李偉偉 廖少玲
作者單位:524023 廣東醫(yī)學(xué)院研究生院(李偉偉);廣東醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院(廖少玲)
通訊作者:廖少玲
【關(guān)鍵詞】 體成分; 體脂百分比; 肥胖
人體體成分是生物學(xué)的一個分支,主要研究人體的組成規(guī)律、組分之間的數(shù)量關(guān)系和測量方法,以及在不同外界因素影響下各組分量的變化規(guī)律。二組分模型是體成分研究常用模型之一,由Behoke于1942年建立,即以脂肪組織為核心,將人體分為FM(fat mass,F(xiàn)M)和FFM(fat free mass,F(xiàn)FM)兩部分[1]。體脂百分比是體成分測量的重要指標之一,是人體脂肪組織的重量占全身重量的比重。隨著肥胖人口在全世界范圍內(nèi)快速增多和肥胖對健康危害的日益明顯,不斷有學(xué)者開始探討體脂百分比和身體各組分與肥胖及其相關(guān)疾病的關(guān)系。本文就此方面的研究進行一個綜述。
1 肥胖及相關(guān)疾病的概況
肥胖是體內(nèi)脂肪總含量和/或局部脂肪含量過多,其程度已達到危害健康或壽限的情況。它是遺傳因子和環(huán)境因子共同作用的結(jié)果,前者包括有關(guān)遺傳基因異常、褐色脂肪組織數(shù)量減少和功能降低以及高胰島素血癥等,后者則包括過度攝食、運動量減少、攝食行為不科學(xué)以及心理性格上的障礙等[2]。按病因可分為原發(fā)性肥胖(又稱單純性肥胖)和繼發(fā)性肥胖兩種類型,99%的肥胖患者是單純性肥胖。
1.1 肥胖的評價標準
1.1.1 體重指數(shù)(body mass index,BMI) BMI是國內(nèi)外篩檢成人肥胖最常用的方法[3,4],計算如下:BMI體重/身高2(kg/m2)。不同國家、人種、年齡,BMI判定肥胖的標準不同。1997年WHO的建議標準是:BMI≥25 kg/m2為超重,BMI≥30 kg/m2為肥胖。而“中國肥胖工作組”于2002年提出中國BMI的超重界限是24,肥胖界限是28[5]。
1.1.2 標準體重與肥胖度 標準體重的估算方法:標準體重(kg)身高(cm)-105或標準體重(kg)[身高(cm)-100]×0.9(男性)或 0.85(女性)。肥胖度是實際體重超過理想體重的百分數(shù),即肥胖度[(實測體重-標準體重)/標準體重]×100%。肥胖度在±10%的范圍內(nèi)為正常;≥10%為超重;≥20%為肥胖。
1.1.3 體脂百分比(percentage of body fat,BF%) 按照亞太地區(qū)判定肥胖的標準,一般體重正常男性BF%為15%,女性為22%;如果男性BF%>25%,女性>30%,則可診斷為肥胖病[6]。
1.1.4 腰圍(waist circumference,WC) WC主要反映人體腹部脂肪蓄積情況,根據(jù)《中國成年人超重/肥胖預(yù)防控制指南》中提出的,男性WC≥85 cm,女性WC≥80 cm為腹部脂肪蓄積的界限[5]。
1.2 肥胖對健康的危害 肥胖不僅影響人們的形體美,造成心理壓力,而且大量基礎(chǔ)和臨床研究均表明肥胖可能是多種慢性疾病發(fā)生的主要誘因,可誘發(fā)與心血管疾病相關(guān)的多種代謝功能異常,增加2型糖尿病、冠心病、中風(fēng)、充血性心力衰竭、高血壓、血脂異常、睡眠呼吸暫停綜合癥及某些癌癥(如卵巢癌、結(jié)腸癌)等的發(fā)病率和死亡率[7,8]。
2 體成分的測量方法
人體的各組成成分在代謝過程中作用不同,所以其含量對生理和體型的影響具有不同的意義,是形態(tài)、機能變化的物質(zhì)基礎(chǔ),反映了人體的健康水平和營養(yǎng)狀況[9]。身體成分的合理比例,從醫(yī)學(xué)健康方面講,對保證人體的正常生理功能,預(yù)防一些由肥胖導(dǎo)致的疾病極為重要。它的測量方法主要有以下幾種。
2.1 人體測量學(xué)測量法 體成分的人體測量學(xué)測量法主要包括BMI、WC、腰臀比、腰圍身高比和皮褶厚度等指標的測量。其中,通過測量人體不同部位的皮褶厚度然后代入公式(如日本長嶺-鈴木公式、美國Pollock公式等)可推算全身的脂肪含量,此外,軀干與外周皮褶厚度的比值還可對脂肪分布做出一定估測。它的測量方法相對簡單,適用于各年齡段人群,但誤差較多。
