Nyheder

Tak fordi du besøger Nature.com.Den browserversion, du bruger, har begrænset CSS-understøttelse.For den bedste oplevelse anbefaler vi, at du bruger en opdateret browser (eller deaktiverer kompatibilitetstilstand i Internet Explorer).I mellemtiden, for at sikre fortsat support, vil vi gengive webstedet uden stilarter og JavaScript.
Knoglevækst er mest udtalt i ungdomsårene.Denne undersøgelse havde til formål at belyse effekten af ​​teenagers kropsbygning og styrke på knoglemineraltæthedsmarkører og knoglemetabolisme for at hjælpe med at forbedre knoglevæksten i ungdomsårene og forhindre fremtidig osteoporose.Fra 2009 til 2015 deltog 277 unge (125 drenge og 152 piger) i alderen 10/11 og 14/15 i undersøgelsen.Målinger omfatter fitness/body mass index (f.eks. muskelforhold osv.), grebsstyrke, knoglemineraltæthed (osteosonometry index, OSI) og markører for knoglemetabolisme (knogletype alkalisk fosfatase og type I kollagen tværbundet N) .-terminalt peptid).En positiv sammenhæng mellem kropsstørrelse/grebsstyrke og OSI blev fundet hos piger i alderen 10/11 år.Hos drenge i alderen 14/15 år var alle kropsstørrelse/grebstyrkefaktorer positivt forbundet med OSI.Ændringer i kropsmuskelproportioner var positivt korreleret med ændringer i OSI hos begge køn.Højde, kropsmuskelforhold og grebsstyrke ved 10/11 års alderen hos begge køn var signifikant forbundet med OSI (positive) og knoglemetabolismemarkører (negative) ved 14/15 års alderen.Tilstrækkelig fysik efter 10-11 års alderen hos drenge og op til 10-11 år hos piger kan være effektiv til at øge den maksimale knoglemasse.
En sund forventet levealder blev foreslået af Verdenssundhedsorganisationen (WHO) i 2001 som den gennemsnitlige tid, en person kan leve en sund livsstil på egen hånd i deres daglige liv.I Japan forventes forskellen mellem sund forventet levetid og gennemsnitlig levetid at overstige 10 år2.Således blev "National Movement for Health Promotion in the 21st Century (Healthy Japan 21)" skabt for at øge den forventede sunde levetid3,4.For at opnå dette er det nødvendigt at forsinke folks tid til pleje.Bevægelsessyndrom, svaghed og osteoporose5 er hovedårsagerne til at søge lægehjælp i Japan.Derudover er kontrol med metabolisk syndrom, fedme blandt børn, skrøbelighed og motorisk syndrom en foranstaltning til at forebygge behov for pleje6.
Som vi alle ved, er regelmæssig moderat motion afgørende for et godt helbred.For at dyrke sport skal det motoriske system, som består af knogler, led og muskler, være sundt.Som følge heraf definerede Japan Orthopedic Association "Motion Syndrome" i 2007 som "immobilitet på grund af muskuloskeletale lidelser og [hvor] der er en høj risiko for at kræve langtidspleje i fremtiden"7, og forebyggende foranstaltninger er blevet undersøgt. siden da.derefter.Ifølge hvidbogen fra 2021 forbliver aldring, knoglebrud og muskel- og skeletlidelser8 de mest almindelige årsager til plejebehov i Japan, der tegner sig for en fjerdedel af alle plejebehov.
Især knogleskørhed, der forårsager brud, rapporteres at påvirke 7,9 % af mændene og 22,9 % af kvinderne over 40 i Japan9,10.Tidlig opdagelse og behandling ser ud til at være den vigtigste måde at forebygge osteoporose på.Vurdering af knoglemineraltæthed (BMD) er afgørende for tidlig påvisning og behandling.Dobbeltenergi røntgenabsorption (DXA) er traditionelt blevet brugt som en indikator for knogleevaluering i forskellige radiologiske modaliteter.Imidlertid er frakturer blevet rapporteret at forekomme selv med høj BMD, og ​​i 2000 anbefalede et konsensusmøde fra National Institutes of Health (NIH)11 knoglemasseforøgelse som et mål for knoglevurdering.Det er dog stadig en udfordring at vurdere knoglekvaliteten.
