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江西省中学生体质量指数与力量素质指数的关联

谢芹 熊建萍 毛超良 牛志宁 周剑锋 龚玲 蒋竞

谢芹, 熊建萍, 毛超良, 牛志宁, 周剑锋, 龚玲, 蒋竞. 江西省中学生体质量指数与力量素质指数的关联[J]. 中国学校卫生, 2023, 44(8): 1216-1220. doi: 10.16835/j.cnki.1000-9817.2023.08.022
引用本文: 谢芹, 熊建萍, 毛超良, 牛志宁, 周剑锋, 龚玲, 蒋竞. 江西省中学生体质量指数与力量素质指数的关联[J]. 中国学校卫生, 2023, 44(8): 1216-1220. doi: 10.16835/j.cnki.1000-9817.2023.08.022
XIE Qin, XIONG Jianping, MAO Chaoliang, NIU Zhining, ZHOU Jianfeng, GONG Ling, JIANG Jing. Association between body mass index and physical fitness index among secondary school students in Jiangxi Province[J]. CHINESE JOURNAL OF SCHOOL HEALTH, 2023, 44(8): 1216-1220. doi: 10.16835/j.cnki.1000-9817.2023.08.022
Citation: XIE Qin, XIONG Jianping, MAO Chaoliang, NIU Zhining, ZHOU Jianfeng, GONG Ling, JIANG Jing. Association between body mass index and physical fitness index among secondary school students in Jiangxi Province[J]. CHINESE JOURNAL OF SCHOOL HEALTH, 2023, 44(8): 1216-1220. doi: 10.16835/j.cnki.1000-9817.2023.08.022

江西省中学生体质量指数与力量素质指数的关联

doi: 10.16835/j.cnki.1000-9817.2023.08.022
基金项目: 

2020年度教育部人文社会科学研究项目 20JDSZ3053

江西省体育局体育科研课题(2022)项目 2022059

详细信息
    作者简介:

    谢芹(1973-), 女, 江西赣州人, 大学本科, 副教授, 主要研究方向为运动与学生体质健康

    通讯作者:

    龚玲, E-mail: gonglingsrsy@163.com

  • 利益冲突声明  所有作者声明无利益冲突。
  • 中图分类号: G804.49 R179

Association between body mass index and physical fitness index among secondary school students in Jiangxi Province

  • 摘要:   目的  测量中学生体质量指数(body mass index, BMI)并分析其与力量素质指数的关联,为改善中学生体质健康状况提供参考依据。  方法  采用分层随机整群抽样法,于2022年9月选取江西省6座城市(赣州、吉安、抚州、南昌、上饶、九江)3 813名中学生作为研究对象,采用问卷和体质测试收集中学生基本信息并评估学生的营养状况及力量素质。以性别、年龄进行分层,采用Kruska-Wallis H检验比较不同BMI等级中学生握力、仰卧起坐、立定跳远成绩和力量素质指数差异,运用曲线回归分析推断体质量指数与力量素质指数的关联性。  结果  不同BMI等级的男、女生(总体)力量素质指数差异均有统计学意义(H值分别为56.79,8.84,P值均<0.05)。除13岁组别外,其余年龄男生不同BMI等级力量素质指数差异均有统计学意义(14岁,H=22.21;15岁,H=16.23;16岁,H=17.98;17岁,H=18.21;18岁,H=8.08),女生仅14岁年龄组不同BMI等级力量素质指数差异有统计学意义(H=9.11)(P值均<0.05)。曲线回归分析拟合曲线图表明,中学生(男生、女生)力量素质指数与BMI呈倒U形曲线,力量素质指数在BMI(Z-score)中间区域较高,在两端区域较低,同时呈现中间向两端递减趋势。  结论  江西省中学生BMI与力量素质指数存在关联,消瘦和超重肥胖与力量素质指数呈负相关。应关注中学生营养状况,保障其力量素质正常发展。
    1)  利益冲突声明  所有作者声明无利益冲突。
  • 体质量指数(body mass index, BMI)是反映身体营养状况及判断人体健康水平的重要指标[1]。随着社会经济的发展,人们以往的生活方式发生转变[2-4],有研究显示不良生活方式会对营养状况产生负面影响,表现为BMI严重偏离正常范围[5],如饮食结构单一会造成身体营养不良[6],而长期久坐和高频次的快餐消费容易导致超重肥胖[7-8]。这些问题在青少年群体中尤为突出[9],《儿童蓝皮书: 中国儿童发展报告(2021)》[10]指出,儿童青少年2021年营养不良检出率为10.2%,超重肥胖发生率高达19.0%。营养状况失常不仅会阻碍青少年正常生长发育,同时也会影响体质健康的发展[11]。以往研究揭示了BMI与青少年体质健康之间的关联[12-14]。力量素质作为体能素质的基础[15],已有研究关注了BMI与局部力量素质间的关联[16-18],对于整体力量素质的评价缺乏相应指标。本研究通过构建力量素质指数分析中学生BMI与其整体力量素质的关联,为改善中学生体质健康状况提供参考依据。

