中國人的Heath-Carter 法體型研究

李詠蘭，鄭連斌，張興華，宇克莉，于會新

（1.內蒙古師范大學生命科學與技術學院，呼和浩特 010022；2.內蒙古師范大學民族學人類學學院，呼和浩特 010022；3.內蒙古自治區高等學校生物多樣性保護與可持續利用重點實驗室，呼和浩特 010022；4.天津師范大學生命科學學院，天津 300387；5.天津師范大學天津市動物多樣性保護與利用重點實驗室，天津 300387）

體型與健康和疾病息息相關.目前，已經有多種比較成熟的體型評價方法，其中Heath-Carter 體型法是學術界最常用的體型評價方法，適用于大樣本的體型研究.

體型評價在很多領域有應用價值.Williams 等[1]研究了體型與男性冠狀動脈疾病的關系.Zhao 等[2]分析了不同體型的胸腔腫瘤患者在放射治療中的差異.

一些學者研究了兒童和青少年的體型.Carter 等[3]發現7～16 歲少年每年的平均體型不同，主要表現為中胚層體型和外胚層體型出現率顯著增加. Katzmarzyk等[4]認為少年兒童的代謝適應性（甘油三酯、膽固醇和血糖水平）可以通過Heath-Carter 體型法的相關理論來解釋.文獻[5]的研究表明，青少年對體型的開放態度存在顯著的性別差異.

隨著年齡增長，人的生理狀態發生變化，體型也會發生改變，人類這種體型的變化是具有一定共性的.相關學者對我國一些族群，如蒙古族[6]、佤族[7]、克木人[8]、云南漢族[9]、遼寧漢族[10]、廣西漢族[11]等進行了Heath-Carter 法的體型研究，但多數研究是對單個族群體型的報道.近年來，本研究團隊測量了大量中國人的體質數據，本文擬探討中國人的體型特點及其隨年齡增長發生的規律性變化，以揭示中國人的體型特征全貌，為準確評價中國人的生長發育和營養狀況以及促進身體健康提供數據參考.

1 研究對象與方法

2009 年至2019 年，研究團隊對我國的115個族群進行了10 項體質指標的測量（少部分族群的數據于2009 年前獲得）.使用人體測高儀（精度1mm）測量身高，使用電子人體秤（精度0.1 kg）測量體質量，使用彎腳規（精度1 mm）測量肱骨內外上髁間徑和股骨內外上髁間徑，使用皮褶厚度計（精度0.5 mm）測量肱三頭肌皮褶、肩胛下皮褶、髂前上棘皮褶和小腿內側皮褶，使用軟尺（精度1 mm）測量小腿圍和上臂最大圍.采用隨機取樣方法確定測量對象，被測者均為無身體殘疾、世居當地3 代以上的本族群成人. 測量總人數為63 449 例（男性29 418 例，女性34 031 例），年齡范圍為18～96 歲，男性和女性的平均年齡分別為（47.0±15.9）歲和（47.4±15.2）歲.測量地的地理坐標范圍為東經70.02°（喀什市）至126.62°（哈爾濱市），北緯18.78°（五指山市）～51.34°（額爾古納市），基本覆蓋了我國主要地區.

測量嚴格按照《人體測量方法》[12]進行.本研究遵循《赫爾辛基宣言》中的基本原則，立項前已獲得依托單位的倫理審批同意.測量遵循知情同意原則，與每位被測者簽訂知情同意書，保證每位被測者的知情權.測量前對研究組所有成員進行系統培訓，培訓內容包括測量技術、生物倫理、信息保密等，并在測量前對測量儀器進行校正，以保證測量數據的準確性及被測者的個人信息不泄露.

將樣本分為18～29 歲組、30～39 歲組、40～49 歲組、50～59 歲組、60～69 歲組、70～79 歲組和80～96 歲組共7個年齡組. 男性7個年齡組的樣本量依次為4 788 例、5 341 例、6 227 例、6 127 例、4 409 例、2 177例和349 例，女性7個年齡組的樣本量依次為4 936例、6 042 例、7 479 例、7 631 例、5 350 例、2 181 例和412 例.

