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儿童少年生长发育研究的回顾与展望

来源:中国学校卫生 作者:刘宝林 2006-12-20
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摘要: 【关键词】 生长和发育。研究。青少年 在生命科学领域,人类生长发育一向受到高度重视,许多学科都在进行研究。生长发育包含着许多复杂的生物学现象以及复杂的变化过程,探讨其一般规律及其影响因素,早已成为生命科学领域不断深化的传统研究课题。...


  【关键词】  生长和发育;研究;青少年

    在生命科学领域,人类生长发育一向受到高度重视,许多学科都在进行研究。生长发育包含着许多复杂的生物学现象以及复杂的变化过程,探讨其一般规律及其影响因素,早已成为生命科学领域不断深化的传统研究课题。阐明规律的目的在于应用,在于指导实际工作。人类生长发育的一般规律对临床医学、预防医学、体育科学、心理学和教育学等都有指导意义。探讨其中影响因素是为了查明遗传与环境在不同层面上对生长发育的作用特点与强度,进而减少不利因素的影响,调动优生优育的最大潜力。

  生长发育同人类的进化与繁衍密不可分,从某种意义上说,人们对其探索未知是无止境的。鉴此,生长发育研究可视为生物学界永恒的主题。从不断提高人口质量、人的生存质量、民族体质及居民健康水平等宗旨出发,人类生长发育的研究必将造福于当今社会和子孙后代。尽管诸多学科都在关注生长发育,但研究目的和着眼点却存在较大差别。与临床医学有所不同,预防医学研究生长发育不仅面向个体,更重要的是面向儿童少年群体,其着眼点之一是将生长发育视为人群健康状况的重要指标。群体发育有很高的概括性,只需几项用数值表示的发育指标(如身高、体重和胸围等)就可以说明问题。在人体诊查、临床检查资料之外,其独立存在的实际意义明显高于个体发育资料。例如,个体儿童身高发育水平和速度多1 cm或少1 cm无实际意义,但群体儿童的身高增、减1 cm往往可以说明生活环境中的重要变化。

