BMI和性别对大学生静动态平衡能力影响的研究

张 阳 严凤清 郭小莉 李晓静 魏 威

(1.合肥师范学院安徽省国民体质监测分中心，安徽 合肥 230601；2.合肥师范学院体育科学学院，安徽 合肥 230601)

平衡是指身体所处的一种姿态以及在运动或受到外力作用时能自我调整并维持姿势的一种能力。平衡能力分为静态平衡和动态平衡两种，前者强调维持人体重心和姿势相对静止的能力。后者强调在运动中或者受到外力作用时能自我调节并维持在可控范围内的能力。人体平衡的维持需要人体感觉系统、中枢神经系统和骨骼肌肉等多功能系统的参与，它是人们日常完成各种动作活动的基础保障。如果人体的平衡功能出现障碍，不但会影响日常生活，还会引起一系列并发症。因平衡对人体的重要程度等，它成为国民体质监测的核心指标之一。根据国家最近两次国民体质监测报告，平衡能力是20-39岁年龄阶段成年人各项身体素质中下降程度最大的[1-2]。因此，研究成年人平衡功能下降的原因成为当务之急。其中，体重就是影响平衡能力的一个重要因素，但是偏瘦或超重对平衡能力的影响则存在一定的争议[3-5]。此外，当前对平衡能力的研究主要集中于功能障碍人群[6-7]、中老年人群[8-9]和儿童少年[10-11]等，整体缺乏对大学生平衡能力及影响因素的研究。综上所述，本研究对不同性别大学生进行静态、动态平衡能力及身体质量指数(body mass index，BMI)的测评，找出性别和BMI对大学生平衡能力的影响，为大学生运动损伤风险预防及临床治疗等提供理论及数据支撑。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究根据BMI(偏瘦、正常和超重等)和性别(男和女)等条件选取120名男性大学生和120名女性大学生，每种性别人群的偏瘦、正常和超重的人数比约为1:1:1。具体选取标准如下：1)所有大学生均为非体育学院学生。2)身体状况良好，近一年内无严重下肢损伤及影响平衡控制等方面的疾病。3)BMI筛选标准为：BMI<18.5为体重过轻(简称“偏瘦”)，18.5≤BMI<24.0为正常体重，24.0≤BMI<28.0为超重，BMI≥28.0为肥胖；由于超重与肥胖的数量有限，且在预实验中的差异不显著，故将超重肥胖人群合并为一组，称为超重组。4)所有大学生的优势侧均为右侧。具体情况见下表。

1.2 研究方法

1.2.1 平衡测试

静态平衡能力测试：采用中国科学院研发的IIM-BAL-100型平衡能力测试系统对受试者进行睁眼单足静态平衡能力的测试，测试过程中优势侧赤足立于测试平台的中央，非优势足抬起约15cm，两臂贴于裤缝两侧，测试时间为10s。

动态平衡能力测试：采用德国Balance-check动态平衡测试仪对受试者进行睁眼双足动态平衡能力测试，测试模式为Balance test，测试难度为10-hard(最难程度)，测试控制为sensor+(最灵敏状态)，测试时两足置于上踏板的两足印处(上踏板通过一个直径10cm的不可压缩的圆柱形泡沫与下踏板相连接)，受试者通过主观用力等使人体维持动态平衡，测试时间为30s。测试过程中人体可通过两臂运动来维持平衡，两足不可移动。

测试要求：1)静动态平衡各测试3次，每两次间隔1min，测试失败则重做；2)取3次测试结果的平均值作为最终实验数据。

1.2.2 测试指标

静态平衡能力的评价指标由摆动速度(Avg.v)、摆动角度(Deg)、外周面积(Area)和总轨迹长(TL)四个构成，它们的值越小，表明人体的静态平衡能力越好，反之则越差。这些指标已被广泛应用于静态平衡能力的评价，整体具有良好的可靠性及有效性[12-13]。

动态平衡能力的测试指标有最大旋转角速度(Max Rot. Speed)、平均旋转角速度(Rot. Speed)和平衡等级(Grade)三个，指标值越小，表明人体的动态平衡能力越好，反之则越差。这三个指标也被张阳[6]、吴加弘[14]等应用于动态平衡能力的评价，指标的可靠性及有效性相对较好。

