健康尼日利亚年轻成人中心性肥胖、血流动力学与呼吸参数的性别差异：一项横断面研究

《Frontiers in Physiology》：Sex differences in central adiposity, hemodynamic, and respiratory parameters among healthy young Nigerian adults: a cross-sectional study

　　

摘要专业翻译 背景： 身体质量指数（BMI）无法反映区域脂肪分布，而区域脂肪分布现已被认为是比总体肥胖程度更强的心血管代谢及肺功能决定因素。这些关联是否在表面健康的年轻成人中已可检出，以及是否延伸至呼吸耐力，在撒哈拉以南非洲人群中仍缺乏充分表征。 方法： 在一项纳入尼日利亚奥韦里联邦理工大学81名表面健康的本科生（45名男性，36名女性；年龄18–30岁）的横断面研究中，研究人员测量了腰围、腰臀比（WHR）、腰高比（WHtR）和锥形指数（ConI），同时测量收缩压（SBP）、舒张压（DBP）、平均动脉压（MAP）、静息心率（HR）和屏气时间（BHT）。性别间比较采用独立样本t检验，并在Shapiro-Wilk检验和Levene检验显示多个变量偏离正态性后，以Mann-Whitney U检验加以佐证。关联分析采用Spearman秩相关，进行性别分层分析，报告精确系数及95%置信区间（bootstrap，10,000次重采样），显著性阈值为p < 0.05。多重性采用Benjamini-Hochberg错误发现率（FDR，q < 0.05）控制，一致应用于九项性别间比较和相关性检验族；关键关联另以校正年龄和身体质量指数（BMI）的偏相关进行检验。 结果： 腰围在性别间无差异（80.54 ± 8.04 cm vs 79.00 ± 8.41 cm，p = 0.403），但男性WHR显著更高（0.85 ± 0.04 vs 0.80 ± 0.05，p < 0.001，经校正后仍显著），表明尽管绝对腰围相当，男性呈现更偏安卓型（android）的脂肪分布。男性SBP名义上更高（122.04 ± 7.82 vs 118.25 ± 7.13 mmHg，p = 0.027），BHT更长（43.02 ± 13.15 vs 36.94 ± 13.91 s，p = 0.047），但二者均未通过FDR校正（分别为q = 0.076和q = 0.092）；而男性静息心率在两个阈值下均显著低于女性（70.96 ± 10.68 vs 78.56 ± 11.40 bpm，p = 0.003，q = 0.014）。Mann-Whitney U检验证实了除WHtR外的所有性别间结论——WHtR在非参数检验中达到名义显著性（U检验p = 0.038）但t检验未达显著（p = 0.057）；二者均未通过FDR校正。男性中HR与SBP呈正相关（ρ = 0.325，名义p = 0.030），女性中无此关联，且该关联未通过校正（q = 0.201）。男性中WHR与BHT呈适度正相关（ρ = 0.294，名义p = 0.050），同样未通过校正（q = 0.201），且在校正年龄和BMI后进一步减弱（偏ρ = 0.279，p = 0.063）；女性中无任何肥胖指数与BHT相关。 结论： 即使在绝对腰围性别间相当的情况下，男性WHR稳健更高，与更偏安卓型的脂肪分布模式一致。SBP和BHT的性别差异以及男性中WHR与BHT的相关性在名义显著性水平上被观察到，但未通过多重比较校正或年龄和BMI调整；这些发现属假设生成性质，需在充分把握度的研究中以客观肺功能检测加以确认，方可提出任何性别特异性肥胖–呼吸关联的主张。WHR可能在BMI和腰围之外为早期心血管代谢筛查提供额外信息，但本横断面、单中心数据集无法确立任何关联的方向或机制。

论文解读

一、研究背景与问题提出

心血管疾病是全球范围内发病和死亡的主要原因，越来越多的证据表明，早发性亚临床生理改变可在临床症状出现前数十年即已存在。中心性（内脏性）肥胖已被证实是比总体体重更强的心血管代谢风险相关指标，因为内脏脂肪代谢活跃，可分泌促炎细胞因子并激活肾素–血管紧张素–醛固酮系统，从而促进血管收缩、内皮功能障碍和交感神经过度激活。然而，身体质量指数（BMI）作为最广泛使用的筛查工具，无法区分脂肪分布与脂肪总量，相当比例的“正常”BMI个体仍携带过量腹部脂肪，即所谓正常体重中心性肥胖。

