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234 CHINESE JOURNAL OF ANATOMY Vol.46 No.3 2023 解剖学杂志 2023 年第 46 卷第 3 期广东地区青年指长比、趾长比双因素与体能的相关性*徐子凯1，2 李梓诚1 房 旭3 张 黎1 苏伟文2 蔡晓萍3 薛振华2（广东药科大学，1 基础医学院，2 公共卫生学院，3 临床医学院，广州 510006）摘要 目的：综合指长比和趾长比双因素探讨广东地区青年个体指趾发育与各项体能之间的相关性。方法：通过收集广东地区青年个体的相关信息以及测量其手指足趾长度，运用SPSS 25.0统计软件对所得数据进行统计学分析。结果：总体左手2D 4D与左足1T 2T、总体右手2D 4D与右足1T 2T、总体2D 4D与1T 2T均存在正相关关系；男性群体中，未检出任何指长比与趾长比之间具有相关性；女性右手2D 4D与右足1T 2T存在正相关关系，其他指长比与趾长比不存在相关性；男性2D 4D和女性2D 4D之间具有显著差异；男性1T 2T与女性1T 2T之间具有显著差异；50 m成绩中，各组成绩由高到低排列为：示指优势组（LD）且第1趾优势组（LT）群体指等类组（DD）且趾优势组（TT）群体LD且第2趾优势组（ST）群体无名指优势组（SD）且LT群体SD且ST群体；男性各组之间1 000 m成绩、引体向上成绩、女性各组之间800 m成绩、仰卧起坐成绩均未检出具有统计学意义上的差异。结论：人体的手指和足趾之间发育具有相关性，同时由于受性激素的影响，手指指长比2D 4D和足趾趾长比1T 2T均具有性别差异。2D 4D小同时1T 2T小的群体在速度、力量、爆发力等各方面的运动能力更加具有优势，而随着2D 4D越来越大或1T 2T越来越大的群体在这些方面的优势会逐渐削减。关键词 指长比；趾长比；双因素；体能；相关性Correlation between finger length ratio and physical fitness and between toe length and physical fitness in Guangdong young people*Xu Zikai1，2，Li Zicheng1，Fang Xu3，Zhang Li1，Su Weiwen2，Cai Xiaoping3，Xue Zhenhua2（1.School of Basic Medicine，2.School of Public Health，3.School of Clinic，Guangdong Pharmaceutical University，Guangzhou 510006，China）Abstract Objective：To explore the relationship between finger and toe development and various physical abilities of young people in Guangdong by comprehensively analyzing finger length ratio and toe length ratio.Methods：By collecting the relevant information of young people in Guangdong and measuring the lengths of their fingers and toes，this study adopted SPSS 25.0 to analyze the obtained statistical data.Results：There was a positive correlation between the overall left hand 2D 4D and the left foot 1T2T，and the overall right hand 2D4D and the right foot 1T 2T.There was a positive correlation between the overall 2D 4D and 1T2T.In the male group，no statistical relationship between the finger length ratio and the toe length ratio was detected.There was a positive correlation between the female right hand 2D 4D and the right foot 1T2T，and there was no statistically significant correlation between other finger length ratios and toe length ratios.There was a very significant difference between male 2D 4D and female 2D 4D.There was a very significant difference between male 1T 2T and female 1T 2T.In the 50-meter score，the scores of each group were arranged in descending order：LD and LT groupDD and TT groupLD and ST groupSD and LT groupSD and ST group.There were no statistically significant differences in