藏族学龄儿童身体质量指数与体成分一致性研究

Consistency of Body Mass Index and Body Composition in Tibetan School-Age Children

摘要

目的 通过生物电阻抗分析法（BIA）系统评估拉萨市学龄儿童身体成分，分析超重/肥胖流行率及年龄-性别差异，并对比BMI与BFP的判定效能，旨在优化学龄儿童超重/肥胖筛查标准，为高原地区学龄儿童健康干预提供科学依据。 方法 于2024年6月—12月选取拉萨市581名7\sim14岁学龄儿童（男299名，女282名）为研究对象，通过身高、体重计算BMI，同时采用多频生物电阻抗法测量体脂率（BFP）、肌肉量、去脂体重及基础代谢率等体成分指标，利用ROC曲线分析、独立样本t检验及Pearson相关分析等方法进行统计分析。 结果 拉萨市581名7\sim14岁学龄儿童BMI标准下超重率为10.84%、肥胖率为9.81%，而BFP标准下超重率为7.06％、肥胖率为3.09％，且BFP诊断肥胖的ROC曲线下面积（AUC）达0.892（P0.001），具有中等判别效能；BMI与BFP呈显著正相关（总群体r=0.718，男生r=0.946，女生r=0.781，均P0.01）；男生肌肉量、去脂体重显著高于女生（P0.05），体脂率、脂肪量和基础代谢率相对较低（P0.05），而身高、体重及BMI无性别差异（P0.05）；随年龄增长，男女身高、体重、去脂体重、肌肉量和基础代谢率均递增（P0.05），男生BFP和BMI无年龄差异，女生BMI和BFP呈波动式变化（P0.05）。 结论 BFP可作为BMI的补充指标，有效减少高原学龄儿童超重/肥胖筛查的误判风险；性别与年龄对体成分分布影响显著，其中男生肌肉发育优势突出，女生体脂率波动可能与青春期生理变化相关。

Abstract

Objective This study systematically evaluated the body composition of school-age children in Lhasa City using bioelectrical impedance analysis (BIA), analyzed the prevalence of overweight/obesity and age-gender differences, to optimize screening criteria for overweight/obesity in school-aged children, providing scientific evidence for health interventions in high-altitude regions. Methods From June to December 2024, a total of 581 school-age children aged 7\sim14 years (299 males, 282 females) in Lhasa City were selected as research subjects. Body mass index (BMI) was calculated based on height and weight, while body fat percentage (BFP), muscle mass, lean body mass, and basal metabolic rate were measured using multi-frequency bioelectrical impedance analysis. Statistical analysis was performed using ROC curve analysis, independent samples t-test, and Pearson correlation analysis. Results Based on BMI standard, the overweight rate was 10.84% and the obesity rate was 9.81%, while under the Body Fat Percentage (BFP) standard, the overweight rate was 7.06% and the obesity rate was 3.09%. The Area Under the ROC Curve (AUC) for BFP in obesity diagnosis reached 0.892 (P0.001), demonstrating moderate discriminant power. BMI and BFP showed significant positive correlations (total population r=0.718, males r=0.946, females r=0.781, all P0.01). Male participants exhibited significantly higher muscle mass and lean body mass than females (P0.05), while female participants showed relatively lower body fat percentage, fat mass, and basal metabolic rate (P0.05). Height, weight, and BMI showed no significant gender differences (P0.05). With increasing age, height, weight, lean body mass, muscle mass, and basal metabolic rate increased in both genders (P0.05). No age-related differences were observed in BFP and BMI among males, while female BMI and BFP exhibited fluctuating patterns (P0.05). Conclusion BFP can serve as a complementary indicator to BMI, effectively reducing misdiagnosis risks in overweight/obesity screening for school-aged children in high-altitude regions. Sex and age significantly influence body composition distribution, with males demonstrating superior muscle development advantages, while female body fat percentage fluctuations may correlate with physiological changes during puberty.

