平原就读的藏族与汉族腹型肥胖大学生心肺功能比较研究*

陈 婷， 史展雨， 申 艳， 王叶秋， 赵 昕

(1. 西藏民族大学高原体育与健康研究中心， 陕西 咸阳 712082； 2. 咸阳市中心医院， 陕西 咸阳 712000)

近年来，我国成人腹型肥胖的高患病率，已成为公共卫生领域中的严重问题[1,2]。大量证据显示，腹型肥胖与心血管疾病及呼吸系统疾病的风险增加有关[3]，且腹型肥胖人群心肺功能受损存在交互作用[4]。腹型肥胖对心脏的负性影响表现为：心腔增大、左室质量指数增加、左心室长轴收缩及舒张功能降低[5]；对肺功能的负性影响表现为：弥散功能降低，限制性肺通气功能障碍[3]。研究发现，藏族人群超重、肥胖、尤其腹型肥胖的患病率较高。数据表明，西藏自治区19～44岁藏族男性青年超重或肥胖比率为41.14%，且男性肥胖比例高于女性[6]。身体质量指数(body mass index, BMI)正常及超重的藏族男性，腰围(waist circumference, WC)显著大于汉族，腹部脂肪堆积情况明显[6]。近年因生活学习地域变迁，平原就读的藏族大学生人数增多，为适应平原环境，其身体机能发生相应变化。目前对平原就读藏族肥胖人群的研究少见。本文以平原汉族作为对照，探讨腹型肥胖对藏汉人群心肺功能影响的差异性及变化规律，为平原就读藏族人群体质健康发展提供科学依据和理论基础。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取96名18～22岁的西藏民族大学(陕西咸阳)在校男性大学生(藏族48名，汉族48名)，要求所有受试者无心血管病、糖尿病病史，且均取得知情同意。参照2016年美国临床内分泌医师协会(RACE)与美国内分泌协会(ACE)制定的《肥胖患者综合治疗临床实践指南》[7]，中国人群BMI≥25 kg/m2，男性WC≥90 cm，女性WC≥80 cm即可诊断为腹型肥胖。以此为依据将受试者分为4组：藏族腹型肥胖组(n=24)，汉族腹型肥胖组(n=24)，藏族对照组(n=24)，汉族对照组(n=24)。

本研究汉族来自平原地区，藏族来自西藏高原地区(海拔3 600～4 500 m)，且高原生活时间均在15年以上。所有测试均在陕西省咸阳市(海拔380～400 m)进行，受试者均在陕西咸阳生活3年以上。对进入平原3年的藏族受试者进行脱适应症诊断筛查[8]，均无高原脱适应症状(表1)。

1.2 身体形态学测量

采用韩国InBody3.0人体成分分析仪测量身体成分指标，包括：身高、体重、BMI、体脂肪率(body fat rate,BFR)、腰臀比(waist-hip ratio，WHR)、腰围身高比(waist-height ratio，WHtR)、肌肉量、身体水分、颈围、胸外围、胸内围、腹外围、腹内围、腰围、臀围、大腿外围、大腿内围、上臂外围、上臂内围。

1.3 血清血脂四项检测

采用全自动生化分析仪检测血清血脂指标，包括总胆固醇(total cholesterol, TC)、甘油三酯(triglyceride, TG)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein cholesterol, HDL-C)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein cholesterol, LDL-C)和空腹血糖(fasting blood glucose, FBG)，脂肪肝状况。

1.4 心脏结构与功能检测

采用心脏彩色多普勒超声检查仪，检测超声心动图，检测升主动脉内径(ascending aorta inner diameter, AAID)、主动脉根部内经(aortic root inner diamete, ARID)、室间隔厚度(interventricular septal thickness, IVS)、主动脉流速(aortic velocity, AV)、肺动脉流速(pulmonary artery velocity, PV)等心脏结构和功能指标。采用芬兰Polar心率遥测仪测量安静心率(heart rate, HR)、采用标准水银柱式血压计检测收缩压(systolic blood pressure, SBP)和舒张压(diastolic blood pressure, DBP)。

1.5 肺功能指标检测

采用意大利Spirolab III肺功能测量仪检测受试者肺功能指标：肺活量(vital capacity, VC)、VC%、用力肺活量(forced vital capacity, FVC)、FVC占预计值的百分比(FVC%)、第一秒用力呼气容积(forced expiratory volume in the first second, FEV1)、FEV1占预计值的百分比(FEV1%)、呼气峰流速(peak expiratory flow, PEF)、最大呼气中段流量(maximum mid-expiratory flow, MMF)、最大通气量(maximal voluntary ventilation, MVV)、MVV%。

