男大学生体成分与脑血流速度相关性研究

姚宝元

(湛江师范学院 体育系，广东 湛江 524048)

男大学生体成分与脑血流速度相关性研究

姚宝元

(湛江师范学院 体育系，广东 湛江 524048)

探讨身体成分与脑血流速度(Cerebral Blood Flow Velocity, CBFV)的关系，以便揭示体脂对CBFV的影响。方法：以10名男大学生为实验对象，应用经颅多普勒技术检测了其安静时的大脑中动脉血流速度和采用In Body身体成份分析仪测试了其身体成分，然后对CBFV和身体进行了相关分析。结果：大脑中动脉收缩期峰速度(Vp)、舒张期末峰速度(Vd)和平均峰速度(Vm)分别与其体脂、体脂百分数和体重指数(BMI)呈显著负相关；而大脑中动脉的搏动指数(PI)分别与体脂百分数和BMI呈显著正相关。结论：体脂对CBFV有显著的负面影响，体脂增多，CBFV降低。

男大学生；身体成分；脑血流速度；经颅多普勒

随着生活水平和社会文明程度的逐步提高，人们的生活方式发生了明显变化，身体活动大为减少，静坐、肥胖人群大为增加。肥胖就是体内脂肪积聚过多，摄入的能量超过支出的能量，失去能量的总体平衡，到了危害健康的程度[1]，常伴有代谢紊乱和CVD的发生和发展。经颅多普勒超声(TCD)是一种具有实时性的无创诊断工具，它可连续同时监测双侧的脑血流速度(Cerebral Blood Flow Velocity, CBFV)。由于其具有无创伤性、可重复性及可靠性等优点，自20世纪80年代末期从国外引进以来就得到广泛的推广应用，显示出较高的临床应用价值[2]。体脂是人体正常的组成成份，对于保证人体正常生理功能起着重要作用。但体脂过多会增加胰岛素阻力[3]、引起高血压[4]、脂肪代谢障碍、冠心病[5]、呼吸疾病[6]等。据国内外研究报道[7-9]，随着年龄增长，脑血流速度递减。同样也有研究表明[10-12]，随着年龄增长，身体活动减少，去脂体重(瘦体重)特别是骨骼肌减少，体脂却增加。那么随着年龄的变化，脑血流速度的降低和体脂的增加，这两者之间是否存在内在联系？是否有因果关系呢？有关这样的文献报道尚不多见。因此，本研究运用CBS-II经颅多普勒诊断系统，检测了10名男大学生安静时大脑中动脉的CBFV，同时采用In body 人体成分分析仪对其身体成分进行了评估分析，然后又进行了相关分析，以便探讨体脂与CBFV之间的内在联系及体脂对CBFV的影响。

1 研究对象与方法

1．1研究对象

10名北京体育大学武术学院2005级男大学生，年龄19-22岁，平均年龄19. 90±0.99岁，身高163.00-176.00cm，平均身高168.30±4.27 cm，体重53.70-72.10kg，平均体重61.06±4.68kg。所有受试者都自愿参加本研究，均无心脑血管和精神疾病史，无服用影响精神状态的药物。要求所有受试者检测前12h内不食用或饮用任何含咖啡因的食品或饮料。

1．2经颅多普勒(TCD)参数的检测

1．2.1 脑血管的选择

选择大脑中动脉(Middle Cerebral Artery, MCA)作为检测TCD各项参数的血管，理由是：(1)大脑皮层的血液供应主要来自MCA；(2)MCA的超声窗为颞窗，便于固定多普勒超声探头；(3)MCA特殊的解剖结构，使得它是经颞窗检出率最高、频谱最清晰而又稳定的血管[2]。

1.2.2 大脑中动脉多普勒参数的检测

大脑中动脉的多普勒信号用手持式探头通过颞窗定位，在44-55mm的深度探测，即MCA的近端段，透射角为探头向上、向前方向。每位被测者超声探测的深度范围和角度在整个测试过程中保持恒定。参考他人研究的结果[13]，同一受试者的左右两侧大脑中动脉的血流速度非常接近，无显著性差异，故本次测试的血流速度仅以左侧的大脑中动脉作为代表。在每一次测试过程中都要尽可能确保探头位置和角度固定不变。