Graphical abstract

关键词

高原 / 体质指数 / 体脂率 / 超重/肥胖 / 儿童青少年

Key words

high Altitude / Body Mass Index / Body Fat Percentage / overweight/obesity / children and adolescents

引 言

儿童和青少年期超重/肥胖是全球重大健康问题，严重影响其身心健康。2020年《中国居民营养与慢性病状况报告》指出，我国6～17岁儿童及青少年超重/肥胖率达到19%^[1]。《中国儿童肥胖报告》^[2]也指出，近年来我国儿童超重/肥胖率呈上升趋势，若缺乏有效干预措施，预计至2030年我国7岁及以上学龄儿童超重/肥胖率将增至28.0%。可见，儿童青少年超重/肥胖已经成为严重的公共卫生问题^[3,4]。儿童和青少年时期的超重/肥胖者通常表现出心血管及代谢综合征问题、身体机能下降和社会心理后果（包括自尊心低下和社交困难）^{[5, 6]}，并显著增加成年后肥胖、过早死亡以及患各种疾病（如高血压、2型糖尿病、血脂异常、呼吸睡眠暂停综合征、非酒精性脂肪肝等）的风险^[7-12]。

体质指数（Body Mass Index，BMI）是公认的儿童青少年肥胖筛查最简便的人体测量指标，但该筛查指标尚存在显著局限性。BMI难以有效区分脂肪组织与非脂肪组织的分布差异^[13]，且可能会对肌肉比例较高或脂肪异常积累的儿童青少年产生误判^[14]。实际上，肥胖的定义应聚焦于人体体脂含量的异常增高。鉴于此，越来越多的研究者更倾向于用人体的体脂水平作为肥胖干预的评估指标^[15]，且利用体内脂肪量来预测长期健康风险，包括代谢综合征和心血管并发症^[11]。目前，常通过身体成分检测人体体脂水平，以实现个性化的肥胖风险评估。其中，生物电阻抗分析法检测体成分对于评估儿童青少年的营养状态和生长发育具有一定价值^[16-19]。研究指出，不同性别、年龄、民族的儿童青少年身体成分存在显著差异^[20]，儿童青少年超重/肥胖的流行趋势呈明显的地域差异^[21]，但高海拔地区（如青藏高原）儿童青少年的超重/肥胖率却尚未得到充分研究。青藏高原具有低氧、低压、紫外线强等气候特点，其独特的高原环境和居民特有的生活方式（饮食习惯和运动模式）对藏族人群的身体成分均产生一定影响^{[22, 23]}。

鉴于此，在高原地区开展儿童青少年超重/肥胖科学筛查显得尤为重要。本研究聚焦于海拔约3 700 m的西藏自治区拉萨市，深入调查学龄儿童超重/肥胖的流行趋势，利用生物电阻抗分析法检测学龄儿童的身体成分并分析其与性别和年龄的关联；同时，对比BMI和体脂率（Body fat percentage，BFP）对超重、肥胖的判定效能，以期为学龄儿童健康评价提供科学依据，并为肥胖学龄儿童的科学减重提供理论支持。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

拉萨市下辖3个区和5个县。为确保样本的代表性和科学性，本研究采用分层随机抽样的方式选取了拉萨市下辖1个区（堆龙德庆区）和2个县（林周县、曲水县）作为研究区域。在选定的区域中随机抽取1所小学，并在每所小学内随机选取7\sim14岁的学龄儿童作为研究对象，于2024年6月至12月期间收集样本581例，其中男生299例，女生282例。

受试者先进行病史询问，排除内分泌、肾脏及遗传代谢等可能影响体格发育的急慢性疾病，随后进行常规体格检查。调查由西藏大学医学院科研团队和西藏自治区拉萨市人民医院的医师全程参与指导，所有测量人员经过专业培训。所有受试者均自愿参加本研究，并由其监护人同意并签署知情同意书。研究方案已获得拉萨市人民医院伦理委员会批准（SYLL2224053），并遵循《赫尔辛基宣言》各项原则。

1.2 研究方法

1.2.1 体格检查

测量前2 h内禁食、禁水，且排空大小便。测量时，受试者需单衣赤脚站立在身高计底板上。身高、体重的测量采用身高体重测量仪（HL-200型，中国），测量结果数值精确到小数点后两位。

1.2.2 人体成分测量

采用身体成分分析仪（Inbody 770C，韩国），通过生物电阻抗分析法（Bioelectrical Impedance Analysis，BIA）对人体身体成分进行综合评估。检测环境安静，温度适宜，检测前嘱学龄儿童先排空大小便、禁食、避免剧烈运动，并确保至少休息30 min以上。检测时，受试者需脱去鞋袜，去除身上多余衣物，由专业人员采集体成分数据。测试指标包括脂肪量、体脂率、去脂体重、肌肉量、身体水分、基础代谢率等。

