关璎洋 韩旭柔 杨小龙 张兴华 宇克莉 郑连斌 高雯芳
(天津师范大学生命科学学院,天津市动物多样性保护与利用重点实验室,天津 300387)
握力为手部进行抓握运动时,大拇指和其余手指抓握物体的能力[1],是由前臂和手共同进行收缩活动时产生的肌肉力量总和[2]。握力作为人们维持生活自理能力的基础[3],是评估手部功能、反映全身肌肉功能的重要指标[4],在临床上可用来评估患者术后恢复情况及患者营养状况[5],并预测患者的死亡率、住院天数及外科手术后可能出现的并发症[6],以便对治疗费用进行预测[7]。握力是常规医学检查、流行病学调查和健康评估最经济便捷的手段之一[8],具有重要的临床意义。能够维持人正常生活的握力值为9 kg[9],而握力数值的大小受种族、年龄、性别、利手、疾病[10]、运动习惯、身体质量指数(body mass index,BMI)、肩关节角度[11]等因素的影响,有必要对各民族单独开展分析研究,并综合考虑各种因素的影响。佤族主要居住在云南省西南部沧源、西盟2个县[12],由于遗传与环境因素佤族的体质特征与其他民族出现了一定的差异[13]。而现有的人类体质研究中对于人手部握力的分析多集中于居住在大城市的汉族居民,对少数民族握力的研究较少[14-16],未见佤族手部握力的研究资料。本研究通过分析佤族成人左、右手握力与体部指标的相关性,探讨佤族成人握力特点及医学应用价值,丰富佤族体质人类学资料。
研究组以云南佤族为调查对象,测量了佤族562例成人(男238例,女324例)的左、右握力及9项上肢体部指标,并按照年龄分为20~29岁、30~39岁、40~49岁、50~59岁、60岁以上共5个年龄组,男性5个年龄组的样本量分别为36例、60例、76例、43例、23例,女性5个年龄组的样本量分别为29例、70例、100例、76例、49例。男性年龄为42.8岁±12.2岁,年龄分布为20~80岁,女性年龄为46.1岁±12.6岁,年龄分布为20~82岁。
调查方法严格按照《人体测量手册》[17]的规定进行。测量指标包括手宽(hand breadth,HB)、手长(hand length,HL)、上肢全长(upper extremity length,UEL)、全臂长(total arm length,TAL)、上臂长(upper arm length,UAL)、前臂长(forearm length,FL)6项长度值,上臂围(biceps circumference,BC)、前臂围(maximum forearm circumference,MFC)、上臂最大围(maximum biceps circumference,MBC)3项围度值以及左、右手握力值(left handgrip,LH;right handgrip,RH)。左、右握力值使用握力计进行测量,测量过程中:①受试者的身体直立,双足分开,上肢自然下垂,肘膝部不与其他物品接触;②全力握把柄至不能再用力时,记录读数,左、右各重复3次,交互测定,每次之间休息30 s,记录最大值。上臂围、前臂围、上臂最大围、手长、手宽、上肢全长、全臂长、上臂长、前臂长9项指标用马丁测高仪、弯脚规、卷尺进行测量,依次记录数据。
调查采用随机整体抽样法,参与测试人群身体健康,且均属于世居当地3代以上的佤族成年人。严格遵循知情同意原则,与参与测试人群签订知情同意书。用 Excel 2003、SPSS 19.0软件进行数据统计处理,通过独立样本t检验进行男、女性别间检验,运用Pearson 线性相关法分析握力与体部指标之间的相关性。
佤族成人5个年龄组的样本量、左右握力以及9项上肢体部指标的测量结果见表1、表2;佤族成人9项体部指标与年龄、左右握力的相关系数见表3;佤族成年男性的4项体部指标(相关系数最高)与右、左握力的回归方程见表4;佤族男女握力随年龄变化的回归模型图见图1。
图1 佤族男性右(A)、左(C),女性右(B)、左(D)握力随年龄的变化
表1 佤族男性测量结果(±s)
