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河南省科技攻关计划项目(63)

Zhang Yuantong, Lecturer,Department of Physical Education, Zhengzhou Chenggong University of Finance and Economics,Zhengzhou , Henan Province, China

文章快速阅读：文题释义：少年篮球运动员：此群体主要分布于有篮球传统的中学，也分散分布在一些中学的篮球队里面。由于经常需要代表学校参加省(市、区)级比赛，因此训练水平和竞技能力都较高。根据国家体育总局篮球运动员技术等级标准的规定，此群体的运动水平相当于篮球三级运动员水平。身体成分：身体成分简称体成分，它是人体脂肪组织和非脂肪组织的含量在体质量中所占的百分数。在通常状况下，人的身体主要由水、蛋白质、脂肪、无机物4种成分构成。在一定的时间内，这4种成分也是相对恒定的，并且不同人群有一定的正常比例。因此对身体成分的监测可以为人体健康状况评估提供参考。0 引言 Introduction随着中国人口的老龄化趋势的加强以及人民生活水平的快速提高，骨质疏松症和肥胖问题日益成为制约国民健康的重要因素，因此研究人类身体成分和骨密度具有重要的现实意义。身体成分(Body Composition)是指人体内所含的主要化学成分，包括水、脂肪、蛋白质、矿物质等物质，它是人体的生长发育、营养状况和体育锻炼等多种因素综合作用的结果，也能影响人类的健康和身体功能[1-8]。研究表明，在全球105个国家中，就有80.3%的13-15岁少年不能满足每天60 min以上中等到较大强度体力活动的要求[9]，中国儿童少年的心肺耐力已经成为制约学生体质的核心问题[10]。骨密度(bone mineral density，BMD)是指单位体积骨内矿物质的含量，它是反映骨量的主要指标，也是反映骨强度的一个重要指标，在描述和诊断骨质疏松症和评价骨折风险的过程中发挥着重要作用[11-13]。根据Wolff定律，骨在外在物理刺激下内部会产生相应应力变化，从而使骨达到一种最佳结构来承担末端的功能性负载[14]。因此体育运动对骨的生长、发育、成熟以及老化有着重要的影响。体育运动还会影响人体的体成分，尤其在有氧运动能够减少体内脂肪含量这一点上已经达成了共识[15-18]。同时体育运动又有无不良反应的特点，因此针对人体的身体成分和骨密度开展体育运动方面的研究具有重要的现实指导意义。儿童少年是国家的未来和民族的希望，“少年强则中国强”，因此对于少年体质健康方面的研究是个永恒的重要课题。研究表明，目前在中国儿童少年人群中篮球运动是普及率较高的项目[19-20]，这主要由篮球项目的特点和儿童少年的身体发育规律造成的[21]。儿童少年中枢神经系统的兴奋和抑制不均衡，兴奋占优势，同时兴奋和抑制转换较快，灵活性高，因此他们更喜欢有趣、多变、灵活的运动方式，而篮球运动刚好符合这一特点。同时由于中国篮球场地设施普及率很高，广大儿童少年有场地、有器材，因此较早的接受这一运动项目，并培养出了运动兴趣。尤其是近几年篮球运动中身体对抗激烈程度进一步增加，攻防转换节奏的加快，这进一步增加了篮球运动的多变性和趣味性。同时政府部门组织的篮球赛事越来越多，一些著名球星已经成为广大儿童少年心目中的英雄[22-23]。因此研究篮球运动对儿童少年体质状况的影响具有普遍的指导意义。同时研究表明在中国最高水平篮球职业联赛上篮球新星出现的越来越慢，还有国家篮球队成绩不断下滑，主要原因可能就是中国篮球后备人才的培养出现了问题[24-25]。