1.2.3 统计学分析

实验数据用Excel和SPSS 20.0统计学软件进行分析，采用3×2双因素方差分析来检验组别(偏瘦组、正常组和超重组)和性别对静动态平衡能力的影响。同时，采用pearson简单相关来分析静动态平衡能力与BMI之间的相关性。描述性统计结果以均值±标准差(±S)来表示，检验水准选α=0.05。

2 结果

2.1 BMI和性别对静态平衡能力的影响

表2反映单足站立时静态平衡能力在组别及性别间的检验结果，据表可知，单足站立时的静态平衡能力在性别间具有显著的差异性(P<0.05)，但在组别及两者间的交互作用则无显著性差异(P>0.05)。表3则是对性别效应进行的事后独立样本t检验的分析结果，由表可知，正常组和超重组男生所有静态平衡指标值、偏瘦组男生TL指标值均大于同BMI类型女生相应静态平衡指标值(P<0.05)，即相应组别男生的静态平衡能力弱于同BMI类型女生。表4反应单足站立时BMI与静态平衡指标之间的相关性，结果发现静态平衡指标与BMI指标之间不存在相关性。

表2 单足站立时静态平衡多变量检验结果

表3 单足站立时静态平衡指标测试结果

表4 单足站立时BMI与静态平衡指标的相关性结果

2.2 BMI和性别对动态平衡能力的影响

由表5可知，双足站立时，所有的动态平衡指标值在组别、性别以及两者间交互作用的差异均有统计学意义(P<0.05)。在研究交互作用中的组别差异时将同性别各组间的平衡能力指标值进行单因素方差分析，发现肥胖组男、女生所有动态平衡指标值与正常组和偏瘦组间相应指标值间的差异均具有统计学意义(P<0.05)。此外，还发现正常组男生Max Rot. Speed值与偏瘦组相应指标值间的差异具有统计学意义(P<0.05)，即肥胖组男、女生的动态平衡能力弱于正常组和偏瘦组男、女生(见表6)。在研究交互作用中的性别差异时将同组别男、女生间的平衡能力指标值进行独立样本t检验分析，发现正常组和超重组男生所有动态平衡指标值、偏瘦组男生Max Rot. Speed指标值与同BMI类型女生相应指标值间的差异具有统计学意义(P<0.05)，即相应组别男生的动态平衡能力弱于同BMI类型女生(见表6)。由表7可知，BMI指标与动态平衡指标间存在中度的正相关关系(相关系数均大于0.6)。

表5 双足站立时动态平衡指标的多变量检验结果

表6 双足站立时动态平衡指标测试结果

表7 双足站立时BMI与动态平衡指标的相关性结果

3 讨论

3.1 BMI对大学生静动态平衡能力分析

影响平衡能力的内部因素不仅有生理学因素和生物力学因素，还有形态学因素。其中，体重就是影响人体平衡的主要形态学因素之一，研究发现肥胖可引起神经中枢反应迟缓、行动缓慢等不良影响，进而影响人体的平衡能力[15]。在一个正常步态周期中，80%的时间人体处于单足站立状态，因此采用单足站立来评价静态平衡能力更有实际价值。本研究中，BMI对静态平衡能力的影响不显著，但却发现不同BMI类型大学生静态平衡能力存在以下趋势：男生偏瘦>男生正常>男生超重，而女生正常>女生偏瘦>女生超重。造成上述结果的原因可能是单足睁眼站立动作对年轻的大学生来说挑战性相对较小，不足以发现不同BMI类型大学生间的静态平衡能力差异。另一方面，由于单足站立时的支撑面相对较小，且随着体重的增加，单位体重的肌肉量难以很好地控制自身稳定姿势性，因此，造成随着BMI增加，男生静态平衡能力逐渐减弱的趋势。对于女生来说，正常体重使女大学生拥有相对较多的肌肉量和相对较高的骨骼肌百分比，而偏瘦体重由于总体肌肉量偏少而导致平衡控制能力略弱于正常体重。Ziebell B等发现BMI对静态平衡能力无显著性影响，这也侧面证明本研究的准确性[16]。与此同时，Se-Yeon Park等[17]却发现肥胖导致年轻成年人的静态平衡能力减弱，其原因可能与本研究中的超重组人员构成有关(一半超重者，一半肥胖者)。在动态平衡方面，BMI对动态平衡能力有显著性影响，即超重肥胖大学生的动态平衡能力显著弱于正常体重和偏瘦体重大学生。而正常体重与偏瘦体重大学生的动态平衡能力相当。国外研究者发现肥胖成年人的动态平衡能力明显正常体重年轻成年人[18]，本研究结果与其相似。此外，则鲜有发现不同类型BMI对大学生动态平衡能力的研究。