整个测试在北京体育大学实验中心脑功能实验室进行。受试者坐在一张舒适的椅子上，尽可能减少焦虑，不允许他们想任何问题、说话或活动，也不允许和他们说话。采用EDAN仪器有限公司产CBS-II经颅多普勒诊断系统，用标准的血管超声检查方法[14]，2MHzPW探头经左颞窗探测颅内左侧MCA，探测深度为44-55mm。调整获得理想信号后，冻结频谱，记录MCA的Vp、Vd 、Vm 和PI。

1.3身体成分的测定

测试在北京体育大学实验中心身体成分实验室进行。先将韩国产的In Body 人体成分分析仪开机、预热、自检达规定要求，然后将被测者的一些基本数据按规定输入分析仪。要求每个被测者脱去外套，尽可能少穿衣裤，赤脚站在人体成分分析仪上，脚跟、脚掌要站在电极的中央，双手分开持上手部电极，大拇指轻轻按住金属部件，保持放松、安静状态，按下开始按钮开始分析检测，并将检测结果自动打印出来。

1.4统计分析

所有数据都用SPSS12.0软件包进行统计分析。安静时测得的身体成分各指标值与脑血流各参数值进行相关分析，并进行显著性检验。数据一律用X±S表示，显著性水平选为Plt;0.05，非常显著水平选为Plt;0.01。

2 研究结果

男大学生大脑中动脉的Vm、Vp和Vd分别与其体脂(body fat)、体脂百分数(% body fat)和体重指数(body mass index, BMI)呈显著负相关，分别见表1、表2和表3。男大学生MCA的PI与其body fat，% body fat和BMI呈显著正相关，见表4。

表1 男大学生MCA的Vm与body fat、% body fat amp; BMI的r与P值(N=10)

表2 男大学生MCA的Vp与body fat、% body fat amp; BMI的r与P值(N=10)

表3 男大学生MCA的Vd与body fat、% body fat amp; BMI的r与P值(N=10)

表4 男大学生MCA的PI与body fat、% body fat amp; BMI的r与P值(N=10)

结果表明：体脂对脑血流速度有显著的负面影响作用，体脂增加，CBFV降低。

3 分析与讨论

TCD技术是利用超声波来探测血管的血流速度，我国自20世纪80年代末期引进TCD技术以来，一直用于检测颅内血管血流速度。血流速度包括收缩期峰速度(Vp)、舒张期末峰速度(Vd)和平均峰速度(Vm)。其中Vp是心脏收缩，血流通过主动脉进入脑动脉所能达到的最高血流速度，主要受血压的影响；Vd是心脏舒张末期脑动脉维持的最低血流速度，与血管阻力有较大的关系；Vm是通过血流频谱的Vp与Vd几何面积计算法所获得的血流速度均值，是较Vp与Vd相对稳定的血流参数[15]，Vm代表搏动性血管的供应强度[16]。由于国内外学者的研究证实颅底动脉的血流速度与局部脑血流量有良好的相关[17-20]，因此，Vm尚可用来评价局部脑血流量的变化。

PI值取决于多普勒Vp值与Vd值之差及Vm值的高低。在体循环无改变时，PI值可反应血管顺应性或弹性，并可提示供血动脉病理生理特征。PI值增大，说明脑血管阻力增高，反之亦然。随着年龄的增长，PI值逐渐增大，反映了随年龄的增加脑动脉顺应性减退和外周阻力增大。

人体的组成成分主要是水、脂肪和固体成分的蛋白质、矿物质和碳水化合物等，各种成分组成了人体的总重量，即体重。人体各成分的相对平衡，对人体正常的生命活动和维持健康水平是极为重要的。根据生理功效的不同，常把体重分为脂肪重(体脂)和去脂体重(瘦体重)[21]，体成分通常以体脂百分数来表示。通过身体成分的测量评价，对了解人体的营养状况、科学指导膳食和预防某些疾病均有重要的作用。