2.2 密度法 密度法是以阿基米德定律為原理,基于人體組成分為FM與FFM且這兩部分的密度恒定的假設(shè)而設(shè)計的測量方法,包括水下稱重法(underwater weighing,UWW)、體積描記法、氣體稀釋法等。密度法的技術(shù)關(guān)鍵是測量人體體積。UWW對脂肪的測量較為精確,是目前公認的體成分測定的“黃金標準法”。該法要求特定的設(shè)備,操作復(fù)雜,難以推廣,且不適合體質(zhì)較弱的人群。
2.3 生物電阻抗法(bioelectrical impedance assessment,BIA) BIA是近十幾年發(fā)展的新技術(shù),利用FM和FFM電阻率不同的原理來測定人體脂肪含量。它具有測量結(jié)果精確,技術(shù)成本和技術(shù)難度低,安全無創(chuàng)的優(yōu)點,適用于大規(guī)模群體研究,對診斷肥胖或營養(yǎng)不良、檢測慢性病人營養(yǎng)狀況有重要價值[10]。但當身體的水分分布因各種因素發(fā)生改變時,BIA測定的體成分可能無效。
2.4 雙能X線吸收法(dual energy X-ray absorptiometry,DXA) DXA利用體內(nèi)不同組分對同一能量射線的吸收率有一定差異,同一身體組分對不同能量射線的吸收率也有很大差異的現(xiàn)象,通過測定X線的吸收情況推算體成分,且可通過計算機軟件進行定量分析。DXA安全、準確、區(qū)域測量能力強。近年來,國外已經(jīng)將其作為體成分測量的標準法[11]。
2.5 超聲檢測(ultrasonic measurement,UM) 超聲波診斷儀將人體某部位各層組織回聲,通過探頭回收到儀器內(nèi),并將聲能轉(zhuǎn)化成電能,顯示在熒光屏上成為聲像圖,間接反映人體各部位各層組織的結(jié)構(gòu)。該法的優(yōu)越性在于無創(chuàng)、價廉、簡便、精確、可靠。
2.6 計算機斷層掃描法(computer tomography scan,CT) 利用X射線穿過人體,對一定厚度的層面進行掃描,再通過計算機分析運算,形成圖像。利用CT測量脂肪面積是迄今為止最準確評價脂肪區(qū)域性分布的方法之一。缺點是價格較昂貴,有X線輻射。
2.7 核磁共振法(magnetic resonance imaging,MRI) MRI利用人體中的H質(zhì)子(Proton)在強磁場內(nèi)收到射頻脈沖的激發(fā),產(chǎn)生核磁共振現(xiàn)象,再通過計算機最后成像。MRI可準確測量總體脂肪含量和局部體脂。多層掃描是測定內(nèi)臟脂肪和皮下脂肪最準確的方法,且對人體無放射性,但耗時長,費用昂貴;單層掃描準確性稍差。
2.8 同位素稀釋法 該法通過稀釋原理測定總體水,再根據(jù)總體水估計FFM(一般認為成男人FFM的含水量為73.8%且較恒定),進而計算FM。但Deurenberg-Yap M的一項有效性研究則指出,由于該法在個體水平的偏倚較大,不適合準確測量人體脂肪[12]。
3 BF%對肥胖評價的意義
雖然國際上通用BMI作為肥胖的判斷指標,但它與體重密切相關(guān),而體重的變化不僅與FM的增減有關(guān),還與FFM的增減有關(guān)。因此應(yīng)注意以下情況:比如有的人運動量大,運動強度高,因而肌肉異常發(fā)達,即使他的BMI提示超重或肥胖,但實際上體內(nèi)脂肪含量正常;有的人因患某些疾病使體內(nèi)水分潴留過多,如有腹水或下肢浮腫,雖然BMI提示體重過高,但實際體內(nèi)脂肪含量正常;還有的人屬于隱性肥胖者,BMI提示體重正常,但實際上體內(nèi)脂肪含量超標。由此可見,BF%能夠比較客觀的反映體內(nèi)脂肪含量,診斷肥胖更準確性。
4 體成分與肥胖相關(guān)疾病的關(guān)系
大量研究表明BMI、BF%、WC、FM和FFM等體成分指標與高血壓、血脂異常、2型糖尿病等疾病密切相關(guān)。
4.1 高血壓 脂肪組織存在腎素-血管緊張素系統(tǒng),該系統(tǒng)激活,容易導(dǎo)致血壓升高[13];胰島素增多導(dǎo)致水鈉潴留,過多的碳水化合物攝入也可引起交感神經(jīng)興奮,促進血壓升高;此外,血脂過高會導(dǎo)致血液粘稠度增加,血流速度減慢,血流阻力加大,高血脂、高血粘度造成的血管壁附著引起動脈硬化導(dǎo)致血管壁的光滑度和彈性降低,從而促進血壓增高[14]。