En måde at vurdere BMD på er ved ultralyd (kvantitativ ultralyd, QUS)12,13,14,15.Undersøgelser har også vist, at QUS- og DXA-resultater er korrelerede16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27.QUS er dog ikke-invasiv, ikke-radioaktiv og kan bruges til at screene gravide kvinder og børn.Derudover har den en klar fordel i forhold til DXA, nemlig at den er aftagelig.
Knogle optages af osteoklaster og dannes af osteoblaster.Knogletæthed opretholdes, hvis knoglemetabolismen er normal, og der er balance mellem knogleresorption og knogledannelse.
Omvendt resulterer unormal knoglemetabolisme i nedsat BMD.Til tidlig påvisning af osteoporose bruges markører for knoglemetabolisme, som er uafhængige indikatorer forbundet med BMD, herunder markører for knogledannelse og knogleresorption, til at vurdere knoglemetabolisme i Japan.Fracture Intervention Trial (FIT) med et frakturforebyggende endepunkt viste, at BMD er en markør for knogledannelse snarere end knogleresorption16,28.I denne undersøgelse blev markører for knoglemetabolisme også målt for objektivt at studere dynamikken i knoglemetabolisme.Disse omfatter markører for knogledannelse (alkalisk fosfatase af knogletype, BAP) og markører for knogleresorption (tværbundet N-terminalt type I kollagenpeptid, NTX).
Ungdomsalderen er alderen for peak growth rate (PHVA), når knoglevæksten er hurtig og knogletætheden topper (peak bone mass, PBM) for omkring 20 år siden.
En måde at forebygge osteoporose på er at øge PBM.Men da detaljerne om knoglemetabolisme hos unge er ukendte, kan ingen specifikke indgreb foreslås for at øge BMD.
Derfor sigtede denne undersøgelse på at belyse effekten af ​​kropssammensætning og fysisk styrke på knoglemineraltæthed og skeletmarkører i ungdomsårene, hvor knoglevæksten er mest aktiv.
Dette er et fireårigt kohortestudie fra femte klasse i folkeskolen til tredje klasse i ungdomsskolen.
Deltagerne omfattede unge drenge og piger, som deltog i Iwaki Health Promotion Project Primary and Secondary Health Survey i femte klasse i grundskolen og tredje klasse i ungdomsskolen.
Fire grundskoler og ungdomsskoler blev udvalgt, beliggende i Iwaki-distriktet i Hirosaki City i det nordlige Japan.Undersøgelsen blev gennemført i efteråret.
Fra 2009 til 2011 blev samtykkende 5. klasses elever (10/11 år) og deres forældre interviewet og målt.Af de 395 forsøgspersoner deltog 361 personer i undersøgelsen, hvilket er 91,4 %.
Fra 2013 til 2015 blev samtykkende tredjeårs gymnasieelever (14/15-årige) og deres forældre interviewet og målt.Af de 415 forsøgspersoner deltog 380 personer i undersøgelsen, hvilket er 84,3 %.
De 323 deltagere inkluderede personer med en historie med kardiovaskulær sygdom, diabetes, dyslipidæmi eller hypertension, personer, der tog medicin, personer med en historie med frakturer, personer med en historie med calcaneusfrakturer og personer med manglende værdier i analyseelementer.Udelukket.I alt 277 unge (125 drenge og 152 piger) blev inkluderet i analysen.
Undersøgelsens komponenter omfattede spørgeskemaer, knogletæthedsmålinger, blodprøver (markører for knoglemetabolisme) og fitnessmålinger.Undersøgelsen er gennemført i løbet af 1 dag i folkeskolen og 1-2 dage i gymnasiet.Undersøgelsen varede 5 dage.