脂肪是人体正常的组成成分，对于保证人体正常生理功能起着重复作用。但体脂含量过多，即脂肪细胞内脂肪的过度积累，会发生肥胖。肥胖无益于健康，其主要的健康损害是非胰岛素依赖性糖尿病、冠心病、高血压、胆囊疾病、社会心理问题及某些癌症(如乳腺癌、子宫内膜癌等)[22]。研究表明，肥胖是致AS和CVD的重要的独立危险因素。长期的前瞻性研究表明，肥胖本身也是CHD发病和死亡有关的独立危险因素[23]。心脏本身的脂肪沉积，以及营养障碍等，使心肌收缩力减弱，心搏量减少，血流速度减慢。

本研究应用经颅多普勒技术，检测了10名男大学生安静时大脑中动脑(Middle Cerebral Artery, MCA)的Vm、Vp、Vd和PI，用时采用In Body人体成分分析仪评估分析了他们的身体成分，并对MCA的Vm、Vp、Vd和PI的检测值与体脂、体脂百分数和BMI的测定值分别做了相关分析，且进行了显著性检验。结果表明，不论男女受试者，MCA的Vm、Vp和Vd都分别与体脂、体脂百分数和BMI呈显著负相关，这提示体脂对脑血流速有显著的负面影响，即脑血流速度随体脂的增加而降低。同样不论男女受试者，MCA的PI与体脂、体脂百分数和BMI呈显著正相关，这表明体脂对脑动脉的搏动指数有显著的正面影响，即体脂增加，PI值增大。而PI值增大，说明脑血管阻力增高，反之亦然。其机制可能是体脂增加，引起高脂血症。而过多的血脂，尤其是低密度脂蛋白会在动脉内表面上聚积，形成粥样瘤或纤维——脂质斑块，即动脉粥样硬化，导致动脉管腔狭窄、血栓形成、动脉壁硬化增厚和钙化等变化。在人体的动脉中，以冠状动脉和脑动脉(及颅外颈动脉)最易受损，并相应地引起冠状动脉粥样硬化性心脏病(CHD)和缺血性脑血管病。在这一系列因素综合作用下，脑动脉血管的顺应性下降，PI值增大，血管内血流量减少，脑血管充盈度降低，脑血流速度减慢。据国内外研究报道[7-9]，随着年龄年龄的增长，脑血管血流速度渐减。同样也有研究表明[10-12]，随着年龄的增长，身体活动减少，去脂体重(瘦体重)特别是骨骼肌减少，体脂却增加。那么，这种随着年龄的变化，脑血流速度的降低和体脂的增加是否存在内在联系，是否有因果关系呢？从本研究的结果看，脑血流速度与体脂之间达到了显著的线性负相关，这在一定程度上表明它们之间有一定的关联作用，至少可以说随着年龄的增长，体脂的增加是引起脑血流速度下降的因素之一。

4 结论

运用经颅多普勒检测技术，检测了10名男大学生大脑中动脉的血流速度，同时使用In Body人体成分分析仪对其身体成分进行了评估分析。他们的大脑中动脑的血流速度和其身体成分相关分析的结果表明体脂对脑血流速度有显著负面影响作用，体脂增加，脑血流速度减慢，脑灌注压降低，脑血供减弱。因此，要维持大脑正常生理功能，保证有充裕的血液供应，就一定要确保人体各成分的相对平衡，防止体脂在人体内过度聚积，这样才有利于身体健康。

[1] National Institutes of Health Consensus Development Panel. Health Implication of Obesity[J]. Ann Int Med, 1985, 103:1073-1077.

[2] 顾慎为.经颅多普勒检测与临床(第2版)[M]. 上海：复旦大学出版社，2001:3-4；74-75.

[3] Kolterman O G, Insel J, Saekow M, and Olifshy J M. Mechanisms of insulin resistance in human obesity: evidence for receptor and postreceptor defects[J]. J Clin Invest, 1980, 65:1272-1284.

[4] Adams-Campbell LL, Wing R, Ukoli FA, Janney C A, and Nwankwo M U. Obesity, body fat distribution and blood pressure in Nigerian and African-American men and Women[J]. J Natl Med Assoc, 1994, 86:60-64.

[5] Austin M A. Plasma triglyceride and coronary heart disease (Review)[J]. Arterioscler Thromb, 1991, 1:2-14.

[6] Waltemath C L, and Bergman N A. Respiratory compliance in obese patients[J]. Anesthesiology, 1974, 41:84-85.

[7] 焦明德.经颅多普勒超声谱图(TCDSG)的临床应用[J].哈尔滨医科大学学报，1991，26(2)：28.

