20～69岁天津男性增龄过程中体质指数与腰臀脂肪比最优模型及肥胖敏感期研究

张晓丹，魏庆钢，谭思洁

20～69岁天津男性增龄过程中体质指数与腰臀脂肪比最优模型及肥胖敏感期研究

张晓丹1，魏庆钢2，谭思洁1

早期研究证明，在成人增龄过程中，体脂分布会从四周逐渐转移到躯干，而躯干脂肪，尤其是内脏脂肪的增加与代谢紊乱密切相关。目的：构建20～69岁天津男性体质指数和腰臀脂肪比之间的最优模型；探索20～69岁天津男性增龄过程中体质指数和腰臀脂肪比的肥胖敏感期。方法：2011年1月至2013年12月募集符合纳入标准的20～69岁天津男性8 036名，测量身体成分及肥胖相关形态学指标，曲线拟合体质指数和腰臀脂肪比，并确定2变量最优回归模型，探讨成年男性增龄过程中的肥胖敏感期。结果：（1）1～6次曲线的AIC值和R有显著差异，分别为（-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岁男性体质指数增量峰值出现于20～24岁至25～29岁、35～39岁至40～44岁、50～54岁至55～59岁、60～64岁至65～69岁，谷值出现于30～34岁至35～39岁、45～49岁至50～54岁；腰臀脂肪比增量峰值出现于20～24岁至25～29岁、35～39岁至40～44岁、60～64岁至65～69岁，谷值出现于30～34岁至35～39岁、45～49岁至50～54岁；（3）回归拟合模型的判别系数大于0.7。结论：（1）5次曲线为20～69岁天津成年男性体质指数和腰臀脂肪比拟合关系最优模型；（2）天津成年男性体质指数和腰臀脂肪比增量的阶段性变化提示，增龄过程中存在肥胖的阶段性敏感年龄，是体力活动及临床医学干预的关键时期。

体质指数；腰臀脂肪比；曲线拟合；增龄；肥胖敏感期

人体在性成熟以后，随着年龄的增长，体脂会逐渐增加且重新分布，主要表现为肢体脂肪逐渐减少，内脏脂肪逐渐增加，后者成为增龄过程中体成分变化的首要反映，这也许能在一定程度上解释为什么年长的人通常会代谢紊乱[1-2]。有研究表明，与下肢体脂高分布相比，上肢或者内脏脂肪高分布常与代谢紊乱几率增加有关[3]。在评价身体成分及肥胖的常见指标中，体质指数[1，4-10]和腰臀脂肪比[11]是世界公认指标。

国内外多采用曲线拟合方法探讨增龄过程中体成分变化[12-18]，这些研究探讨了不同年龄、人种等体成分的关系，但是有关增龄过程中的体质指数和腰臀脂肪比关系的研究甚为少见。本研究拟采用曲线拟合方法，对20～69岁天津男性的体质指数和腰臀脂肪比关系进行探讨，根据校正拟合优度和AIC取值选取最佳模型。同时，依据不同年龄段体质指数和腰臀脂肪比年龄段增量值探讨其肥胖敏感期，旨在为不同年龄阶段的天津男性肥胖及代谢紊乱预防、体力活动计划的制定提供参考。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

2011年1月至2013年12月，选取天津市体质检测中心20～ 69岁无糖尿病、高血压及慢性肝炎的健康男性体检数据，共计10 078人次，实际分析8 036名受试者（若受试者测试次数≥2，取第1次测试结果）（见表1），所有受试者均填写了《身体成分测试知情同意书》。

表1 各年龄段样本分布Table1Distrbution of different age range sample

1.2 研究方法

1.2.1 测试法采用韩国Inbody 520人体成分分析仪，根据生物电阻抗法测量受试者的身体成分，包括体脂肪、肌肉量、骨骼肌、去脂体重、体脂百分比、腰臀脂肪比和体重等。采用国家标准身高计测试受试者身高，精确到0.1 cm。根据受试者的身高、体重计算其BMI，即BMI=体重（kg）/身高2（m2）。

1.2.2 数据录入与分析试验数据由课题组专业人员采用Epidata软件进行“双录入对比”方式录入，软件对超出临界值和2次输入不一致的数据给出提示。全部数据录入完毕后，导出生成Microsoft Excel 2007格式。

使用SPSS17.0软件进行数据统计及分析，采用Sharp-Wailk方法检验数据是否服从正态分布。若数据非正态分布，采用Kruskal-Wallis方法检验各指标在不同年龄段的取值差异；若数据为正态分布，采用独立样本T检验比较各指标不同年龄段的均值差异。应用Pearson偏相关分析探讨体质指数和腰臀脂肪比的相关关系，同时通过Fisher’s转换[19]，计算各相关系数95%置信区间。以腰臀脂肪比为自变量，体质指数为因变量，分别建立6个方程回归模型，最佳模型选择的依据为校正判别系数较大且AIC值较小[12]。显著性水平为P<0.05。

