宁夏某高校大学生瘦体组织成分与指长比的相关性研究*

马成凤,马秀慧,吴 曦,张 静,杨梦怡,马占兵,霍正浩,党 洁

(宁夏医科大学基础医学院/生育力保持教育部重点实验室,宁夏 银川 750004)

指长比主要是指食指(2D)与环指(4D)的相对比例。众多研究发现,在不同人种和不同群体中,2D︰4D均表现为女性显著高于男性,而这种性别差异与胚胎早期宫内性激素水平有关,这也使得2D︰4D成为判断个体胚胎期宫内激素环境的宏观生物学指标[1-2]。机体宫内性激素靶点众多,对个体生长发育影响广泛,因此胚胎期性激素环境在影响2D︰4D发育的同时可能也会影响机体体成分的分布。瘦体组织(LBM)是指有恒定水的去脂组织,包含体液、蛋白质、无机盐、骨骼肌含量(SMM)等,其变化特征往往与机体生理及病理反应密切相关[3-4]。基础代谢率(BMR)是指人体在自然条件下处于非活动状态时,为了维持生命所消耗的最低能量[5]。有研究显示,LBM可以显著促进机体BMR水平,是影响BMR的唯一预测指标[6]。LBM是决定体重指数(BMI)的关键因素,有研究显示机体脂肪分布特征及BMI与2D︰4D存在显著相关性,BMI较高可能与较低的产前雄激素或较高的产前雌激素水平相关[7],这似乎与2D︰4D形成的生物学基础存在一定交集。然而LBM、BMR是否与2D︰4D存在相关性的研究目前鲜有报道且结论不明。为此,本研究拟以宁夏地区某高校大学生为研究对象,分别分析6种LBM、BMI及BMR与2D︰4D之间的关系,探讨三者与2D︰4D形成间可能存在的共有生物学基础,为以2D︰4D为基础指导大学生运动、饮食等生活习惯提供理论依据。

1 资料与方法

1.1研究对象 选取838名在校大学生为研究对象,其中男412名,平均年龄(19.14±1.06)岁;女426 名,平均年龄(19.24±1.06)岁。所有参与者彼此间无血缘关系,经入校体检排除糖尿病、高血压、内分泌性疾病等病史,无手术外伤史及抗结核药或激素等药物服用史。排除手部有残疾或手部精细结构缺失者。所有参与者均知情同意,研究方案已通过宁夏医科大学伦理委员会批准(宁医大伦理第2022-G185号)。

1.2方法

1.2.1指标的测量 通过InBody BSM370成分仪,采用生物电阻抗分析法(BIA)测定LBM各项指标。BIA主要利用人体LBM为良导体(含水量高)、脂肪为绝缘体(含水量低或无)的特性,通过不同体成分对微电流产生不同阻抗来进行测定[6]。本研究测量指标包括年龄、体重、身高、身体总水分(TBW)、细胞内液(ICW)、细胞外液(ECW)、蛋白质含量、骨矿物质含量(BMC)、SMM、BMI及BMR。

1.2.22D︰4D的测量 要求参与者头部摆正,肩摆平,脊柱挺直,双手手掌朝上,保持手指并拢且用力伸直。在手掌上方放置标准直尺(30 cm),在垂直于手部正上方50 cm处采用数码相机拍摄双手掌面照片。随后,利用图像处理软件Image-Pro Plus(Version6.0,Media Cybernetics,Inc.)进行指长的校正及测量。所有测量值均经3人重复测量3次后完成,最终取测量平均值计算双手2D︰4D。

1.3统计学处理 采用SPSS26.0软件建立数据库并进行数据分析。采用独立样本t检验(检验水准为α=0.05)分析各项指标与2D︰4D在不同性别之间的差异;各项指标与2D︰4D的相关性采用Pearson相关分析法及线性回归分析法。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1宁夏某高校大学生年龄、体重、身高、BMI、BMR及LBM的分布特征 宁夏某高校大学生不同性别间除年龄外,男性体重、身高、TBW、ICW、ECW、蛋白质含量、BMC、SMM、BMI及BMR均显著高于女性,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 宁夏某高校大学生LBM、BMI及BMR分布特征