使用Excel2003 軟件計算內因子、中因子、外因子、體型圖上的平面直角坐標（X、Y）、身高體質量比值（height weight ratio，HWR）、體型位置均數（somatotype attitudinal mean，SAM）. 內因子反映身體的相對肥胖程度；中因子反映身體的肌肉和骨骼的發達程度；外因子反映身體的線性程度，即苗條程度. 應用SPSS17.0 軟件處理數據，采用線性相關性分析研究3個因子值與年齡的關系；采用單因素方差分析研究年齡組間差異；對7個年齡組的3個因子值進行主成分分析.

本研究測量的族群、地點及測量時間見表1.

表1 測量的族群、地點及測量時間Tab.1 Measured ethnic groups，locations and time of measurement

2 結果

2.1 中國人的體型

男性和女性7個年齡組的內因子、中因子、外因子、體型圖上的坐標、HWR 和SAM 見表2.由表2 可見，男性的內因子值為18～29 歲組最小（3.6），30～39歲組增大到4.2，之后維持在4.2，80～96 歲組的內因子值為4.1；中因子值為18～29 歲組最小（4.5），30～39歲組增大到5.2，之后中因子值維持在5.1～5.3，80～96歲組的中因子值為4.9；外因子值為18～29 歲組最大（2.7），30～39 歲組減小到1.7，之后在1.7 左右波動.總體上看，男性體型在30 歲以后出現明顯的變化，脂肪、肌肉和骨骼量增多，身體線性度下降，80 歲以后又出現脂肪、肌肉和骨骼量減少，身體線性度上升.可以認為男性體型的變化有2個年齡節點，分別為30 歲和80 歲.

表2 男性和女性7個年齡組的體型指標(Mean±SD)Tab.2 Somatotype indexes of males and females of seven age groups(Mean±SD)

HWR 值越大，說明身體充實度越小. 由表2 可見，男性在18 歲至50 歲身體充實度增加，50 歲以后充實度略有下降. SAM 反映個體間體型值的離散程度，SAM 值越大，說明離散度越高.男性18～29 歲組的離散度最小，30～39 歲組和40～49 歲組的離散度最大，50 歲以后離散度略有減小，80 歲以后離散度略增大.

男性7個年齡組以及合計數據均為偏內胚層的中胚層體型，這與中國摩梭人男性[13]、浙江鄉村漢族男性[14]、云南布朗族男性[15]一致，與蘭州市漢族男性[16]（內胚層-中胚層均衡體型）不同，與云南蒙古族男性[17]（均衡的中胚層體型）也不同.

女性的內因子值為18～29 歲組最小（5.1），40～49歲組增大到5.9，60 歲以后內因子值減小，80～96 歲組內因子值減小到最小值（4.9）；中因子值為18～29歲組最小（3.8），40～49 歲組增大到5.0，之后保持穩定，80 歲以后中因子值減小；外因子值為18～29 歲組最大（2.3），40～49 歲組減小到1.1，之后保持穩定，80歲以后外因子值增大.總體上看，女性在40 歲左右體型變化比較明顯，脂肪、肌肉和骨骼量開始增多，身體線性度下降，80 歲以后脂肪、肌肉和骨骼量減少，身體線性度上升.所以女性體型的變化也有2個年齡節點，分別為40 歲和80 歲.女性的身體充實度在40～49 歲組達到最大，之后略有下降.

女性18～69 歲的5個年齡組（70～96 歲的2個年齡組為內胚層-中胚層均衡體型）以及合計數據均為偏中胚層的內胚層體型，這與蘭州市漢族女性[16]、云南布朗族女性[15]一致，而與摩梭人女性[13]、浙江鄉村漢族女性[14]、云南蒙古族女性[17]（均為內胚層-中胚層均衡體型）不同.

體型指標的性別間比較結果顯示，女性的內因子值和SAM 值大于男性（u值分別為149.16 和71.37，P＜0.01），但中因子值、外因子值和HWR 值小于男性（u值分別為15.61、24.62 和32.87，P＜0.01）.也就是說，與男性相比，女性的體脂較多，肌肉和骨骼含量較少，身體線性度較小，身體充實度較大.摩梭人的體型研究結果[13]表明女性的體型分布比男性集中，但本研究顯示女性的體型分布比男性更離散.