Et spørgeskema blev udleveret på forhånd til selvudfyldelse.Deltagerne blev bedt om at udfylde spørgeskemaer med deres forældre eller værger, og spørgeskemaerne blev indsamlet på måledagen.Fire folkesundhedseksperter gennemgik svarene og rådførte sig med børnene eller deres forældre, hvis de havde spørgsmål.Spørgeskemaelementer omfattede alder, køn, sygehistorie, nuværende sygehistorie og medicinstatus.
Som en del af den fysiske vurdering på undersøgelsesdagen blev der taget målinger af højde og kropssammensætning.
Kropssammensætningsmålinger inkluderede kropsvægt, procentdel af kropsfedt (% fedt) og procentdel af kropsmasse (% muskel).Målinger blev taget ved hjælp af en kropssammensætningsanalysator baseret på bioimpedansmetoden (TBF-110; Tanita Corporation, Tokyo).Enheden bruger flere frekvenser 5 kHz, 50 kHz, 250 kHz og 500 kHz og er blevet brugt i mange voksenstudier29,30,31.Enheden er designet til at måle deltagere, der er mindst 110 cm høje og 6 år eller ældre.
BMD er hovedkomponenten i knoglestyrken.BMD-vurdering blev udført af ECUS ved hjælp af en knogleultralydsanordning (AOS-100NW; Aloka Co., Ltd., Tokyo, Japan).Målestedet var calcaneus, som blev vurderet ved hjælp af Osteo Sono-Assessment Index (OSI).Denne enhed måler lydens hastighed (SOS) og transmissionsindeks (TI), som derefter bruges til at beregne OSI.SOS bruges til at måle forkalkning og knoglemineraltæthed34,35 og TI bruges til at måle dæmpningen af ​​bredbåndsultralyd, et indeks for vurdering af knoglekvalitet12,15.OSI beregnes ved hjælp af følgende formel:
Afspejler således egenskaberne ved SOS og TI.Derfor betragtes OSI som en af ​​værdierne for den globale indikator i vurderingen af ​​akustisk knogle.
For at vurdere muskelstyrke brugte vi grebsstyrke, som menes at afspejle hele kroppens muskelstyrke37,38.Vi følger metoden i "Ny fysisk konditionstest"39 fra Sports Bureau i Ministeriet for Undervisning, Kultur, Sport, Videnskab og Teknologi.
Smedley gribedynamometer (TKK 5401; Takei Scientific Instruments Co., Ltd., Niigata, Japan).Den bruges til at måle grebsstyrke og justere grebsbredden, så ringfingerens proksimale interfalangeale led bøjes 90°.Ved måling står lemmens position med strakte ben, pilen på håndmåleren holdes vendt udad, skuldrene er let forskudt til siderne og rører ikke kroppen.Deltagerne blev derefter bedt om at gribe dynamometeret med fuld kraft, mens de åndede ud.Under målingen blev deltagerne bedt om at holde dynamometerets håndtag stille og samtidig bevare den grundlæggende holdning.Hver hånd måles to gange, og venstre og højre hånd måles skiftevis for at få den bedste værdi.
Tidligt om morgenen på tom mave blev der opsamlet blod fra tredje klasse ungdomsskolebørn, og blodprøven blev indsendt til LSI Medience Co., Ltd. Virksomheden målte også knogledannelse (BAP) og knoglemasse ved hjælp af CLEIA ( enzymatisk immunokemiluminescerende assay) metode.for resorptionsmarkøren (NTX).
Mål opnået i femte klasse i folkeskolen og tredje klasse i ungdomsskolen blev sammenlignet ved hjælp af parrede t-test.
For at udforske potentielle forvirrende faktorer blev korrelationer mellem OSI for hver klasse og højde, kropsfedtprocent, muskelprocent og grebsstyrke valideret ved hjælp af partielle korrelationskoefficienter.For tredje klasse gymnasieelever blev korrelationer mellem OSI, BAP og NTX bekræftet ved hjælp af partielle korrelationskoefficienter.
For at undersøge effekten af ​​ændringer i fysik og styrke fra femte klasse i folkeskolen til tredje klasse i ungdomsskolen på OSI, blev ændringer i kropsfedtprocent, muskelmasse og grebsstyrke forbundet med ændringer i OSI undersøgt.Brug multipel regressionsanalyse.I denne analyse blev ændringen i OSI brugt som målvariabel, og ændringen i hvert element blev brugt som forklarende variabel.
