不同發(fā)育狀態(tài)青少年游泳運動員身體發(fā)育特征與評估方法實證研究

蔡 廣，朱镕鑫，歐陽琦珺，湯一鑄

生長發(fā)育是運動員選材和育才中的核心問題［1］。人類群體發(fā)育成熟的規(guī)律基本一致，但是具體到每個個體，其發(fā)育成熟的進程規(guī)律又不完全一致［2］。同樣生活年齡的個體，其生物學(xué)年齡可能差距在幾歲之間［3］。與同齡青少年相比，早發(fā)育青少年在比賽過程中將會擁有身材高大、力量大以及比賽過程中心理優(yōu)越等優(yōu)勢［4］。已有研究表明，晚發(fā)育青少年身體形態(tài)和運動素質(zhì)將會產(chǎn)生追趕性生長，最終會趕上甚至可能會超過早發(fā)育小孩［5］。但是，這些追趕性生長是否都發(fā)生在青春期期間，研究報道較少。在本研究中，將探討與運動能力密切相關(guān)身體形態(tài)、神經(jīng)系統(tǒng)的反應(yīng)時、力量、有氧能力在青春期期間發(fā)育特點，以及哪些運動能力會快速增長，或者產(chǎn)生追趕性生長；同時，探討在青春期期間采用怎樣的評估方式評估不同發(fā)育狀態(tài)青少年，才可能盡量減小偏差，使評價結(jié)果更加客觀科學(xué)，幫助教練員選材和育才的科學(xué)化。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象與分組

2016—2022 年間，551 名男性青少年業(yè)余游泳運動員參與選材測試，運動等級均為三級及以下，年齡為11～15 歲，其中在12 歲年齡段，有94 位運動員參與了2 年追蹤監(jiān)測，2 年期間共進行了3 次測試，測試時間為當(dāng)年的10—11 月。未進行跟蹤測試的運動員（457 人）按年齡制定了群體標(biāo)準(zhǔn)（詳細(xì)數(shù)據(jù)見電子版附件），用于早發(fā)育組和晚發(fā)育組Z分值計算，探尋早發(fā)育和晚發(fā)育形態(tài)和機能的評估客觀性。所有運動員和其父母都被告知本次研究目的和程序，簽訂知情同意書。

對跟蹤的94 位運動員進行發(fā)育評估（表1）：3次測試間每次骨齡與生活年齡差值都在1 歲內(nèi)為發(fā)育正常組（NM）；每次骨齡大于生活年齡1 歲以上為早發(fā)育組（EM）；每次骨齡小于年齡1 歲以上為晚發(fā)育組（LM）；3 次發(fā)育評估中結(jié)果呈波動的（如第1 次骨齡小于生活年齡1 歲以上，發(fā)育偏晚；第2次骨齡與生活年齡差值在1 歲內(nèi)，發(fā)育正常；第3 次骨齡大于生活年齡1 歲以上，發(fā)育偏早），共有55人，這部分研究對象不分組，也不進入統(tǒng)計分析。

表1 2 年追蹤研究對象分組年齡與骨齡值（ˉx±s）Table 1 Age and bone age values of the groups of participants in 2－year followed－up observation（ˉx±s）

1.2 研究方法

實驗程序：最后一次訓(xùn)練結(jié)束后24 h 內(nèi)，運動員不進行運動，正常飲食。測試當(dāng)天運動員早晨7∶30統(tǒng)一到實驗室報到，采集其空腹血樣，再進行身體成分測試。完成早餐后，休息半小時開始進行身體形態(tài)、機能、素質(zhì)測試。身體形態(tài)采樣：身體形態(tài)由專業(yè)人員按照《上海市優(yōu)秀體育后備人才選材測試指標(biāo)與操作手冊》細(xì)則操作（2011 年）進行。測試指標(biāo)有身高、體重、座高、指距、肩寬、下肢長上臂緊張圍，身體成分。

骨齡和身高預(yù)測：受試者僅手腕部被曝光，按照骨齡標(biāo)準(zhǔn)攝片要求，拍攝左手腕正位X 線片。骨齡評估標(biāo)準(zhǔn)采用2006 年國家體育總局頒發(fā)《中國青少年兒童手腕股成熟度及評價方法》［6］，簡稱“中華05”，身高預(yù)測采樣“中華05”改進B－P 方法［7］。