2.2 中國人體型與年齡的關系

在以往研究中探討體型的3個因子與年齡的關系時，發現不同族群得到的結果不一致.如，李詠蘭等[14]發現，浙江鄉村漢族的內因子值和中因子值與年齡呈正相關（P<0.01），外因子值與年齡呈負相關（P<0.01）；董文靜等[15]發現，布朗族男性和女性的3個因子值與年齡均不相關（P>0.05），男性的3個因子值的年齡組間差異均不具有統計學意義（P>0.05）.這種研究結果的不一致性可能與樣本量的大小有一定關系.

男性和女性的3個因子值與年齡的相關分析見表3.由表3 可見，男性和女性3個因子值的年齡組間差異均具有統計學意義，男性和女性的內因子值和中因子值均與年齡呈正相關，外因子值與年齡呈負相關.這表明，隨著年齡增長，男性和女性的脂肪、肌肉和骨骼量增多，身體線性度下降.

表3 男性和女性3個因子值與年齡的相關系數及年齡組間單因素方差分析Tab.3 Correlation coefficients of three factors with age of males and females and one-way analysis of variance among age groups

2.3 中國人13種體型的分布

男性13種體型的分布情況見表4.由表4 可見，男性偏內胚層的中胚層體型的出現率最高（40.3%），其次為內胚層-中胚層均衡體型（16.2%）和偏中胚層的內胚層體型（14.5%），這3種體型出現率之和達到71.0%，其他10種體型的出現率很低.浙江鄉村漢族男性出現率最高的3種體型[14]與本文一致.

表4 男性13種體型的分布Tab.4 Classification of 13 somatotype of males

女性13種體型的分布情況見表5.

表5 女性13種體型的分布Tab.5 Classification of 13 somatotype of females

由表5 可見，女性偏中胚層的內胚層體型的出現率最高（49.1%），其次為內胚層-中胚層均衡體型（19.3%）和偏內胚層的中胚層體型（17.8%），這3種體型出現率之和達到86.2%，其他10種體型的出現率很低.浙江鄉村漢族女性出現率最高的3種體型[14]與本文一致.

2.4 中國人7個年齡組的3個因子值的主成分分析

對男性和女性7個年齡組的內因子值、中因子值和外因子值進行主成分分析.

男性的主成分分析結果顯示，前2個主成分的貢獻率分別為97.761%和2.217%，累計貢獻率達到99.978%.PCⅠ載荷值較大的指標為外因子（-0.999）、中因子（0.986）和內因子（0.981），PCⅠ值越大，身體線性度越小，肌肉和骨骼越發達，身體脂肪含量越高.PCⅡ載荷值較大的指標為內因子（0.196），PCⅡ值越大，身體脂肪含量越高.由于PCⅠ的貢獻率非常大，所以主要考慮PCⅠ值的大小.

男性的主成分分析散點圖見圖1. 由圖1 可見，40～49 歲組和50～59 歲組的PCⅠ值最大，其次是30～39 歲組和60～69 歲組，70～79 歲組的PCⅠ值較小，80～96 歲組和18～29 歲組的PCⅠ值小.總體上看，在40 歲以后，隨著年齡增長，PCⅠ值呈下降趨勢，即身體線性度變大，肌肉和骨骼量減少.考慮到隨著年齡增長，PCⅠ值減小，而PCⅡ值增大，所以總體上身體脂肪含量變化不大.

圖1 男性的主成分散點圖Fig.1 Scattered plots of principal component analysis of males

男性18～29 歲組的PCⅠ值很小，30～39 歲組明顯增大，之后幾個年齡組的PCⅠ值雖有變化，但變化幅度不大，80～96 歲組的PCⅠ值又明顯減小. 所以圖1 顯示30 歲左右和80 歲左右是男性體型變化的節點.80～96 歲組和18～29 歲組的PCⅠ值均小，但二者情況不同.80～96 歲組的PCⅠ值小是由于身體衰老造成的，18～29 歲組則是由于一部分樣本身體發育不足導致的.18～29 歲組的位點距離其他6個年齡組較遠，反映了剛步入成年的男性中一部分人身體還沒有達到完全成熟階段，肌肉和骨骼尚不發達，身體脂肪含量還較低.