    采用分层随机整群抽样法,于2022年9月选取江西省赣州、吉安、抚州、南昌、上饶和九江6个地级市城乡地区开展调查测试。对各地区中心城区及临近乡镇的中学进行编号,采用抽签法随机抽取2所中学的编号(1所初中,1所高中),共抽取12所编号对应学校,调查学校涵盖初、高中部,每年级随机抽取1个班级,每班级不少于50人,若人数不足从邻班等质补齐,共抽取3 960人,在排除患有先天疾病者后,依据三西格玛[19]准则剔除异常值,获得有效数据3 813份,数据回收有效率为96.29%。本次研究对象的年龄为13~18岁,平均年龄(15.39±1.61)岁。其中男生1 966名,女生1 847名;初中生2 026名,高中生1 787名。本研究经学生本人及其监护人同意,并获得江西医学高等专科学校伦理委员会批准(批号:R2022-3)。

    1.2.1   问卷调查

    问卷主要采集学生基本信息,包括出生日期、性别、年级和户籍所在地,体质健康部分包括身高、体重和力量素质项目(握力、仰卧起坐、立定跳远)测试成绩。

    1.2.2   营养状况筛查

    根据国家学生体质健康测试标准,使用身高体重测量仪(RGZ-10型号身高体重计)对学生的身高和体重进行测量,测量时,受试者平稳站于身高体重测量仪上,眼睛平视前方,双手贴紧大腿两侧,测得的身高、体重数据分别精确到0.1 cm和0.1 kg,计算BMI=体重(kg)/[身高(m)]2。中学生营养状况依据国家标准《学龄儿童青少年营养不良筛查》[20]和《学龄儿童青少年超重与肥胖筛查》[21]划分为消瘦、正常、超重和肥胖4个等级。BMI-Z分的计算首先依据不同性别年龄组计算相应BMI平均值和标准差,根据公式[Z分数=(X-平均值)/标准差](X为组内个体观测值)对BMI指标进行标准化处理,最终得到BMI-Z分。

    1.2.3   力量素质测试

    包括握力、仰卧起坐、立定跳远项目,分别评估上肢力量、腰腹核心力量和下肢力量。握力测试采用电子握力计(诺青,TXUT-013),选取优势手进行测试,测试要求身体自然站立,双腿微张,手臂自然下垂且避免触及衣物,优势手发力时保持稳定,电子握力计数据显示稳定时读数,连续测量3次,取最优成绩。仰卧起坐选用标准小型体操垫测试,测试时要求身体仰卧屈膝成90°,双手手指交叉于脑后,同伴按压脚踝固定下肢,统一以哨声为指令开始和结束测试,依据标准记录1 min仰卧起坐个数。立定跳远测试选用立定跳远测试仪(乃立,NL5635),测试时要求测试者站立于起跳线后侧,双脚同时起跳,测试不得脚尖踩线、垫步和跳步,连续测试3次,取最佳成绩为最终成绩。握力、仰卧起坐、立定跳远项目测量结果分别精确至0.1 kg、1个、1 cm。