身體機能與素質(zhì)測試：在所有機能和運動素質(zhì)測試前，詳細(xì)告知受試者方法與流程，并進行準(zhǔn)備活動。有氧能力測試采用間接測試法［8］，測試儀器為Monak839E 功率自行車、配套心率表帶，受試運動員以規(guī)定的運動負(fù)荷進行遞增運動，起始功率為50 W，每3 min 以25 W的功率遞增，自行車轉(zhuǎn)速始終保持50 轉(zhuǎn)／min。當(dāng)最后兩個階段的運動負(fù)荷使受試運動員心率在120～170 次／min 之間時便停止運動，記錄最后兩個階段的功率、心率，并據(jù)此推算最大攝氧量［9］。肺活量、握力、立定跳遠依據(jù)《運動員選材與原理》測試細(xì)則進行［10］。簡單反應(yīng)時采用專用的心理測試系統(tǒng)（TE－Reaction，上海趣壹科技有限公司）。

全血樣本采集及睪酮測試：由專業(yè)護士對運動員在空腹?fàn)顟B(tài)下經(jīng)靜脈采集全血樣本，在4 ℃下2 000 g離心10 min 分離血清，采用化學(xué)發(fā)光免疫分析儀進行睪酮水平檢測，測試CV ＜8.10%。

1.3 統(tǒng)計分析

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0 統(tǒng)計，顯著性水平設(shè)置為P ＜0.05，不同組別間形態(tài)、機能、素質(zhì)特征比較采用單因素方差分析，使用Levene’s test 檢驗方差齊性，方差齊性使用Scheffe 兩兩比較，方差不齊使用Dunnett’s T3 進行兩兩比較。Z 分值計算基于群體樣本（見電子附件表1），計算公式：Z ＝為個體原始數(shù)據(jù)，μ 為群體平均值，σ群體標(biāo)準(zhǔn)差［11］。以生活年齡和骨齡計算早發(fā)育組和晚發(fā)育組Z 分值，并采用配對T 檢驗進行比較。

2 研究結(jié)果

2.1 身體形態(tài)變化特征

早發(fā)育組身高一直高于同年齡的正常組和晚發(fā)育組，正常發(fā)育組又高于晚發(fā)育組。追蹤第1 年（12～13 歲）早發(fā)育組身高平均增長5.64 cm，正常發(fā)育組平均7.27 cm，晚發(fā)育組平均5.36 cm，第2年（13～14 歲）早發(fā)育組身高平均增長3.31 cm，正常發(fā)育組6.96 cm，晚發(fā)育組11.29 cm。兩年總體身高平均增長早發(fā)育組8.96 cm，正常發(fā)育組14.23 cm，晚發(fā)育組為16.64 cm（表2），雖然早發(fā)育組身高在兩年內(nèi)一直是最高，但是2 年內(nèi)增長值明顯低于正常發(fā)育組（P ＜0.05）和晚發(fā)育組（P ＜0.05），晚發(fā)育組雖然第一年增長絕對值最小，但是第二年高于正常組和早發(fā)育組（表3）。

預(yù)測身高完成率是指當(dāng)前身高與預(yù)測成年身高的比值，早發(fā)育組12 歲時就達到93.0%的預(yù)測身高，而晚發(fā)育組和正常發(fā)育組分別只有83.7%和87.5%；14 歲時，早發(fā)育組完成率達到了98.9%，正常發(fā)育組和晚發(fā)育組身高還有較大的增長空間。身高預(yù)測結(jié)果顯示晚發(fā)育組有高于早發(fā)育組趨勢，正常發(fā)育組高于早發(fā)育組（P ＜0.05）。坐高、指距、肩寬、下肢長發(fā)育規(guī)律與身高規(guī)律基本一致。

3 組人群2 年內(nèi)體重都明顯增長，同樣是早發(fā)育組體重一直高于正常發(fā)育組和晚發(fā)育組，同年齡組早發(fā)育組高于晚發(fā)育組近20 kg。2 年增長值同樣遵循形態(tài)發(fā)育規(guī)律，也就是早發(fā)育增長值較小，晚發(fā)育增長值較大，正常發(fā)育居中。瘦體重和上臂緊張圍與體重發(fā)育規(guī)律一致（見表3）。

2.2 身體機能與素質(zhì)變化特征

表2、表3 所示，最大攝氧量：同年齡段相比，除13 歲外，早發(fā)育組最大攝氧量最大，其次是正常發(fā)育組，隨后是晚發(fā)組。從2 年的攝氧量增長值看，早發(fā)育組最大為1.22 L／min，其次是晚發(fā)育組0.41 L／min，最后是正常發(fā)育組為0.27 L／min，早發(fā)組增長值明顯高于晚發(fā)育組和正常組（P ＜0.05）。