1.2.3 超重和肥胖的判定

以BMI作为超重/肥胖判定指标时，依据《学龄儿童青少年超重与肥胖筛查》（WS/T 586-2018）标准进行分类评估（见表1），将受试者分为非超重（含消瘦和正常体重）、超重和肥胖组；以体脂率（BFP）判定超重/肥胖时，选用世界卫生组织（WHO）评价标准^[24]。具体标准：男生BFP在20%~25%之间判定为超重，≥25%则判定为肥胖；女生BFP在25%~30%之间判定为超重，≥30%则判定为肥胖。

1.3 统计学方法

采用SPSS 27.0软件进行统计学分析。呈正态分布的计量资料采用均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；非正态分布的计量资料采用中位数（四分位数间距）表示，组间比较采用非参数检验；分类资料采用n（%）表示，组间比较用卡方检验。P0.05具有统计学差异。

2 结 果

2.1 人口统计学分析

学龄儿童在区和县的样本量分布均衡，共计纳入581人（年龄：9.98±1.62岁），其中堆龙德庆区288人（占比49.6%），曲水县和林周县合计293人（占比50.4%）。样本在性别比例及各年龄段人数上均保持均衡分布，确保了本次调查样本的可比性（见表2）。

2.2 BMI与BFP双维度下男、女学生体型状况

按照BMI标准，学龄儿童的超重、肥胖检出率分别为10.84%和9.81%。其中，男生超重、肥胖者分别为43人和30人；女生超重、肥胖者分别为20人和27人（表3）。按照BFP标准，学龄儿童的超重、肥胖检出率分别为7.06%和3.09%。其中，男生超重、肥胖者分别为19人和11人；女生超重、肥胖者分别为22人和7人（表4）。

2.3 BMI与BFP判定标准的比较

用BMI标准判定的男生超重率高于女生（χ²=8.397，P=0.004）。BMI标准在判定男生超重率时高于BFP标准（P0.05），BMI标准在判定女生超重率时略低于BFP标准，但无统计学意义（P0.05）；BMI标准在判定男生和女生肥胖率时均高于BFP标准（P0.05）（表5）。

2.3.1 BMI与BFP的相关性分析

拉萨市581名学龄儿童总体样本、男生群体以及女生群体的BMI与BFP均呈正相关，相关系数（r）分别为0.718（总体）、0.946（男生）和0.781（女生）（P0.05），表明BMI与BFP之间存在较强的正相关关系，且男生群体比女生群体BMI与BFP的相关性更为显著（表6）。

用BMI与BFP判断超重、肥胖时，总体样本的线性趋势性检验结果显示，随着BMI的增加，BFP呈现出显著的上升趋势（χ²=250.248，P0.01）。进一步分析两个性别群体发现，男生群体的线性趋势性检验结果为χ²=131.753，P0.01；女生群体的线性趋势性检验结果为χ²=118.275，P0.01。表明BMI与BFP之间存在显著的正相关关系。基于此，进一步开展了两者之间的一致性分析（表7）。

2.3.2 两种标准判定超重、肥胖的敏感性和特异性

用BFP作为判定超重的指标与传统BMI标准相比（图1），BFP的受试者工作特征曲线（Receiver Operating Characteristic curve，ROC）下面积为0.707，表明其BFP判定超重的能力为中等水平（P0.001）。因此，可以认为BFP在判定学龄儿童超重方面具有一定的价值。进一步分析显示，当约登指数达到最大值0.426时，BFP的最佳截断点为11.05，此时的特异度为45.8%，灵敏度为96.8%。

以BFP作为判定肥胖的指标与BMI标准进行对比时（图2），ROC曲线下面积为0.892，判定肥胖的能力也处于中等水平（P0.001），表明BFP在判定学龄儿童肥胖状况方面具有显著的价值。当约登指数达到最大值0.683时，BFP的最佳截断点为20.15，此时的特异度为87.6%，灵敏度为80.7%。

