藏汉儿童青少年体质量指数和心肺耐力的关系

胡正春，曾祝平，柴小江，尹小俭

（1.宁波大学科学技术学院 生命科学与材料化学学院，浙江 宁波 315300；2.上海应用技术大学 经济与管理学院，上海 201418；3.华东师范大学 体育与健康学院，上海 200261；4.上海应用技术大学 体育教育部，上海 201418）

近年来国内外已有学者对不同种族人群在体质量指数(BMI)与心肺耐力(CRF)进行了研究。在BMI方面，研究发现高原地区儿童青少年发育水平低、生长发育指标低于WHO和汉族及其他低海拔民族[1]。在心肺耐力方面，国外研究发现儿童青少年时期心肺耐力在不同种族、不同地区、不同年龄上存在差异性[2-4]。国内相关研究表明，汉族与壮族、瑶族、塔吉克族等民族儿童青少年心肺耐力存在差异，且不同年龄段、不同性别等方面表现不同[5-6]，藏族成年人具有更好的运动能力，但心肺耐力略低或相似于汉族[7-8]。不过，也有研究显示，种族差异对儿童青少年心肺耐力水平不产生显著性影响[9]。因此，在儿童青少年时期，汉族和藏族在BMI与心肺耐力上是否存在差异性将有待于进一步研究。

本研究以4 443名藏汉7～18岁儿童青少年为研究对象，分析藏汉儿童青少年BMI、心肺耐力差异性、变化规律及分布特征，同时探讨藏汉儿童青少年BMI和CRF的关系，从而为促进我国儿童青少年健康成长提供理论与实践依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究于2016年采用立意抽样法在全国选择92 477名汉族和2 428名拉萨藏族儿童青少年进行身高、体质量和20 m SRT测试。全国汉族儿童青少年所测地区包括黑龙江、吉林、辽宁、北京、河北、河南、山西、内蒙古、甘肃、新疆、陕西、江苏、江西、山东、上海、四川、云南、浙江、安徽、福建、贵州、湖南、广西、海南、广东等，涵盖华东、华北、华中、华南、东北、西北、西南七大行政区。在此基础上采用SPSS随机个案法随机抽取全国汉族学生2 400名(男1 200名，女1 200名)和拉萨藏族2 043名(男1 015名，女1 028名)7～18岁儿童青少年作为研究对象。

1.2 测试方法

身高、体质量测量按照“全国学生体质调研工作手册实施细则”进行，要求学生穿戴轻便衣物、脱鞋进行测试，测试数值保留1位小数[10]。BMI=体重(kg)/身高2(m2)，依据《WHO 2007年龄别儿童青少年生长发育标准》划分为消瘦、正常、超重和肥胖4类[11]。

已有研究显示，全球有50多个国家采用20 m SRT评定儿童青少年心肺耐力，在评定心肺耐力上，20 m SRT具有较高的测试效度[12]。因而本研究采用20 m SRT评定藏汉儿童青少年的心肺耐力。具体20 m SRT测试方法为：测试者热身后站在相隔20 m的2条横线其中1条，按音乐节奏以每分钟为1级，由慢到快的20 m往返直线跑，初始级的速度为 8.0 km/h，第2级为9.0 km/h，随后每升高1级跑速增加0.5 km/h，当测试者不能维持音乐所设定的速度而中途停止跑步，或连续2次不能在音乐响起前到达端线，终止测试，以往返跑总次数记为最终成绩。对测试过程中可能影响测试结果可控因素(受试者测试动机、测试环境条件等)进行严格控制[13]。

1.3 统计方法

依据汉族儿童青少年年龄-性别BMI和20 m SRT的均值与标准差，对相应年龄-性别藏族儿童青少年上述指标进行标准化转换[14]。利用LMS法构建藏汉族7～18岁儿童青少年BMI和20 m SRT成绩主要百分位分布值[15]；采用单因素方差分析比较不同营养状况藏汉儿童青少年20 m SRT成绩及不同 BMI-Z分分组20 m SRT-Z分；构建线性回归模型探讨BMI-Z和20 m SRT-Z的关系；检验水准α= 0.05。