力量素質(zhì)：同年齡段相比，早發(fā)育組握力最大，其次是正常發(fā)育組，最后是晚發(fā)育組。立定跳遠早發(fā)育組一直高于正常發(fā)育和晚發(fā)育組趨勢，部分同年齡段差異具有顯著性。2 年的增長值握力和立定跳遠均出現(xiàn)早發(fā)育組高于正常組和晚發(fā)育組趨勢。

簡單反應(yīng)時：正常發(fā)育組和晚發(fā)育組反應(yīng)時間一直在減少，早發(fā)育組有波動，在13 歲時反應(yīng)時值增加，14 歲時又減少。2 年的改變值，三組之間變化差異無顯著性。

睪酮：在12 歲時，晚發(fā)育組遠低于早發(fā)育組和正常發(fā)育組，P ＜0.05，但是2 年的增長值晚發(fā)育組和正常發(fā)育組均出現(xiàn)高于早發(fā)育組趨勢，部分年齡組差異具有顯著性；在2 年的監(jiān)測時間內(nèi)，同年齡組早發(fā)育組睪酮值同樣出現(xiàn)高于同年齡組正常組和晚發(fā)組趨勢，部分年齡組差異具有顯著性，但同年齡段相比，晚發(fā)育、正常發(fā)育與早發(fā)育組差值一直縮小。

2.3 不同發(fā)育組Z 值特點及評估方法選擇

從表4、表5 可見，早發(fā)組以生活年齡評估時，各組Z 值平均分為0.93、0.86、0.55，其優(yōu)勢明顯，遠高于人群平均水平；當(dāng)以骨齡年齡評估時，各組Z值平均分為－0.23、－0.08、0.15，其優(yōu)勢明顯下降。從表5 可見晚發(fā)育組以生活年齡評估時，各組Z 值平均分為：－0.61、－0.88、－0.7，明顯低于人群平均水平；當(dāng)以骨齡評估時，各組Z 值平均分為：0.09、0.14、0.14，稍高于人群平均水平。

表4 早發(fā)育組以生活年齡和骨齡計算Z 值及其差值Table 4 Z scores and the difference calculated using chronological and bone age in the early maturing group

表5 晚發(fā)育組以生活年齡和骨齡計算Z 分值及其差值Table 5 Z scores and the difference calculated using chronological and bone age in the late maturing group

3 討論

在本研究中對青春期前游泳運動員進行了為期2 年的追蹤研究，跟蹤的運動員正好經(jīng)歷青春期高峰階段，這個階段身體形態(tài)、身體機能、性激素、發(fā)育狀態(tài)都產(chǎn)生較大的變化［5］。中國男子兒童高峰增長期一般發(fā)生在12～14 歲，此時骨齡一般為13 歲，高峰期年增長值一般在7～10cm［12］。從本研究中可見，在正常發(fā)育組和晚發(fā)育組身高增長峰值出現(xiàn)時，對應(yīng)的骨齡都在13 歲左右。早發(fā)育組未出現(xiàn)文獻報道的峰值，12 歲時骨齡已過13 歲，反映其峰值已過。以上結(jié)果證實不同發(fā)育水平身高峰值出現(xiàn)的年齡不一樣，峰值出現(xiàn)主要與發(fā)育密切相關(guān)。早發(fā)育組在12 歲時身高明顯高于正常組和晚發(fā)育組，并一直貫穿于13 歲和14 歲，但是隨著年齡的增長，正常組、晚發(fā)育組身高與早發(fā)育組差距明顯縮小，在青春期期間產(chǎn)生了明顯追趕型生長，表現(xiàn)在3 個方面，一是正常發(fā)育組和晚發(fā)育組2 年的增長值高于早發(fā)育組，晚發(fā)育組第二年增長值明顯高于早發(fā)育組和正常組，反映了晚發(fā)組追趕性生長；二是從同年齡段身高差值看，晚發(fā)育、正常發(fā)育與早發(fā)育之間也是逐年縮?。蝗菑? 次預(yù)測身高完成率看，早發(fā)育組一直保持較高的完成率，而正常發(fā)育組和晚發(fā)育組身高完成率相對較低，這反映正常發(fā)育組和晚發(fā)育組身高增長潛力大。雖然早發(fā)育組同年齡段比身高一直較高，但是最終預(yù)測身高低于晚發(fā)育組和正常發(fā)育組。這些結(jié)果都證實晚發(fā)育組和正常發(fā)育組兒童青少年身高在隨后的2年產(chǎn)生了追趕性生長。