    1.2.4   力量素质指数

    计算不同性别年龄组中学生握力、仰卧起坐、立定跳远成绩的平均值和标准差,依据Z分数=(X-平均值)/标准差(X为组内个体观测值)对3项成绩进行Z分数标准化处理。力量素质指数=Z握力+Z仰卧起坐+Z立定跳远,个体力量素质指数为正数表明其力量素质相对较好,为负数则表示相对较差。

    力量素质测试与个人基本信息采集以班级为单位进行。力量素质测试在体育课上进行,由任课体育教师负责组织实施,随堂记录力量素质测试成绩,并于课后10 min通过智能手机填写电子问卷,由教师负责监督学生统一填写及提交。

    将数据从问卷星后台以Excel格式下载并保存至SPSS 22.0软件建立数据库。数据不服从正态分布,使用M(P25P75)描述。以性别、年龄进行分层,采用Kruska-Wallis H检验比较不同BMI等级中学生力量素质指数差异。以BMI(Z-score)为自变量,力量素质指数为因变量,运用曲线回归分析推断两者的关联性,回归曲线拟合图使用GraphPad Prism 9.0进行绘制,检验水准α=0.05。

    男、女生不同BMI等级组别力量素质指数差异均有统计学意义(H值分别为56.79,8.84,P值均<0.05)。除13岁组别外,各年龄组男生不同BMI等级力量素质指数差异均有统计学意义(P值均<0.05)。女生仅14岁年龄组不同BMI等级力量素质指数差异有统计学意义(H=9.11,P<0.05),见表 1

    表  1  不同性别不同BMI等级中学生在各年龄段的力量素质指数比较[M(P25, P75)]
    Table  1.  Comparison of mean strength and diathesis index of different sexual and BMI level in middle school students[M(P25, P75)]
    性别 营养状况 人数 统计值 13岁 14岁 15岁 16岁 17岁 18岁 合计
    消瘦 342 -0.80(-2.01, 0.12) -0.54(-1.49, 0.71) 0.56(-0.09, 2.00) 1.08(0.31, 2.41) 1.46(0.04, 2.47) 1.61(0.46, 2.77) 0.69(-0.73, 2.10)
    正常 1 359 -0.66(-1.78, 0.91) 0.66(-0.58, 1.67) 1.57(0.24, 2.79) 2.20(0.81, 3.24) 2.45(1.11, 3.60) 2.55(1.28, 3.61) 1.47(-0.08, 2.85)
    超重 187 -0.72(-1.89, 0.63) 0.53(-0.82, 2.10) 1.83(0.50, 3.62) 1.44(-0.13, 1.81) 1.17(0.04, 3.33) 1.80(0.74, 3.21) 1.06(-0.48, 2.10)
    肥胖 78 -0.92(-1.59, 0.40) -1.00(-1.52, -0.56) 0.08(-2.05, 1.17) 0.48(-0.01, 1.26) 1.30(-0.18, 2.12) 3.57(0.75, 4.33) -0.11(-1.11, 1.35)
    H 1.85 22.21 16.23 17.98 18.21 8.08 56.79
    P 0.60 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.05 <0.01
    消瘦 208 -2.32(-3.01, -0.92) -1.94(-2.59, -0.90) -1.27(-2.89, 0.51) -1.42(-2.07, -0.34) -0.78(-1.92, 0.55) -0.71(-1.58, 0.28) -1.42(-2.40, -0.07)
    正常 1 498 -2.03(-3.14, -0.90) -1.54(-2.90, -0.40) -1.49(-2.37, -0.31) -1.17(-2.06, -0.22) -0.77(-1.68, 0.14) -0.78(-1.51, 0.37) -1.24(-2.32, -0.18)
    超重 97 -1.67(-2.31, 0.43) -2.89(-3.88, -1.92) -1.47(-2.36, -0.18) -1.92(-2.42, -0.52) -1.27(-2.01, -0.55) -1.48(-2.48, 0.37) -1.82(-2.70, -0.59)
    肥胖 44 -3.42(-3.78, -2.03) -1.48(-1.90, -1.22) -1.15(-2.09, -1.01) -1.16(-2.08, -0.28) -0.24(-1.32, 0.21) -1.33(-1.61, -0.84) -1.53(-2.21, -0.66)
    H 4.56 9.11 0.07 2.10 3.44 2.74 8.84
    P 0.21 <0.05 1.00 0.55 0.33 0.43 <0.05
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    以性别分层,将BMI(Z-score)作为自变量、力量素质指数作为因变量,进行曲线回归分析。分析结果可得到12条方程并分别拟合曲线。见图 1~2