2 结果与分析

2.1 藏汉儿童青少年BMI和CRF变化规律及分布特征

1)藏汉儿童青少年BMI主要SD分布值变化规律。

图1比较了藏汉7～18岁儿童青少年BMI主要SD分布值(-2SD、M、1SD)。男生方面，藏汉 7～18岁儿童青少年BMI主要SD分布值呈现随着年龄增长逐步增长的趋势，汉族各年龄段BMI主要SD分布值均高于同年龄藏族；女生方面，除7～8岁藏族女生外，在15岁之前，BMI主要SD分布值呈现快速增长趋势，而15岁之后，BMI主要SD分布值增幅放缓，汉族8～18岁BMI主要SD分布值均略高于同年龄藏族。

图1 藏汉7～18岁儿童青少年BMI主要SD分布值变化规律

2)藏汉儿童青少年20 m SRT主要百分位分布值变化规律。

图2比较了藏汉7～18岁儿童青少年20 m SRT百分位数值(P3、P50、P97)。15岁之前藏族儿童P50的20 m SRT成绩低于汉族儿童；15岁之后，藏族儿童的P3、P50、P97的20 m SRT成绩均高于汉族儿童。男生方面，藏汉7～18岁儿童青少年20 m SRT呈现随着年龄增长均逐步增加的趋势，汉族15岁之前增长较快，15岁之后增速放缓；藏族15岁之前增长较慢，15岁之后增速加快。女生方面，藏族7～18岁儿童青少年20 m SRT呈现随着年龄增长逐渐增加的趋势，汉族 7～15岁逐渐增长，15岁之后略有降低。

图2 藏汉7～18岁儿童青少年20 m SRT主要百分位分布值变化规律

2.2 藏汉儿童青少年BMI与CRF相关性分析

1)藏汉儿童青少年超重、肥胖、正常和消瘦组20 m SRT比较。

表1显示不同营养状况藏汉男生20 m SRT成绩。总体而言，汉族消瘦、正常、超重和肥胖组20 m SRT分别为35.08、36.06、31.68和24.38次，差异有统计学意义(P＜0.01)；藏族消瘦、正常、超重和肥胖组分别为35.73、35.25、27.58和22.36次，差异有统计学意义(P＜0.01)。结果显示，正常组男生20 m SRT成绩明显高于超重肥胖组。

表1 藏汉男生各年龄段不同营养状况20 m SRT成绩比较（x±s） 次(人数)

表2显示不同营养状况藏汉女生20 m SRT成绩。总体而言，汉族消瘦、正常、超重和肥胖组20 m SRT成绩分别为26.27、27.58、24.26和18.29次，差异有统计学意义(P＜0.01)；藏族消瘦、正常、超重和肥胖组分别为28.23、27.96、20.81和17.06次，差异有统计学意义(P＜0.01)。结果显示，正常组女生20 m SRT成绩明显高于超重肥胖组。

表2 藏汉女生各年龄段不同营养状况20 m SRT成绩比较（x ±s） 次(人数)

2)藏汉儿童青少年不同BMI-Z分分组20 m SRT-Z分比较。

表 3显示，藏汉儿童青少年 BMI-Z分范围介于-3.0～8.0之间。根据BMI-Z分布情况对20 m SRT-Z分进行分组，以0.5个单位为1组，共分为14组。分别计算各BMI-Z分分组20 m SRT-Z分。结果显示，除藏族男生外，不同BMI-Z分分组20 m SRT-Z分差异均具有统计学意义(P＜0.05)。结果显示，藏汉儿童青少年20 m SRT-Z分呈先上升后下降的变化趋势。据此，提出BMI-Z和20 m SRT-Z间存在二次函数关系假设。为验证这种假设是否成立，建立以 BMI-Z和BMI-Z2为自变量，20 m SRT-Z为因变量的线性回归模型：20 m SRT-Z=a×BMI-Z2+b×BMI-Z+c，其中a为方程的二次项系数，b为一次项系数，c为常数。

表3 藏汉儿童青少年不同BMI-Z分分组20 m SRT-Z分比较（x±s）

3)藏汉儿童青少年BMI-Z与20 m SRT-Z的曲线拟合。

表4显示，除汉族男生BMI-Z和汉族女生BMI-Z2外，其他自变量的回归系数均有统计学意义(P＜0.05)，20 m SRT-Z与BMI-Z和BMI-Z2构成开口朝下的二次函数，即20 m SRT-Z随着BMI-Z分呈先升高后下降变化趋势(如图3、4)。