2 研究结果及讨论

2.1 样本一般情况

样本身高及各项体成分指标均未偏离正态分布，符合人体正常生长、成熟及老化曲线（见表2）。

表2 样本基本情况Table 2Statistics of physique and body composition

2.2 曲线拟合——体质指数与腰臀脂肪比

Pearson偏相关分析表明，20～69岁天津男性体质指数与腰臀脂肪比间确实存在显著正相关关系（见表3）。为确切得到二者间的最佳拟合模型，以腰臀脂肪比为因变量，体质指数为自变量，建立回归模型。拟合1～6次曲线模型[20-21]，同时对各模型进行显著性检验，计算模型的校正拟合优度及AIC值。

对各曲线拟合的显著性检验结果显示，所有1～6次模型的检验结果均有显著性差异（P<0.001）（见表4）。

表3 不同年龄段男性体质指数与腰臀脂肪比相关系数Table3Correlation coefficients between body BMI and WHFR among male adults

表4 各模型拟合统计量Table4Statistics of model fitting

为筛选最佳拟合曲线，本文选取了校正拟合优度值最高且AIC值最小的曲线模型[19]，得到的最佳曲线模型为5次方程。根据参数估计结果，得到20～69岁天津男性体质指数与腰臀脂肪比最优模型：

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

男性模型截距项、回归系数显著性T检验显示，P值均小于0.001。男性模型预测中的残差图均呈随机散落，说明前述模型预测效果较好（见图1）。

本研究发现，男性体质指数与腰臀脂肪比之间的总体相关系数为0.832，且在不同年龄阶段二者间均为正相关关系，相关系数均大于0.8，提示各增龄阶段体质指数均与腰臀脂肪比高度相关，可以通过体质指数准确地预测腰臀脂肪比的增减。

1996年，WANG等[22]曾用直线回归拟合体质指数与体脂百分比的变动关系，并根据体质指数值来预测体脂百分比水平，然而没有探讨体质指数与腰臀脂肪比之间的关系。2012年，ANDREW等[23]对7 265名20～96岁的成年男性身体成分增龄变化规律进行研究，结果显示，大部分身体成分（体重、BMI、体脂百分比、体脂重量和去脂体重等）与健康增龄间的最优关系为2次曲线。遗憾的是，ANDREW等对主要身体成分与健康增龄间的关系进行了探讨，同样没有对体质指数与腰臀脂肪比间的关系进行研究，且没有检验已经构建的2次曲线是否有效。2013年，JANATIN等[24]采用多项回归构建了印尼男性皮褶厚度、宽度、维度、BMI等自变量与体脂百分比间的方程，且认为构建的回归方程可以用来预测印尼成年男性的体脂百分比。遗憾的是，该研究同样没有对已经构建的模型进行检验，也没有对体质指数与腰臀脂肪比间的关系进行分析。

本研究拟合了6个曲线模型，同时根据拟合优度最高和AIC值最小的原则选取了5次曲线模型来预测天津成年男性体质指数与腰臀脂肪比的协同变动关系。目前，这种针对体质指数与腰臀脂肪比变动关系的曲线拟合数据探索方式在国内外未见公开报道。本研究证实，在45岁以前，成年男性腰臀脂肪比随体质指数的增大而增加，45岁以后，随着体质指数的下降而继续上升。说明，本研究所得体质指数与腰臀脂肪比间的5次曲线为S型，符合人体的正常成熟及老化规律。本研究模型的判别系数在0.7以上，说明预测精度较高。为得到更准确的预测模型，后续研究可采用分层抽样法（如以年龄、性别为分层因素，使样本能更好的代表群体等）进行探讨，还可以增加其他可能影响体质指数且相对易测量的指标（如腰腹部内脏脂肪[25-26]）为自变量，以进一步增强模型的预测能力。

图1 男性模型预测图Figure1Model prediotion figure of males

2.3 体质指数和腰臀脂肪比增龄变化规律

人体在青春期结束后，身体成分变化相对没有婴儿期、青春期等阶段的速度快，因此，本研究选取20～69岁成年男性作为研究对象，并将体成分以每5年一个阶段进行划分，即20～24岁、25～29岁、30～34岁、35～39岁、40～44岁、45～49岁、50～54岁、55～59岁、60～64岁和65～69岁10个年龄段。在此基础上，分别对10个年龄段的体质指数及腰臀脂肪比的绝对值和相对值进行探讨。

