肥胖儿童姿势控制能力下降机制及运动减重干预效果的研究

Potural equilibrium is the basis for all movements we perform. There are evidences to suggest that an increased body fat mass decreases postural stability and increases the odds of falling, but the realted mechanisms are still unknowm. Childhood is critical period of rapid development of motor skills. With the rapid rise in childhood obesity, there is a need to pay great attention to impact of early onset obesity upon postural control and motor performance. Therefore the objectives of the proposed study are threefold. The first is to profile kinetic, kinematical, and neuromuscular characteristics of posture responses during standing, walking and unplanned gait termination in obesity children. The second is to compare proprioceptive function, coordination of CNS, and neuromuscular response between obesity and non-obesity children. The final is to examine the impact of 1.5 years-regular exercise intervention on postural control and related physiological factors in obesity children. The research findings can be applied to explain the mechanisms of reduced postural control in obesity children, and formulate preventive strategies for children's obesity.

姿势控制是一切运动技能的基础。肥胖人群姿势控制下降严重削弱了其身体活动能力，导致肥胖的恶性循环。目前有关肥胖人群姿势控制下降的机制尚不清楚。儿童少年处于快速的生长发育阶段，是运动能力和运动习惯形成的关键时期。儿童期肥胖对姿势控制和身体活动能力的不良影响应受到特别关注。本研究将运用三维测力、三维解析和表面肌电技术同步分析肥胖儿童在静态站立、突发干扰时身体姿势的运动学、动力学和神经肌肉反应等力学特点，系统评价其姿势调控能力；同时，从影响姿势控制的生理因素（感觉功能、中枢整合和肌肉功能）入手，比较肥胖与正常儿童的姿势控制系统的功能水平，全面分析其姿势控制下降的机制。此外，我们还将通过为期一年半的运动减重干预观察受试者姿势控制能力及相关生理因素的变化规律。研究结论不仅对全面了解肥胖儿童姿势控制能力变化特点和分析其相关机制有着独特的理论意义，而且对于肥胖的早期治疗和预防具有重要的实际意义。

本研究从影响姿势控制的生理因素入手，比较肥胖与正常儿童的姿势控制能力的生物力学表现及其相关生理因素的功能差异，深入地探讨肥胖儿童姿势控制下降的机制。同时，通过为期20周的运动干预观察规律的体育锻炼前后肥胖儿童姿势控制能力及相关生理因素的变化，分析运动干预对肥胖儿童姿势控制能力的影响。研究结果显示：.1. 肥胖儿童静态、动态姿势控制能力均表现不佳.在挑战性较大的站立姿势下，肥胖儿童则表现出更谨慎的姿势调整策略以及较慢的姿势调整速度，提示其维持静态姿势稳定性的能力较差。此外，部分感觉输入受到一定干扰时，肥胖儿童利用其他感觉信息的代偿能力较低。.我们在实验室条件下模拟突发干扰，首次观察肥胖儿童急停的步态姿势控制特点，肥胖儿童步态终止时姿势调节能力较差，需要更多地借助髋-膝策略维持姿势稳定。.2. 肥胖儿童下肢本体感觉功能和姿势控制肌肉反应能力下降可能是其姿势控制能力不良的重要原因.本体感觉的下降会严重削弱人体的姿势控制能力。本研究中观察到肥胖儿童膝踝关节本体感觉能力下降，这可能是影响其姿势控制能力的重要因素之一。.及时、准确的肌肉反应是实施有效姿势控制的重要环节。本研究中我们首次观察肥胖儿童在足底突发水平移动时下肢和躯干相关姿势控制肌群的反应：肥胖儿童对于突发前向干扰的肌肉反应顺序变异较大；触发平台后向移动时，肥胖儿童小腿肌、臀大肌、竖脊肌的反应时均明显慢于正常体重组。这些变化均可能造成示肥胖儿童的姿势调整能力不佳。.3. 规律的运动锻炼对肥胖儿童的姿势控制及下肢肌肉反应能力有一定的改善效果.（1）本研究中利用最大脂肪氧化率（FATmax）相关理论，在运动干预中采用FATmax强度下运动模式，20周的规律运动锻炼不仅有效地促进肥胖儿童身高发育，而且很好地控制了肥胖儿童的体重，改善了其身体成分。.（2）20周运动干预后肥胖儿童单脚站立的静态姿势调整策略已有改善，其步态稳定性及急停干扰时的动态姿势控制能力均有一定提高。.（3）20周的运动干预对肥胖儿童的膝踝关节本体感觉功能尚无明显影响，但其胫骨前肌和股直肌在应对突前向干扰时的反应能力改善显著，这可能有利于其姿势的及时调整。.本研究部分研究设计为评价肥胖儿童姿势控制能力提供了新的研究方法，研究结果对肥胖的早期治疗和预防具有重要的指导意义。