  在刚刚经历的20世纪,人类生长发育的研究解答了大量未知数。主要表现为:(1)查明人类生长发育存在广泛的世界差异。人的发育不仅在个体之间、性别之间具有差异,而且在种族间、民族间、地域间或城乡间,都因受到遗传和环境诸多因素综合作用而呈现出不同程度的差异。1967~1972年,世界范围的人类生长发育调查结果显示,欧洲各国的身高、体重与东部亚洲各国的身高、体重,明显分成2个范围,前者高、后者低。东部亚洲人出生时,6个月以前与欧洲人相差甚少,以后随年龄增长,差距逐渐加大。并指出,中国人在亚洲东部各国中身高指标较好,日本人的胸围发育水平较好。中国人和日本人的坐高相对较高,下肢相对较短;而非洲人下肢比欧洲人更长。鉴此,有人将黄种人归于长躯干型,而白种人和黑人属于短躯干型。1978年,Eveleth与Tanner通过世界卫生组织报道了《人类发育的世界性差异》。1959年,我国著名儿少卫生学家叶恭绍教授经大量考证,明确提出中国北方儿童身高、体重大于南方的规律,以后几十年的多次调查一再证明这一观点。日本也有同样的规律性,欧洲人的体格发育也是北高南低。世界各国无论发达国家还是发展中国家,也不论在地球的哪块大陆上,儿童少年体格发育都存在城乡差别,且有同样的规律性,即城市儿童少年的身高、体重大于农村,而胸围差别甚小。(2)青春期是人类生长发育的重要时段。此期个体经历着第二次生长突增,性发育尤为明显,在生理和心理上日趋成熟,不断向成人转化。经大量考证,学者们对正常的青春期发育归纳出3种类型,即一般型、早熟型和晚熟型。英国伦敦大学的Tanner教授和日本高石昌弘等对青春期发育进程的理论和方法学研究成效显著。Tanner等对青春期主要体格发育指标的生长速度标准进行了科学的研制,于1966年2次发表《从出生到成熟身高、体重、身高速度、体重速度的标准》,在国际上产生广泛的影响。目前,世界上大多沿用Tanner(1966)所创建的“生长速度参考值”制定方法。围绕青春期发动机理及内分泌系统的变化,国内外学者开展了大量研究工作。(3)骨骼发育的研究贯穿于20世纪。早在1911年,Long与Caldwell就发表了《手腕骨骨化同身体与心理发育之间关系》的若干研究。1923~1925年Pryor 2次撰文揭示骨发育存在男女性别差异,提供了颇具价值的研究资料。在阐明人类骨骺融合的解剖学特点及骨发育的性别、种族等差异方面,Todd贡献很大,他于1937年首创判定骨龄的《骨骼成熟图谱》。在骨龄标准及骨发育同性发育的关系研究中,Tanner等成就斐然。经观察和考证,Tanner(1962)明确指出:“初潮年龄同骨发育状况高度相关。如果女孩发生初潮早,其骨龄必然是提前的,如果初潮发生晚,骨龄也必然落后。”Simmons曾对200名女孩长期追踪观察,发现绝大多数女孩骨龄为13.5~14.0岁时初潮,初潮时间年龄的变异范围是初潮骨龄的2倍。1980年以来,我国对骨发育同性发育关系的研究报道较多。北京大学季成叶等(1982)观察到,11~14岁已初潮女孩的骨龄显著大于同龄未来潮者,而10岁初潮女孩的骨龄和14岁初潮女孩的骨龄非常接近。哈尔滨医科大学刘宝林等在“儿童生长发育的骨龄研究”(1979~1982)之后,对百余名少女进行青春期骨发育、性发育和体格发育的动态观察(1985),结果表明,85.7%的女孩初潮骨龄为13.0~14.0岁,初潮骨龄的变异系数最小(3.1%),初潮时间年龄变异系数为4.6%,初潮身高年龄和体重年龄变异系数更大,分别为17.1%和10.2%;在女孩初潮前6个月和初潮后6个月骨发育进展迅速。相比之下,距初潮较远的前12~6个月,骨发育仍处在平稳状态。刘宝林等(1994)完成的国家自然科学基金资助项目《学龄儿童骨骼发育的动态分析及城乡对比研究》证实,1980~1990年期间,7~12岁男、女儿童各年龄组的骨龄有明显提前,其中12岁组提前的变化最显著;7~17岁男女各年龄组手腕骨骨龄均值城市皆高于乡村,青春发育初期差别最大,到18岁时城乡骨发育水平相接近。在骨龄标准研制方面,Greulich与Pyle总结前人(Todd骨龄图谱)研究成果和自己观察所见,于1959年制成手腕部骨骼成熟系列性X线图谱;1962年Tanner和Whitehouse等制定了骨发育的TW1方法,后在此基础上,又于1975年修订而成评价骨骼成熟程度的TW2方法,在国际上得到广泛应用。1979年,我国李果珍等制定了“百分记数法”骨龄标准,其原理同Tanner的计分法(1 000分)骨龄标准。在原基础上,1983年Tanner又研制成包括13个手腕骨观察标志的RUS骨龄标准。人们公认,骨龄在很大程度上代表着生物学发育年龄,对探讨生长发育发展规律、判断发育障碍性疾病、预测女孩月经初潮、预测儿童成年身高等方面展示了良好的前景。国外利用骨龄预测身高主要有3种方式,即B-P法、TWMC法和RWT法;国内依据本民族儿童少年生长发育动态观察资料,提出了采用骨龄(或重点标志)预测成年身高的行之有效的办法,上海医科大学张国栋、哈尔滨医科大学、南京医科大学等对此研究有所建树。(4)体成分研究。20世纪30年代,有人提出“化学成熟”的概念,即儿童少年生长发育具有较恒定的成人化学水平状态;美国学者Behnke提出“瘦体重”的概念,使体成分研究由原来直接分析人体各种化学成分过渡到从整体分析体脂肪和瘦体重。国内外许多学者在近半个世纪的探索中,逐步阐明儿童少年体成分的变化规律。皮褶厚度能反映全身脂肪量的多少和体脂肪生长情况。中国医科大学姚兴家等(1981)对4 000多名7岁以上男女儿童实施6个部位皮褶厚度测量,绘制出不同性别、年龄、部位的皮褶厚度发育曲线;此曲线与1962年英国Tanner制成的标准曲线接近,较日本久田和子1969~1973年所测日本儿童的三头肌部、肩胛下角皮褶厚度低,7~12岁尤为明显。国内外大量研究表明,雄激素对体成分变化和体脂肪分布起调节作用。(5)生长长期变化的分析。近100多年以来,世界上许多国家的学者从长期人体测量和生长发育调查资料对比中得知,人的身材一代比一代高大,青春期发育提前。这种变化首先出现在经济发达国家。1900~1950年,西欧各国新生儿平均身长由50 cm增至53 cm,体重从3 150 g增至3 300 g。Tanner总结西欧、北美地区1880~1950年儿童生长发育的资料证实,5~7岁儿童的身高约每10 a增长1 cm。北欧一些国家在19世纪60年代,入伍士兵身高为165~169 cm,到20世纪70年代,这些国家男青年平均身高达到或超过180 cm。性成熟提前的变化也很明显,近百年来,女孩月经初潮平均年龄逐步提早3 a。第二次世界大战后,许多发展中国家生长长期变化报告逐渐增多。我国20世纪50至80年代,根据10余个城市7~18岁学生生长发育资料前后比较,男女平均身高每10 a增长2 cm以上,生长速度高峰年龄大多提前1~2 a。资料分析表明,20世纪的最后10 a,我国儿童青少年身高变化更为明显。