腰围、腰臀比（WHR）、腰高比（WHtR）和锥形指数（ConI）等人体测量指标被提出作为BMI的低成本替代或补充工具。大型前瞻性队列持续支持这些指标的价值：英国生物样本库中WHtR每增加5%与缺血性心血管疾病风险升高约20%相关（独立于体脂百分比）；WHR在多种结局中优于BMI对心血管风险的重新分层；一项涵盖逾70万参与者的荟萃分析确认了WHR与心肌梗死风险之间的剂量依赖性关联。然而，这些指标的比较性能因人群和性别而异，鲜有研究在同一表面健康队列中联合检验其对心血管和呼吸结局的关联。

屏气时间（BHT）是一种未被充分利用但简单、无创的综合心肺及自主神经功能指标，反映氧储备、二氧化碳耐受性以及中枢和外周化学感受器敏感性。中心性肥胖被假设通过机械性限制膈肌运动和降低胸壁顺应性来降低屏气能力；在肥胖男性中，屏气持续时间确实更短，且由WHR和外周二氧化碳化学敏感性共同预测。然而，这一在肥胖范围内、由机械机制介导的关联是否可推广至消瘦的健康年轻成人——其屏气持续时间被认为反映化学、机械和意志驱动之间更复杂的相互作用——以及是否存在性别特异性，此前尚未得到检验。

撒哈拉以南非洲大学环境中的年轻成人已显示出可测量的、在某些环境中不断上升的中心性肥胖负担：喀麦隆大学生四年时间序列研究记录了男性WHR上升和女性腹部肥胖上升，腰围和BMI在该生命阶段独立预测高血压患病。南非更广泛的成人样本中，超过半数参与者存在中心性肥胖，约三分之一BMI看似正常者符合正常体重中心性肥胖标准。然而，这些早期性别分化模式是否延伸至同样年轻、表面健康的西非人群的呼吸耐力，此前未见研究。

基于上述背景，研究人员在尼日利亚奥韦里联邦理工大学开展了一项横断面研究，目的包括：（i）比较性别间肥胖、血流动力学和呼吸参数；（ii）确定哪个肥胖指数与心血管和呼吸指标相关性最强；（iii）检验这些关联是否在男性和女性间存在差异。

二、研究设计与关键方法

本研究为描述性横断面研究，在尼日利亚奥韦里联邦理工大学（FUTO）本科生中开展。共招募81名表面健康的18–30岁学生（45名男性，36名女性），采用随机/系统抽样自符合条件的大学生人群。排除标准包括已知心血管或呼吸系统疾病、高血压或服用抗高血压药物、哮喘或其他肺部疾病、妊娠、当前吸烟或经常饮酒。样本量由研究期间可接触到的符合条件且同意参与的学生人数务实确定，而非基于先验功效计算。

人体测量方面，腰围在正常呼气末、最低肋骨与髂嵴中点处以柔性卷尺测量至0.1 cm；臀围在臀部最宽处测量；身高采用身高计赤足测量，体重采用校准秤着轻便衣物测量。WHR为腰围除以臀围，WHtR为腰围除以身高，BMI为体重（kg）除以身高平方（m2），ConI按Valdez（1991）方法计算。血流动力学方面，静坐休息五分钟后采用手动血压计和听诊器测量血压和心率，两次读数间隔两分钟取平均；心率通过60秒桡动脉触诊记录；平均动脉压（MAP）计算为舒张压加三分之一脉压。呼吸方面，正常吸气后参与者尽可能舒适地屏住呼吸，所有参与者接受来自固定脚本的相同标准化口头指令，两次试验间隔两分钟休息，记录较长持续时间至最近秒。

统计分析在SPSS 25版中完成并经Python交叉验证。性别间比较以独立样本t检验为主要方法，辅以Mann-Whitney U检验作为非参数敏感性分析；关联分析采用Spearman秩相关，性别分层，报告精确系数、名义p值和bootstrap 95%置信区间（10,000次重采样）。多重性控制采用Benjamini-Hochberg错误发现率（FDR）程序（q = 0.05），分别应用于九项性别间比较和十四项相关性检验族。关键关联另以校正年龄和BMI的偏Spearman相关及多元线性回归进行敏感性分析。

