寧夏某高校大學生瘦體組織成分與指長比的相關性研究*

馬成鳳,馬秀慧,吳 曦,張 靜,楊夢怡,馬占兵,霍正浩,黨 潔

(寧夏醫科大學基礎醫學院/生育力保持教育部重點實驗室,寧夏 銀川 750004)

指長比主要是指食指(2D)與環指(4D)的相對比例。眾多研究發現,在不同人種和不同群體中,2D︰4D均表現為女性顯著高于男性,而這種性別差異與胚胎早期宮內性激素水平有關,這也使得2D︰4D成為判斷個體胚胎期宮內激素環境的宏觀生物學指標[1-2]。機體宮內性激素靶點眾多,對個體生長發育影響廣泛,因此胚胎期性激素環境在影響2D︰4D發育的同時可能也會影響機體體成分的分布。瘦體組織(LBM)是指有恒定水的去脂組織,包含體液、蛋白質、無機鹽、骨骼肌含量(SMM)等,其變化特征往往與機體生理及病理反應密切相關[3-4]?；A代謝率(BMR)是指人體在自然條件下處于非活動狀態時,為了維持生命所消耗的最低能量[5]。有研究顯示,LBM可以顯著促進機體BMR水平,是影響BMR的唯一預測指標[6]。LBM是決定體重指數(BMI)的關鍵因素,有研究顯示機體脂肪分布特征及BMI與2D︰4D存在顯著相關性,BMI較高可能與較低的產前雄激素或較高的產前雌激素水平相關[7],這似乎與2D︰4D形成的生物學基礎存在一定交集。然而LBM、BMR是否與2D︰4D存在相關性的研究目前鮮有報道且結論不明。為此,本研究擬以寧夏地區某高校大學生為研究對象,分別分析6種LBM、BMI及BMR與2D︰4D之間的關系,探討三者與2D︰4D形成間可能存在的共有生物學基礎,為以2D︰4D為基礎指導大學生運動、飲食等生活習慣提供理論依據。

1 資料與方法

1.1研究對象 選取838名在校大學生為研究對象,其中男412名,平均年齡(19.14±1.06)歲;女426 名,平均年齡(19.24±1.06)歲。所有參與者彼此間無血緣關系,經入校體檢排除糖尿病、高血壓、內分泌性疾病等病史,無手術外傷史及抗結核藥或激素等藥物服用史。排除手部有殘疾或手部精細結構缺失者。所有參與者均知情同意,研究方案已通過寧夏醫科大學倫理委員會批準(寧醫大倫理第2022-G185號)。

1.2方法

1.2.1指標的測量 通過InBody BSM370成分儀,采用生物電阻抗分析法(BIA)測定LBM各項指標。BIA主要利用人體LBM為良導體(含水量高)、脂肪為絕緣體(含水量低或無)的特性,通過不同體成分對微電流產生不同阻抗來進行測定[6]。本研究測量指標包括年齡、體重、身高、身體總水分(TBW)、細胞內液(ICW)、細胞外液(ECW)、蛋白質含量、骨礦物質含量(BMC)、SMM、BMI及BMR。

1.2.22D︰4D的測量 要求參與者頭部擺正,肩擺平,脊柱挺直,雙手手掌朝上,保持手指并攏且用力伸直。在手掌上方放置標準直尺(30 cm),在垂直于手部正上方50 cm處采用數碼相機拍攝雙手掌面照片。隨后,利用圖像處理軟件Image-Pro Plus(Version6.0,Media Cybernetics,Inc.)進行指長的校正及測量。所有測量值均經3人重復測量3次后完成,最終取測量平均值計算雙手2D︰4D。

1.3統計學處理 采用SPSS26.0軟件建立數據庫并進行數據分析。采用獨立樣本t檢驗(檢驗水準為α=0.05)分析各項指標與2D︰4D在不同性別之間的差異;各項指標與2D︰4D的相關性采用Pearson相關分析法及線性回歸分析法。P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1寧夏某高校大學生年齡、體重、身高、BMI、BMR及LBM的分布特征 寧夏某高校大學生不同性別間除年齡外,男性體重、身高、TBW、ICW、ECW、蛋白質含量、BMC、SMM、BMI及BMR均顯著高于女性,差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 寧夏某高校大學生LBM、BMI及BMR分布特征

