相位角与人体成分指标的相关性研究

崔 倩，杨婷婷，姚卓娅，申丽君

生物电阻抗分析法(bioelectrical impedance analysis,BIA)是一种间接评估机体成分的方法，通过阻抗与机体含水量之间的相关性建立起来的[1]。BIA是一种非侵入性、安全、廉价且便捷的评估人体成分的方法，已经被用于评估健康和疾病个体身体成分和营养状况[2]。相位角(phase angle,PA)是用BIA测出的电阻(R)和电抗(Xc)向量之间的相关性产生的 ，其角度取决于细胞组成和组织的水量以及其膜电位[3]。PA值低表明Xc低，R值高，说明细胞完整性降低；相反，PA值高，Xc值高，R值低，说明细胞处于适当健康状态[4]。Máttar[5]报告说，大多数人群中PhA 在 3°～15°。与其他种族相比，亚洲人的PA水平相对较低[1]。PA可用于监测营养不良和诊断临床预后，BIA和PA可作为评估肝硬化、败血症、糖尿病和肾脏疾病的营养状况和预后的指标[6]。但PA在体检人群中的应用较少，故本研究旨在分析PA与体成分之间的相关性，以期为探索PA在营养和疾病预后方面的预测作用。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2020年1月—2020年7月在河南省某三级甲等医院健康管理中心进行健康体检的人群为研究对象。纳入标准：①年龄≥18岁；②无严重肾病、感染或肿瘤等；③知情同意，并自愿参与人体成分分析测定。排除标准：①继发性肥胖者，如库欣综合征、甲状腺功能减退等；②体内有金属或心脏起搏器等医疗器械，无法进行体成分分析测定者。最终共纳入符合条件研究对象2 716例。

1.2 测量方法

1.2.1 相位角及体成分指标测定 采用韩国Biospace公司制造的Inbody 770人体脂肪成分分析仪，通过生物电阻抗法，测量人体的50 Hz PA、细胞内水分(intracellular water,ICW)、细胞外水分(extracellular water,ECW)、总水分(total body water,TBW)、体质指数(body mass index,BMI)、体脂比(body fat mass,BFM)、内脏脂肪下面积(visceral fat area,VFA)、腰臀比等指标。PA=[电抗(Xc)/电阻(R)]×(180/π)。

1.2.2 糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin,HbA1c)指标测定 通过医院的全自动生化分析仪，抽取空腹静脉血5 mL，测定其HbA1c。

2 结果

2.1 基本情况 共纳入研究对象2 716例，其中男1 992例(73.3%)，女724例(26.7%)，男女比例约为2.75∶1；年龄(56.19±14.19)岁；ICW为(22.64±4.21)L；ECW为(14.07±2.44)L；TBW为(36.71±6.63)L；BMI为(24.95±3.34)kg/m2；BFM为(20.33±6.17)%；VFA为(94.80±33.20)cm2；HbA1c为(6.02±0.85)%；PA为(5.34±0.79)°。不同性别体检人群的基本情况见表1。

表1 不同性别体检人群的基本情况

2.2 PA与人体测量学特征和HbA1c的相关性 Spearman相关分析结果显示，PA与ICW(r=0.65)、ECW(r=0.51)、TBW(r=0.60)、BMI(r=0.38)呈正相关；与年龄(r=-0.55)、ECW/ICW(r=-0.91)、ECW/TBW(r=-0.92)、VFA(r=-0.13)、HbA1c(r=-0.17)呈负相关；与BFM(r=0.05)无明显相关性。见表2。

表2 PA与人体成分指标的相关性(r值)

2.3 多元逐步回归分析PA的影响因素 以PA为因变量，年龄、ICW、ECW、TBW、ECW/ICW、ECW/TBW、BMI、BFM、VFA、HbA1c为自变量，进行多元线性逐步回归分析，结果显示，ICW、ECW/TBW、BMI、VFA是PA的影响因素。见表3。

表3 多元线性逐步回归分析PA的影响因素

3 讨论

PA计算来自电阻和电抗。电阻与组织水合作用有关，电抗是由人体细胞膜电容产生的[7]。近年来，PA已经被用作评估不同疾病病人临床结果和营养状况的预后参数[8]，在监测和筛查糖尿病、血液透析、肝硬化、癌症和疾病死亡率中发挥关键作用[9]。50 kHz最常用于人类测量最大电阻和电抗[10]。HbA1c是临床筛查、诊断糖尿病的重要指标之一，具有高敏感性、高特异性和稳定等特点，在诊断糖尿病中应用广泛[11]。

本研究Spearman相关性分析发现，PA与ICW、ECW、TBW、BMI呈显著正相关，与年龄、ECW/ICW、ECW/TBW呈显著负相关关系。PA与ICW呈正相关，这可能由于人体电阻行为主要取决于身体组织的水合作用，而电阻R值与细胞内液成反比，意味着ICW越高，电阻R值越低[12]，故PA与ICW呈正相关。PA与ECW呈正相关，这与其他研究结果一致[6]，这可能与高血糖会引起细胞外各室的渗透压变化，从而导致水分从细胞内移动到细胞外，而这些渗透性液体的转移会影响血清张力，可能会导致晚期肾衰竭病人出现容量超负荷症状[13]。PA与BMI呈正相关，与Bosy-Westphal等[14]的研究结果一致，在BMI正常和偏高的人群中，PA随着BMI的增加而增加，然而在严重肥胖(BMI>40 kg/m2)时PA与BMI存在负相关。随着BMI的增加，细胞数量(脂肪或肌肉细胞)也会增加，由于电抗依赖于细胞膜的数量，PA也会随着增加[1]，但BMI较高时，可能由于细胞膜功能状态丧失，体液超负荷，所以导致严重肥胖病人PA较低有关[15]。PA与年龄呈负相关，这与其他研究结果一致[16]，这可能与软组织质量随着年龄的增长而减少有关，所以PA随着年龄的增加而减小。PA与HbA1c呈负相关关系，这与其他研究结果一致[17]，这可能与高血糖病人分解代谢导致活性细胞量减少有关。

本研究多元线性逐步回归分析结果显示，ICW、ECW/TBW、BMI、VFA是PA的影响因素。ICW是PA的影响因素，这是因为电阻主要来自细胞外液和细胞内液，电容来自细胞膜，电容和电阻反映了受疾病、营养状况、水合状况等各种因素影响组织的不同电特性[18]。ECW/TBW是PA的影响因素，这是由于ECW/TBW比率变化可能与水肿或营养不良有关[19]，而且电解质水平会影响BIA测量，由于流体和电解质的变化还会影响细胞内液和细胞外液的比例，进而影响电阻率[20]。BMI是PA的影响因素，这是由于PA主要受细胞膜的数量和功能状态的影响，而BMI大小与细胞的数量有直接相关性[21]，故BMI是影响PA的因素之一。VFA是PA的影响因素，这是由于VFA反映了内脏脂肪面积的大小，这与细胞数量有直接关系[22]，故VFA是PA的影响因素。

综上所述，本研究发现，体检人群的PA与ICW、ECW、TBW、BMI呈正相关；与年龄、ECW/ICW、ECW/TBW、VFA、HbA1c呈负相关；与BFM无明显相关性；ICW、ECW/TBW、BMI、VFA是PA的影响因素。PA可以用来评价某些疾病的预后和营养状况，相关影响因素较多，建议可以纳入不同种类人群来明确相位角与各相关因素的关系，为临床工作提供参考。