the 1000-meter performance and chin-ups performance between male groups，and 800-meter performance and sit-ups performance between the female groups.Conclusion：There is a correlation between the development of human fingers and toes.At the same time，due to sex hormones influences，there are gender differences in both the finger-to-digit ratio 2D 4D and toe-to-toe ratio 1T 2T.2D 4D small and 1T2T small groups have more advantages in sports ability in terms of speed，strength，explosive power，etc.，and as 2D4D becomes larger or 1T2T becomes larger and larger in these aspects，advantages will gradually diminish.Key words finger length ratio；toe length ratio；two factors；physical fitness；correlationdoi：10.3969/j.issn.1001-1633.2023.03.011论 著*2020 年广东省大学生创新训练项目（S202010573033）；广东药科大学 2020 年创新强校项目第 1 作者 E-mail： 通信作者，E-mail：收稿日期：2022-04-13；修回日期：2023-03-16 235 体能水平的高低与人体的形态学特征密切相关。目前已有多项研究表明指长比（2D4D）和趾长比（1T2T）与人体运动能力之间具有相关 性1-4。而指（趾）长比是在胚胎时期形成的，受到HOXA和HOXD同源异形基因的控制5-6，且HOX基因是指（趾）长比相对稳定的遗传指标。同时，人类的手指和足趾发育基本在宫内睾酮激素和雌激素水平较高的时期，即孕期的最后3个月形 成7-8，因此可以认为人类指（趾）长比的形成可以作为反映宫内睾酮和雌激素水平的指标9，且指（趾）长比在个体发育成长过程中基本不再发生变化，所以可以作为研究个体功能形态等各方面情况的参数之一10-11。本团队之前已经证实了趾长比（1T2T）与人体运动能力的相关性12。然而，关于趾长比1T2T和指长比2D 4D之间的发育规律和遗传差异，以及它们如何与个体的运动能力相关，目前国内外的研究较少。因此，本研究旨在探究手指和足趾发育双因素作用下与人体运动能力之间的关系，并结合2D 4D及1T 2T的不同情况，深入探究不同比率情况下的影响。1 材料和方法1.1 研究对象在广东药科大学内，遵循知情并同意的原则，随机抽取了307个在广东药科大学就读的学生，年龄均在1922岁，平均年龄为（20.200.97）岁。其中男生141个，女生166个，被纳入对象均无血缘关系，且为3代祖居广东的个体。各个体的体质量指数（body mass index，BMI）均在正常范围内，且健康状况良好，无明显重大身心疾病或病史，四肢发育正常，无手指损伤及畸形，运动能力正常，可正常进行各项体能测试。1.2 手指长度、脚趾长度测量方法参考Kanchan的测量位点13，结合邵象清的人体测量手册14，使用150 mm游标卡尺（精度0.01 mm）测量研究对象指长（2D和4D）与趾长（1T和2T）。手指长度测量方法：令受测者屈曲掌指关节，伸直手指，勿使手指向桡侧或尺侧弯曲。用游标卡尺在手掌侧测量，分别测量双手第2指指长（测量时令受测者伸直第2指，测量掌中纹上第2掌指关节与指末端最向下的点的直线距离）和第4指指长（测量时令受测者伸直第4指，测量掌远纹第4掌指关节与指末端最向下的点的直线距离），测量3次，记录，每次结果保留2位小数。根据测量所得数据，对每个样本的2D和4D分别取平均值，设为2D和4D，再用2D/4D，即为指长比（2D 4D）比值，结果保留3位小数。足趾长度测量方法：令受测者屈曲跖趾关节，伸直脚趾。用游标卡尺在足背侧测量，分别测量双足第1跖趾点和第2跖趾点（各趾近节趾骨底背面最向上突出的点，测量时令受测者伸屈足趾可确定此测点）到趾尖点（各趾末端最向下的点）的直线距离为第1趾的趾长和第2趾的趾长，测量3次，记录，每次结果保留2位小数。根据测量得到的数据，对每个样本的1T和2T分别取平均值，设为1T和2T，再用1T/2T，即为趾长比（1T 2T）比值，结果保留3位小数。1.3 体能数据测量方法根据国家学生体质健康标准，对男性研究对象进行50 m、1 000 m、引体向上体测项目的基本体能测试，及时记录有效的成绩信息和评分数据；对女性研究对象进行50 m、800 m、仰卧起坐体测项目的基本体能测试，及时记录有效的成绩信息和评分数据。所有体能测试均由专业体育老师参与完成。1.4 研究对象分组本研究主要围绕研究对象的指长比（2D4D）比值和趾长比（1T 2T）比值来对研究对象进行区分划组。具体分组方法如下：将全体研究对象的指长比和趾长比的数据按性别进行分组，分别进行由大到小的排列，依照百分位法的原则，分别提取排列在总数量前35%部分的研究对象及其体能数据、排列在总数量后35%部分的研究对象及其体能数据以及剩余中间这30%部分的研究对象及其体能数据，分别标记为示指优势组（LD，2D4D）、无名指优势组（SD，2D2T）、第2趾优势组（ST，1T4D且1T2T）；同时对DD组和TT组进行筛选，找出DD且TT的群体，将其划为第2组（2D=4D且1T=2T）；同理，将SD同时ST的群体划分为第3组（2D4D且1T4D且1T2T）；剩下 236 的群体定义为无名指优势且第1趾优势的群体，划分为第5组（2D2T）。