Tab. 1 General information of n=24)

1.6 统计学处理

2 结果

2.1 各组基础指标的比较

身体形态学指标显示：藏族腹型肥胖组WHR、BFR、肌肉量、身体水分、身体围度显著大于藏族对照组(P均<0.01)；汉族腹型肥胖组的WHR、BFR、身体围度大于汉族对照组(P均<0.01)；藏族腹型肥胖组的大腿外围明显低于汉族腹型肥胖组(P<0.05，表2)。提示腹型肥胖汉族身体形态改变主要表现为体脂肪率BFR增加；藏族表现为BFR和肌肉量同步增加。

研究结果显示：各组血糖未见明显差异。腹型肥胖汉族血脂改变表现为HDL-C水平显著降低(P<0.05)，藏族血脂改变表现为TC、TG和LDL-C水平显著增高(P<0.05,P< 0.01,P<0.05)。与汉族比较，藏族腹型肥胖组具有更高的脂肪肝发病率。汉族腹型肥胖组脂肪肝检出率为33.34%，藏族腹型肥胖组脂肪肝检出率为100%(表3)。

Tab. 2 Comparison of body morphology indexes in each group n=24)

Tab. 3 Comparison of blood indexes in each group n=24)

2.2 各组心脏结构功能指标的比较

本研究中，AV代表左心室收缩功能、PV代表右心室收缩功能。MVE和MVA代表左心室舒张功能、TVE和TVA代表右心室舒张功能。各组受试者二维及M型超声心动图如图所示。结果表明，汉族和藏族肥胖组右室内径、室间隔厚度均有增厚迹象，但无显著差异(图1-4)。藏族腹型肥胖组SBP显著高于藏族对照组(P<0.01)；汉族腹型肥胖组SBP(P<0.01)和DBP(P<0.05)显著高于汉族对照组。藏族腹型肥胖组AV和PV显著慢于藏族对照组(P均<0.01)；汉族腹型肥胖组室间隔搏幅明显大于汉族对照组(P<0.05)；藏族对照组AV和PV明显快于汉族对照组(P均<0.01)。其余指标无显著差异(表4)。

Fig. 1 Two-dimensional and M-mode echocardiography of male college students in Han nationality control group

Fig. 2 Two-dimensional and M-mode echocardiography of male college students in Tibetan control group

Fig. 3 Two-dimensional and M-mode echocardiography of Han abdominal obesity group

Tab. 4 Comparison of cardiac structure and function indexes in each n=24)

Fig. 4 Two-dimensional and M-mode echocardiography of Tibetan abdominal obese male college students

2.3 各组肺功能指标的比较

结果显示：汉族腹型肥胖组FEV1、FEV1%、PEF、MMF、MVV、MVV%、肺活量/体重显著低于汉族对照组(P<0.05，P<0.01)。藏族腹型肥胖组MMF、肺活量/体重显著低于藏族对照组(P<0.05，P<0.01，表5)。

Tab. 5 Comparison of pulmonary function indexes in each group n=24)

2.4 藏族腹型肥胖组身体形态与心肺功能相关性分析

结果显示：藏族腹型肥胖组SBP与BMI(P<0.05)、WC(P<0.05)呈正相关。主肺动脉内径与BMI(P<0.05)、WC(P<0.05)、WHtR(P<0.05)呈正相关。AV与WC呈负相关(P<0.05)。PV与BMI(P<0.01)、BFR(P<0.01)、WHR(P< 0.05)、WC(P<0.05)、WHtR(P<0.01)呈负相关。TVE与BMI呈负相关(P<0.05)。MVV与BFR(P<0.05)、WC(P< 0.05)呈负相关(表6)。

Tab. 6 Correlation analysis between body shape and cardiopulmonary function in Tibetan obese group(r， n=24)

3 讨论

藏族青年腹型肥胖发生率较高。据报道，西藏昌都地区18～33岁藏族青年超重或肥胖率为22.8%[9]，云南省迪庆州藏族青年肥胖和腹型肥胖率分别为15.8%和39.4%[10]，均高于同地区其他民族。即使BMI在正常范围，藏族青年腰围亦明显大于汉族[6]。在本研究中，腹型肥胖藏族在身体形态方面表现为肌肉量和脂肪同步增加，血脂异常表现出以高TC和高LDL-C为特点，后者是心血管病的重要危险因素。腹部脂肪蓄积与心血管及呼吸系统疾病均具有高相关性[2,3]，与全身性肥胖相比，腹型肥胖患者具有更高的患病风险[2,11]。因此本研究选取平原就读藏族腹型肥胖大学生，探讨腹部脂肪蓄积对其心脏结构功能、肺功能的具体影响。