2.2宁夏某高校大学生2D︰4D的分布特征 宁夏大学生人群左手(L)及右手(R)2D︰4D均存在显著性别差异,表现为女性高于男性,差异有统计学意义(P<0.05);然而双手2D︰4D的差值(Dr-l,右手减左手)在不同性别间差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 宁夏某高校大学生2D︰4D分布特征

2.3LBM各项指标、BMI及BMR与2D︰4D的相关性分析 Pearson相关分析法结果显示,在控制了性别因素后,无论是在总人群中,还是在不同性别间,宁夏某高校大学生的TBW、ICW、ECW、蛋白质含量、BMC、SMM、BMI及BMR均与双手2D︰4D无相关关系(P>0.05),提示二者可能并不存在共同的发育基础,见表3。

表3 Pearson相关分析法分析LBM各项指标、BMI及BMR与2D︰4D的相关性

此外,本研究还以2D︰4D为因变量,其他LBM指标分别为自变量,P>0.1为排除标准,P<0.05为纳入标准,进行了线性回归分析。结果显示,LBM各项指标、BMI及BMR在不同性别间均与双手2D︰4D无相关性(P>0.05)。见表4。

表4 线性回归分析法分析LBM各项指标、BMI及BMR与2D︰4D的相关性

3 讨 论

人类2D︰4D作为一种具有典型性别二态性的体质特征,在不同人群和地区均表现为女性显著高于男性[1]。一般认为,2D︰4D形成于妊娠14周左右,受到胚胎早期产前雄激素与产前雌激素的影响,雄激素与雌激素的比值与2D︰4D呈负相关,其后保持稳定,不受个体出生后性激素水平影响[8],因此这使得2D︰4D成为判断个体胚胎期宫内激素环境的宏观生物学指标[2]。由于孕期母体宫内环境异常波动在影响2D︰4D发育的同时,也可能引起机体成年后胚胎起源成人性疾病,如精神分裂症[9]、男性不育[10]及肿瘤[11]的发生,因此开展2D︰4D与疾病发生相关性的研究也成为目前生命科学及医学的研究热点之一[12]。

孕期宫内性激素对个体发育有着广泛的影响,包括对个体出生后体成分的影响。因此,产前性激素水平在影响2D︰4D发育的同时是否也参与了个体体成分的分布,是否能够通过2D︰4D的测定判断机体部分体成分的含量值得深入研究。已有研究报道,BMI作为冠心病等心血管疾病的危险因子,与2D︰4D可能存在正相关关系[13]。BMI与机体脂代谢水平密切相关,而脂肪分布特征则受到性激素水平的显著调控,较高的BMI可能与产前雌激素水平增高有关,因此使得2D︰4D成为预测个体未来患心血管疾病的早期宏观生物学标志物[14]。近期,一项针对欧洲人群的大型在线调查分析了2D︰4D和BMI之间的关系,发现不同性别人群2D︰4D与BMI之间存在微弱的正相关关系,在女性中尤为明显[15]。本研究结果显示,宁夏某高校大学生BMI均值处于正常水平,且男性身高、体重及BMI显著高于女性,与我国青春期后青年人体质特征一致[16]。然而,本研究并未发现BMI与2D︰4D存在相关性,这与KALICHMAN等[17]、FISCHER等[18]的研究结果一致。这可能说明BMI与2D︰4D的关联性较弱,加之受到样本量、检测方法、统计方法、年龄等因素影响可能出现结果不一致的现象。此外,本研究对象均为健康大学生,能够维持正常的日常饮食和户外活动,因此能够较好地控制脂肪及体重的分布,这可能也是导致二者并无显著相关性的原因之一。