女性的主成分分析結果顯示，前2個主成分的貢獻率分別為80.907%和18.733%，累計貢獻率達到99.640%.PCⅠ載荷值較大的指標為外因子（-0.969）、中因子（0.958）和內因子（0.756）.PCⅡ載荷值較大的指標為內因子（0.655）.

女性的主成分分析散點圖見圖2. 由圖2 可見，30～39 歲組的PCⅠ值大于18～29 歲組，即從18 歲到39 歲，身體線性度減小，肌肉和骨骼量增多，身體脂肪含量增大.40～79 歲的4個年齡組的PCⅠ值相對接近，且處于較大水平，80～96 歲組的PCⅠ值又明顯減小，即80 歲以后身體線性度增大，肌肉和骨骼以及身體脂肪含量減小.所以圖2 顯示40 歲左右和80 歲左右是女性體型變化的節點.另外，30～39 歲組與80～96 歲組的PCⅠ值接近，但PCⅡ值差別很大，說明這2個年齡組的身體線性度、肌肉和骨骼量接近，但30～39 歲組的身體豐滿程度遠大于80～96 歲組.

圖2 女性的主成分散點圖Fig.2 Scattered plots of principal component analysis of females

3 討論

3.1 中國人體型的特點

與男性相比，女性的體脂較多，肌肉和骨骼含量較少，身體線性度較小，身體充實度較大.總體上，隨著年齡增長，中國人的內因子值和中因子值增大，外因子值減小. 男性偏內胚層的中胚層體型出現率最高，女性偏中胚層的內胚層體型出現率最高.

30 歲左右和80 歲左右是男性體型變化的年齡節點，40 歲左右和80 歲左右是女性體型變化的年齡節點.本研究的體型資料樣本量較大，年齡分組較細，包括了70～79 歲組和80～96 歲組，所以能夠顯示出80 歲左右體型變化的年齡節點.

男性體型在30 歲以后出現明顯的變化，脂肪、肌肉和骨骼量增多，身體線性度下降.女性在40 歲以后出現體脂較多，骨骼、肌肉較為發達，體型較為豐滿的變化. 男性的內因子值和中因子值與年齡呈正相關，外因子值與年齡呈負相關，女性亦如此.隨著年齡增長，男性和女性的體脂均增多.從內因子值看，男性18～29 歲組為3.6，30～39 歲組則上升到4.2，女性18～29 歲組為5.1，40～49 歲組則上升到5.9.應該說中國成年人內因子值的上升速度還是很快的.這可能成為中國人健康的隱患，體脂多會造成高脂血癥、高血壓、糖尿病的發病率上升，需要引起全社會的關注.

有研究發現人的肌肉量隨年齡增長而下降[18-19].本研究得到中因子值與年齡呈正相關，與以往的一些研究結果不一致.這可能與樣本的年齡結構有關.男性18～29 歲組的中因子值為4.5，30～39 歲組上升到5.2，40～59 歲中因子值維持在比較高的水平，50 歲以后中因子值由5.3 逐漸下降到4.9.將18～96 歲的中因子值的全部樣本與年齡進行相關分析，則得到二者正相關，如果不考慮18～29 歲組，只進行30 歲以后6個年齡組的相關分析，可能就會出現二者負相關的結果.

3.2 中國人13種體型的分布

男性為偏內胚層的中胚層體型，出現率最高的3種體型依次為偏內胚層的中胚層體型、內胚層-中胚層均衡體型、偏中胚層的內胚層型.女性69 歲以前（70歲以后為內胚層-中胚層均衡體型）以及合計數據均為偏中胚層的內胚層體型，出現率最高的3種體型依次為偏中胚層的內胚層體型、內胚層-中胚層均衡體型、偏內胚層的中胚層體型.

