BMI和性别对中老年人静动态平衡能力的研究.pdf

BMI 和性别对中老年人静动态平衡能力的研究张阳1，2，康亚志1，2，陈昊1，王凤3，邵梦霓1，2摘要：目的：探讨 BMI 和性别对中老年人静动态平衡能力的影响.方法：根据 BMI 和性别选取160 名中老年人，其中，体重偏瘦、正常、超重、肥胖的人数均为 40 人，且男女比例均为 11.使用平衡仪测试受试者的静动态平衡能力，采用 42 双因素方差分析检验 BMI 和性别对平衡能力的影响效果.结果：在静态平衡方面，睁眼单足站立时平衡在组别间的差异具有统计学意义（P0.05）.在动态平衡方面，睁眼双足站立时的平衡在组别和性别间的差异具有统计学意义（P0.05）.结论：随着 BMI等级的升高，中老年人的静动态平衡能力逐渐变差，超重、肥胖中老年人的静动态平衡能力更差.对同一 BMI 类型的中老年人，男性的静态平衡能力与女性相当；但是，男性的动态平衡能力却略优于女性，尤其是 BMI 偏小时.关键词：BMI；性别；中老年人；静态平衡；动态平衡中图分类号：G804文献标志码：A文章编号：1008-7974（2023）08-0096-07DOI：10.13877/22-1284.2023.08.016平衡是指人体所处的一种姿态，以及在运动或受到外力作用时能自动调整并维持姿势的一种能力；根据平衡的功能可将其分为静态平衡和动态平衡1，它们分别负责人体不同的姿势控制.人体平衡的维持需要运动感觉的感知、感觉信息传递给中枢神经，以及适当的肌肉活动2-3.身体质量指数（BMI）是国际上衡量胖瘦程度的常用指标，公式为 BMI=体重/身高2，具体可分为偏瘦、正常、超重和肥胖四个等级.中国居民营养与慢性病状况报告（2020 年）显示，我国成年居民超重肥胖超过 50%，617岁的儿童青少年接近 20%，6 岁以下的儿童达到 10%.由此可见，超重肥胖逐渐成为威胁我国居民健康的首要危险因素4.有研究表明，体重超重肥胖能显著降低中老年女性的静态平衡能力5，且平衡缺失会导致老年人跌倒风险的增加6；因此，探讨体重与平衡能力之收稿日期：2023-03-02基金项目：安徽省高校自然科学研究项目（KJ2021A0931）；安徽省高校人文社会科学研究项目（SK2021A0076）；安徽省社会科学创新发展研究项目（2021KY012）.作者简介：1.张阳，山东莒南人，合肥师范学院高级实验师；康亚志，陈昊，邵梦霓，合肥师范学院（安徽 合肥 230601）.2.张阳，康亚志，邵梦霓，安徽省运动健康信息监测技术工程研究中心.3.王凤，安徽大学.张 阳，等：BMI和性别对中老年人静动态平衡能力的研究2023 年第 8 期第 44 卷总第 341 期学 报 96张 阳，等：BMI和性别对中老年人静动态平衡能力的研究间的确切关系对预防中老年人的跌倒具有重要意义.同时，研究表明老年女性发生跌倒的频 率 及 跌 倒 致 伤 或 致 死 的 比 率 均 高 于 男性7-8.生活中多是老太太搀扶老头的现象可能与老年男性平衡能力弱于女性及年龄差异有关.所以，研究性别间的平衡能力对探究老年人跌倒的内部因素具有一定的帮助.此外，考虑到中国人跌倒死伤概率增多的时间提前至 50 岁左右8.本研究通过平衡测试仪对不同体重类型的 5069 岁之间的中老年人进行平衡能力测试，分析 BMI 和性别对中老年人静动态平衡能力的影响，为中老年人跌倒的预防及改善提供数据支撑.1研究对象与方法1.1研究对象根据 BMI（偏瘦、正常、超重和肥胖）、性别（男 和 女）和 年 龄 阶 段（5059 岁 和 6069岁）等条件选取 80 名男性中老年人和 80 名女性中老年人，每种性别人群的偏瘦、正常、超重和肥胖的人数比约为 1111，且每种性别人群每种 BMI 类型的年龄阶段人数比约为11.所有研究对象的筛选条件是：所有研究对象的年龄均在 5069 岁范围内；所有研究对象身体状况良好，近一年内下肢无严重损伤，生活均能自理；BMI 标准为：BMI18.5为体重过轻（简称“偏瘦”），18.5BMI24.0 为正常体重，24.0BMI28.0 为超重，BMI28.0 为肥胖；所有研究对象均不锻炼或体育锻炼频率低（指每周体育锻炼的次数小于或等于 1次）；所有研究对象均无视觉、前庭感觉和神经系统等方面的疾病.具体研究对象的基本情况见表 1.1.2研究方法（1）静态平衡测试.采用中国科学院生产的 IIM-BAL-100 型平衡测试仪对受试者进行不同站立状态下的平衡测试，该仪器通过对人体站立时压力中心移动轨迹的变化评价人体的静态平衡状况.测试项目为睁眼单足站立姿势，测试时，两眼平视前方，优势足立于测试板的中央，非优势足抬起约 20 cm，测试时间为 10 s；测试三次，取平均值作为最终结果.评价指标：摆动速度（Avg.v）；摆动角度（Deg）；外周面积（Area）；总轨迹长（TL）.该系统采用四个不同类型的指标评价静态平衡，整体可靠性及有效性较好.这些指标值越小静态平衡越好，反之则越差9.（2）动态平衡测试.