图2 天津男性BMI与WHFR增龄趋势图Figure2Changing curves of BMI and WHFR for males in Tianjin

2.3.1 绝对值总体而言，20～69岁男性体质指数和腰臀脂肪比均呈上升趋势（见图2）。其中，20～24岁体质指数显著低于其他9个年龄段，25～29岁体质指数均显著低于40～44岁（P< 0.01）、45～49岁（P<0.01）、50～54岁（P<0.01）和55～59岁（P< 0.01）；20～24岁腰臀脂肪比均显著低于其他9个年龄段，25～29岁显著低于30～34岁（P<0.05）、35～39岁（P<0.05）和40～44岁（P<0.01），30～34岁显著低于40～44岁（P<0.05）、45～49岁（P< 0.01）和55～59岁（P<0.05）。2.3.2 相对值——年龄段增量值人体性成熟后，机体体质指数与腰臀脂肪比的增龄变化不仅有量的变化，且还有增长方向的变化。为考察男性体质指数与腰臀脂肪比增龄变化规律，需先计算不同年龄段各指标的均值，再计算各年龄段增量值，同时绘制相应的图形。此处，年龄段划分同样为5年一个阶段，如20～24岁到25～29岁体质指数增量为：△BMI20～24岁至25～29岁= BMI25～29岁-BMI20～24岁=（体脂含量25～29岁/身高25～29岁2+去脂体重25～29岁/身高25～29岁2）-（体脂含量20～24岁/身高20～24岁2+去脂体重20～24岁/身高20～24岁2）=（体脂含量25～29岁/身高25～29岁2-体脂含量20～24岁/身高20～24岁2）+（去脂体重25～29岁/身高25～29岁2-去脂体重20～24岁/身高20～24岁2），其他年龄段以此类推。同理，△WHFR20～24岁至25～29岁=WHFR25～29岁-WHFR20～24岁，其他年龄段以此类推。

本研究发现，男性体质指数明显增加的阶段分别是20～24岁至25～29岁、35～39岁至40～44岁、50～54岁至55～59岁和60～ 64岁至65～69岁。其中，前2个年龄跨度增幅明显，分别达10.0%、2.4%。同时，20～24岁至25～29岁是20～69岁整个年龄阶段中体内脂肪增加最多的时段，主要原因是该年龄段一般是从校园迈入社会，有可以支配的经济权，加上没有形成良好的健康观念及生活方式导致体内脂肪迅速增加，因此该阶段尤其应加强健康教育及体力活动干预。35～39岁至40～44岁体内脂肪仍处于增加趋势，则主要是由于工作压力导致生活方式仍处于不健康状态，如熬夜、外出应酬等。50岁以后虽然有较强的健康意识和较健康的生活方式，但由于生理因素，即代谢水平开始下降，体脂会有小幅度增加，至70岁时，代谢水平最低，体脂又出现大幅度增加，故该阶段是体力活动及临床医学干预的重点阶段（见图3）。

本研究还发现，30～34岁至35～39岁、45～49岁至50～54岁2个阶段，男性体质指数均出现负增长，增加幅度分别是-0.7%和-1.3%（见图3），即对20～69岁天津男性而言，体质指数增量变化有4次明显增加，2次减少。由于体质指数是评价肥胖的公认指标之一，故体质指数明显增加的4个年龄阶段可认为是4个肥胖敏感期。

有研究显示，中国成年男性的体质指数是区别有无代谢综合征的有效指标之一[27]。对同是亚洲人群的泰国成年男性而言，体质指数能较好地预测2型糖尿病风险[28]。因此，在上述4个肥胖敏感期，随着体质指数的明显增加，天津成年男性的代谢紊乱风险亦明显上升。

需要注意的是，45岁以后，男性去脂体重均呈负增长，特别是40～44岁至45～49岁和60～64岁至65～69岁2个年龄段，且以后者的变化最为明显，去脂体重下降幅度达2.6%，是整个20～69岁年龄跨度中去脂体重下降最为明显的阶段。主要原因是，50岁以后，在原发性腺功能减退和下丘脑-垂体功能减退的双重作用下[29]，雄性激素随年龄的增加而下降，其中，总睾酮下降速度为每10年110 ng/dl，至70岁时达到最低值，雄性激素的缺乏导致体成分变化，其中包括去脂体重和肌肉含量的下降。这与ANDREW的研究基本一致，即20～70岁健康男性体重增长过程中脂肪增加幅度明显，从47岁开始，男性去脂体重开始下降，使得中老年人的健康风险也随之增加[23]（见图3）。