分组完成后总体及各组的指长比（2D 4D）及趾长比（1T2T）的具体情况详见表1。表 1 广东青年大学生总体及总体各分组的 指（趾）长比（xs）组别2D 4D1T 2T第 1 组0.9610.0171.1700.035第 2 组0.9240.0091.0950.014第 3 组0.8840.0221.0290.036第 4 组0.9460.0191.0550.049第 5 组0.8970.0241.1480.045合计0.9220.0361.0990.068第 1 组：2D4D 且 1T2T；第 2 组：2D=4D 且 1T=2T；第 3 组：2D4D 且 1T4D 且 1T2T；第 5 组：2D2T1.5 评价指标参照国家学生体质健康标准（2014年修订版）15，根据体能所测成绩数据得出的各项分数求平均值，即为该研究对象对应的体能得分。在体能素质的评价上，分别采用引体向上及仰卧起坐评价个体的肌肉耐力16-17，采用 50 m 跑步项目评价个体的速度素质18，采用 800 m/1 000 m 跑步项目评价耐力素质19。1.6 统计学处理本研究通过将相关数据录入EXCEL 16.52并导入SPSS 25.0中建立数据库后进行数据分析。在个体指长比与趾长比相关性研究部分采用了Spearman秩相关分析的方法；在对男性和女性的指长比、趾长比之间的差异比较研究中采用独立样本t检验分析方法；在分组完成后各组与体能之间的相关性差异采用F检验。P0.05为各组之间差异具有统计学意义。2 结果2.1 总体指长比与趾长比的相关性总体来看，左手指长比与左足趾长比、左手指长比与右足趾长比、右手指长比与左足趾长比、右手指长比与右足趾长比均存在显著相关性，且为正相关关系，即个体的手指指长比（2D 4D）越大，足趾趾长比（1T 2T）也越大（表2）。2.2 男性指长比与趾长比的相关性男性群体中，未检出任何指长比（2D4D）与趾长比（1T2T）间具有相关性（表3）。表 2 总体 2D 4D 与 1T2T 的相关性（r）项目左手 2D 4D右手 2D 4D总体 2D4D左足 1T 2T0.143*0.284*0.237*右足 1T 2T0.162*0.243*0.227*总体 1T 2T0.164*0.277*0.246*P0.05；*P0.01表 3 男性 2D 4D 与 1T2T 的相关性项目左手 2D 4D右手 2D 4D总体 2D4D左足 1T 2T-0.0770.1200.017右足 1T 2T-0.0530.021-0.027总体 1T 2T-0.0400.0750.0082.3 女性指长比与趾长比的相关性女性群体中，右手指长比（2D 4D）与右足趾长比（1T 2T）具有显著相关性，且为正性相关，即右手指长比（2D 4D）值越大，则右足趾长比（1T 2T）的值也越大。其他各项之间未检出具有统计学意义上的相关性（表4）。表 4 女性 2D 4D 与 1T2T 的相关性项目左手 2D 4D右手 2D 4D总体 2D4D左足 1T 2T0.0230.1400.096右足 1T 2T0.0780.177*0.135总体 1T 2T0.0390.1430.104*P0.052.4 指（趾）长比值的性别差异对男性和女性的指长比（2D 4D）与趾长比（1T 2T）分别进行独立样本t检验分析。结果显示男性和女性的指长比（2D 4D）具有显著差异，且男性的2D 4D均值低于女性；同时男性和女性的趾长比（1T 2T）具有显著差异，且男性的1T 2T均值低于女性（表5）。表 5 男性与女性的指（趾）长比值差异情况（xs）项目n2D 4D1T2T男性1410.9050.0331.0740.065女性1660.9360.031*1.1230.068*P第2组第4组第5组第3组。即第1组完成50 m的平均用时最长，第3组完成50 m的平均用时最短。也就是说示指优势（2D4D）同时第1趾优势（1T2T）的这一类群体，跑完50 m平均用时最长，其次是DD且TT的群体，再之是LD且ST的群体（2D4D且1T2T）其完成50 m用时长于SD且LT的群体（2D2T），用时最短的是SD且ST的群体（2D4D且1T2T）（表6）。表 6 总体各组之间 50m 成绩的一般情况（xs）组别50 m 成绩（s）统计分析第 1 组8.7280.991cc，dd，ee第 2 组8.5211.053cc，e第 3 组7.6280.938aa，bb，dd，ee第 4 组8.2050.890aa，cc第 5 组8.1021.034aa，b，cc与 第 1 组 比 较，aa：P0.01；与 第 2 组 比 较，b：P0.05，bb：P0.01；与第 3 组比较，cc：P0.01；与第 4 组比较，dd：P0.01；与第 5 组比较，e：P0.05，ee：P0.012.5.2 男生、女生各组之间的部分体能差异 对男生、女生研究对象分别根据个体2D 4D和1T 2T的不同进行分组（具体的分组原则见1.4）。采用方差分析对男生各组的1 000 m成绩、引体向上成绩以及女生各组的800 m成绩、仰卧起坐成绩进行差异分析。男生各组之间的1 000 m成绩及引体向上成绩差异均无统计学意义（表7）。女生各组之间的800 m成绩及仰卧起坐成绩差异均无统计学意义（表8）。