2.2寧夏某高校大學生2D︰4D的分布特征 寧夏大學生人群左手(L)及右手(R)2D︰4D均存在顯著性別差異,表現為女性高于男性,差異有統計學意義(P<0.05);然而雙手2D︰4D的差值(Dr-l,右手減左手)在不同性別間差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 寧夏某高校大學生2D︰4D分布特征

2.3LBM各項指標、BMI及BMR與2D︰4D的相關性分析 Pearson相關分析法結果顯示,在控制了性別因素后,無論是在總人群中,還是在不同性別間,寧夏某高校大學生的TBW、ICW、ECW、蛋白質含量、BMC、SMM、BMI及BMR均與雙手2D︰4D無相關關系(P>0.05),提示二者可能并不存在共同的發育基礎,見表3。

表3 Pearson相關分析法分析LBM各項指標、BMI及BMR與2D︰4D的相關性

此外,本研究還以2D︰4D為因變量,其他LBM指標分別為自變量,P>0.1為排除標準,P<0.05為納入標準,進行了線性回歸分析。結果顯示,LBM各項指標、BMI及BMR在不同性別間均與雙手2D︰4D無相關性(P>0.05)。見表4。

表4 線性回歸分析法分析LBM各項指標、BMI及BMR與2D︰4D的相關性

3 討 論

人類2D︰4D作為一種具有典型性別二態性的體質特征,在不同人群和地區均表現為女性顯著高于男性[1]。一般認為,2D︰4D形成于妊娠14周左右,受到胚胎早期產前雄激素與產前雌激素的影響,雄激素與雌激素的比值與2D︰4D呈負相關,其后保持穩定,不受個體出生后性激素水平影響[8],因此這使得2D︰4D成為判斷個體胚胎期宮內激素環境的宏觀生物學指標[2]。由于孕期母體宮內環境異常波動在影響2D︰4D發育的同時,也可能引起機體成年后胚胎起源成人性疾病,如精神分裂癥[9]、男性不育[10]及腫瘤[11]的發生,因此開展2D︰4D與疾病發生相關性的研究也成為目前生命科學及醫學的研究熱點之一[12]。

孕期宮內性激素對個體發育有著廣泛的影響,包括對個體出生后體成分的影響。因此,產前性激素水平在影響2D︰4D發育的同時是否也參與了個體體成分的分布,是否能夠通過2D︰4D的測定判斷機體部分體成分的含量值得深入研究。已有研究報道,BMI作為冠心病等心血管疾病的危險因子,與2D︰4D可能存在正相關關系[13]。BMI與機體脂代謝水平密切相關,而脂肪分布特征則受到性激素水平的顯著調控,較高的BMI可能與產前雌激素水平增高有關,因此使得2D︰4D成為預測個體未來患心血管疾病的早期宏觀生物學標志物[14]。近期,一項針對歐洲人群的大型在線調查分析了2D︰4D和BMI之間的關系,發現不同性別人群2D︰4D與BMI之間存在微弱的正相關關系,在女性中尤為明顯[15]。本研究結果顯示,寧夏某高校大學生BMI均值處于正常水平,且男性身高、體重及BMI顯著高于女性,與我國青春期后青年人體質特征一致[16]。然而,本研究并未發現BMI與2D︰4D存在相關性,這與KALICHMAN等[17]、FISCHER等[18]的研究結果一致。這可能說明BMI與2D︰4D的關聯性較弱,加之受到樣本量、檢測方法、統計方法、年齡等因素影響可能出現結果不一致的現象。此外,本研究對象均為健康大學生,能夠維持正常的日常飲食和戶外活動,因此能夠較好地控制脂肪及體重的分布,這可能也是導致二者并無顯著相關性的原因之一。