采用德国 Dr-Wolff 公司生产的 Balance-check 动态平衡测试仪对受试者进行睁眼双足站立下的平衡测试，模式选为 Balance test，测试难度选为 5-hard（中等表 1研究对象基本情况性别男女组别偏瘦组正常组超重组肥胖组偏瘦组正常组超重组肥胖组年龄/岁60.066.9859.877.4560.137.1360.516.9459.946.6960.137.2960.676.9260.237.12体重/kg48.955.6362.025.2473.725.7284.825.8142.574.6954.214.9864.924.7673.384.85身高/m1.710.131.700.111.680.121.690.091.580.071.590.071.580.081.570.09BMI/（kgm-2）16.791.6721.132.5626.081.8229.681.6716.721.6520.982.4925.971.9529.721.71 972023 年第 8 期学 报程度），测试控制选为 sensor+（该模式仪器灵敏性较高）；测试时两足立于上下由一个直径10 cm 的不可压缩的圆柱形泡沫链接的上踏板上（上踏板可上下移动），通过人体上下肢的协调用力等维持人体的动态平衡，测试时间为 30 s；测试三次，取平均值作为最终结果.评价指标：平衡得分（Score）；最大旋转角速度（Max Rot.Speed）；平均旋转角速度（Rot.Speed）；平衡等级（Grade）.其中，Max Rot.Speed、Rot.Speed和 Grade三个指标值越小，Score值越大，表明人的动态平衡能力越好，反之则越差.（3）统计学方法.应用 Excel 和 SPSS 17.0统计学软件对实验数据进行统计分析；在满足方差齐性检验条件下，采用双因素方差分析来检验 BMI（偏瘦、正常、超重和肥胖）和性别对不同站立状态下的静动态平衡能力的影响.实验数据均以均值标准差来表示，显著性差异水平设为P0.05.2结果2.1睁眼单足站立时各组间静态平衡能力比较由表 2 可知，在组别间，不管是在男性还是女性中，超重组与肥胖组各静态平衡指标值分别与偏瘦组之间的差异均具有统计学意义（P0.05）；男性超重组 Deg、Area 和女性超重组 Area，以及男女性肥胖组所有指标与正常组之间的差异均具有统计学意义（P0.05）；男性肥胖组 Deg、Area，以及女性肥胖组 Deg 与超重组之间的差异均具有统计学意义（P0.05）.2.2睁眼双足站立时各组间动态平衡能力比较由表 3 可知，在组别间，无论是在男性还表 2睁眼单足站立时静态平衡指标测试结果性别男女组别偏瘦组正常组超重组肥胖组偏瘦组正常组超重组肥胖组Avg.v/（mms-1)47.629.2452.799.4558.6211.1465.4812.1349.829.1255.839.8162.1511.5669.1311.97Deg/（）3.540.723.990.784.320.825.151.033.850.764.450.854.610.925.371.25Area/mm2244.7660.75278.4861.27322.4567.24372.8175.89255.8361.27282.6365.23341.7670.21401.5682.79TL/mm435.9891.45466.89102.84518.35104.37592.36121.86463.16101.24493.28105.24543.82109.87616.45128.75注：P0.05，为同性别内与偏瘦组比较；P0.05，为同性别内与正常组比较；P0.05，为同性别内与超重组比较.表 3睁眼双足站立时动态平衡指标测试结果性别男女组别偏瘦组正常组超重组肥胖组偏瘦组正常组超重组肥胖组Score/分14 171.423 110.2313 267.282 951.6511 832.652 461.979 625.232 001.3813 619.732 512.8512 142.672 689.2810 735.172 445.918 326.731 996.52Rot.Speed/（s-1）3.980.724.390.986.011.417.661.624.430.954.951.156.531.578.051.89Max Rot.Speed/（s-1）8.722.0110.462.1313.532.6716.893.7610.011.7912.682.5715.983.4318.864.75Grade/级2.170.412.450.523.040.563.820.822.330.392.680.573.230.614.270.98注：P0.05，为同组内性别间比较；P0.05，为同性别内与偏瘦组比较；P0.05，为同性别内与正常组比较；P0.05，为同性别内与超重组比较.98张 阳，等：BMI和性别对中老年人静动态平衡能力的研究是女性中，超重组与肥胖组各动态平衡指标值与偏瘦组和正常组之间的差异均具有统计学意义（P0.05）；男女性肥胖组所有动态指标值与超重组之间的差异均具有统计学意义（P0.05）.在性别间，同一 BMI 类型组不同性别 间 比 较，偏 瘦 组 Rot.Speed 和 Max Rot.Speed、正常组 Rot.Speed 和 Max Rot.Speed，以及超重组 Max Rot.Speed 在性别间的差异均具有统计学意义（P正常超重肥胖；超重、肥胖的静动态平衡能力更差，但是偏瘦与正常体重间的静动态平衡能力无显著性差异.有两个原因能解释体重与平衡能力之间的关系：第一个原因是足底机械感受器和皮肤感觉对平衡控制的作用11.BENSMAIA 等12研究证实长时间超阈值的振动刺激能造成机械感受器传入脱敏；而体重则是平衡维持过程中振动产生的主要因素，如体重超重和肥胖者站立时表现出较大的足底接触面积13和足底压力值14，这些现象可能会降低足底机械感受器产生感觉信息的质量或数量，进而影响人体平衡.