本研究采用天津體育學院與天津市體育局共建的天津市民體質監測車車載身體成分測試儀在市內各高校、社區、機關和公司等地檢測，使得本研究的樣本來源較廣泛，不局限于某一市區或單位。后續研究將繼續擴大樣本量，并將樣本范圍擴大到其他省市。

3 結論與建議

3.1 結論

（1）5次曲線為20～69歲天津成年男性體質指數和腰臀脂肪比擬合關系最優模型。

（2）天津成年男性體質指數和腰臀脂肪比增量的階段性變化提示，增齡過程中存在肥胖的階段性敏感年齡，是體力活動及臨床醫學干預的關鍵時期。

3.2 建議

（1）從學生到參加社會工作階段，是20～69歲歷程中體脂增加最多的階段，尤其是影響代謝的中心肥胖增加明顯，應重點加強健康教育及體力活動干預。

（2）60～64歲至65～69歲是天津成年男性去脂體重丟失最多，同時也是腰臀脂肪比增加較多的階段，應重點加強體力活動及臨床醫學干預。

（3）由于生物電阻抗法具有快速、安全、無創、相對便宜等特點，故將其用于分析人體成分增齡變化及肥胖敏感期的研究值得推廣。

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Obesity Sensitive Periods and Best Relationship between BMI and Waist-Hip-Fat Ratio among Tianjin Males Aged20～69YearsOld

ZHANG Xiaodan1，WEI Qinggang2，TAN Sijie1
（1.Tianjin Municipality Physical Fitness Surveillance Center，Tianjin University of Sport，Tianjin 300381，China；2.Tucheng Primary School，Tianjin 300210，China）

Early studies have shown that，during the adult aging process，body fat distribution will gradually shift from limbs to trunk.Truncal fat，especially increased visceral fat is associated with metabolic disorders.Objective：To build the best curve model between BMI and waist-hip-fat ratio（WHFR）among Tianjin males aged 20～69 years old；Explore the obesity sensitive periods of BMI and WHFR among subjects.Methods：The subjects were 8 036 males aged 20 to 69 years who were test by Tianjin Municipality Physical Fitness Surveillance Center from January，2011 to December，2013.The test indexes included body fat mass，muscle mass，skeletal muscle mass，WHFR，fat-free mass，height and body weight.Curve fitting was applied to the relationship between BMI and WHFR，and the optimal model between BMI and WHFR was established according to the values of AIC and R.The obesity sensitive periods were angli?cized according to the annual incremental values.Results：（1）First to sixth order polynomials were valid in all ages，and AIC and R were-24 001.93，0.849；-24 265.13，0.854；-24 263.17，0.860；-24 289.44，0.866；-24 299.97，0.866；and-24 298.51，0.860，respectively.（2）Annual incremental peaks of BMI among males were in 20～24 years～25～29 years，35～39 years～40～44 years，50～54 years～55～59 years，60～64 years～65～69 years，while valley values appeared in 30～34 years～35～39 years，45～49 years～50～54 years.Annual incremental peaks of WHFR were in 20～24 years～25～29 years，35～39 years～40～44 years，60～64 years～65～69 years，respectively，while valley values appeared in 30～34 years～35～39 years，45～49 years～50～54years，respectively.Conclusions：（1）The fifth order curve fitting for males was confirmed as the best curve model between BMI and WHFR during 20～69 years old.（2）Incremental changes with age of BMI and WHFR among males suggested there were sensitive periods for obesity，which were crucial periods for physical activity and clinical intervention.

BMI；waist-hip-fat Ratio；curve fitting；change with age；obesity sensitive period

G 804.49

A

1005-0000（2014）05-421-06

10.13297/j.cnki.issn1005-0000.2014.05.010

2014-05-25；

2014-09-07；錄用日期：2014-09-08

天津科委科普項目（項目編號：13KPXM01SY004）；天津市科技支撐計劃項目（項目編號：14ZCDGSF00040）

張曉丹（1975-），女，湖北武漢人，博士，副教授，研究方向為運動健康促進；通信作者：譚思潔（1957-），女，北京市人，教授，研究方向為運動健康促進。

1.天津體育學院體質檢測中心，天津300381；2.天津河西區土城小學，天津300210。