Nyheter

Tack för att du besöker Nature.com.Webbläsarversionen du använder har begränsat CSS-stöd.För bästa upplevelse rekommenderar vi att du använder en uppdaterad webbläsare (eller inaktiverar kompatibilitetsläge i Internet Explorer).Under tiden, för att säkerställa fortsatt support, kommer vi att rendera webbplatsen utan stilar och JavaScript.
Bentillväxt är mest uttalad under tonåren.Denna studie syftade till att belysa effekten av ungdomars kroppsbyggnad och styrka på benmineraldensitetsmarkörer och benmetabolism för att hjälpa till att förbättra bentillväxten under tonåren och förhindra framtida osteoporos.Från 2009 till 2015 deltog 277 ungdomar (125 pojkar och 152 flickor) i åldern 10/11 och 14/15 i undersökningen.Mätningar inkluderar fitness/body mass index (t.ex. muskelförhållande, etc.), greppstyrka, benmineraldensitet (osteosonometry index, OSI) och markörer för benmetabolism (alkaliskt fosfatas av bentyp och typ I kollagen tvärbundet N) .-terminal peptid).En positiv korrelation mellan kroppsstorlek/greppstyrka och OSI hittades hos flickor i åldern 10/11 år.Hos pojkar i åldern 14/15 år var alla faktorer för kroppsstorlek/greppstyrka positivt associerade med OSI.Förändringar i kroppsmuskelproportioner var positivt korrelerade med förändringar i OSI hos båda könen.Längd, kroppsmuskelförhållande och greppstyrka vid 10/11 års ålder hos båda könen var signifikant associerade med OSI (positiva) och benmetabolismmarkörer (negativa) vid 14/15 års ålder.Tillräcklig fysik efter 10-11 års ålder hos pojkar och upp till 10-11 år hos flickor kan vara effektiva för att öka toppbenmassan.
Hälsosam livslängd föreslogs av Världshälsoorganisationen (WHO) 2001 som den genomsnittliga tid som en person kan leva en hälsosam livsstil på egen hand i sitt dagliga liv.I Japan förväntas klyftan mellan frisk medellivslängd och medellivslängd överstiga 10 år2.Sålunda skapades "National Movement for Health Promotion in the 21st Century (Healthy Japan 21)" för att öka den hälsosamma förväntade livslängden3,4.För att uppnå detta är det nödvändigt att skjuta upp människors tid för vård.Rörelsesyndrom, svaghet och osteoporos5 är de främsta anledningarna till att söka sjukvård i Japan.Dessutom är kontroll av metabolt syndrom, barnfetma, skörhet och motoriskt syndrom en åtgärd för att förebygga vårdbehov6.
Som vi alla vet är regelbunden måttlig motion avgörande för god hälsa.För att idrotta måste det motoriska systemet, som består av skelett, leder och muskler, vara friskt.Som ett resultat definierade Japan Orthopedic Association "Motion Syndrome" 2007 som "orörlighet på grund av muskel- och skelettbesvär och [där] det finns en hög risk att behöva långtidsvård i framtiden"7, och förebyggande åtgärder har studerats sedan dess.sedan.Enligt 2021 års vitbok är dock åldrande, frakturer och muskel- och skelettbesvär8 fortfarande de vanligaste orsakerna till vårdbehov i Japan och står för en fjärdedel av alla vårdbehov.
I synnerhet rapporteras frakturorsakande osteoporos drabba 7,9 % av männen och 22,9 % av kvinnorna över 40 i Japan9,10.Tidig upptäckt och behandling verkar vara det viktigaste sättet att förebygga osteoporos.Bedömning av bentäthet (BMD) är avgörande för tidig upptäckt och behandling.Dubbelenergiröntgenabsorption (DXA) har traditionellt använts som en indikator för benutvärdering i olika radiologiska modaliteter.Däremot har frakturer rapporterats förekomma även med hög BMD, och år 2000 rekommenderade ett konsensusmöte från National Institutes of Health (NIH)11 benmassaökning som ett mått på benbedömning.Att bedöma benkvaliteten är dock fortfarande en utmaning.
Ett sätt att bedöma BMD är med ultraljud (kvantitativt ultraljud, QUS)12,13,14,15.Studier har också visat att QUS- och DXA-resultat är korrelerade16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27.QUS är dock icke-invasiv, icke-radioaktiv och kan användas för att screena gravida kvinnor och barn.Dessutom har den en klar fördel gentemot DXA, nämligen att den är avtagbar.
Ben tas upp av osteoklaster och bildas av osteoblaster.Bentätheten bibehålls om benmetabolismen är normal och det finns en balans mellan benresorption och benbildning.
Omvänt resulterar onormal benmetabolism i minskad BMD.För tidig upptäckt av osteoporos används därför markörer för benmetabolism, som är oberoende indikatorer förknippade med BMD, inklusive markörer för benbildning och benresorption, för att bedöma benmetabolism i Japan.Fracture Intervention Trial (FIT) med ett frakturförebyggande effektmått visade att BMD är en markör för benbildning snarare än benresorption16,28.I denna studie mättes också markörer för benmetabolism för att objektivt studera dynamiken i benmetabolism.Dessa inkluderar markörer för benbildning (alkaliskt fosfatas av bentyp, BAP) och markörer för benresorption (tvärbunden N-terminal typ I kollagenpeptid, NTX).
Adolescens är åldern för peak growth rate (PHVA), då bentillväxten är snabb och bentätheten toppar (peak bone mass, PBM) för cirka 20 år sedan.
