BMI和性別對(duì)大學(xué)生靜動(dòng)態(tài)平衡能力影響的研究

張 陽 嚴(yán)鳳清 郭小莉 李曉靜 魏 威

(1.合肥師范學(xué)院安徽省國民體質(zhì)監(jiān)測(cè)分中心，安徽 合肥 230601；2.合肥師范學(xué)院體育科學(xué)學(xué)院，安徽 合肥 230601)

平衡是指身體所處的一種姿態(tài)以及在運(yùn)動(dòng)或受到外力作用時(shí)能自我調(diào)整并維持姿勢(shì)的一種能力。平衡能力分為靜態(tài)平衡和動(dòng)態(tài)平衡兩種，前者強(qiáng)調(diào)維持人體重心和姿勢(shì)相對(duì)靜止的能力。后者強(qiáng)調(diào)在運(yùn)動(dòng)中或者受到外力作用時(shí)能自我調(diào)節(jié)并維持在可控范圍內(nèi)的能力。人體平衡的維持需要人體感覺系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和骨骼肌肉等多功能系統(tǒng)的參與，它是人們?nèi)粘Ｍ瓿筛鞣N動(dòng)作活動(dòng)的基礎(chǔ)保障。如果人體的平衡功能出現(xiàn)障礙，不但會(huì)影響日常生活，還會(huì)引起一系列并發(fā)癥。因平衡對(duì)人體的重要程度等，它成為國民體質(zhì)監(jiān)測(cè)的核心指標(biāo)之一。根據(jù)國家最近兩次國民體質(zhì)監(jiān)測(cè)報(bào)告，平衡能力是20-39歲年齡階段成年人各項(xiàng)身體素質(zhì)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為當(dāng)務(wù)之急。其中，體重就是影響平衡能力的一個(gè)重要因素，但是偏瘦或超重對(duì)平衡能力的影響則存在一定的爭(zhēng)議[3-5]。此外，當(dāng)前對(duì)平衡能力的研究主要集中于功能障礙人群[6-7]、中老年人群[8-9]和兒童少年[10-11]等，整體缺乏對(duì)大學(xué)生平衡能力及影響因素的研究。綜上所述，本研究對(duì)不同性別大學(xué)生進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)平衡能力及身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)的測(cè)評(píng)，找出性別和BMI對(duì)大學(xué)生平衡能力的影響，為大學(xué)生運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防及臨床治療等提供理論及數(shù)據(jù)支撐。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究根據(jù)BMI(偏瘦、正常和超重等)和性別(男和女)等條件選取120名男性大學(xué)生和120名女性大學(xué)生，每種性別人群的偏瘦、正常和超重的人數(shù)比約為1:1:1。具體選取標(biāo)準(zhǔn)如下：1)所有大學(xué)生均為非體育學(xué)院學(xué)生。2)身體狀況良好，近一年內(nèi)無嚴(yán)重下肢損傷及影響平衡控制等方面的疾病。3)BMI篩選標(biāo)準(zhǔn)為：BMI<18.5為體重過輕(簡(jiǎn)稱“偏瘦”)，18.5≤BMI<24.0為正常體重，24.0≤BMI<28.0為超重，BMI≥28.0為肥胖；由于超重與肥胖的數(shù)量有限，且在預(yù)實(shí)驗(yàn)中的差異不顯著，故將超重肥胖人群合并為一組，稱為超重組。4)所有大學(xué)生的優(yōu)勢(shì)側(cè)均為右側(cè)。具體情況見下表。

1.2 研究方法

1.2.1 平衡測(cè)試

靜態(tài)平衡能力測(cè)試：采用中國科學(xué)院研發(fā)的IIM-BAL-100型平衡能力測(cè)試系統(tǒng)對(duì)受試者進(jìn)行睜眼單足靜態(tài)平衡能力的測(cè)試，測(cè)試過程中優(yōu)勢(shì)側(cè)赤足立于測(cè)試平臺(tái)的中央，非優(yōu)勢(shì)足抬起約15cm，兩臂貼于褲縫兩側(cè)，測(cè)試時(shí)間為10s。

動(dòng)態(tài)平衡能力測(cè)試：采用德國Balance-check動(dòng)態(tài)平衡測(cè)試儀對(duì)受試者進(jìn)行睜眼雙足動(dòng)態(tài)平衡能力測(cè)試，測(cè)試模式為Balance test，測(cè)試難度為10-hard(最難程度)，測(cè)試控制為sensor+(最靈敏狀態(tài))，測(cè)試時(shí)兩足置于上踏板的兩足印處(上踏板通過一個(gè)直徑10cm的不可壓縮的圓柱形泡沫與下踏板相連接)，受試者通過主觀用力等使人體維持動(dòng)態(tài)平衡，測(cè)試時(shí)間為30s。測(cè)試過程中人體可通過兩臂運(yùn)動(dòng)來維持平衡，兩足不可移動(dòng)。