[8] 郭欢欢.无创伤经颅多普勒测定正常人颅底动脉血流速度[J].中华物理学杂志，1990，12(12)：142.

[9] Aaslid BJ, Arnolds BG, Von Retern GM, et al. Transcranial Doppler sonography examination technique and normal referance values[J]. Ultrasound Med Biol,1988,12:115.

[10] Durnin JVGA, Womersley J. Body fat assessed from total body density and its estimation from skinfold thinckness: measurements on 481 men and women age from 16 to 72 years[J]. Br J Nutr, 1974, 32:77-97.

[11] Enzi G, Gasparo M, Biondetti PR, Fiore D, Semisa M, Zurlo F. Subcutaneous and visceral fat distribution according to sex, age, and overweight, evaluated by computed tomography[J]. Am J Clin Nutr, 1986, 44:739-746.

[12] Bemben MG, Massey BH, Bemben DA, Boileau RA, Misner JE. Age-related patterns in body composition for men aged 20-79 yr[J]. Med Sci Sports Exerc,1995,27:264-269.

[13]杜伟，荣湘江.运动对人体动脉血流速度的影响(一)—安静状态下头颈部动脉血流速度的数值分布[J].北京体育师范学院学报,1996,8(1):21-24.

[14] 黄一宁,高山,王莉鹃,等.闭塞性脑血管病经颅多普勒超声和脑血管造影的比较[J].中华神经科杂志,1997,30(4):98-101.

[15] 华扬. 实用颈动脉与颅脑血管超声诊断学[M]. 北京：科学出版社，2002:14-20.

[16] 张雄伟，陈尔东，吴积炯. 临床经颅多普勒超声学[M]. 北京:人民卫生出版社，1993:88-121.

[17] 焦明德，徐丹枫.应用经颅多普勒超声测量脑血流量[J]. 中国医学影像技术，1993(3)：22.

[18] Jorgensen L G, Perko G, Secher NH. Regional cerebral artery mean flow velocity and blood flow during dynamic exercise in humans[J]. J Appl Physiol, 1992, 73(5):1825-1830.

[19] Bishop, et al. Transcranial Doppler measurement of middle cerebral artery blood flow velocity[J]. Stroke, 1986,17:913.

[20] Moraine JJ, Lamotte M, Berre J, et al. Relationship of middle cerebral artery blooy flow velocity to intensity during dynamic exercise in normal subjects[J]. Eur J Appl Physiol,1993,67(1):35-38.

[21] Keys A, Brozek J. Body fat in adult man[J]. Physiol Rev, 1953,33:245-325.

[22] Smith S, Jonge L de, Zachwieja J, et al. Increased physical activity blunts the positive fat balance which occurs during the shift to a high fat diet[J]. Int J Cbesity, 1998,22(Suppl 3):S39.

[23] Willett WC, et al. New weight guidelines for American justified or injudicious[J]. Am J Clin Nutr, 1991,53:1102-1103.

TheResearchontheRelationshipBetweenBodyCompositionandCerebralBloodFlowVelocityinMaleCollegeStudents

Yao Baoyuan

(Department of P.E., Zhanjiang Normal College, Zhanjiang 524048, Guangdong,China)

By investigating the relationship between body composition and cerebral blood flow velocity, the effect of body fat on cerebral blood flow velocity was evaluated. Methods: The middle cerebral artery blood velocity was evaluated by Using CBS-II transcranial Doppler at rest in ten male college students, and their body composition was assessed by using In Body body Composition analyser at rest. Correlation of body composition to the middle cerebral artery blood velocity was analysed. Results: Vp, Vd and Vm of MCA were negatively related to body fat,body fat percentage and BMI respectively. PI of MCA was positively related to body fat, body fat and BMI percentage, respectively. Conclusion: Our study implies boy fat has significant and negative effect on cerebral blood flow velocity. Cerebral blood flow velocity will reduce when body fat increases.

Male college student; body composition; cerebral blood flow velocity; transcranial Doppler

G804.2

A

1672-1365(2012)04-0065-04

2012-04-07；

2012-05-23

姚宝元(1962-),男,湖南邵阳人,硕士,副教授,研究方向：运动生理学。