2.4 肥胖相关指标的差异分析

学生体成分受到多种个体因素的影响，其中性别和年龄是重要的影响因素。

2.4.1 性别

不同性别之间身高、体重和BMI的变化较小，且无统计学意义。然而，男生的去脂体重和肌肉量显著高于女生（P0.05），而女生的BFP、体脂肪量和基础代谢率均显著高于男生（P0.05）（表8）。

2.4.2 年龄

随着年龄的增长，男生和女生的身高、体重、去脂体重、肌肉量以及基础代谢率均呈现逐渐上升趋势（P0.05）。男生的BFP和BMI在不同年龄段之间并未表现显著差异（P0.05）。相比之下，女生组的BFP和BMI在不同年龄阶段存在差异（P0.05），且呈现波动式变化（表9）。

3 讨 论

对儿童青少年生长发育与营养状况的监测与全面评估，需突破传统身高、体重及BMI的单一指标框架，进一步整合体脂率（BFP）、去脂体重及基础代谢率等核心参数。学龄期作为生长发育的关键窗口期，其身体成分的动态变化不仅直接影响生长发育轨迹的精准评估，更可为肥胖症及相关代谢性疾病的早期预警与干预提供科学依据。通过多维度指标协同分析，能够更全面地揭示儿童青少年营养状态与健康风险的关联性，为制定个性化健康管理策略奠定基础。

目前，人体成分测定方法呈现多元化发展格局。其中，双能X射线吸收仪（DEXA）凭借其精准评估脂肪质量、瘦体质量及骨密度的能力，被公认为是身体成分测量的“黄金标准”^[25]，但该技术存在设备成本高昂、操作流程复杂等局限性，导致其临床应用受到显著制约。相比之下，BIA具有携带方便、操作简单、费用低廉等显著优势，且无辐射风险及侵入性伤害。BIA的核心原理是基于身体组织的弱电流传导特性，通过测量电压变化计算组织阻抗（包括电阻与电抗），进而推算出脂肪分布、肌肉含量等关键身体成分指标。值得注意的是，多项研究证实，BIA在儿童青少年群体中与DEXA具有高度一致性，可作为可靠替代方案^{[26, 27]}。凭借其便捷性、安全性和经济性，BIA技术已广泛应用于儿童青少年营养状况动态监测，以及肥胖、糖尿病等慢性疾病的早期筛查与健康管理^[28-30]。

3.1 儿童青少年超重和肥胖的患病现状及成因分析

随着我国经济的快速发展，儿童青少年超重和肥胖率呈现出逐年上升的趋势^[31]。在1985—2014年期间，我国7\sim18岁儿童肥胖率从0.1%显著增加至7.3%^[32]。中国全国学生体质与健康调查（CNSSCH）数据显示，2010年小学生（7\sim12岁）超重和肥胖检出率已达17.14%^[21]。根据BMI标准，本研究检出的超重与肥胖学龄儿童的比例分别为10.84%和9.81%；而采用体脂率（BFP）标准时，该比例则降至7.06%和3.09%。本研究结果显示，拉萨市学龄儿童的超重与肥胖率显著低于全国平均水平，这一现象可能与高原环境及饮食结构密切相关^[33-35]。研究表明，生活在高原地区的人群在相同运动量下能量消耗更大^[33]。本次调查的数据揭示了高原环境对学龄儿童肥胖率的潜在影响。

饮食模式对儿童青少年肥胖及相关代谢性疾病的防控具有显著影响。一项涵盖六个欧洲国家的队列研究表明，学龄儿童肥胖发生率与膳食结构呈现显著相关性^[34]。西藏地区传统饮食以青稞、甜茶及酥油茶为核心，其营养构成具有独特优势。青稞作为高膳食纤维主食，富含β-葡聚糖（含量达3.5\sim5.2g/_100g），可通过延缓胃排空速率、抑制胆固醇吸收等机制，有效调节血糖与血脂水平；酥油茶与甜茶中的茶多酚则能缓解高脂饮食引发的代谢应激，促进脂质分解与能量代谢^[35]。这些饮食成分在功能上形成协同作用，即青稞的膳食纤维可延长茶多酚在肠道的停留时间，而茶多酚又能增强β-葡聚糖的生物利用度，共同构成具有区域特色的健康膳食模式。现有研究证实，膳食结构通过调节肠道菌群-宿主代谢轴，已成为影响儿童青少年肥胖及相关慢性疾病发生发展的关键因素^[35]。