表4 不同性别藏汉儿童青少年BMI-Z与20 m SRT-Z线性回归分析

图3 汉族7～18岁儿童青少年BMI-Z和20 m SRT-Z变化趋势

图4 藏族7～18岁儿童青少年BMI-Z和20 m SRT-Z变化趋势

3 讨论

本研究表明，15岁前藏族儿童心肺耐力低于汉族儿童，而15岁后，藏族男女生心肺耐力呈现“迅猛追赶式”增长，藏族男女生心肺耐力显著高于汉族男女生。究其原因可能与遗传、环境因素以及饮食结构等因素有关。在遗传方面，多项研究发现与心肺耐力有关的身体机能的生长发育受到遗传因素影响[16-18]，因而藏族儿童心肺耐力增长高峰期晚于全国汉族儿童青少年。在环境因素方面，高原缺氧的环境可能影响藏族儿童的生长发育。已有研究发现，高原地区儿童青少年比低海拔地区有轻、矮、发育水平低、生长迟缓、胸径较大等特点[19-20]。在饮食结构上，有研究证实，藏族人群长期身处青藏高原高寒的特殊气候环境，藏族人群与全国汉族人群在膳食结构上存在较大差异。藏族人群饮食结构呈现出高热量、高蛋白膳食、少蔬菜水果和海产，长期缺乏微量营养元素如无机盐、维生素等特点。藏族人群不均衡的饮食结构可能影响其机体机能的发展，因而致使藏族儿童青少年心肺耐力的突增期滞后于全国汉族[21]。

本研究发现，正常体重藏汉儿童青少年的心肺耐力高于超重和肥胖藏汉儿童青少年，可能与体力活动水平、体脂率有关。在体力活动水平方面，Palomäki等[22]对芬兰15～16岁儿童进行的研究发现，超重儿童心肺耐力低于正常体重儿童，其原因在于超重儿童体力活动水平低于正常体重儿童。一项对英国 9～11岁儿童进行6年跟踪的研究发现，6年期间儿童BMI呈现上升趋势，心肺耐力呈下降趋势。该研究认为超重肥胖影响儿童参与体育锻炼的运动量，体力活动水平下降和心肺耐力的下降密切相关[23]。在体脂率方面，Huang等[24]研究证实，体脂率较高、瘦体重不足、腹部脂肪堆积严重等现象对儿童青少年心肺耐力产生负面效应。超重肥胖可能通过改变人体循环系统、呼吸系统的结构和机能，进而影响心肺耐力。如单纯性肥胖儿童青少年在无左心室肥大及临床症状前已有左心室舒张功能不全[25]，肥胖儿童患高血压的风险是正常体重儿童的3倍[26]。超重肥胖儿童心肺耐力也可能受运动能力差、体育锻炼兴趣、动机不足、挫败感强等负性情绪的影响[27]。

本研究发现，藏汉儿童青少年BMI-Z分和20 m SRT-Z分之间大体呈“抛物线”变化趋势，即随BMI-Z分增加，20 m SRT-Z分呈先上升后下降的趋势。目前国内外身体成分和心肺耐力关系的研究，主要集中于BMI、体脂率、腰围和心肺耐力的关系。诸多研究证实，BMI与儿童心肺耐力呈负相关[28-29]。也有研究通过线性模型进一步探讨BMI和心肺耐力的关系。赵玉秋等[30]研究证实，儿童青少年BMI和体能呈二次函数关系，即随着BMI上升，体能呈先上升后下降的抛物线趋势。李明等[31]对我国汉族儿童青少年进行研究发现，20 m SRT-Z随着BMI-Z分增加而呈现出先上升后降低的近似抛物线趋势。国外学者Alasiri等[27]、Huang等[32]的研究结果与本研究均具有相似之处。为了进一步揭示我国不同民族儿童青少年BMI和心肺耐力的关联性，促进我国儿童青少年心肺耐力的提高，本研究建立了藏汉儿童青少年BMI和心肺耐力之间线性方程模型。本研究结果提示，不仅超重和肥胖影响我国藏汉儿童青少年心肺耐力，消瘦也对我国藏汉儿童青少年的心肺耐力产生负面作用。我国政府、学校和家庭应采取相应措施，将儿童体重控制在正常范围，降低儿童消瘦、超重与肥胖的发生率。

本研究中汉族样本的选取来自全国七大行政区，而非拉萨的汉族。如前所述，心肺耐力和BMI可能受遗传、环境、体力活动、饮食结构等因素的影响，因此，今后应进一步探讨同一地区即拉萨藏族与汉族儿童青少年心肺耐力、BMI分布特征及两者之间的关系，从而为促进我国儿童青少年体质健康水平的发展提供理论与实践依据。