測(cè)試要求：1)靜動(dòng)態(tài)平衡各測(cè)試3次，每?jī)纱伍g隔1min，測(cè)試失敗則重做；2)取3次測(cè)試結(jié)果的平均值作為最終實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1.2.2 測(cè)試指標(biāo)

靜態(tài)平衡能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)由擺動(dòng)速度(Avg.v)、擺動(dòng)角度(Deg)、外周面積(Area)和總軌跡長(zhǎng)(TL)四個(gè)構(gòu)成，它們的值越小，表明人體的靜態(tài)平衡能力越好，反之則越差。這些指標(biāo)已被廣泛應(yīng)用于靜態(tài)平衡能力的評(píng)價(jià)，整體具有良好的可靠性及有效性[12-13]。

動(dòng)態(tài)平衡能力的測(cè)試指標(biāo)有最大旋轉(zhuǎn)角速度(Max Rot. Speed)、平均旋轉(zhuǎn)角速度(Rot. Speed)和平衡等級(jí)(Grade)三個(gè)，指標(biāo)值越小，表明人體的動(dòng)態(tài)平衡能力越好，反之則越差。這三個(gè)指標(biāo)也被張陽[6]、吳加弘[14]等應(yīng)用于動(dòng)態(tài)平衡能力的評(píng)價(jià)，指標(biāo)的可靠性及有效性相對(duì)較好。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel和SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析，采用3×2雙因素方差分析來檢驗(yàn)組別(偏瘦組、正常組和超重組)和性別對(duì)靜動(dòng)態(tài)平衡能力的影響。同時(shí)，采用pearson簡(jiǎn)單相關(guān)來分析靜動(dòng)態(tài)平衡能力與BMI之間的相關(guān)性。描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差(±S)來表示，檢驗(yàn)水準(zhǔn)選α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 BMI和性別對(duì)靜態(tài)平衡能力的影響

表2反映單足站立時(shí)靜態(tài)平衡能力在組別及性別間的檢驗(yàn)結(jié)果，據(jù)表可知，單足站立時(shí)的靜態(tài)平衡能力在性別間具有顯著的差異性(P<0.05)，但在組別及兩者間的交互作用則無顯著性差異(P>0.05)。表3則是對(duì)性別效應(yīng)進(jìn)行的事后獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)的分析結(jié)果，由表可知，正常組和超重組男生所有靜態(tài)平衡指標(biāo)值、偏瘦組男生TL指標(biāo)值均大于同BMI類型女生相應(yīng)靜態(tài)平衡指標(biāo)值(P<0.05)，即相應(yīng)組別男生的靜態(tài)平衡能力弱于同BMI類型女生。表4反應(yīng)單足站立時(shí)BMI與靜態(tài)平衡指標(biāo)之間的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)靜態(tài)平衡指標(biāo)與BMI指標(biāo)之間不存在相關(guān)性。

表2 單足站立時(shí)靜態(tài)平衡多變量檢驗(yàn)結(jié)果

表3 單足站立時(shí)靜態(tài)平衡指標(biāo)測(cè)試結(jié)果

表4 單足站立時(shí)BMI與靜態(tài)平衡指標(biāo)的相關(guān)性結(jié)果

2.2 BMI和性別對(duì)動(dòng)態(tài)平衡能力的影響

由表5可知，雙足站立時(shí)，所有的動(dòng)態(tài)平衡指標(biāo)值在組別、性別以及兩者間交互作用的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。在研究交互作用中的組別差異時(shí)將同性別各組間的平衡能力指標(biāo)值進(jìn)行單因素方差分析，發(fā)現(xiàn)肥胖組男、女生所有動(dòng)態(tài)平衡指標(biāo)值與正常組和偏瘦組間相應(yīng)指標(biāo)值間的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。此外，還發(fā)現(xiàn)正常組男生Max Rot. Speed值與偏瘦組相應(yīng)指標(biāo)值間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，即肥胖組男、女生的動(dòng)態(tài)平衡能力弱于正常組和偏瘦組男、女生(見表6)。在研究交互作用中的性別差異時(shí)將同組別男、女生間的平衡能力指標(biāo)值進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)正常組和超重組男生所有動(dòng)態(tài)平衡指標(biāo)值、偏瘦組男生Max Rot. Speed指標(biāo)值與同BMI類型女生相應(yīng)指標(biāo)值間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，即相應(yīng)組別男生的動(dòng)態(tài)平衡能力弱于同BMI類型女生(見表6)。由表7可知，BMI指標(biāo)與動(dòng)態(tài)平衡指標(biāo)間存在中度的正相關(guān)關(guān)系(相關(guān)系數(shù)均大于0.6)。