與身高變化規(guī)律一樣，青春期期間坐高、指距、下肢長、肩寬等指標(biāo)，晚發(fā)育組和正常發(fā)育組也都產(chǎn)生了追趕性生長。體重、瘦體重、上臂最大緊張圍也出現(xiàn)追趕性增長現(xiàn)象，但是相比于形態(tài)追趕幅度，晚發(fā)育組、正常發(fā)育組身體質(zhì)量追趕生長幅度不大。

一般運動能力涉及系統(tǒng)比較多，其與生長發(fā)育水平也有密切關(guān)系。從本研究結(jié)果看，青春期不同發(fā)育水平青少年運動能力系統(tǒng)變化規(guī)律與形態(tài)發(fā)育規(guī)律有明顯的不同。在2 年的追蹤時間里，同年齡組晚發(fā)組、正常組與早發(fā)組最大攝氧量差值越來越大，并沒有出現(xiàn)追趕性生長的現(xiàn)象，肺活量、握力和立定跳遠規(guī)律也基本一致，都未出現(xiàn)追趕性生長，產(chǎn)生這種現(xiàn)象可能是由于有氧和力量系統(tǒng)成熟較晚，一般都在青春期結(jié)束后才剛進入成熟期［13］。本研究中早熟組在14 歲時，骨齡接近16 歲，有氧和肌肉系統(tǒng)已經(jīng)進入快速增長期，此時正常發(fā)育組和晚發(fā)育組骨齡分別為13.70 歲和12.97 歲，基本都處于青春高峰前后階段，由于本研究追蹤時間較短，未完全覆蓋青春后期，所以未觀察到追趕性生長現(xiàn)象。此外，簡單反應(yīng)時主要是與神經(jīng)系統(tǒng)密切相關(guān)，神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育較早，大腦在9 歲時幾乎發(fā)育完成，因此神經(jīng)反應(yīng)時在青春期期間未出現(xiàn)追趕性生長的現(xiàn)象。研究中，早熟組睪酮一直處于較高水平，由于較早進入青春期，2 年內(nèi)增長值較小。晚熟組第1 年處于較低水平，進入青春期后，快速升高。正常組正好處于兩者之間。該特點與每組的發(fā)育狀態(tài)密切相符，在其青春期啟動前，睪酮處于較低水平（100 ng／ml 以下）［14］，進入青春啟動期后，將快速上升，身體形態(tài)也隨之發(fā)生快速的變化。從本研究中可見，睪酮進入青春期后，正常組和晚發(fā)育組也發(fā)生快速增長。

從本研究中可見，青春期期間，處于不同生長發(fā)育水平青少年身體形態(tài)和機能產(chǎn)生較大的差異，在青春期階段進行各項運動能力評估時，采用生活年齡評估，可能會高估早發(fā)育青少年，而低估晚發(fā)育青少年，而采用生物學(xué)年齡評估，既可以客觀當(dāng)前的狀態(tài)，又可以兼顧未來的潛力評估。

雖然本研究中晚發(fā)組、正常發(fā)育組、早發(fā)育組形態(tài)、機能、素質(zhì)表現(xiàn)出明顯規(guī)律性特點，但是由于本研究中早發(fā)育組和晚發(fā)組樣本較少，因此文中得出的規(guī)律性特點有待在后續(xù)研究中擴大樣本量進一步實證確認(rèn)。

4 結(jié)論

本研究小樣本結(jié)果顯示：在青春期期間，早發(fā)育組身體形態(tài)、機能、素質(zhì)一直高于晚發(fā)育組和正常發(fā)育組，但是在2 年的追蹤時間里，晚發(fā)育組、正常發(fā)育組身體形態(tài)（身高、體重、坐高、指距、肩寬、下肢長、上臂最大緊張圍等）、睪酮等產(chǎn)生了明顯追趕性生長，而身體機能與素質(zhì)（最大攝氧量、肺活量、握力、立定跳遠）和神經(jīng)系統(tǒng)（簡單反應(yīng)時）并未產(chǎn)生追趕性生長。在青春期階段采用生活年齡評估，可能會高估早發(fā)育青少年，而低估晚發(fā)育青少年，而采用生物學(xué)年齡評估，可能會更加客觀評估當(dāng)前的狀態(tài)，又可以兼顧未來的潛力評估。