  上个世纪,诸多学者还对儿童心理发展,某些器官系统的形态功能发育和运动素质发育等开展了大量研究,对生长发育影响因素及评价方法进行了广泛研究,不断丰富理论内容。国内外大量调查研究结果显示,身高、体重、皮褶厚度、血压等发育指标存在不同程度的家族性倾向,发育遗传学已成为人类遗传学中一个新的热点领域。涉及各类环境因素对生长发育的影响,20世纪著述颇丰,人们从多方位进行研究,不断验证“营养是生长发育的物质基础,体力活动是生长发育的源泉”这个基本要素。

  1978年,Falkner和Tanner主编的《人类的生长》(Human Growth)出版,包括几个卷本,全面阐述了人类生长发育的理论及研究方法,这部巨著于1986年又进行了第2版修订。为了不断汲取最新研究成果,Lowrey著述的《儿童生长发育》专论在半个世纪中修订了近10版,该书内容紧紧跟随人类生长发育研究的进程。我国唐锡麟教授主编的《儿童少年生长发育》(1991)专论是一部颇具学术价值的专业参考书,在相关领域科研与教学等方面不断发挥着良好的作用。

  近30 a来,我国在生长发育方面的研究不断深入,多次组织大规模的体质调研,获取了比较全面的国人现代生长发育动态分析资料。北京大学季成叶等近年完成的国家自然科学基金资助项目双生子发育研究,样本量较大,取得大量很有价值的观测数据资料,在方法学上也有所突破。

  21世纪初叶,从世界范围看,生长发育比较侧重于遗传和环境因素对生长水平和速度影响的研究、某些异常发育(如矮身材、低体重和肥胖等)的研究、某些器官系统发育研究和心理行为发育研究等。对青春期发育进程的观察同样很有意义,虽然20世纪已有较多报道,但随着长期变化的演进,在我国青春期形态发育、功能发育、性发育和心理发展等方面仍有许多需要探讨的课题。体质研究是我国对群体生长发育资料实施动态分析的有效途径,也是准确掌握青少年儿童体质水平及变化趋势的重要手段,对科学制订卫生保健措施及合理配置使用卫生资源具有较大实用价值,并可为居民合理营养及培养全面发展人才的教育事业提供相关的科学依据。
  
  在生长发育研究中,切忌不能只凭短期小规模的人群检测就急于对涉及规律性的生物现象提出质疑,应全面科学的观察和分析当今儿童少年发育水平和速度,客观正确地实施横向与纵向发育资料的比较。须知,在攀登科学高峰的征途中厚积薄发者的实力不知要比急功近利者好上多少倍。欲不断深化生长发育的研究,更需要脚踏实地、多做基础性调查研究工作,多掌握第一手资料,这才是科学工作者的根基。

  值得注意的是,群体发育研究观察对象除应具备良好的代表性,还必须使样本保证足够的数量。时至今日,尚有某些研究者在一个地区观察儿童少年体格发育水平时,每个性别年龄组的例数达不到100人,甚至二三十例样本就用于计算身高均值、体重均值,这样的结果怎能令人信服呢!有的项目接受世界银行或国外资助,理应严密设计,规范调研,可实际不然,观察例数明显不足,以其结果表述发育水平实属无效。在体格发育调查设计时,若以均值作为最终评价依据,各性别年龄组理应保证100人以上,使其抽样误差(即均值的标准误)一般不会大于测量误差。如身高测量误差允许为±0.5 cm,又从经验得知小学生各年龄身高的标准差约为5 cm,则测量人数在100人以上时,所得的标准误不会大于0.5 cm。青春期因身高标准差增大,每个性别年龄组例数应更多些。这样的指标均值,才适于不同年份发育水平的动态观察及人群间发育水平的比较。

  人类生长的长期变化是引人注目的生物学现象,尽管在一些出现较早的发达国家已呈停滞状态,但在发展中国家还可能持续一段历史时期。因此,探讨长期变化的表现、规律、影响因素及社会效应,具有重要的现实意义。但必须指出,分析生长长期变化应持严谨的科学态度。首先,长期变化资料应具备较长的时间跨度,一般不宜少于10 a;其次,长期变化的资料应具备科学性和可比性,如果运用的资料不符合观察对象选定、测试和数据处理等基本原则,则长期变化分析结果可能非但无益,反而有害;再者,长期变化分析应慎重对待结论,在生命科学领域,许多研究结果尽管很有价值,但可能属于阶段性的证据,某些重要结论有的需要时间去验证。

  在研究方法上,总的看来,新世纪人们将从分子生物学、代谢内分泌学、遗传学和流行病学分析等角度,不断深化生长发育的研究内容;双生子研究是探索影响生长发育因素良好的天然素材,准确运用此方法揭示遗传和环境因素的作用特点及强度值得重视;进行相关学科的综合交叉研究前景广阔;深入开展青春期发育研究和制订生长速度评价标准时,追踪调查方法理应列为首选。

  【作者单位】  哈尔滨医科大学公共卫生学院,黑龙江  150086。


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