表 7 男生各组之间体能成绩（xs）组别1 000 m 成绩（s）引体向上成绩第 1 组255.5524.117.255.11第 2 组250.8323.658.922.88第 3 组246.7417.737.795.07第 4 组247.5525.187.233.72第 5 组244.2223.027.984.29表 8 女生各组之间体能成绩的一般情况 xs组别1 000 m 成绩（s）仰卧起坐成绩第 1 组240.3623.2438.569.99第 2 组231.0034.7137.863.72第 3 组230.5719.6135.776.90第 4 组241.7631.0136.518.82第 5 组237.0825.8336.006.883 讨论本研究将指长比（2D 4D）和趾长比（1T 2T）同时作为研究对象的分类指标，并对不同群体的体能成绩进行差异性比较，探究指（趾）长比双因素与体能之间的关系。而目前国内外的研究多数只考虑了指（趾）长比单因素与体能之间的相关性，而忽略了手指和足趾发育的联系。本研究认为手指和足趾发育的联系以及指（趾）长比是影响体能潜能的重要因素，而不仅仅是单一的指（趾）长比，从多个维度揭示体能潜能的变化规律，提高原有单因素体能预测的灵敏度和准确性，本研究具有创新性与开拓性。在个体发育方面，Mclntyre6的研究表明，胚胎时期母体子宫内的雌性激素对胎儿手指2D的生长有明显刺激作用，而雄性激素对手指4D的生长有刺激作用，笔者推测足趾1T和2T与手指2D和4D具有相似的遗传方式和倾向性。在指（趾）长比方面，本研究结果显示，人体四肢的发育中，2D4D与 1T 2T之间存在正相关性，一般来说，2D4D越大的个体，其1T 2T也越大，反之亦然。同时，人体的2D 4D和1T 2T均具有性别差异性：男性的2D 4D小于女性，在Brown等5的研究中也证实了这一点。此外，男、女性趾长比也具有明显的差异，且男性1T 2T女性1T 2T，该结果与Voracek等20以及余春艳等21的研究结果一致。在运动能力方面，50 m 跑步测试可以评价人的速度素质、爆发力素质和力量素质18，22，也可反映神经系统的反应速度和协调性23。本研究显示，同时结合研究对象的2D 4D和1T 2T进行分类分组，显示在50 m跑运动项目中，SD且ST群体的平均50 m成绩最好，后续依次是SD且LT群体、LD且ST群体、DD且TT群体，LD且LT群体的平均50 m成绩是相对最差的。说明无名指优势且第2趾优势的群体在速度性项群、力量性项群、爆发力和神经系统反应性等各方面素质上都更加优秀，具有无名指优势或第2趾优势其中一种的群体运动能力均较SD且ST群体弱，而示指优势且第1趾优势的群体在运动能力上就更不具备相应的优势。由于爆发力素质与个体快速肌肉纤维的数量和质量有关24，根据实验结果猜测SD且ST群体的肌纤维发育或者肌肉韧带的发育也会更佳。在本研究中，对于指（趾）长比与 50 m 成绩的相关性分析上，不进行男女性别的区分，将所有个体按照相同的分组原则分组，每一组都是双性别混合群组，238 进行方差比较，结果放大了先天因素如性激素水平，而弱化了后天因素如兴趣爱好的影响，更加具有代表性。此外，在单独的男性群体中暂未发现指长比和趾长比的相关性，以及在女性群体中仅有右指长比和右趾长比具有这种相关性，以及男女各分组之间部分体能的差异（1 000 m/800 m、引体向上和仰卧起坐）均无统计学意义，推测是由于性别分组导致样本量过少，造成较大的实验误差，且不在检验灵敏度范围内，分析结果不具有参考价值。后续可结合不同地区、不同人种的研究进行对比，增大样本量作进一步分析。综上所述，指（趾）长比作为人体体能的评价指标之一，其与人体体能关系的研究范围很广，基于本研究所得的2D 4D和1T 2T与体能的关系，在科学训练和选材评估时如果能够同时将2D 4D和1T2T作为评价指标，则可以减少后天因素的影响，并提高预测效果。同时，Manning等11的研究表明，运动员的2D 4D通常与普通人存在差别，运动员作为运动能力优秀的群体，其研究结果更具参考价值。此外，梁之栋等25的研究提示，其他类型的指长比也可能与体能有关，而有关其他类型指（趾）长比多因素作用下与体能的联系，需要深入研究以得到更为客观灵敏的评价指标。参 考 文 献1 zen G，Atar，Ko H.Digit ratio（2D：4D）：Relationship with freestyle swimming performance of adolescent well-trained swimmersJ.Pedagog Psychol Med，2019，23（3）：150-154.2 Manning J T，Morris L，Caswell N.Endurance running and digit ratio（2D：4D）：Implications for fetal testosterone effects on running speed and vascular healthJ.Am J Hum Biol，2007，19（3）：416-421.3 Harrison M A.An exploratory study of the relationship between second toe length and androgen-linked behaviorsJ.J Soc Evolut Cul Psychol，2010，4（4）：241-253.4 Ranson R，Stratton G，Taylor S R.Digit ratio（2D：4D）and physical fitness（Eurofit test battery）in school childrenJ.Early Hum Dev，2015，91（5）：327-331.5 Brown W M，Hines M，Fane B A，et al.Masculinized finger length patterns in human males and females with congenital adrenal hyperplasiaJ.Horm Behav，2002，42（4）：380-386.6 Mcintyre M H.The use of