腹型肥胖作为心血管病的独立危险因素，可明显促进左室肥厚的形成[12]。文献显示：WC、WHtR作为反映腹型肥胖程度的重要指标，与左室后壁厚度、左室内径、左室质量指数均呈正相关[13]。腹型肥胖对心脏的负性影响主要表现为心腔增大、心室壁增厚、左室质量增加、左心室压力增高、舒张功能受限[12,13]。其中心外膜脂肪和内脏脂肪量与左心室肥厚程度相关，是导致腹型肥胖患者左室结构异常的主要因素。本研究显示：腹型肥胖对汉族血压的负性影响较平原就读藏族更为明显。腹型肥胖对平原就读藏族心功能的负性影响，表现为主动脉和肺动脉流速减慢；对汉族心功能的负性影响表现为室间隔搏幅加大。提示肥胖藏族左、右心室收缩能力降低显著，肥胖汉族左心室容量负荷增大明显。可见腹型肥胖对藏汉族心功能负性影响程度不同。关于腹型肥胖引起心功能不良改变的机制，尚不完全清楚，文献归纳包括：心脏压力或容量负荷过度；心肌脂肪广泛浸润；心肌脂肪酸氧化率增加；线粒体功能障碍和氧化应激水平增加；致炎因子增加；细胞外基质和心肌纤维化的变化等[14,15]。

腹型肥胖人群心肺功能受损存在交互作用[3,4]。临床研究表明，腹型肥胖合并心血管疾病患者普遍存在肺功能下降，其导致的肺功能受损亦会促进心血管疾病发生[3]。文献显示，腹型肥胖人群胸壁容积缩小9%～23%，肺功能降低12%～24%[16]，且随着WHR增高，哮喘、慢性阻塞性肺疾病和肺癌发生率逐渐上升[3]。腹型肥胖人群肺功能异常主要表现为肺通气功能障碍，其机制主要与腹部脂肪蓄积导致胸廓顺应性下降和小气道功能损害相关[17]。本研究结果显示：腹型肥胖对藏汉族肺功能产生不同程度的负性影响，藏族表现为MMF和肺活量/体重水平降低；汉族表现为FEV1、FEV1%、PEF、MMF、MVV、MVV%和肺活量/体重水平均降低。文献表明，肺活量/体重水平降低提示限制性通气功能障碍，FEV1、PEF、MVV、MMF下降提示阻塞性通气功能障碍[18]。可见，藏汉族腹型肥胖学生均有限制性通气功能障碍风险，而与汉族相比，藏族发生阻塞性通气功能障碍的风险较低，提示腹型肥胖对藏族肺功能的负性影响较小。推测原因，一方面，久居高原藏族摄氧能力和肺通气水平强于汉族。另一方面，藏族学生移居平原，解除低氧刺激后，其肺血管阻力降低，呼吸功能进一步增强。这两方面因素可能抵消了腹型肥胖造成的部分肺功能受损。

身体形态学指标(BMI、WC、BFR、WHR和WHtR)与腹型肥胖者心肺功能密切相关[19,20]。本研究结果显示：在肺功能方面，藏族腹型肥胖组BFR与MVV呈负相关；在心功能方面，BMI、WC与心脏功能指标相关性较为密切，能较好的预测心血管疾病的风险。在本研究中，与汉族相比，腹型肥胖藏族的心肺功能并未随身体形态学指标增加而发生明显降低，提示腹型肥胖对平原就读藏族心肺功能的负性影响低于汉族。推测原因与藏族的心肺储备能力较强有关。文献显示，藏族具有内皮PAS1区域蛋白1(EPAS1)和脯氨酸羟化酶2编码基因(EGLN1)等与低氧适应相关的基因，是其良好心肺储备能力的分子基础[21]。

综上，腹型肥胖可导致平原就读藏族大学生心肺功能下降，主要表现为主肺动脉流速和最大呼气中段流量降低，收缩压增加。腹型肥胖对藏汉族大学生心肺功能影响存在差异，对藏族血压、室间隔搏幅和肺功能的负性影响小于汉族。藏族腹型肥胖大学生身体形态学指标与心肺功能呈负相关，其中BMI、WC与心脏功能指标相关性较为密切，BFR与肺通气功能指标相关性较为密切。

本文针对平原就读的腹型肥胖藏汉族大学生心肺功能差异进行了比较研究，仅为横断面调查，尚较难判断腹型肥胖与心肺功能间差异的因果关系。有待进行深入研究，以阐明腹型肥胖对平原就读藏汉族大学生心肺功能影响的机制。