基于此，文章以少年篮球运动员的相关指标为研究对象，来了解篮球少年运动员身体成分和骨密度的特征，从而为少年篮球运动员进行科学化训练提供理论参考，也为篮球运动在改善身体成分和骨密度作用方面提供实证参考。1 对象和方法 Subjects and 设计 分组对照观察实验。由于身高、体质量和体质量指数都可能对身体成分和骨密度造成影响，因此试验的受试者主要分为3组，一组是少年篮球运动员组，一组是不考虑身高体质量、随机抽取的普通中学生组成的对照组1，还有一组是身高体质量和运动员相仿的普通中学生组成的对照组2。测量身体成分进行运动组和对照组之间的比较。测量利手中指中段骨密度指标进行组内性别比较和组间比较。为了探究受试者身体成分和骨密度特征形成原因，利用试验间隙进行了简单的问卷调查 时间及地点 2017年5月，问卷调查在郑州市十八中完成。身体相关指标的测量在郑州大健康体检中心陆续完成 对象 利用2017年郑州市晨光杯中小学篮球赛的机会，共招募14岁汉族受试者560人，其中包括少年篮球运动员(运动员组)160人，对照组1和对照组2各200人，这3组中男女性别各半。为了消除青春期发育的影响[26-28]，要求男性受试者出现遗精现象，女性受试者出现月经，但不能有超过2年的月经史[29]。为了充分体现篮球运动的积累效应，要求运动员组内的受试者要有至少1年的训练年限。最后进入试验环节的受试者共270人，其中运动员组为79人(男性28人，女性51人)，对照组1为87人(男性32人，女性55人)，对照组2为104人(男性40人，女性64人) 运动员组的纳入及排除标准纳入标准：①从事篮球训练1年以上；②参加市级以上篮球比赛；③最近1年没有停训现象；④对试验知情同意并积极配合。排除标准：有骨代谢疾病者或有骨折等运动损伤病史?对照组1的纳入及排除标准纳入标准：①无篮球运动爱好；②对试验知情同意并积极配合。排除标准：①低骨量者；②患有骨代谢及其他有关疾病的患?对照组2的纳入及排除标准纳入标准：①无篮球运动爱好；②男性身高在175-185 cm，女性身高在165-175 cm；③男性体质量在65-75 kg，女性体质量55-65 kg；④对试验知情同意并积极配合。排除标准：①低骨量者；②身高和体质量不在上述范围内者；③患有骨代谢及其他有关疾病的患?方法1.4.1 问卷调查法 为了排除其他因素对试验结果的影响和便于对试验结果的分析，在正式开始试验前进行了简单的问卷调查。内容涉及到姓名、性别、出现遗精的年月、出现月经的年月、日常睡眠情况、牛奶饮用量、体育锻炼情况、碳酸类饮料的摄入量、训练年限等。对于个人隐私感到害羞的问题，由同性别的老师进行科学严肃耐心的讲解来消除受试者的顾虑。该调查问卷共发放560份，回收560份，其中无效问卷18份，问卷的回收率和有效率分别为100%和96.79% 试验方法 采用美国Alara公司生产数字化成像骨密度仪Metriscan来测量受试者利手中指中段的骨密度，单位为g/cm2，精确到小数点后2位。测量部位是依据篮球项目的运动特点确定的。篮球运动包括传球、运球和投篮等诸多技能，但是这些运动技术都是以把球控制在己方手里，并成功投篮为目的，因此对运动员的手指，尤其是中指的物理负荷刺激较大[30]。身高和体质量的测量采用电子身高体质量计，严格按照仪器要求的程序进行，身高的单位是cm，体质量的单位是kg，体质量指数(BMI)为体质量(kg)/身高(m)2，这3个指标都精确到小数点后2位。采用北京东华原医疗设备有限责任公司生产的DBA-550人体成分分析仪测量受试者的身体成分，严格按照仪器要求进行操作，直接打印出测量报告，对总水分、蛋白质、无机盐、体脂肪量、体质量和去脂体质量等数据进行收集。