三、研究结果

性别间人体测量与血流动力学参数比较： 腰围在性别间无显著差异（男性80.54 ± 8.04 cm vs 女性79.00 ± 8.41 cm，p = 0.403），效应量可忽略（d = 0.19）。但男性WHR显著更高（0.85 ± 0.04 vs 0.80 ± 0.05，p < 0.001），在名义和FDR校正阈值下均显著（q < 0.01），效应量大（d = 0.86），表明尽管绝对腰围相当，男性呈更偏安卓型的脂肪分布模式。静息心率在女性显著更高（78.56 ± 11.40 vs 70.96 ± 10.68 bpm，p = 0.003，q = 0.014），效应量为中至大（d = ?0.69）。收缩压在男性名义上更高（122.04 ± 7.82 vs 118.25 ± 7.13 mmHg，p = 0.027，d = 0.50）但未通过FDR校正（q = 0.076）；屏气时间在男性名义上更长（43.02 ± 13.15 vs 36.94 ± 13.91 s，p = 0.047，d = 0.45）但未通过校正（q = 0.092）。WHtR在女性更高（p = 0.057，d = ?0.43），MAP在男性更高（p = 0.055，d = 0.44），二者均接近但未达名义显著性且未通过校正。腰围、ConI和舒张压在任何阈值下均无显著性别差异。九项参数中仅WHR和静息心率在q < 0.05下保持显著。

正态性与非参数敏感性分析： Shapiro-Wilk检验显示男性腰围和屏气时间、至少一个性别的ConI及收缩压和舒张压、以及男性静息心率存在显著非正态性（p < 0.05）。Levene检验显示所有九项参数均无显著方差异质性（全部p > 0.30）。Mann-Whitney U检验与t检验结论在九项变量中八项一致；唯一例外为WHtR，非参数检验达名义显著性（p = 0.038）而t检验未达（p = 0.057），但两种检验均未通过FDR校正（q分别为0.093和0.085）。

内部一致性检验： WHtR与腰围（ρ = 0.90–0.92）、BMI（ρ = 0.71–0.74）和臀围（ρ = 0.62–0.75）在男女两性中均呈极强相关（全部p < 0.001）。由于WHtR直接由腰围计算，且与BMI和臀围共享潜在人体测量学决定因素，此模式由数学构造预期产生，不作为独立经验发现或WHtR判别效度的证据，因此从多重性校正的假设检验族中排除。

十四项假设检验相关性族： WHR与WHtR的关系存在性别差异，在女性中达显著（ρ = 0.670，p < 0.001，通过FDR校正），在男性中仅接近显著（ρ = 0.285，p = 0.057，q = 0.201）。心率与收缩压在男性中呈正相关（ρ = 0.325，名义p = 0.030）但女性中无此关联（ρ = 0.111，p = 0.519）；男性关联未通过FDR校正（q = 0.201），应视为探索性发现。两性中均无心率与舒张压的显著相关（男性ρ = 0.194，p = 0.201；女性ρ = 0.171，p = 0.319）。男性中WHR与屏气时间呈适度正相关（ρ = 0.294，名义p = 0.050），未通过FDR校正（q = 0.201）；男性中无其他肥胖指数与屏气时间相关（腰围ρ = ?0.056，p = 0.716；WHtR ρ = ?0.073，p = 0.635；ConI ρ = 0.182，p = 0.233），女性中亦无任何肥胖指数与屏气时间相关（ρ范围?0.20至?0.06，全部p > 0.28）。

混杂因素校正敏感性分析： 男性WHR–屏气时间偏Spearman相关（校正年龄和BMI）为ρ = 0.279（p = 0.063，n = 45），幅度基本不变但不再达名义显著性。以屏气时间为因变量、WHR、年龄和BMI为自变量的多元线性回归在男性中整体不显著（R2 = 0.089，F(3,41) = 1.34，p = 0.274），WHR在该模型内非独立预测因子（β = 64.99 s/单位WHR，95% CI ?25.12至155.10，p = 0.153）。男性心率–收缩压相关在校正后同样减弱（偏ρ = 0.254，p = 0.092）。相比之下，两性中WHR–WHtR相关在校正后仍稳健（男性偏ρ = 0.542，p < 0.001；女性偏ρ = 0.662，p < 0.001）。