表5 雙足站立時(shí)動(dòng)態(tài)平衡指標(biāo)的多變量檢驗(yàn)結(jié)果

表6 雙足站立時(shí)動(dòng)態(tài)平衡指標(biāo)測(cè)試結(jié)果

表7 雙足站立時(shí)BMI與動(dòng)態(tài)平衡指標(biāo)的相關(guān)性結(jié)果

3 討論

3.1 BMI對(duì)大學(xué)生靜動(dòng)態(tài)平衡能力分析

影響平衡能力的內(nèi)部因素不僅有生理學(xué)因素和生物力學(xué)因素，還有形態(tài)學(xué)因素。其中，體重就是影響人體平衡的主要形態(tài)學(xué)因素之一，研究發(fā)現(xiàn)肥胖可引起神經(jīng)中樞反應(yīng)遲緩、行動(dòng)緩慢等不良影響，進(jìn)而影響人體的平衡能力[15]。在一個(gè)正常步態(tài)周期中，80%的時(shí)間人體處于單足站立狀態(tài)，因此采用單足站立來評(píng)價(jià)靜態(tài)平衡能力更有實(shí)際價(jià)值。本研究中，BMI對(duì)靜態(tài)平衡能力的影響不顯著，但卻發(fā)現(xiàn)不同BMI類型大學(xué)生靜態(tài)平衡能力存在以下趨勢(shì)：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。造成上述結(jié)果的原因可能是單足睜眼站立動(dòng)作對(duì)年輕的大學(xué)生來說挑戰(zhàn)性相對(duì)較小，不足以發(fā)現(xiàn)不同BMI類型大學(xué)生間的靜態(tài)平衡能力差異。另一方面，由于單足站立時(shí)的支撐面相對(duì)較小，且隨著體重的增加，單位體重的肌肉量難以很好地控制自身穩(wěn)定姿勢(shì)性，因此，造成隨著BMI增加，男生靜態(tài)平衡能力逐漸減弱的趨勢(shì)。對(duì)于女生來說，正常體重使女大學(xué)生擁有相對(duì)較多的肌肉量和相對(duì)較高的骨骼肌百分比，而偏瘦體重由于總體肌肉量偏少而導(dǎo)致平衡控制能力略弱于正常體重。Ziebell B等發(fā)現(xiàn)BMI對(duì)靜態(tài)平衡能力無顯著性影響，這也側(cè)面證明本研究的準(zhǔn)確性[16]。與此同時(shí)，Se-Yeon Park等[17]卻發(fā)現(xiàn)肥胖導(dǎo)致年輕成年人的靜態(tài)平衡能力減弱，其原因可能與本研究中的超重組人員構(gòu)成有關(guān)(一半超重者，一半肥胖者)。在動(dòng)態(tài)平衡方面，BMI對(duì)動(dòng)態(tài)平衡能力有顯著性影響，即超重肥胖大學(xué)生的動(dòng)態(tài)平衡能力顯著弱于正常體重和偏瘦體重大學(xué)生。而正常體重與偏瘦體重大學(xué)生的動(dòng)態(tài)平衡能力相當(dāng)。國外研究者發(fā)現(xiàn)肥胖成年人的動(dòng)態(tài)平衡能力明顯正常體重年輕成年人[18]，本研究結(jié)果與其相似。此外，則鮮有發(fā)現(xiàn)不同類型BMI對(duì)大學(xué)生動(dòng)態(tài)平衡能力的研究。