本研究结果发现,除BMI外,宁夏某高校男性大学生6项LBM检测指标同样显著高于女性。LBM主要是指去脂体重,这其中肌肉及BMC是构成LBM的主要成分,二者功能相辅且同步增减,共同受到类固醇激素的影响[3]。有研究结果显示,男性骨骼肌的合成代谢受到睾酮的显著调节,机体睾酮水平与肌肉含量呈显著正相关,而与脂肪含量则呈负相关[19]。随着个体年龄的逐渐增大,伴随睾酮分泌减少,将会导致肌肉和骨骼的流失与脂肪的增加,增加少肌症及肥胖的发生风险[20]。女性肾上腺皮质也会合成雄激素,在青春期达到峰值,而在20岁之后开始逐渐下降,这将导致肌肉的分解代谢反应逐渐明显,从而降低女性骨骼肌的合成[21]。此外,骨骼肌细胞中存在特定的雌激素受体(ER),雌激素可以通过ER的介导,活化AKT信号通路,进而磷酸化激活mTOR,刺激肌组织中卫星细胞的增殖活性,增加蛋白质的合成,进而参与肌肉质量的生长、维持和修复过程[22-23]。而在既往研究中都显示,无论是成人还是儿童,肌肉及蛋白质含量等均与BMC呈显著正相关,而与脂肪含量呈负相关[24-25]。虽然有报道显示,脂肪细胞能够将雄烯二酮转换为雌酮,借此抑制破骨细胞的活性,减少BMC的丢失和骨结构的破坏,然而这种现象仅限于绝经后女性[26]。因此,LBM才是BMC的重要决定因素。

肌肉组织主要以水分和蛋白质为主。本研究结果显示,宁夏某高校男性大学生TBW、ICW、ECW、蛋白质含量、BMC及SMM均显著高于女性,主要原因在于青春期后男性雄激素水平显著增高,在促进男性第二性特征发育的同时,加速肌肉和骨骼的生理状态,抑制脂肪生成。虽然雌激素也有促进骨骼肌合成的作用,但相较于雄激素而言,其更多促进了脂肪的蓄积及分布[27]。此外,由于LBM是决定BMR的唯一预测指标,增加肌肉含量可以有效提升机体代谢水平,提高机体BMR水平,因此这也是男性BMR显著高于女性的主要原因。由于2D︰4D与LBM均受到性激素的显著调控,因此多项研究试图分析二者之间是否存在直接关联。HALIL等[28]在老年群体中发现,2D︰4D与骨骼肌质量指数和握力呈显著负相关,提示产前雄激素暴露可能在老年人骨骼肌丧失过程中发挥作用。PRUSZKOWSKA-PRZYBYLSKA等[23]研究发现,儿童期个体2D︰4D与SMM呈显著负相关,具有较低水平2D︰4D的女孩,SMM有显著增加的趋势。此外,普遍发现运动人群2D︰4D明显较低,这可能是与运动人员LBM含量较高有关,因此2D︰4D可能作为挑选运动员的指标之一[29-30]。然而,本研究并未发现宁夏某高校大学生6项LBM各项指标及BMI、BMR与2D︰4D存在相关性,主要原因在于LBM的发育可能更多受到青春期后性激素水平的调节,而产前宫内性激素水平可能主要影响了2D︰4D的发育,而对成年个体体成分的分布影响不大。此外,在个体成长过程中,饮食、生活习惯、受教育水平、运动水平、母亲孕期体重等均会影响个体体成分的分布[23]。因此本研究尚不能认定2D︰4D与LBM间的相关性,今后仍需在更大样本中通过增加分层分析进一步验证。

综上所述,本研究发现无论是2D︰4D,还是LBM,宁夏某高校大学生女性2D︰4D显著高于男性,而男性LBM则显著高于女性,但是二者间并不存在相关关系,提示二者可能并未共享相同的发育机制。本研究尚存在一定缺陷,如限于样本数量,无法进行年龄分层分析;未进行完善的问卷调查,无法获知生活习惯、运动水平等对各项体成分和2D︰4D的影响。在今后的研究中将逐步扩大样本量,补充问卷调查数据,为补充国内相关研究资料,指导在校大学生建立合理生活方式提供参考依据。