图3 男性BMI每5年增量变化图Figure3Every Five-Year-Increase in BMI for males

伴随着年龄的增长，20～69岁成年男性除了体质指数发生变化外，腰臀脂肪比同样也发生增量变化。本研究发现，男性腰臀脂肪比明显增加的阶段也主要集中于20～24岁至25～29岁、35～39岁至40～44岁和60～64岁至65～69岁3个年龄段，增幅分别达3.1%、0.6%和0.5%，与体质指数增量变化趋势基本类似。其中，20～24岁至25～29岁是整个年龄段中体质指数和腰臀脂肪比增加最多的时段，说明该年龄段体质指数的增加主要在腰臀部位（见图4）。

图4 男性WHFR每5年增量变化图Figure4 Every Five-Year-Increase in WHFR for males

前面已说明，60～64岁至65～69岁是天津成年男性去脂体重丢失最多的年龄阶段，同时也是腰臀脂肪比增加较多的时期。SUE等认为，去脂体重的增加及腹部脂肪的减少，与代谢水平的提高密切相关。同理，去脂体重的减少及腹部脂肪的增加，与代谢水平的降低也有关[30-31]。

如前所述，天津成年男性在30～34岁至35～39岁、45～49岁至50～54岁2个阶段BMI出现负增长。有趣的是，男性腰臀脂肪比明显减少也主要集中于这2个阶段，尤其是在45～49岁至50～54岁，男性腰臀脂肪比减幅达1.0%，同样说明该年龄段体质指数的减少主要源于腰、臀部脂肪的减少。

总体而言，天津成年男性腰臀脂肪比的增量变化呈现3次明显增长，2次负增长，其中这3次明显增长期亦可认为是腰臀脂肪比的肥胖敏感期。

腰臀脂肪比是评价中心肥胖的重要指标之一。HOU等[32]研究发现，与1998-2001年相比，2007-2008年上海都市成年男性中心肥胖增加程度远高于超重和全身肥胖的增加程度。事实上，该趋势不但是中国[33-34]，也是当前全球趋势的缩影[35]。中心肥胖，尤其是内脏脂肪与胰岛素抵抗值[36]、代谢紊乱[37]密切相关。与皮下脂肪的减少相比，体力活动能更明显地使内脏脂肪减少[38]。另外，与欧洲人相比，同样体质指数值的亚洲人，胰岛素抵抗指数更高，患2型糖尿病的风险更高[35]。因此，对于腰臀脂肪比增加明显的肥胖敏感期，体力活动的增加尤其重要。

身体成分是指机体脂肪组织与非脂肪组织的含量及其在体重中所占的百分比。身体成分测评既可以提供人体成分正常范围，又可以评价人体生长、成熟及老化进程，还有助于对营养状况和相关疾病的研究。因此，身体成分测评在基础医学、预防医学及临床医学研究中具有重大意义，尤其是腰臀脂肪比的增加是影响机体代谢紊乱，甚至死亡的重要原因。

本研究采用身体成分测试仪进行大样本人群测试，该仪器采用生物电阻抗法（一种基于人体不同组织类型，采用不同电阻值来（约等于阻抗值）估算人体成分的方法）分析人体构成[39]，具有快速、安全、无创、相对便宜等特点[40]。有研究证明，由于身体成分测试仪一般在医疗机构或研究所应用较多，所以一般不采用身体成分测试仪进行大样本人群监测。本研究采用天津体育学院与天津市体育局共建的天津市民体质监测车车载身体成分测试仪在市内各高校、社区、机关和公司等地检测，使得本研究的样本来源较广泛，不局限于某一市区或单位。后续研究将继续扩大样本量，并将样本范围扩大到其他省市。

3 结论与建议

3.1 结论

（1）5次曲线为20～69岁天津成年男性体质指数和腰臀脂肪比拟合关系最优模型。

（2）天津成年男性体质指数和腰臀脂肪比增量的阶段性变化提示，增龄过程中存在肥胖的阶段性敏感年龄，是体力活动及临床医学干预的关键时期。

3.2 建议

（1）从学生到参加社会工作阶段，是20～69岁历程中体脂增加最多的阶段，尤其是影响代谢的中心肥胖增加明显，应重点加强健康教育及体力活动干预。

（2）60～64岁至65～69岁是天津成年男性去脂体重丢失最多，同时也是腰臀脂肪比增加较多的阶段，应重点加强体力活动及临床医学干预。

（3）由于生物电阻抗法具有快速、安全、无创、相对便宜等特点，故将其用于分析人体成分增龄变化及肥胖敏感期的研究值得推广。

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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；录用日期：2014-09-08

天津科委科普项目（项目编号：13KPXM01SY004）；天津市科技支撑计划项目（项目编号：14ZCDGSF00040）

张晓丹（1975-），女，湖北武汉人，博士，副教授，研究方向为运动健康促进；通信作者：谭思洁（1957-），女，北京市人，教授，研究方向为运动健康促进。

1.天津体育学院体质检测中心，天津300381；2.天津河西区土城小学，天津300210。