Logistisk regressionsanalyse blev brugt til at beregne oddsratioer med 95 % konfidensintervaller for at estimere sammenhængen mellem fitnessparametre i femte klasse i folkeskolen og knoglemetabolisme (OSI, BAP og NTX) i tredje klasse på gymnasiet.
Højde, kropsfedtprocent, muskelprocent og grebsstyrke blev brugt som indikatorer for kondition/fitness for elever i femte klasse, som hver blev brugt til at kategorisere elever i lav-, mellem- og højtertile grupper.
SPSS 16.0J-software (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) blev brugt til statistisk analyse, og p-værdier <0,05 blev betragtet som statistisk signifikante.
Formålet med undersøgelsen, retten til at trække sig ud af undersøgelsen til enhver tid og datahåndteringspraksis (herunder databeskyttelse og dataanonymisering) blev forklaret detaljeret til alle deltagere, og der blev indhentet skriftligt samtykke fra deltagerne selv eller fra deres forældre ./ værger.
Iwaki Health Promotion Project Primary and Secondary School Health Study blev godkendt af Hirosaki University Graduate School of Medicine Institutional Review Board (godkendelsesnummer 2009-048, 2010-084, 2011-111, 2013-339, 2014-060 og 2015).-075).
Denne undersøgelse blev registreret hos University Hospitals Medical Information Network (UMIN-CTR, https://www.umin.ac.jp; eksamensnavn: Iwaki Health Promotion Project medicinsk eksamen; og UMIN eksamens-id: UMIN000040459).
Hos drenge steg alle indikatorer signifikant, bortset fra % fedt, og hos piger steg alle indikatorer signifikant.I ungdomsskolens tredje år var værdierne af knoglemetabolismeindekset hos drenge også signifikant højere end hos piger, hvilket indikerede, at knoglemetabolismen hos drenge i denne periode var mere aktiv end hos piger.
For piger i femte klasse blev der fundet en positiv sammenhæng mellem kropsstørrelse/grebsstyrke og OSI.Denne tendens blev dog ikke observeret hos drenge.
Hos drenge i tredje klasse var alle kropsstørrelse/grebstyrkefaktorer positivt korreleret med OSI og negativt korreleret med NTX og /BAP.I modsætning hertil var denne tendens mindre udtalt hos piger.
Der var signifikante tendenser i odds for højere OSI hos elever i tredje og femte klasse i grupperne tophøjde, fedtprocent, muskelprocent og grebsstyrke.
Derudover havde højere højde, kropsfedtprocent, muskelprocent og grebsstyrke hos mænd og kvinder i femte klasse en tendens til signifikant at sænke oddsratioen for BAP- og NTX-score i niende klasse.
Gendannelse og resorption af knogle sker gennem hele livet.Disse knoglemetaboliske aktiviteter reguleres af forskellige hormoner40,41,42,43,44,45,46 og cytokiner.Der er to toppe i knoglevækst: primær vækst før 5 år og sekundær vækst i ungdomsårene.I den sekundære vækstfase er væksten af ​​knoglens lange akse afsluttet, epifyselinjen lukker, den trabekulære knogle bliver tæt, og BMD forbedres.Deltagerne i denne undersøgelse var i en periode med udvikling af sekundære seksuelle karakteristika, hvor udskillelsen af ​​kønshormoner var aktiv, og faktorer, der påvirker knoglemetabolismen, var flettet sammen.Rauchenzauner et al.[47] rapporterede, at knoglemetabolismen i teenageårene varierer meget med alder og køn, og at både BAP og tartrat-resistent fosfatase, en markør for knogleresorption, falder efter 15 års alderen.Der er dog ikke udført undersøgelser for at undersøge disse faktorer hos japanske unge.Der er også meget begrænsede rapporter om tendenser i DXA-relaterede markører og faktorer for knoglemetabolisme hos japanske unge.En årsag til dette er forældres og omsorgspersoners modvilje mod at tillade invasive tests på deres børn, såsom blodopsamling og stråling, uden diagnose eller behandling.