    图  1  不同年龄组男生BMI与力量指数回归曲线
    Figure  1.  Regression curves of BMI and strength index of male students of different ages
    图  2  不同年龄组女生BMI与力量指数回归曲线
    Figure  2.  Regression curves of BMI and strength index of female students of different ages

    图 12结果显示,13~18岁中学生力量素质指数与BMI拟合曲线呈倒U形,力量素质指数在BMI(Z-score)中间区域较高,在两端区域相对较低,同时呈现中间向两端递减趋势。

    近年来,中学生体质健康水平持续下降,影响青少年正常生长发育,受到社会各界广泛关注[22]。本研究发现,中学生力量指标(上肢、腰腹和下肢力量)及力量素质指数与不同BMI等级关联,回归分析进一步发现力量素质指数与中学生BMI呈倒U型曲线关系。提示,家庭和学校应定期关注中学生营养状况及力量素质水平,通过调控日常饮食摄入和督促每周定量体育锻炼,以保证力量素质的正常发展。

    本研究曲线回归分析拟合结果与潘婷婷等[23]研究一致。大部分研究支持消瘦会负向影响力量素质,主要可能与肌肉含量低[24]、身体蛋白质减少[25]、骨密度下降[26]有关。超重肥胖对青少年力量素质的影响则有不同观点。一方面,有部分研究证实体重与力量素质呈正相关[27-28],超重肥胖青少年绝对力量远高于非超重肥胖青少年[29];另一方面,多数研究认为超重肥胖是力量素质下降的直接诱因[30],营养过剩会对个体力量素质发展产生负面效应[13, 31]。本研究结果支持后者结论。超重肥胖造成力量素质下降的生理学机制可能有以下几方面:首先,超重肥胖伴随着脂肪率的增加,体成分中的肌肉含量减少,直接降低青少年的力量素质水平[32]。其次,营养过剩会引起体内激素调节发生变化,胰岛素生长因子(IGF-1)是促进肌肉生长的重要激素,超重和肥胖会导致体内IGF-1激素水平下调,影响肌肉正常生长[33]。最后,超重肥胖还可能诱发低水平的慢性炎症反应[34],有研究表明炎症反应与抑制肌肉生长修复存在关联[35],可能是超重肥胖引起力量素质下降的又一重要原因。

    本研究通过构建力量素质指数分析BMI与力量素质之间的关联,并运用曲线回归模型和拟合曲线图反映不同BMI范围力量素质指数变化情况,结果对于青少年体质健康促进具有理论意义。但同时也存在一定局限性:首先,不同测试人员在收集体质测试数据过程中不可避免地产生数据误差。其次,本研究中的力量素质指数仅纳入握力、仰卧起坐、立定跳远3个指标,后续还需纳入其他指标,对青少年力量素质进行整体综合性评价。最后,力量素质指数中的各二级指标并未设置权重,对于力量素质水平整体评价有一定影响。此外,本研究为横断面研究,无法准确推断因果联系,还需进一步开展纵向研究。