表1 佤族男性测量结果(±s)
注:性别间独立样本t 检验,**,P<0.01
**(mm)14.2 14.2 13.0 15.4 12.9 13.9长臂前223.1±224.9±222.9±220.3±221.0±222.8±**(mm)16.3 16.6 13.8 13.4 11.3 14.7长臂上307.1±306.4±303.1±301.0±304.3±304.3±**(mm)25.3 27.3 22.3 23.8 15.9 24.0长臂全530.2±531.3±526.0±521.3±525.3±527.1±**肢(mm)32.9长34.0 27.5 28.2 26.4 30.2全上715.5±719.8±715.0±706.4±708.6±714.1±**臂(mm)26.0围大28.6 30.1 27.1 37.7 30.5最上306.8±315.1±315.4±297.9±289.8±308.4±14.3 17.9 17.4 14.8 21.1 18.1**(mm)围臂258.6±264.0±263.9±251.8±245.0±259.1±前25.0 27.1 27.9 29.3 27.5**(mm)24.2围臂267±上272.3±278.5±281.2±260.2±274.6±**(mm)13.4 14.2 12.1 13.5 14.3 13.4长手185.4±188.6±189.0±185.1±183.3±187.1±**(mm)宽手84.2±3.8 84.8±3.6 84.6±3.7 84.0±3.8 84.1±4.5 84.4±3.8**(kg)力握41.3±5.6 39.8±7.7 38.3±7.5 30.7±7.5 28.2±8.2 36.8±8.6左**(kg)力握43.2±7.5 41.8±7.8 38.9±7.6 32.9±7.6 28.0±9.3 38.2±9.1右n 36 60 76 43 23 238组龄年20~29 30~39 40~49 50~59 60~计合
表2 佤族女性测量结果(±s)
注:性别间独立样本t 检验,**,P<0.01
**(mm)13.1 12.9 12.4 17.0 14.7 14.2长臂前200.9±206.3±206.3±207.7±208.3±206.5±**(mm)18.0 17.5 18.3 19.4 18.6 18.4长臂上279.9±279.6±277.7±277.5±280.8±278.7±**(mm)23.9 25.7 23.5 28.9 26.0 25.7长臂全480.8±485.9±484.0±485.2±489.1±485.2±**肢(mm)30.5长30.9 29.4 37.0 30.4 31.8全上655.4±663.9±660.9±662.4±663.5±661.8±**臂(mm)26.2围大28.6 31.0 34.1 33.1 32.3最上279.6±297.5±296.1±287.2±273.0±289.3±13.7 19.2 17.3 17.9 16.8 18.2**(mm)围臂235.0±243.0±240.5±235.1±226.5±237.2±前21.4 25.9 27.6 29.1 25.7 28.3**(mm)围臂上254.0±271.6±268.4±257.4±244.4±261.6±**(mm)12.8 10.9 13.5 13.7 14.1 13.0长手174.6±178.0±176.8±177.2±174.4±176.6±**(mm)宽手76.7±3.3 77.7±3.7 77.0±3.8 77.4±3.7 76.8±3.2 77.2±3.6**(kg)力握25.0±4.1 25.0±4.3 23.6±5.1 20.7±5.3 18.5±5.5 22.6±5.5左**(kg)力握26.5±4.2 26.0±5.2 24.5±5.6 21.6±5.0 19.3±5.2 23.5±5.7右n 29 70 100 76 49 324组龄年20~29岁30~39岁40~49岁50~59岁60~岁计合
表3 佤族成人体部指标与年龄、左右握力相关系数