digit ratios as markers for perinatal androgen actionJ.Reprod Biol Endocrinol，2006，4（1）：4-10.7 Manning J T，Scutt D，Wilson J，et al.The ratio of 2nd to 4th digit length：A predictor of sperm numbers and concentrations of testosterone，luteinizing hormone and oestrogenJ.Hum Reprod，1998，13（11）：3000-3004.8 Williams T J，Pepitone M E，Christensen S E，et al.Finger-length ratios and sexual orientationJ.Nature，2000，404（6777）：455-456.9 Williams J H，Greenhalgh K，Manning J T.Second to fourth finger ratio and possible precursors of developmental psychopathology in preschool childrenJ.Early Hum Dev，2003，72（1）：57-65.10 Manning J T，Stewart A，Bundred P E，et al.Sex and ethnic differences in 2nd to 4th digit ratio of childrenJ.Early Hum Dev，2004，80（2）：161-168.11 Manning J T，Leinster S J.Re：The ratio of 2nd to 4th digit length and age at presentation of breast cancer：A link with prenatal oestrogen?J.Breast，2001，4（10）：355-357.12 吴溢华，张黎，吴一玫，等.广东地区青年指长比与体能的相关性J.解剖学杂志，2019，42（1）：60-63.13 Kanchan T，Kumar G P，Menezes R G.Index and ring finger ratioA new sex determinant in south Indian populationJ.Forensic Sci Int，2008，181（1-3）：53.e1.14 邵象清.人体测量手册M.上海：上海辞书出版社，1985.15 张一民.切实提高学生体质健康水平国家学生体质健康标准（2014年修订）解读J.体育教育，2014，（9）：5-10.16 Suchomel T J，Nimphius S，Stone M H.The importance of muscular strength in athletic performanceJ.Sports Med，2016，46（10）：1419-1449.17 Johnson D，Lynch J，Nash K，et al.Relationship of lat-pull repetitions and pull-ups to maximal lat-pull and pull-up strength in men and womenJ.J Strength Cond Res，2009，23（3）：1022-1028.18 Young W，Russell A，Burge P，et al.The use of sprint tests for assessment of speed qualities of elite Australian rules footballersJ.Int J Sports Physiol Perform，2008，3（2）：199-206.19 Bosquet L，Lger L，Legros P.Methods to determine aerobic enduranceJ.Sports Med，2002，32（11）：675-700.20 Voracek M，Dressler S G.Relationships of toe-length ratios to finger-length ratios，foot preference，and wearing of toe ringsJ.Percept Mot Skills，2010，110（1）：33-47.21 余春艳，左霞云，廉启国，等.上海市青春早期青少年指长比与性发育抑郁及攻击行为关联J.中国学校卫生，2017，38（2）：238-241.22 Young W，Mc Lean B，Ardagna J.Relationship between strength qualities and sprinting performanceJ.J Sport Med Phys Fit，1995，35（1）：13-19.23 Mero A，Komi P V，Gregor R J.Biomechanics of sprint running.A reviewJ.Sports Med，1992，13（6）：376-392.24 Wilson J M，Loenneke J P，Jo E，et al.The effects of endurance，strength，and power training on muscle fiber type shiftingJ.J Strength Cond Res，2012，26（6）：1724-1729.25 梁芝栋.大学生篮球运动员和普系学生的指长比差异J.体育科技文献通报，2016，24（5）：82-83.