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这项研究首次在亚热带及热带地区(如台湾)深入探索了环境热应力指标——湿球黑球温度与腹型肥胖的关联。研究发现,该关联在台湾不同地理区域间呈现显著差异:在台湾中部,中午时段(11:00-14:00)WBGT每升高1°C,腹型肥胖患病率增加4.8%(OR: 1.048);而在台湾南部,工作日(8:00-17:00)及中午时段的WBGT升高则与较低的腹型肥胖患病率相关(OR分别为0.954和0.929)。研究强调了结合区域气候特点制定精准公共卫生策略的必要性,为应对气候变化相关的肥胖风险提供了新的科学视角。
引言
在全球变暖导致环境温度持续上升的背景下,热应激对人类健康的影响日益受到关注,然而其对腹型肥胖(即内脏脂肪过度堆积)的潜在影响在亚热带和热带地区(如台湾)仍未得到充分探索。腹型肥胖是代谢综合征、心血管疾病和糖尿病等慢性病的重要危险因素,在台湾的患病率近二十年来显著上升。湿球黑球温度是一种综合考虑干球温度、自然湿球温度和黑球温度的热应激指数,能有效评估蒸发、对流和辐射等热交换现象,已被广泛应用于设定健康预警阈值。本研究旨在利用台湾生物库的庞大数据库,探讨台湾本岛不同地区WBGT与腹型肥胖之间的关联,为理解环境与代谢健康的交互作用及制定区域性公共卫生干预策略提供新证据。
材料与方法
本研究数据来源于台湾生物库(TWB),这是一个包含超过12万30至70岁无癌症病史参与者的基于人群的大型数据库,收集了详细的医学、遗传和生活方式信息。研究最终纳入了居住于台湾本岛的120,424名参与者,并将台湾本岛划分为北部、中部、南部和东部四个地理区域进行分析。腹型肥胖的定义依据腰围:女性≥80 cm,男性≥90 cm。
环境热暴露评估的核心是WBGT数据。研究者获取了台湾453个气象站2000年至2020年的气象数据,并采用公式WBGT = 0.7tnw+ 0.2tg+ 0.1*ta(ta为干球温度,tg为黑球温度,tnw为自然湿球温度)进行计算。为了获得高时空分辨率的数据,研究构建了一个基于土地利用的空间机器学习模型(使用光梯度提升机),该模型预测精度极高(R2= 0.99),可生成50×50米网格的WBGT估算值。研究聚焦于两个时间窗口的WBGT:工作日时段(8:00-17:00)和中午时段(11:00-14:00),并通过匹配参与者居住地的乡镇数据,计算其加入TWB前一年的平均WBGT暴露水平。
统计分析方面,使用SPSS软件进行单变量和多变量逻辑回归分析,探讨WBGT与腹型肥胖的关联,模型调整了包括年龄、性别、吸烟饮酒史、糖尿病、高血压、血压、教育程度及多种实验室参数在内的混杂因素。
结果
研究队列平均年龄为49.9±11.0岁,共有55,927名参与者(46.4%)患有腹型肥胖。与无腹型肥胖的组别相比,腹型肥胖组参与者年龄更大,男性比例更高,患有糖尿病、高血压的比例更高,吸烟饮酒比例更高,身体测量指标(体重、腰围、臀围、血压)和多数血液生化指标(空腹血糖、血红蛋白、甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、尿酸)水平更高,而高密度脂蛋白胆固醇水平和教育程度则更低。此外,腹型肥胖组的日间和中午时段的平均WBGT也显著更高。
从区域分布看,南部台湾的腹型肥胖患病率最高,且其日间和中午时段的平均WBGT值也是四个区域中最高的。东部台湾的腰围平均值和腹型肥胖患病率则最低。
多变量逻辑回归分析揭示了WBGT与腹型肥胖关联的显著区域异质性:
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台湾中部:中午时段的WBGT每升高1°C,与腹型肥胖患病率增加显著相关(比值比[OR]: 1.048,p= 0.009)。
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台湾南部:中午时段和工作日时段的WBGT每升高1°C,均与腹型肥胖患病率降低显著相关(OR分别为0.929,p< 0.001;0.954,p< 0.001)。
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台湾北部与东部:未观察到WBGT与腹型肥胖之间存在显著关联。
此外,对相对湿度与腹型肥胖关联的分析显示,在台湾北部、中部和南部,相对湿度每增加1%与腹型肥胖患病率升高相关;而在台湾东部,相对湿度增加则与患病率降低相关(OR: 0.913,p= 0.002)。
讨论
本研究的主要发现是WBGT与腹型肥胖的关联在台湾不同地区呈现相反趋势。在台湾中部,高WBGT与较高的腹型肥胖患病率相关,这一发现与先前研究相符,即高温可能通过减少产热所需的能量消耗、降低体力活动水平以及影响与能量平衡相关的激素(如甲状腺刺激激素对瘦素分泌的刺激作用可能因高温而减弱)等机制促进肥胖。此外,相较于南部,中部和北部较冷的冬季可能促使居民摄入更多高热量食物,也可能增加肥胖风险。
而在终年炎热的台湾南部,高WBGT却与较低的腹型肥胖患病率相关。这可以用适应性产热反应来解释:长期暴露于高温环境可能触发更高的基础代谢率,从而减少脂肪堆积。高温还可能抑制食欲,并可能通过改变肠道形态(如减少小肠绒毛高度、增加隐窝深度)影响营养吸收,进而导致体重增长受限。南部地区较高的工业化和体力劳动比例也可能增加了总体体力活动水平,有助于降低腹型肥胖风险。
这种看似矛盾的关联可以用“热中性区”理论来解释。在接近热中性区的温度下(可能对应于台湾中部和北部的WBGT范围),能量消耗最小化,有利于脂肪储存。而当温度显著高于热中性区时(如台湾南部),维持体温所需的能量消耗增加,反而可能降低肥胖风险,这与其他研究中温度与健康结局常呈现的“J”形或“U”形关系相似。
本研究优势在于样本量大、地理覆盖广,并采用了高精度的WBGT空间模型。局限性包括研究的横断面设计无法确定因果关系、缺乏可能影响代谢指标的药物使用数据、仅估算了室外WBGT而未考虑空调等室内环境调节的影响,以及缺乏职业类型和城乡状态等信息。此外,研究中女性参与者比例较高,可能限制结果对全人群的推广性。
结论
综上所述,本研究揭示了气候因素与代谢健康之间复杂的相互作用。WBGT与腹型肥胖的关联在台湾不同地区存在显著差异,强调在制定肥胖预防和气候适应性公共卫生策略时,必须考虑区域特异性。未来需要纵向研究来确认这些发现,并为不同气候环境的健康干预提供更精准的指导。