表4-佤族成人握力与4项体部指标的回归方程
测量结果显示(表1、表2):佤族男性的9项体部指标中,手宽、前臂围、上臂最大围、上肢全长、全臂长和前臂长6项指标的测量值在30~39岁组最高,手长和上臂围2项指标在40~49岁组达到峰值,上臂长在20~29岁组达到峰值。手长、上臂围、前臂围、上臂最大围4项指标测量值在60~岁组达到谷值,手宽、上肢全长、全臂长、上臂长和前臂长5项指标测量值在50~59岁组达到谷值。佤族女性的9项体部指标中,手宽、手长、上臂围、前臂围、上臂最大围、上肢全长6项指标测量值在30~39岁组达到峰值。手宽、全臂长、前臂长3项体部指标的测量值在20~29岁组达到谷值,手长、上臂围、前臂围、上臂最大围4项体部指标的测量值在60~岁组达到谷值,上肢全长、上臂长2项体部指标的测量值在40~49岁组达到谷值。
佤族成人左、右握力均值较接近,但右握力的均值(男性:38.2 kg±9.1 kg,女性:23.5 kg±5.7 kg)及各年龄组的右握力均值均略高于左握力均值(男性:36.8 kg±8.6 kg,女性:22.6 kg±5.5 kg)及其各年龄组左握力值。佤族男性的左、右握力测量值均在20~29岁组达到峰值,而佤族女性左右握力均值明显小于男性,在20~29岁组和30~39岁组出现峰值,其中男女左右握力值分别从20~29岁组和30~39岁组开始呈现随年龄增大而逐渐下降的趋势,且均在50~59岁组出现最大幅度的下降,由于握力是肌肉功能的体现[18],所以其出现下降可能是从青年到老年肌肉的横截面积和收缩形式不断改变从而使肌力不断下降的结果[19]。武东明的研究显示,握力存在平台期和下降期2个阶段,且握力进入下降期后下降幅度呈现出增龄性增大趋势[20],本研究结果符合此趋势,进入下降期后握力下降幅度出现增龄性增大,可能是膳食不合理导致的营养缺乏、相关身体活动和运动的缺乏、肌肉的退行性及老年人本身存在的疾病等多种因素所导致[21]。
佤族男女间左、右握力及9项体部指标之间均存在显著差异(P<0.01),且佤族男性9项体部指标均值均高于佤族女性[22]。由于同年龄阶段男性肌肉蛋白含量高于女性,而蛋白含量与人体握力具有相关性[23],且由于男女性别间具有遗传和人体生理结构因素的差异,导致各项测量结果存在性别差异,男性测量值偏高。佤族成人各年龄组的右握力及其均值高于左握力数值,原因可能是利手效应,双手表现出的行为特征(力、速度和准确度)的不同[1]。
根据Pearson相关分析显示(表3):按相关性由大到小,佤族男性右握力与前臂围、上臂最大围、上臂围、手宽、上肢全长、全臂长、上臂长、前臂长8项体部指标存在正相关(P<0.01),与手长不具有相关性;佤族男性的左握力与前臂围、上臂最大围、上臂围、手宽、上肢全长、全臂长、前臂长、手长8项体部指标存在正相关(P<0.01),与上臂长亦呈正相关(P<0.05)。佤族女性右握力与上臂围、前臂围、上臂最大围、手宽4项体部指标存在正相关(P<0.01),与手长和上肢全长2项体部指标亦存在正相关(P<0.05),与上臂长、全臂长、前臂长3项体部指标不具有相关性(P>0.05)。佤族女性的左握力与前臂围、上臂围、上臂最大围、手宽、上肢全长、手长6项体部指标存在正相关(P<0.01),与全臂长和上臂长2项体部指标亦存在正相关(P<0.05),与前臂长不具有相关性(P>0.05)(表3)。
佤族男性左、右握力与年龄存在负相关(r分别为-0.507、-0.524;P<0.01)(表3,图1A、1C)。佤族女性左、右握力与年龄也存在负相关(r分别为-0.424、-0.431;P<0.01)(表3,图1B、1D)。随着年龄的增长,佤族男女左、右握力逐渐下降。
根据表3选取对于佤族男性、女性左、右握力相关系数最高的4项体部指标为自变量(X1、X2、X3、X4),握力为因变量(S),建立回归方程。