本研究結果發現,除BMI外,寧夏某高校男性大學生6項LBM檢測指標同樣顯著高于女性。LBM主要是指去脂體重,這其中肌肉及BMC是構成LBM的主要成分,二者功能相輔且同步增減,共同受到類固醇激素的影響[3]。有研究結果顯示,男性骨骼肌的合成代謝受到睪酮的顯著調節,機體睪酮水平與肌肉含量呈顯著正相關,而與脂肪含量則呈負相關[19]。隨著個體年齡的逐漸增大,伴隨睪酮分泌減少,將會導致肌肉和骨骼的流失與脂肪的增加,增加少肌癥及肥胖的發生風險[20]。女性腎上腺皮質也會合成雄激素,在青春期達到峰值,而在20歲之后開始逐漸下降,這將導致肌肉的分解代謝反應逐漸明顯,從而降低女性骨骼肌的合成[21]。此外,骨骼肌細胞中存在特定的雌激素受體(ER),雌激素可以通過ER的介導,活化AKT信號通路,進而磷酸化激活mTOR,刺激肌組織中衛星細胞的增殖活性,增加蛋白質的合成,進而參與肌肉質量的生長、維持和修復過程[22-23]。而在既往研究中都顯示,無論是成人還是兒童,肌肉及蛋白質含量等均與BMC呈顯著正相關,而與脂肪含量呈負相關[24-25]。雖然有報道顯示,脂肪細胞能夠將雄烯二酮轉換為雌酮,借此抑制破骨細胞的活性,減少BMC的丟失和骨結構的破壞,然而這種現象僅限于絕經后女性[26]。因此,LBM才是BMC的重要決定因素。

肌肉組織主要以水分和蛋白質為主。本研究結果顯示,寧夏某高校男性大學生TBW、ICW、ECW、蛋白質含量、BMC及SMM均顯著高于女性,主要原因在于青春期后男性雄激素水平顯著增高,在促進男性第二性特征發育的同時,加速肌肉和骨骼的生理狀態,抑制脂肪生成。雖然雌激素也有促進骨骼肌合成的作用,但相較于雄激素而言,其更多促進了脂肪的蓄積及分布[27]。此外,由于LBM是決定BMR的唯一預測指標,增加肌肉含量可以有效提升機體代謝水平,提高機體BMR水平,因此這也是男性BMR顯著高于女性的主要原因。由于2D︰4D與LBM均受到性激素的顯著調控,因此多項研究試圖分析二者之間是否存在直接關聯。HALIL等[28]在老年群體中發現,2D︰4D與骨骼肌質量指數和握力呈顯著負相關,提示產前雄激素暴露可能在老年人骨骼肌喪失過程中發揮作用。PRUSZKOWSKA-PRZYBYLSKA等[23]研究發現,兒童期個體2D︰4D與SMM呈顯著負相關,具有較低水平2D︰4D的女孩,SMM有顯著增加的趨勢。此外,普遍發現運動人群2D︰4D明顯較低,這可能是與運動人員LBM含量較高有關,因此2D︰4D可能作為挑選運動員的指標之一[29-30]。然而,本研究并未發現寧夏某高校大學生6項LBM各項指標及BMI、BMR與2D︰4D存在相關性,主要原因在于LBM的發育可能更多受到青春期后性激素水平的調節,而產前宮內性激素水平可能主要影響了2D︰4D的發育,而對成年個體體成分的分布影響不大。此外,在個體成長過程中,飲食、生活習慣、受教育水平、運動水平、母親孕期體重等均會影響個體體成分的分布[23]。因此本研究尚不能認定2D︰4D與LBM間的相關性,今后仍需在更大樣本中通過增加分層分析進一步驗證。

綜上所述,本研究發現無論是2D︰4D,還是LBM,寧夏某高校大學生女性2D︰4D顯著高于男性,而男性LBM則顯著高于女性,但是二者間并不存在相關關系,提示二者可能并未共享相同的發育機制。本研究尚存在一定缺陷,如限于樣本數量,無法進行年齡分層分析;未進行完善的問卷調查,無法獲知生活習慣、運動水平等對各項體成分和2D︰4D的影響。在今后的研究中將逐步擴大樣本量,補充問卷調查數據,為補充國內相關研究資料,指導在校大學生建立合理生活方式提供參考依據。