第二个原因是随着年龄增加，中老年人的骨骼肌肉量逐渐减少，加之中老年人超重肥胖多表现为脂肪的增多，这导致随着 BMI的增加，中老年人单位体重的下肢肌力逐渐在下降，这极易造成下肢肌肉力量难以控制姿势或动作的稳定性，即表现出平衡功能的缺失5.在此之前，HUE 等15对 2461 岁之间的不同体重的男性受试者进行静态平衡能力的测试，结果发现平衡稳定性的下降与体重的增加密切相关，并认为体重可能是跌倒的重 要 风 险 因 素.在 动 态 平 衡 方 面，GREVE等16通过 Biodex Balance System 发现，在年轻的男性成年人中，随着 BMI 的增大，平衡能力将降低.上述两个研究与本研究在所选研究对象的年龄（前者年龄相对较小、本研究年龄较大）与性别（前者均为男性、本研究为男女均有）方面略有不同，但却发现随着 BMI 的增加，人体静动态平衡能力逐渐下降，本研究结果与其相似.此外，本研究所选静动态平衡测试仪器均较为先进，平衡评价指标类型较全面（如静态平衡有速度、面积和长度指标；动态平衡不仅有角速度类指标，还有平衡等级强弱的指标），所以，本研究结论相对更准确、恰当.最后，该研究结果表明：对于中老年人，体重（BMI）越大（如肥胖者），人体的平衡能力也就越差，这意味着他们发生跌倒的概率也就越高；因此，中老年体重超重或肥胖者可通过减体重17或抗阻力训练等运动干预18改善自身的平衡状况，以此降低潜在的跌倒损伤.3.2性别对中老年人静动态平衡能力分析本研究发现对同一 BMI 类型的中老年人，男性静态平衡能力与女性的相当；而体重偏瘦和正常的男性中老年人动态平衡能力却略优于女性.造成这种结果的可能原因主要有：一是男性同龄人的肌肉力量强于女性；二是女性绝经后由于雌性激素的缺乏，致使骨质丢失速度显著快于男性（女性约为男性的四 992023 年第 8 期学 报倍）19；三是动态平衡对人体肌肉力量、神经控制和感觉信息等因素要求更高，更易发现中老年人性别间平衡能力的差异，而静态平衡过于简单则不易发现；四是人体重量（BMI）的增加对平衡有降低作用，它逐渐消除了性别间动态平衡能力的差异.在静态平衡方面，MENEGONI 等20研究发现 2040 岁肥胖成年人的静态平衡能力不存在性别间差异；与此同时，CRUZ 等21研究也得出相同 BMI 类型人群不存在性别间静态平衡能力的差异；本研究结果与其相似，这侧面证明本研究结果的正确性.但是，KU 等22却发现年轻成年女性的静态平衡能力略弱于男性，造成上述研究结果差异可能与性别间脂肪组织质量分布有关，男性脂肪组织主要分布集中在胸腹部，而女性脂肪组织却主要在臀部和大腿部位23，不同部位质量的分布对人体质心产生了影响，最终导致人体平衡的差异.本研究结果与其不同，其原因可能与研究对象选取年龄不同有很大关系（本研究为中老年人，年龄在 60岁左右；该研究为年轻成年人，年龄在 21 岁左右），年龄增大可能降低了男女静态平衡能力间的差异，使其变得不显著.在动态平衡方面，HSUE 等24通过下楼梯测试老年人的动态平衡能力，结果发现老年女性的动态平衡能 力 略 弱 于 同 龄 男 性 老 年 人.与 此 同 时，WIKSTROM 等25通 过 双 腿 起 跳 单 腿 落 地 实验，发现年轻女性在垂直方向上具有较高的动态姿势稳定分数和综合评分（得分越大，平衡能力越差）：即女性动态平衡能力略弱于男性，本研究结果与上述两研究结果相似.但是，GRIBBLE 等26对 16 名年轻的成年人进行星偏移动态平衡测试，结果却发现女性表现出更大的到达距离和膝关节屈曲：即女性动态平衡能力优于男性.导致上述结果与本研究不同的主要原因如下：该研究采用星偏移测试评价年轻成年人的动态平衡，由于女性身体的柔韧性明显优于男性，进而得出女性动态平衡优于男性；而本研究采用不稳定状态下的双足站立评价中老年人的动态平衡，由于中老年女性的肌肉力量下降速度明显快于男性，进而导致中老年女性的动态平衡控制能力弱于男性.此外，现有研究整体缺乏对中老年人性别间平衡能力差异的研究，而此年龄阶段（5080 岁）是平衡能力急速下降和改善的关键时期，因此，未来应加强对该年龄阶段平衡能力的研究.4结论在 5069 岁年龄范围内，随着 BMI 等级的升高，中老年人静动态平衡能力表现出变差的趋势：偏瘦正常超重肥胖；其中，超重、肥胖的静动态平衡能力更差，但是偏瘦与正常体重间的静动态平衡能力无显著性差异.对同一 BMI 类型的中老年人，男性的静态平衡能力与女性相当；但是，男性的动态平衡能力却略优于女性，尤其是在 BMI 偏小时.参考文献：1 POLLOCK A S，DURWARD B R，ROWE P J，etal.What is balance?J.Clin Rehabil，2000，14（4）：402-406.2BEARD 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mechanoreceptive afferents J.J Neurophysiol，2005，94（5）：3023-3036.13BIRTANE M，TUNA H.The evaluation of plantar pressure distribution in obese and non-obese adultsJ.Clin Biomech，2004，19（10）：1055-1059.14HILLS A P，HENNING E M，MCDONALD M，et al.Plantar pressure differences between obese and non-obese