由于受体质量影响，水分等体成分的绝对质量用于比较分析意义不大，所以对水分、蛋白质，无机盐，体脂肪量等质量指标进行相对于体质量的标准化，单位是% 主要观察指标 主要观察指标有4类：①身体形态指标：身高(cm)、体质量(kg)和体质量指数(kg/m2)；②身体成分指标：水分、蛋白质、脂肪、无机盐和去脂体质量的比率(%)；③骨密度指标：利手中指中段骨密度(g/cm2)；④日常生活习惯指标：每天睡眠时间(h)、牛奶饮用量(mL)、体育锻炼时间(min)和碳酸类饮料摄入量(mL) 统计学分析 试验和调差问卷所得数据全部运用SPSS 20.0数据统计软件进行统计学处理。统计方法采用Descriptive Statistics，表示为±s。相同性别情况下不同组别的身高、体质量和体质量指数的均值比较时、相同性别运动员组和所有对照组身体各成分比率(%)的均值比较时以及性别比较时都采用两个独立样本的t检验(Independent- Sample Test)。相同性别受试者中指骨密度和日常生活习惯相关指标的组间比较采用单因素方差分析中的L-S-D法。2 结果 受试者数量分析 试验共招募受试者560人，通过问卷调查分析后符合条件进入试验环节的共270人。采用SPSS 20.0数据统计软件对实验所得的身体成分比率和中指骨密度相关数据进行boxplot检验，共发现中指骨密度奇异值1个，该受试者是男性篮球运动员，其骨密度值超出了正常范围。1名来自于对照组1的女性受试者身体成分指标也出现了奇异值。对于日常生活习惯指标也出现了1个奇异值，涉及到1名对照组2的男生受试者。凡是出现奇异值的受试者，其相关数据已全部进行了剔除。对于出现的极值全部进行了重复测量，发现数据具有可靠性，取2次测量数值的平均数作为最终的试验数据。因此试验受试者的有效数量为267人，其中运动员组为78人(男性27人，女性51人)，对照组1为86人(男性32人，女性54人)，对照组2为103人(男性39人，女性64人)，其相关数据进入了统计?少年篮球运动员性别不同组别身体形态指标的均值比较 见表1。对于身高和体质量这2个指标，运动员组和对照组1比较差异有非常显著性意义(P< 0.01)，运动员组和对照组2比较差异无显著性意义(P> 0.05)，对照组1和对照组2比较差异有非常显著性意义(P< 0.01)。体质量指数在各组之间差异均无显著性意义(P> 0.05) 少年篮球运动员身体各成分比率(%)和普通中学生之间的均值比较 见表2。(1)女性少年篮球运动员身体中的总水分比率显著性的高于同性别的普通中学生(P< 0.05)，而这一指标在男性的两组之间差异无显著性意义(P> 0.05)；(2)对于身体中蛋白质比率，不论男女，少年篮球运动员和普通中学生之间差异都有显著性意义(P< 0.05)，尤其是女性，两组之间差异有非常显著性意义(P< 0.01)，具体表现为少年篮球运动员身体中蛋白质比率高于普通中学生；(3)对于脂肪和去脂体质量这两个比率指标来说，不论男女，少年篮球运动员和普通中学生之间差异都有非常显著性意义(P< 0.01)，具体表现为少年篮球运动员身体中脂肪比率低，而去脂体质量比率高；(4)同性别的少年篮球运动员无机盐比率显著性高于普通中学生(P< 0.05)。表1 相同性别情况下不同组别的身体形态指标的均值比较结果 (±s)Table 1 Comparison of average value of body shape indexes between groups of the same sex表注：与对照组1比较，aP< 0.01；与对照组2比较，bP< 0.01。形态指标 运动员组 对照组1 对照组2男性 女性 男性 女性 男性 女性身高(cm） 181. 173.体质量(kg) 71. 62.体质量指数(kg/m2) 21. 21. 20. 20. 22. 20.