Malina 等[20]研究了無明顯疾病的健康成年人心血管危險因素（高血壓、高血糖、高血脂）與體型的關系，發現內胚層體型傾向于與老年女性的危險因素呈正相關，而外胚層體型傾向于與老年男性的危險因素呈負相關.Hamid 等[21]認為內胚層-中胚層均衡體型是影響心肺系統平衡的一個因素.杜慧敏等[22]對門巴族、珞巴族和夏爾巴人的研究發現，體脂率、內臟脂肪等級、腰圍與血壓的相關性較高.因此，減少內臟脂肪和腰圍可以降低高血壓的發生率.

從體型分布看，中國男性和女性的體型比較勻稱，但隨著年齡增長，內因子值的快速升高應該引起注意.

3.3 中國人與國外其他族群體型的比較

本文得到中國男性的體型值為4.1-5.1-1.8.目前已有部分國外族群男性體型數據的報道.俄羅斯中部農村地區男性的體型值為2.6-5.1-2.1[23]，印度Spitians 人男性為3.0-4.8-2.5[24]，印度西北部Garhwali男性為3.0-3.7-3.1[25]，加拿大男性為3.9-5.2-1.9[26]，英國男性為3.5-5.5-1.7[26]，因紐特人男性為3.4-5.9-1.3[26]. 計算中國男性與其他族群體型值的空間距離SAD，得到中國人與俄羅斯人的SAD 為1.53，與印度Spitians 人為1.34，與印度西北部人為2.26，與加拿大人為0.24，與英國人為0.73，與因紐特人為0.62. 中國男性體型與加拿大人最接近，其次與因紐特人和英國人比較接近，與印度人和俄羅斯人差距較大.比較不同族群男性體型的3個因子值，發現中國男性的內因子值較大，中因子值低于因紐特人和英國人，與俄羅斯人和加拿大人接近，高于印度人，外因子值較低，低于俄羅斯人和印度人，與加拿大人和英國人接近，高于因紐特人.這表明中國男性的體脂較多，肌肉和骨骼欠發達，身體線性度較小.

中國女性的體型值為5.7-4.8-1.3，俄羅斯中部農村地區女性的體型值為4.6-5.7-1.2[23]，因紐特人女性為6.4-4.8-0.8[26]，巴布亞新幾內亞馬魯伊人女性為3.1-4.5-2.5[27].中國女性與俄羅斯人的SAD 值為1.43，與馬魯伊人為2.88，與因紐特人為0.86，表明中國女性體型與因紐特人最接近，與俄羅斯人差距較大.在4個族群中，中國女性的體脂較多，肌肉和骨骼發達程度中等，身體線性度中等.

3.4 體型形成的遺傳因素

來自美國、加拿大、比利時等發達國家的研究[28]發現，遺傳因素在解釋個體體型差異中具有中等或較高的作用. Huygens 等[29]分析了333個比利時佛蘭德家庭的748個兄弟，發現內胚層體型、中胚層體型和外胚層體型的遺傳度分別為67%、97%和86%.Katzmarzyk等[27]對加拿大人的研究發現內胚層體型、中胚層體型和外胚層體型的遺傳度分別為56%、68%和56%.Saranga 等[30]對莫桑比克人的研究發現體型變異的30%～40%歸因于遺傳因素，外胚層體型的遺傳度是31%，中胚層體型具有接近中等的遺傳度，內胚層體型的遺傳度比較高.總體上看，遺傳因素對體型的影響非常明顯.

從線粒體DNA 單倍群看，中國人主要為M、D、B型，歐美人主要為U、H 型，撒哈拉沙漠以南的非洲人主要為H、L2、L3 型.從Y 染色體DNA 單倍群看，中國人主要為O、D 型，以及少量的C 型，歐美人主要為R1b、R1a、I 型，撒哈拉沙漠以南的非洲人主要為P 型.這表明不同人群的遺傳結構存在差異.遺傳結構不同應該是中國人與外國族群體型差異的主要原因.

因紐特人是生活在亞洲、美洲北部的蒙古人種北極類型族群，雖然其生活環境、飲食成分與中國人不同，但體型卻與中國人比較接近. 因紐特人線粒體DNA 單倍群主要為A、D 型，Y 染色體DNA 單倍群主要為Q、N 型，與中國人差異很大.二者體型接近的原因有待研究.