四、讨论与结论

本研究的核心发现是：腰围在统计学上无法区分的男女参与者，在WHR、收缩压、心率和屏气时间上却存在显著差异。这一绝对腹部围度测量与基于比值的脂肪分布测量之间的分离，强化了腰围单独使用——如同BMI一样——可能不足以捕捉中心性脂肪沉积所特有的心血管代谢风险的论点。该发现将腰围/WHR分离扩展到表面健康、非肥胖的年轻成人人群，而在此人群中这种分离可能被认为尚不构成临床意义。

男性名义上更高的收缩压及其与心率的名义正相关，若获确认，将与连接内脏肥胖与交感神经活动增加、肾素–血管紧张素–醛固酮激活和血管阻力的血流动力学负荷通路一致；然而两项发现均未通过多重比较校正，在年龄和BMI调整后进一步减弱，应视为探索性而非该通路的证据。相比之下，女性静息心率更高且与血压无关，指向一种不同的心血管调节模式，与女性通常静息心率更高、迷走神经介导的心率变异性相对保留或增强、而压力反射敏感性低于男性的文献一致。

呼吸发现方面，研究人员将屏气时间重新定位为自主神经和化学反射心肺耐受性的探索性综合指标，而非膈肌或胸壁机械性限制的替代指标。男性中WHR与屏气时间呈正相关而非负相关，与肥胖男性中屏气时间更短且更高WHR独立预测其缩短的发现相悖。一种可能的调和解释是中心性肥胖与屏气耐受性之间的关系在整个肥胖范围内可能并非线性：在本研究这类消瘦队列中（男性平均WHR 0.85，远低于传统定义的安卓型肥胖阈值），WHR可能与胸廓或肌肉骨架、身体训练水平或二氧化碳耐受性共变，仅在更高肥胖程度跨越机械限制阈值后才改变方向。但该解释属推测性质，且该发现未通过多重比较校正，在年龄和BMI调整后减弱至不显著，仅作为假设生成性发现。女性中无任何肥胖–屏气时间关联，可能反映该亚组肥胖值范围较窄、激素或解剖因素对呼吸耐力的影响，或两者兼有。

对呼吸领域读者而言，这一无效至脆弱的模式的实际解读与稳健阳性发现同样具有信息价值：在消瘦、表面健康且中心性肥胖处于正常范围的人群中，简单的现场可部署呼吸指标未能检测到经校正或混杂因素稳健的肥胖效应，提示中心性脂肪分布对屏气能力的任何机械性或化学感受器介导影响——若在此人群中存在——相对于该年龄和肥胖范围内的个体间变异性而言较小。这并不排除可通过客观肺功能检查、体积描记法或标准化单次呼吸二氧化碳化学反射试验检测到的效应，也不排除在更高肥胖程度或更大年龄出现的效应；但确实表明，在正常吸气后测量的屏气时间单独使用，不太可能成为消瘦年轻成人肥胖相关呼吸改变的足够敏感的早期预警工具。

WHR在BMI和腰围之外可能为年轻成人的早期心血管代谢筛查提供增量信息，但本横断面、单中心数据集无法确立任何关联的方向或机制。研究结论强调：在本健康年轻尼日利亚成人队列中，WHR在男性中稳健高于女性且独立于绝对腰围，静息心率在女性中稳健更高——两项差异均通过多重比较校正；收缩压和屏气时间的性别差异以及男性中WHR与屏气时间的相关性仅在名义显著性水平被观察到，未通过校正，且WHR–屏气时间关联在年龄和BMI调整后进一步减弱至不显著，应视为初步发现。研究支持进一步探索简单、低成本的肥胖指标——尤其是WHR——用于年轻成人早期心血管代谢筛查，并强调需开展充分把握度、多中心、纵向研究，纳入客观肺功能和化学反射功能检测、基于影像的脂肪定量以及标准化协变量采集（身体活动水平、空腹状态、月经周期相位），方可确立任何肥胖–呼吸关联（无论是否性别特异性）的成立。