For piger i femte klasse blev der fundet en positiv sammenhæng mellem kropsstørrelse/grebsstyrke og OSI.Denne tendens blev dog ikke observeret hos drenge.Dette tyder på, at udviklingen af ​​kropsstørrelse under tidlig pubertet påvirker OSI hos piger.
Alle kropsform/grebstyrkefaktorer var positivt forbundet med OSI hos drenge i tredje klasse.I modsætning hertil var denne tendens mindre udtalt hos piger, hvor kun ændringer i muskelprocent og grebsstyrke var positivt forbundet med OSI.Ændringer i kropsmuskelproportioner var positivt korreleret med ændringer i OSI mellem køn.Disse resultater tyder på, at hos drenge påvirker en stigning i kropsstørrelse/muskelstyrke fra grad 5 til 3 OSI.
Højde, krop-muskel-forhold og grebsstyrke i femte klasse i folkeskolen var signifikant positivt korreleret med OSI-indekset og signifikant negativt korreleret med mål for knoglemetabolisme i tredje klasse i gymnasiet.Disse data tyder på, at udviklingen af ​​kropsstørrelse (højde og krop-til-krop-forhold) og grebsstyrke i den tidlige teenageår påvirker OSI og knoglemetabolisme.
Den anden alder med maksimal vækstrate (PHVA) i japansk blev observeret ved 13 år for drenge og 11 år for piger, med hurtigere vækst hos drenge49.I en alder af 17 år hos drenge og 15 år hos piger begynder epifyselinjen at lukke, og BMD stiger mod BMD.På baggrund af denne baggrund og resultaterne af denne undersøgelse antager vi, at øget højde, muskelmasse og muskelstyrke hos piger op til grad fem er vigtig for at øge BMD.
Tidligere undersøgelser af børn og unge i vækst har vist, at markører for knogleresorption og knogledannelse til sidst stiger50.Dette kan afspejle aktiv knoglemetabolisme.
Forholdet mellem knoglemetabolisme og BMD har været genstand for mange undersøgelser hos voksne51,52.Selvom nogle rapporter53, 54, 55, 56 viser lidt forskellige tendenser hos mænd, kan en gennemgang af tidligere fund opsummeres som følger: “Markører for knoglemetabolisme stiger under vækst, falder derefter og forbliver uændrede indtil 40-årsalderen, høj alder. ”.
I Japan er BAP-referenceværdierne 3,7-20,9 µg/L for raske mænd og 2,9-14,5 µg/L for raske præmenopausale kvinder.Referenceværdier for NTX er 9,5-17,7 nmol BCE/L for raske mænd og 7,5-16,5 nmol BCE/L for raske præmenopausale kvinder.Sammenlignet med disse referenceværdier i vores undersøgelse blev begge indikatorer forbedret hos tredjeklasser i grundskolen, hvilket var mere udtalt hos drenge.Dette indikerer aktiviteten af ​​knoglemetabolisme hos tredjeklasseelever, især drenge.Årsagen til kønsforskellen kan være, at drengene i 3. klasse stadig er i vækstfasen, og epifyselinien endnu ikke er lukket, mens epifyselinien hos piger i denne periode er tættere på at lukke.Det vil sige, at drenge i tredje klasse stadig udvikler sig og har aktiv skeletvækst, mens piger er i slutningen af ​​skeletvækstperioden og når skeletmodenhed.Tendenser i knoglemetabolismemarkører opnået i denne undersøgelse svarede til alderen for maksimal væksthastighed i den japanske befolkning.
Derudover viste resultaterne af denne undersøgelse, at femte klasses folkeskoleelever med en stærk fysik og fysisk styrke havde en yngre alder på toppen af ​​knoglemetabolismen.
En begrænsning ved denne undersøgelse er dog, at effekten af ​​menstruation ikke blev taget i betragtning.Fordi knoglemetabolismen er påvirket af kønshormoner, skal fremtidige undersøgelser undersøge effekten af ​​menstruation.