表2 相同性别情况下身体各成分比率在运动员组和对照组之间的均值比较 (±s，%)Table 2 Comparison of body composition ratio between groups of the same sex表注：与所有对照组比较，aP< 0.05；bP< 0.01。组别 性别 水分 蛋白质 脂肪 无机盐 去脂体质量男性 61. 18.运动员组女性 58.男性 59. 16. 18. 5. 81.所有对照组女性 53. 13. 27. 5. 72. 少年篮球运动员和普通中学生骨密度均值的性别比较和组间比较 见表3。表3 受试者中指骨密度的组内或组间的均值比较 (±s，g/cm2)Table 3 Comparison of average value of body mass density ofmiddle finger between groups表注：组内性别之间的比较，aP< 0.05；同一性别与对照组1比较，bP< 0.01；同一性别与对照组2比较，cP< 0.05；dP< 0.01。组别 中指骨密度运动员组男性 0.女性 0.对照组1男性 0.女性 0.对照组2男性 0.女性 0.中指骨密度在少年篮球运动员群体中存在着显著性的性别差异(P< 0.05)，在身高体质量与运动员相仿的普通中学生群体中也存在显著性的性别差异 (P< 0.05)，但是在不考虑身高体质量的普通中学生群体中男女之间比较差异无显著性意义(P> 0.05)，这种显著性差异表现为男性中指骨密度高于女性。相同性别的少年篮球运动员和普通中学生中指骨密度各组间的均值比较后发现：①无论男性还是女性，少年篮球运动员中指骨密度和不考虑身高体质量的普通中学生之间差异有非常显著性意义(P< 0.01)，和身高体质量相仿的普通中学生之间差异也有显著性意义(P< 0.05)，这些差异都表现为篮球运动员中指骨密度高于普通中学生；②无论男性还是女性，身高体质量和运动员相仿的普通中学生的中指骨密度显著性高于不考虑身高体质量的普通中学生，两者之间差异有非常显著性意义(P< 0.01) 少年篮球运动员和普通中学生日常生活习惯各指标骨均值的性别比较和组间比较 见表4。表4 受试者日常生活习惯(平均每天)的组内或组间的均值比较结果 (±s)Table 4 Comparison of average value of daily life habits between groups表注：组内性别之间的比较，aP< 0.05，bP< 0.01；同一性别与对照组1比较，cP< 0.05，dP< 0.01；同一性别与对照组2比较，eP< 0.05，fP< 0.01。指标 运动员组 对照组1 对照组2男性 女性 男性 女性 男性 女性睡眠时间(h) 8. 7. 7. 7. 8.牛奶(mL) 86. 70. 75.锻炼时间(min) 90. 25. 35. 27.碳酸类饮料(mL) 135.对于每天牛奶饮用量和碳酸类饮料摄入量这2个指标，少年篮球运动员和普通中学生各组别差异都有非常显著性意义(P< 0.01)，具体表现为女性牛奶饮用量高于男性，男性碳酸类饮料摄入量高于女性；对于每天体育锻炼时间这个指标来说，只在少年篮球运动员中存在显著性的性别差异(P< 0.01)，具体表现为每天锻炼时间男性长于女性，其他组别差异都无显著性意义(P> 0.05)。相同性别组间比较后发现：①每天睡眠时间在男性少年篮球运动员和不考虑身高体质量的普通中学生之间差异有显著性意义(P< 0.05)，具体表现为男性运动员每天睡眠时间长于不考虑身高体质量的同性别普通中学生，其他相同性别不同组别之间比较差异无显著性意义(P> 0.05)；②每天牛奶饮用量在男性少年篮球运动员和不考虑身高体质量的普通中学生之间存在着极显著性差异(P< 0.01)，在男性少年篮球运动员和身高体质量相仿的普通中学生之间存在着显著性差异(P< 0.05)，其他相同性别不同组别之间都不存在显著性差异(P> 0.05)；③对于每天体育锻炼时间和碳酸类饮料摄入量这两个指标来说，无论男性还是女性，少年篮球运动员和其他两组之间都存在着极显著性差异(P< 0.01)，其他相同性别不同组别之间都不存在显著性差异(P> 0.05)。