3.2 学龄儿童体成分性别、年龄差异性

在拉萨市学龄儿童超重和肥胖的流行病学研究中，性别差异对身高、体重和BMI的影响未呈现统计学差异。男生的去脂体重和肌肉量显著高于女生，而女生的BFP、体脂肪量和基础代谢率则显著高于男生（P0.05）。纵向分析显示，随年龄增长，学龄儿童身高、体重等形态指标在男女生中均呈现持续上升趋势。值得注意的是，男生BFP与BMI在各年龄组间波动范围较小，且未呈现随年龄增长的系统性变化，而女生的BFP和BMI则随年龄增长呈现出显著变化（P0.05）。以上的研究结果可能与以下3个方面相关：

（1）生长发育阶段的激素调控差异。性激素的差异可能是影响体成分性别差异的主要因素。男生进入学龄期后，睾酮等雄激素水平逐渐上升，通过激活mTOR通路促进肌肉细胞增殖，直接刺激肌肉蛋白合成并抑制脂肪积累，导致去脂体重和骨骼肌质量显著高于同龄女生^[36]。中国7个城市儿童青少年研究发现，男生去脂体重在11岁后加速增长，且性别差异随年龄扩大^[37]。这一现象解释了为何男生通常具有较高的去脂体重和肌肉量。相反，雌激素通过激活脂肪细胞分化相关基因（如PPARγ）调控脂肪分布，促进皮下脂肪沉积，从而导致女生较高的BFP和体脂肪量^[38]。这种激素调控效应与能量代谢需求可能存在协同作用。男生因参与更多高强度体力活动，其基础代谢率（BMR）较女生高，而女生为满足月经周期等生理需求，需维持较高的脂肪储备，从而分别形成“高肌肉-低体脂”与“低肌肉-高体脂”的男女性别特异性体成分模式。

（2）生长发育阶段的时序性差异。从生长突增的性别异步性角度来看，男生生长突增高峰期较女生滞后2\sim3年^[39]。男生在11岁时BFP和体脂肪量达到峰值，可能是激素促进骨骼生长引发的体脂“稀释效应”，即骨骼生长速度加快，相对降低了脂肪在体重中的占比^[40]；而女生在12岁前已完成首次脂肪重聚，并在青春期（7\sim14岁）因雌激素影响出现BFP的短暂波动^[2]，这与本研究结论一致。从神经内分泌调控的可塑性角度来看，下丘脑视前区（POA）神经元发育轨迹存在性别差异，雄性小鼠POA神经元在P4\simP10阶段加速成熟，而雌性在E18-P4阶段更早成熟，这种时序差异可能调控能量分配策略^[41]。现有研究^[42,43]显示，女生脂肪组织不仅承担能量储备功能，还具备强大的内分泌功能（如分泌瘦素、脂联素），且其基础代谢率的升高与脂肪组织的内分泌功能密切相关，这可能解释了本研究中BFP随年龄波动更显著的现象。

（3）BMI指标的性别局限性。BMI作为体重与身高的比值指标，其本质为形态学参数的简单组合，无法区分脂肪组织（FM）与瘦体重（FFM）的贡献比例。人类在青春期发育过程中，男生肌肉量呈现快速增长趋势，可能导致BMI值被高估，进而出现“假性超重/肥胖”现象，即BMI处于超重/肥胖范围，但BFP仍处于正常水平^[13]。本研究发现，基于BMI判定的超重/肥胖率显著高于通过BFP判定的超重/肥胖率，这进一步印证了单一使用BMI评估儿童青少年肥胖的局限性。鉴于上述原因，建议采用“BMI初筛+BFP验证”的联合评估策略。首先通过BMI进行人群层面的快速筛查，对处于超重/肥胖临界值（85\sim95th百分位）的儿童青少年，进一步采用BFP进行精准诊断。同时，须充分考虑性别和年龄带来的影响^[44]。