大量研究表明高血壓與肥胖存在相關(guān)性,肥胖是高血壓發(fā)病的獨立危險因素之一。Framingham的人群調(diào)查表明BMI、腰圍、臀圍和皮褶厚度與血壓呈正相關(guān)[15]。隨著BMI的增加,SBP和DBP水平也較高,肥胖者的高血壓患病率高,肥胖持續(xù)時間長,尤其是女性,發(fā)生高血壓的危險性越大[5,16]。Hu等[17]對年齡25~64歲的17441名芬蘭個體隨訪11年發(fā)現(xiàn),隨BMI增高,高血壓的患病風(fēng)險在男、女性均顯著升高。血壓增高與腹型肥胖間的關(guān)系更加明顯。Hayashi[18]等采用前瞻性隊列研究方法,對300例血壓正常的日裔美國社區(qū)人群隨訪十年以上,隨訪結(jié)束時有92例確定為高血壓患者。調(diào)整年齡、性別、血糖、BMI和飲酒等因素,調(diào)整總的皮下脂肪、腹部脂肪或腰圍后,發(fā)現(xiàn)腹內(nèi)脂肪依然是日裔美國人患高血壓的重要危險因素。徐仁應(yīng)等[19]對1053名7~14歲學(xué)生進行的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),校正年齡和性別后,BMI、腰圍與血壓呈正相關(guān)。周曉梅等[20]對黑龍江1903名18~70歲成年女性的調(diào)查也證實腰臀比和體脂百分比與血壓呈正相關(guān)。
4.2 血脂異常 腹部脂肪細胞尤其是腹腔內(nèi)臟脂肪細胞對脂質(zhì)溶解十分敏感,內(nèi)臟脂肪細胞量的增加使脂肪溶解增加,肝臟門靜脈內(nèi)游離脂肪酸濃度增加,從而加速膽固醇的合成,并抑制肝臟對胰島素的清除,導(dǎo)致一系列的脂質(zhì)代謝紊亂[21]。大量流行病學(xué)研究顯示,肥胖與血脂異常顯著相關(guān),可引起明顯的脂蛋白代謝紊亂,BF%、BMI和WHR等指標與血脂紊亂的發(fā)生密切相關(guān)[22,23]。肖新才等[24]對35~50歲婦女進行的調(diào)查表明,體脂百分比與腹部脂肪均與血脂成正相關(guān),外周體脂肪與血脂呈負相關(guān)。曾強等[25]利用生物電阻抗技術(shù)對856人進行體成分檢查,不但驗證了上述觀點,而且還發(fā)現(xiàn)FFM的水平與總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇水平密切相關(guān),提示FFM也是機體脂代謝狀況的良好預(yù)測指標。
4.3 2型糖尿病 肥胖導(dǎo)致肝內(nèi)和肌肉內(nèi)高游離脂肪酸氧化增加,抑制肝糖利用,下調(diào)肝胰島素受體,形成肝和外周胰島素抵抗。長期高濃度高游離脂肪酸對胰島 細胞有直接的脂毒性作用。伴有胰島素抵抗的肥胖癥患者與2型糖尿病患者,脂肪細胞表達的腫瘤壞死因子 和分泌抵抗素增多,腫瘤壞死因子 可促進脂肪分解引起血漿高游離脂肪酸水平增高,抑制胰島素受體,降低胰島素作用。除此之外,瘦素也在肥胖-胰島素抵抗-糖尿病的發(fā)生、發(fā)展中起一定的作用[26]。美國糖尿病學(xué)會報道[27],中等肥胖者發(fā)生糖尿病的幾率是正常人的2倍,是嚴重肥胖者的5~10倍。脂肪組織的分布也是糖尿病發(fā)病的一個重要的危險因素[28],即使BMI控制在正常范圍內(nèi),如果腰圍大于102 cm,糖尿病的發(fā)病危險也會提高3.5倍。在一項名為Nurses Cohort的研究中發(fā)現(xiàn)[29],BMI過高時2型糖尿病發(fā)病的主要危險因子,隨著BMI 的升高,糖尿病發(fā)病的可能性成倍增加??刂颇挲g因素的影響,與BMI<21的同性別的人相比,BMI>35的女性和男性患糖尿病的危險性分別升高93倍和42倍。
5 展望
體成分與高血脂、高血壓、糖尿病等肥胖相關(guān)疾病密切相關(guān),但目前研究方法以人體測量學(xué)方法居多,其他體成分測量方法的研究較少。生物電阻抗技術(shù)的測量方法簡單、費用低,適合居民日常自我監(jiān)測,它的體成分測量結(jié)果是否也與肥胖相關(guān)疾病密切相關(guān),有待于進一步驗證。
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(收稿日期:2011-06-10)
(本文編輯:梅宏偉)