3 讨论 Discussion人体骨密度是一个极不稳定的指标，受诸多因素影响，比如年龄、性别、激素、运动、营养、抑郁和生活习惯等，但是由于其与人类健康密切相关，它又是一个不能回避的指标[31-41]。目前关于身高、体质量以及体质量指数和骨密度关系的研究已经有了大量报道，梳理后发现，此领域存在3种观点：①身高、体质量以及体质量指数和骨密度没有关系，持此观点的研究不多，比如程淑敏等[42]对3-10岁儿童的身高及体质量指数和全身各部位骨密度的关系进行了研究，结果发现同年龄组童儿骨密度没有显著性差异，且与身高及体质量指数没有显著性关系；②身高、体质量以及体质量指数，这3个指标中的若干指标和骨密度存在关系，持此观点的研究较多，比如邢晨芳等[43]研究发现成年男性超声骨密度与身高呈显著性正相关，但是与体质量和体质量指数没有关系，还有研究表明体质量对骨密度有显著性影响，但是身高影响不显著[44-45]；③身高、体质量以及体质量指数和骨密度都有关系，此观点的研究报道最多[46-48]，也是此领域的主流观点，这在理论上也能解释的通，因为这3个指标是密切联系的，身高越高往往预示着有较大的体质量，而体质量指数又是其他2个指标的相对数，因此这3个指标中一个指标与骨密度存在显著性相关，其他2个也会产生显著性相关。基于此，文章为了研究篮球运动对骨密度的影响就要排除身高体质量以及身体质量指数的影响因素，因此专门挑选出身高体质量与篮球运动员相仿的普通中学生组成对照组2，并通过两个独立样本的t检验进行均值比较，结果发现，同一性别少年篮球运动员的身高、体质量以及身体质量指数与对照组2不存在显著性差异(P> 0.05)，这为进一步的研究奠定了基础。结果还发现身高体质量在相同性别的少年篮球运动员和不考虑身高体质量的普通中学生之间存在极显著性差异(P< 0.01)，这符合篮球运动员选材的特点，但是体质量指数这一指标却不存在显著性差异(P>0.05)，这说明身高越高体质量越大，因此相对数变化不大。身高体质量在相同性别的对照组1和对照组2之间存在极显著性差异(P< 0.01)，这是抽样造成的，不再解释。目前有关体育运动对身体成分影响的研究颇多，可以说涉及到各个运动项目，比如健美操[49]、跆拳道[50]、田径[51]、游泳[52]、太极拳[53]、排球[54]、空竹等等[55]。通过文献比较分析后发现，目前的研究结果大多是体育运动能够提高参与者的去脂体质量和蛋白质，降低脂肪含量，但是对于水和无机盐这2个指标研究的较少，而且有关篮球运动对身体成分影响的研究则很少。此次研究的结果显示，篮球运动能够提高人体的蛋白质和去脂体质量的比率，同时降低体内的脂肪比率，这是和以往的研究是一致的。究其原因如下：①篮球运动属于激烈对抗性项目，动作的反复多变，对体内的肌肉都是很强的物理刺激，这样就会加速体内蛋白质的合成，尤其是在运动后的超量恢复阶段；②篮球训练及比赛的强度和持续时间都很大，这就会促使脂肪在运动中和运动后加速分解，从而机体运动提供能量；③身体中脂肪的分解，造成体内脂肪含量下降，会间接导致去脂体质量升高。研究结果还显示，女性少年篮球运动员体内的水分含量显著性高于普通中学生，而男性不存在显著性差异，对于无机盐指标来说，无论男性还是女性，在少年篮球运动员和普通中学生之间都存在显著性差异，这和以往的研究不是完全一致的，比如徐金庆[56]对篮球专修大学生运动员和普通大学生的体成分进行比较分析，结果发现无论男生还是女生，体内水分含量在两群体间都不存在显著性差异，但是女性篮球专修大学生运动员体内无机盐含量和普通大学生相比却存在显著性差异，具体表现为女性大学生体内无机盐含量偏低。