3.2 性别对大学生静动态平衡能力分析

本研究发现超重肥胖和正常体重女生的静动态平衡能力显著优于同BMI类型男生，偏瘦体重女生与同BMI类型男生静动态平衡能力相当。其原因可能与男生的重心高度比女生高以及男女生的脂肪分布不同(男生脂肪主要分布在胸腹部，而女生脂肪主要在臀部和大腿部位)[19]所致。黄守清等[5]和赵龙飞等[4]分别发现不同年龄的女性成年人和女大学生的平衡能力均优于男性成年人，本研究结果与其相同。但是，性别间平衡能力的差异也有其它结果，如顾梦娇等[20]却发现大学生动静态平衡能力不存在性别间差异，造成这种结果的可能原因与他们的研究对象数量(男生34名，女99名)有关，即男生数量相对较少，可能造成个体间差异。此外，Ku P X等人[21]对年轻成年人进行单、双足30s静态姿势的站立，发现年轻成年女性的静态平衡能力略弱于男性。与此同时，Wikstrom E A等[22]通过双腿起跳单腿落地实验，发现年轻女性(年龄：21岁左右)动态平衡能力略弱于同龄男性。本研究结果却与这两个研究结果完全相反，其原因可能是单足站立的时间不同(本研究测试10s)以及动态平衡测试方法不同(本研究采用不稳定平台上的双足站立)有关。

3.3 大学生静动态平衡能力与BMI的相关性分析

在平衡能力与BMI相关性方面，本研究发现大学生的动态平衡能力与BMI之间存在中度负相关关系(所有相关系数均大于0.6，且P<0.01)，但静态平衡能力与BMI之间不存在相关性。其原因有三方面：一是随着BMI的增加，大学生的下肢肌力逐渐在下降，这容易造成下肢肌力难以控制压力中心的移动；二是超重肥胖易造成本体感觉功能下降，具体是较大体重的持续压迫，易导致足底机械性感受器敏感性的下降[23]，进而它们对平衡控制的贡献率降低，最终造成平衡控制能力的下降；三是静态姿势比不稳定状态相对更容易控制，这使得体重对静态平衡控制的难易程度显著弱于动态平衡。顾梦娇等研究发现大学生动态平衡能力与体重、BMI均呈负相关关系，但静态平衡能力与体重、BMI等形态学指标之间无差异[20]，本研究结果与其完全一致。与此同时，赵龙飞等也发现大学生的BMI与动态平衡能力呈显著负相关[4]。但是，Wright SL等[24]却发现动态平衡能力与BMI之间不存在相关性，而是与身体活动量之间存在显著地相关性。造成这种结果的原因可能是研究对象不同所致，即本研究对象为大学生、而他们的研究对象为青少年。在运动损伤预防方面，许多研究者及教练均将动态平衡能力作为预测运动损伤风险的主要指标。因此，根据本研究结果超重肥胖大学生可通过适当降低体重的方式来增加自身的稳定性，并以此来降低运动损伤出现的几率。

4 结论

1)在一定BMI范围内，超重肥胖大学生的动态平衡能力显著弱于正常体重和偏瘦体重大学生，正常体重与偏瘦体重大学生的动态平衡能力相当。而BMI对静态平衡能力的影响不显著。

2)超重肥胖和正常体重女生的静动态平衡能力显著优于同BMI类型男生，偏瘦体重女生与同BMI类型男生静动态平衡能力相当。

3)大学生的静态平衡能力与BMI之间不存在相关性，但动态平衡能力与BMI之间存在中度负相关关系。