结果显示(表4),以4项体部指标为自变量,以佤族男性握力为因变量拟合的回归方程中,以上臂围(X2)为自变量的回归方程常量t检验不具有统计学意义,以其他3项指标为自变量的回归方程常量t检验均具有统计学意义,其中以前臂围(X3)为自变量的回归方程准确度最高(右:R2=0.327,SEE=7.471;左:R2=0.394,SEE=6.685),以手宽(X1)为自变量的回归方程准确度最低(右:R2=0.108,SEE=8.601;左:R2=0.134,SEE=7.994)。男性X2和X3无相关性,无需建立拟合的回归方程。
以4项体部指标为自变量,以佤族女性握力为因变量拟合的回归方程中,以手宽(X1)、上臂围(X2)、上臂最大围(X4)为自变量的回归方程常量t检验不具有统计学意义,以上臂围(X2)和前臂围(X3)为自变量,以右握力为因变量建立的多元线性回归方程常量t检验具有统计学意义,而以上臂围(X2)和前臂围(X3)为自变量,以左握力为因变量建立的多元线性回归方程常量t检验不具有统计学意义,以前臂围(X3)为自变量的回归方程常量t检验均具有统计学意义。以上臂围(X2)和前臂围(X3)为自变量,右握力为因变量拟合的回归方程准确度最高(R2=0.214,SEE=5.105),以前臂围(X3)为自变量,右握力为因变量拟合的回归方程准确度最低(R2=0.188,SEE=5.180)。
本研究结果显示佤族成年男性的左、右握力均与前臂围、上臂最大围、上臂围、手宽、上肢全长、全臂长、前臂长7项体部指标存在正相关(P<0.01)。佤族成年女性左、右握力均与前臂围、上臂围、上臂最大围、手宽4项体部指标存在正相关(P<0.01)。佤族成年人的左右握力均以前臂围为自变量拟合的线性回归方程准确程度最高。前臂围与佤族成年人握力的大小具有较高的相关性。根据张静的研究[24],前臂围可作为臂部肌肉、骨骼和脂肪等发育状况的综合反映,故其与握力具有高度的相关性。
本研究讨论了佤族成人握力的特点、握力与年龄的相关性及其在性别间的差异,同时讨论了握力与9项上肢体部指标的相关性,为佤族群体体质评价提供了数据支持,丰富了佤族成人的体质人类学资料。
刘星明等[25]的研究表明,虽在近年来佤族人口受教育程度得到提升,但较全国水平相比,其整体文化素质仍偏低,大部分人口为从事农业生产和劳动密集型行业的体力劳动者,这种职业结构以及受教育情况客观上导致佤族群众缺少健康评估。握力作为测定人体肌力重要的非侵入性检查指标,对于肌少症、糖尿病[26]、高血压[27]、肝脏疾病[28]等常见病症具有评估和鉴定的价值,对于评估肝硬化患者营养不良[29]以及肿瘤患者的治疗结局[30]具有重要的预测价值,并且对2型糖尿病患者具有重要的识别价值[31],能够反映人体的营养情况和健康状况,且握力测量及前臂围的测量相较于其他复杂的临床监测方法更加方便易行、经济实惠。
可通过以下2条途径,帮助佤族群众尤其是老年群体了解自身营养和健康状况,从而帮助其进行相关常见疾病的预防、判定及恢复。①从疾病的预防和恢复层面:根据叶长林等的研究[32],可进一步发展针对老年人的握力器,提高群众自测效果;并将握力器应用到老年群体的力量训练当中来,以增强其上肢肌肉的紧实程度,提高身体素质;根据杨沛等研究[33],腹部脂肪含量与握力的相关性,也可通过有氧运动及饮食的控制,增强肌肉力量,进行相关疾病的预防和恢复。②从疾病的判定层面:一方面,可通过社区活动帮助佤族群众了解相应年龄段握力值正常范围、常用握力器的使用方法和注意事项,以做好佤族群众握力常规检查和营养筛查,便于及时发现健康问题,尽早进行干预和治疗;另一方面,由于佤族群众多从事农业生产和密集型劳动,日常工作中常重复抓握动作,握力的测定助其评估手部和臂部的神经性损伤等风险[34]。但是由于用于临床实践的握力测量仪器种类多样(液压式、气压式、电子读表型),且由于握力测量体位、测量时间间隔、测量次数等因素的影响导致握力测量方法也不尽相同,难以标准化测量结果,握力评价体系还需进一步标准化和完善化。