而陈孝道[57]的研究却显示篮球专选大学生体内无机盐含量显著性地高于普通大学生。此次研究之所以出现这样的结果，可能有如下原因。①水从摄入到排出具有一过性特点，测量时段很能影响体内水的数据；②少年篮球运动员比较注意膳食营养及水的补充，尤其是女性；③和学校的重视以及教练员的科学合理的指导有关。研究结果显示，中指骨密度在少年篮球运动员和对照组2中都存在显著性的性别差异，具体表现为男性骨密度高于女性，对比他们的日常生活习惯却发现，除了男性每天体育锻炼时间显著地高于女性外，每天饮用牛奶量和碳酸类饮料的摄入量这2个指标都不利于骨质的增长，尤其是少年篮球运动员的睡眠时间男性还显著性地低于女性，以上结果集中说明篮球运动在提高中指骨密度方面发挥着重要作用。研究结果还显示，骨密度在相同性别的少年篮球运动员和不考虑身高体质量的普通中学生之间存在极显著性差异。可能原因如下：①篮球运动员身高体质量显著性高于不考虑身高体质量的普通中学生，这样的身高和体质量对于骨骼的机械物理刺激就比较大，有利于骨骼的生长和发育；②虽然女性少年篮球运动员的每天牛奶饮用量没有显著性地高于对照组1，但是总体来说少年篮球运动员除了碳酸类饮料显著性地高于对照组1外，其他3个指标都是对骨质增长是有利的；③少年篮球运动员的每天体育锻炼时间远远大于不考虑身高体质量的普通中学生，因此这个因素影响可能很大。相同性别的少年篮球运动员骨密度显著性高于身高体质量相仿的普通中学生这主要和体育锻炼时间有关，此结果和以往的研究是一致的[58-60]。相同性别的对照组1的骨密度和对照组2存在显著性差异，这主要是由于身高体质量造成的。综上所述，篮球运动对人体的身体成分有良好的改善作用，比如能够降低身体中的脂肪含量，提高身体中蛋白质、水分、无机盐和去脂体质量的含量，这对提高人体的健康程度和身体机能有重要作用。同时篮球运动能够提高人体的中指骨密度，这对预防骨质疏松症有一定的指导意义。但是在影响身体成分和骨密度的诸多因素中，篮球运动到底占多大权重？这有待进一步研究？作者贡献：文章设计、实施及评估均为本文作者。经费支持：文章接受了“河南省科技攻关计划项目(63)”的资助。所有作者声明，经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道。利益冲突：作者声明，在课题研究和文章撰写过程，没有因其岗位角色影响文章观点和对数据结果的报道，不存在利益冲突。伦理问题：文章的撰写与编辑修改后文章遵守了《观察性临床研究报告指南》(STROBE指南)。参与试验的受试者均为自愿参加。文章查重：文章出版前已经过专业反剽窃文献检测系统进行3次查重。文章外审：文章经小同行外审专家双盲外审，同行评议认为文章符合期刊发稿宗旨。作者声明：第一作者对研究和撰写的论文中出现的不端行为承担责任。论文中涉及的原始图片、数据(包括计算机数据库)记录及样本已按照有关规定保存、分享和销毁，可接受核查。文章版权：文章出版前杂志已与全体作者授权人签署了版权相关协议。开放获取声明：这是一篇开放获取文章，根据《知识共享许可协议》“署名-非商业性使用-相同方式共享3.0”条款，在合理引用的情况下，允许他人以非商业性目的基于原文内容编辑、调整和扩展，同时允许任何用户阅读、下载、拷贝、传递、打印、检索、超级链接该文献，并为之建立索引，用作软件的输入数据或其它任何合法用途。4 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文章来源：《中国组织工程研究》 网址: http://www.zgzzgcyj.cn/qikandaodu/2020/0916/657.html