3.2 性別對(duì)大學(xué)生靜動(dòng)態(tài)平衡能力分析

本研究發(fā)現(xiàn)超重肥胖和正常體重女生的靜動(dòng)態(tài)平衡能力顯著優(yōu)于同BMI類型男生，偏瘦體重女生與同BMI類型男生靜動(dòng)態(tài)平衡能力相當(dāng)。其原因可能與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。黃守清等[5]和趙龍飛等[4]分別發(fā)現(xiàn)不同年齡的女性成年人和女大學(xué)生的平衡能力均優(yōu)于男性成年人，本研究結(jié)果與其相同。但是，性別間平衡能力的差異也有其它結(jié)果，如顧夢(mèng)嬌等[20]卻發(fā)現(xiàn)大學(xué)生動(dòng)靜態(tài)平衡能力不存在性別間差異，造成這種結(jié)果的可能原因與他們的研究對(duì)象數(shù)量(男生34名，女99名)有關(guān)，即男生數(shù)量相對(duì)較少，可能造成個(gè)體間差異。此外，Ku P X等人[21]對(duì)年輕成年人進(jìn)行單、雙足30s靜態(tài)姿勢(shì)的站立，發(fā)現(xiàn)年輕成年女性的靜態(tài)平衡能力略弱于男性。與此同時(shí)，Wikstrom E A等[22]通過雙腿起跳單腿落地實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)年輕女性(年齡：21歲左右)動(dòng)態(tài)平衡能力略弱于同齡男性。本研究結(jié)果卻與這兩個(gè)研究結(jié)果完全相反，其原因可能是單足站立的時(shí)間不同(本研究測(cè)試10s)以及動(dòng)態(tài)平衡測(cè)試方法不同(本研究采用不穩(wěn)定平臺(tái)上的雙足站立)有關(guān)。

3.3 大學(xué)生靜動(dòng)態(tài)平衡能力與BMI的相關(guān)性分析

在平衡能力與BMI相關(guān)性方面，本研究發(fā)現(xiàn)大學(xué)生的動(dòng)態(tài)平衡能力與BMI之間存在中度負(fù)相關(guān)關(guān)系(所有相關(guān)系數(shù)均大于0.6，且P<0.01)，但靜態(tài)平衡能力與BMI之間不存在相關(guān)性。其原因有三方面：一是隨著BMI的增加，大學(xué)生的下肢肌力逐漸在下降，這容易造成下肢肌力難以控制壓力中心的移動(dòng)；二是超重肥胖易造成本體感覺功能下降，具體是較大體重的持續(xù)壓迫，易導(dǎo)致足底機(jī)械性感受器敏感性的下降[23]，進(jìn)而它們對(duì)平衡控制的貢獻(xiàn)率降低，最終造成平衡控制能力的下降；三是靜態(tài)姿勢(shì)比不穩(wěn)定狀態(tài)相對(duì)更容易控制，這使得體重對(duì)靜態(tài)平衡控制的難易程度顯著弱于動(dòng)態(tài)平衡。顧夢(mèng)嬌等研究發(fā)現(xiàn)大學(xué)生動(dòng)態(tài)平衡能力與體重、BMI均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但靜態(tài)平衡能力與體重、BMI等形態(tài)學(xué)指標(biāo)之間無差異[20]，本研究結(jié)果與其完全一致。與此同時(shí)，趙龍飛等也發(fā)現(xiàn)大學(xué)生的BMI與動(dòng)態(tài)平衡能力呈顯著負(fù)相關(guān)[4]。但是，Wright SL等[24]卻發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡能力與BMI之間不存在相關(guān)性，而是與身體活動(dòng)量之間存在顯著地相關(guān)性。造成這種結(jié)果的原因可能是研究對(duì)象不同所致，即本研究對(duì)象為大學(xué)生、而他們的研究對(duì)象為青少年。在運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)防方面，許多研究者及教練均將動(dòng)態(tài)平衡能力作為預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)的主要指標(biāo)。因此，根據(jù)本研究結(jié)果超重肥胖大學(xué)生可通過適當(dāng)降低體重的方式來增加自身的穩(wěn)定性，并以此來降低運(yùn)動(dòng)損傷出現(xiàn)的幾率。

4 結(jié)論

1)在一定BMI范圍內(nèi)，超重肥胖大學(xué)生的動(dòng)態(tài)平衡能力顯著弱于正常體重和偏瘦體重大學(xué)生，正常體重與偏瘦體重大學(xué)生的動(dòng)態(tài)平衡能力相當(dāng)。而BMI對(duì)靜態(tài)平衡能力的影響不顯著。

2)超重肥胖和正常體重女生的靜動(dòng)態(tài)平衡能力顯著優(yōu)于同BMI類型男生，偏瘦體重女生與同BMI類型男生靜動(dòng)態(tài)平衡能力相當(dāng)。

3)大學(xué)生的靜態(tài)平衡能力與BMI之間不存在相關(guān)性，但動(dòng)態(tài)平衡能力與BMI之間存在中度負(fù)相關(guān)關(guān)系。