    综上所述,本研究发现中学生力量素质指数与BMI存在关联,中学生不良营养状况(消瘦和超重肥胖)与力量素质指数呈负相关,学校可采取健康主题宣讲、适当增设体育延时课和调整课间操运动形式等相关措施改善中学生体质健康状况,保障其力量素质发展。

  • 图  1  不同年龄组男生BMI与力量指数回归曲线

    Figure  1.  Regression curves of BMI and strength index of male students of different ages

    图  2  不同年龄组女生BMI与力量指数回归曲线

    Figure  2.  Regression curves of BMI and strength index of female students of different ages

    表  1  不同性别不同BMI等级中学生在各年龄段的力量素质指数比较[M(P25, P75)]

    Table  1.   Comparison of mean strength and diathesis index of different sexual and BMI level in middle school students[M(P25, P75)]

    性别 营养状况 人数 统计值 13岁 14岁 15岁 16岁 17岁 18岁 合计
    消瘦 342 -0.80(-2.01, 0.12) -0.54(-1.49, 0.71) 0.56(-0.09, 2.00) 1.08(0.31, 2.41) 1.46(0.04, 2.47) 1.61(0.46, 2.77) 0.69(-0.73, 2.10)
    正常 1 359 -0.66(-1.78, 0.91) 0.66(-0.58, 1.67) 1.57(0.24, 2.79) 2.20(0.81, 3.24) 2.45(1.11, 3.60) 2.55(1.28, 3.61) 1.47(-0.08, 2.85)
    超重 187 -0.72(-1.89, 0.63) 0.53(-0.82, 2.10) 1.83(0.50, 3.62) 1.44(-0.13, 1.81) 1.17(0.04, 3.33) 1.80(0.74, 3.21) 1.06(-0.48, 2.10)
    肥胖 78 -0.92(-1.59, 0.40) -1.00(-1.52, -0.56) 0.08(-2.05, 1.17) 0.48(-0.01, 1.26) 1.30(-0.18, 2.12) 3.57(0.75, 4.33) -0.11(-1.11, 1.35)
    H 1.85 22.21 16.23 17.98 18.21 8.08 56.79
    P 0.60 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.05 <0.01
    消瘦 208 -2.32(-3.01, -0.92) -1.94(-2.59, -0.90) -1.27(-2.89, 0.51) -1.42(-2.07, -0.34) -0.78(-1.92, 0.55) -0.71(-1.58, 0.28) -1.42(-2.40, -0.07)
    正常 1 498 -2.03(-3.14, -0.90) -1.54(-2.90, -0.40) -1.49(-2.37, -0.31) -1.17(-2.06, -0.22) -0.77(-1.68, 0.14) -0.78(-1.51, 0.37) -1.24(-2.32, -0.18)
    超重 97 -1.67(-2.31, 0.43) -2.89(-3.88, -1.92) -1.47(-2.36, -0.18) -1.92(-2.42, -0.52) -1.27(-2.01, -0.55) -1.48(-2.48, 0.37) -1.82(-2.70, -0.59)
    肥胖 44 -3.42(-3.78, -2.03) -1.48(-1.90, -1.22) -1.15(-2.09, -1.01) -1.16(-2.08, -0.28) -0.24(-1.32, 0.21) -1.33(-1.61, -0.84) -1.53(-2.21, -0.66)
    H 4.56 9.11 0.07 2.10 3.44 2.74 8.84
    P 0.21 <0.05 1.00 0.55 0.33 0.43 <0.05
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-02-28
  • 修回日期:  2023-05-18
  • 网络出版日期:  2023-08-26
  • 刊出日期:  2023-08-25

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