3.3 BMI与BFP的一致性关系

BMI与BFP（体脂率）作为儿童青少年超重/肥胖筛查的双重指标，其预测效能存在显著的群体异质性特征，具体表现为人种、性别及年龄等变量的调节效应^[45,46]。目前，BMI凭借其简便性与普适性，已被国际指南推荐为儿童青少年肥胖筛查的一线工具。然而，该指标存在固有局限性，其本质为体重与身高平方比的几何关系，无法区分肌肉、骨骼等瘦体组织与脂肪组织的比例差异。临床实践表明，当仅依赖BMI进行肥胖诊断时，虽能保持较高的特异性，但敏感性显著不足，导致约半数体脂率超标个体被误判为非肥胖^[13]。

儿童青少年正处于瘦体组织快速发育的阶段，其肌肉量随年龄增长呈现非线性变化：青春期男生瘦体重年增长率可达1.2\sim2.4 kg/年，女生则呈现0.8\sim1.6 kg/年的增长特征^{[47, 48]}。这种动态发育模式使得BMI对真实肥胖状态的误判风险进一步放大。例如，运动员型儿童青少年可能因肌肉发达而获得高BMI值，但实际体脂率处于正常范围；相反，某些“隐性肥胖”儿童青少年（BMI正常但体脂超标）则可能被漏诊。

因此，尽管BMI具备国际认可的操作便捷性，但其在儿童青少年肥胖评估中的单一使用存在显著缺陷。鉴于BMI在儿童青少年肥胖评估中的局限性，建议采用“BMI初筛+BFP验证”的联合评估策略。通过BMI进行人群层面的快速筛查，对临界值个体进一步采用BFP进行精准诊断，以实现对儿童青少年肥胖状态的全面、准确评估。

本研究结果显示，基于BMI与BFP标准，男生与女生的肥胖率存在显著差异（P0.05）。进一步分析表明，总体样本、男生群体及女生群体的BMI与BFP均呈显著正相关，且男生的相关性强度高于女生，这一结果与既往研究报道一致^[20,49]。相关性差异的潜在机制可能源于青春期性发育特征。男生在青春期（12\sim16岁）经历肌肉量快速增加（年增长率达1.5\sim2.8 kg），而女生则更早进入脂肪组织积累阶段（9\sim12岁体脂率年增长约1.2%\sim1.8%）^[50]。这种发育模式导致男生BMI与BFP的关联性更强，而女生因体脂分布（如皮下脂肪与内脏脂肪比例）的性别差异，可能削弱了两指标的一致性。ROC曲线分析显示，BFP在判定学龄儿童肥胖状况方面具有一定的价值，可作为BMI的补充指标用于更全面评估儿童青少年的肥胖风险。

结 语

综上所述，学龄儿童体成分的健康发育不仅是肥胖防控的核心环节，更是代谢疾病风险管控的关键靶点。精准评估体成分构成，可为早期筛查健康隐患、制定个性化干预策略提供科学依据。多频生物电阻抗技术作为儿童青少年健康评估的补充工具，凭借其快速、无创、可重复的优势，可快速评估体成分构成及营养状态，为早期筛查超重/肥胖及相关疾病风险提供依据。本研究首次较系统评估了高原地区学龄儿童体成分特征，为制定区域性肥胖防控策略提供了基线数据。然而，研究存在以下局限性：（1）时间维度限制：横断面设计无法揭示体成分的纵向演变规律，未来需通过队列研究结合多时间点追踪，进一步验证体成分指标在儿童青少年健康风险的预测效能；（2）样本代表性局限：单一地域样本可能影响结果的外推性，后续研究需扩大样本覆盖范围，如纳入不同海拔段的儿童青少年群体；（3）影响因素未充分纳入：未系统评估饮食结构、体力活动、经济水平及文化背景等关键因素对体成分的影响，未来需通过多维度数据整合，构建更全面的评估模型。基于上述发现，建议在临床肥胖评估中建立“BMI初筛+BFP验证”的联合评估体系。对BMI处于超重/肥胖临界值的学龄儿童，进一步通过BFP进行精准分层，以弥补单一指标导致的误判风险。同时，需结合高原环境特点（如低氧、高紫外线等）及学龄儿童生长发育规律，制定具有区域针对性的肥胖防控策略，为高原地区儿童青少年代谢健康管理提供循证依据。

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基金资助

国家自然科学基金项目(U21A20385)

西藏自治区自然科学基金项目(XZ202401ZR0016)