adults：a biomechanical analysisJ.Int J Obesity，2001，25（11）：1674-1679.15HUE O，SIMONEAU M，MARCOTTE J，et al.Body weight is a strong predictor of postural stabilityJ.Gait posture，2007，26（1）：32-38.16GREVE J，ALONSO A，BORDINI A C P G，etal.Correlation between body mass index and postural balance J.Clinics，2007，62（6）：717-720.17TEASDALE N，HUE O，MARCOTTE J，et al.Reducing weight increases postural stability in obese andmorbid obese men J.Int J Obesity，2007，31（1）：153-160.18ZEMKOV E，KYSELOVIOV O，JELE M，et al.Three months of resistance training in overweightand obese individuals improves reactive balance controlunder unstable conditionsJ.J Back Musculoskelet，2017，30（2）：353-362.19RIGGS B L，MELTON III L 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Rehabil，2009，18（2）：240-257.（责任编辑：王前）1012023 年第 8 期学 报Study on BMI and Gender on Static and Dynamic Balance Abilityof Middle-aged and Elderly PeopleZHANG Yang1，2，KANG Ya-zhi1，2，CHEN Hao1，WANG Feng3，SHAO Meng-ni1，2（1.Hefei Normal University，Hefei 230601，China；2.Anhui Sports Health Information Monitoring Technology Engineering Research Center，Hefei 230601，China；3.Anhui University，Hefei 230601，China）Abstract：Objectives：To explore the influence of BMI and gender on the static and dynamic balance abilityof middle-aged and elderly people.Methods：According to BMI and gender，160 middle-aged and elderlypeople were selected，among which 40 were thin，normal，overweight and obese，and the ratio of male tofemale was 11.Quiet dynamic balance ability was tested using a balancer and the effects of BMI andgender on balance ability was tested using 42 two-way ANOVA.Results：In the static balance，the difference in balance BMI groups when standing on one foot was statistically significant（P0.05）.In the dynamic balance，the difference in balance BMI groups and gender when standing on both feet were statistically significant（P0.05）.Conclusion：With the increase of BMI level，the static and dynamic balanceability of the middle-aged and elderly people is gradually deteriorated，and the overweight and obese elderly people are worse.For middle-aged and elderly people of the same BMI type，men have a static balance comparable to women；however，men are slightly better than women，especially with a small BMI.Keywords：body mass index；gender；Middle-Aged and Older Adults；static balance；dynamic balance 102