Ett sätt att förebygga osteoporos är att öka PBM.Men eftersom detaljerna om benmetabolism hos ungdomar är okända, kan inga specifika ingrepp föreslås för att öka BMD.
Därför syftade denna studie till att belysa effekten av kroppssammansättning och fysisk styrka på bentäthet och skelettmarkörer under tonåren, då bentillväxten är som mest aktiv.
Detta är en fyraårig kohortstudie från femte klass i grundskolan till tredje klass på högstadiet.
Deltagarna inkluderade tonåriga pojkar och flickor som deltog i Iwaki Health Promotion Project Primary and Secondary Health Survey i femte klass i grundskolan och tredje klass på högstadiet.
Fyra grundskolor och högstadieskolor valdes ut, belägna i Iwaki-distriktet i Hirosaki City i norra Japan.Undersökningen genomfördes i höstas.
Från 2009 till 2011 intervjuades och mättes samtyckande elever i 5:e klass (10/11 år) och deras föräldrar.Av de 395 försökspersonerna deltog 361 personer i undersökningen, vilket är 91,4 %.
Från 2013 till 2015 intervjuades och mättes samtyckande gymnasieelever (14/15-åringar) och deras föräldrar.Av de 415 försökspersonerna deltog 380 personer i undersökningen, vilket är 84,3 %.
De 323 deltagarna inkluderade individer med en historia av hjärt-kärlsjukdom, diabetes, dyslipidemi eller hypertoni, individer som tog mediciner, individer med en historia av frakturer, individer med en historia av calcaneusfrakturer och individer med saknade värden i analysobjekt.Utesluten.Totalt ingick 277 ungdomar (125 pojkar och 152 flickor) i analysen.
Enkätkomponenterna inkluderade frågeformulär, bentäthetsmätningar, blodprov (markörer för benmetabolism) och konditionsmätningar.Undersökningen genomfördes under 1 dag i grundskolan och 1-2 dagar på gymnasiet.Utredningen varade i 5 dagar.
Ett frågeformulär tillhandahölls i förväg för att själv fylla i.Deltagarna ombads fylla i frågeformulär med sina föräldrar eller vårdnadshavare, och frågeformulären samlades in på mätningsdagen.Fyra folkhälsoexperter granskade svaren och rådfrågade barnen eller deras föräldrar om de hade några frågor.Frågeformuläret inkluderade ålder, kön, sjukdomshistoria, aktuell sjukdomshistoria och läkemedelsstatus.
Som en del av den fysiska bedömningen på studiedagen gjordes mätningar av längd och kroppssammansättning.
Kroppssammansättningsmätningar inkluderade kroppsvikt, procent kroppsfett (% fett) och procent kroppsmassa (% muskel).Mätningar gjordes med användning av en kroppssammansättningsanalysator baserad på bioimpedansmetoden (TBF-110; Tanita Corporation, Tokyo).Enheten använder flera frekvenser 5 kHz, 50 kHz, 250 kHz och 500 kHz och har använts i många vuxenstudier29,30,31.Enheten är utformad för att mäta deltagare som är minst 110 cm långa och 6 år eller äldre.
BMD är huvudkomponenten i benstyrkan.BMD-bedömning utfördes av ECUS med hjälp av en benultraljudsapparat (AOS-100NW; Aloka Co., Ltd., Tokyo, Japan).Mätplatsen var calcaneus, som bedömdes med hjälp av Osteo Sono-Assessment Index (OSI).Denna enhet mäter ljudets hastighet (SOS) och transmissionsindex (TI), som sedan används för att beräkna OSI.SOS används för att mäta förkalkning och benmineraltäthet34,35 och TI används för att mäta dämpningen av bredbandsultraljud, ett index för bedömning av benkvalitet12,15.OSI beräknas med följande formel:
Detta återspeglar egenskaperna hos SOS och TI.Därför anses OSI som ett av värdena för den globala indikatorn vid bedömningen av akustiskt ben.
För att bedöma muskelstyrkan använde vi greppstyrka, som tros spegla muskelstyrkan i hela kroppen37,38.Vi följer metoden för "New Physical Fitness Test"39 från sportbyrån vid ministeriet för utbildning, kultur, sport, vetenskap och teknik.
Smedley gripdynamometer (TKK 5401; Takei Scientific Instruments Co., Ltd., Niigata, Japan).Den används för att mäta greppstyrka och justera greppbredden så att ringfingrets proximala interfalangeala led böjs 90°.Vid mätning står lemmens position med utsträckta ben, pilen på handmätaren hålls vänd utåt, axlarna är något förskjutna åt sidorna och rör inte vid kroppen.Deltagarna ombads sedan att greppa dynamometern med full kraft när de andades ut.Under mätningen ombads deltagarna att hålla dynamometerns handtag stilla samtidigt som grundställningen bibehölls.Varje hand mäts två gånger, och vänster och höger händer mäts växelvis för att få bästa värde.
Tidigt på morgonen på fastande mage samlades blod från gymnasiebarn i tredje klass, och blodprovet skickades till LSI Medience Co., Ltd. Företaget mätte även benbildning (BAP) och benmassa med hjälp av CLEIA ( enzymatisk immunokemiluminiscent analys) metod.för resorptionsmarkören (NTX).
Mått som erhållits i femte klass i grundskolan och tredje klass i högstadiet jämfördes med hjälp av parade t-test.
För att utforska potentiella störande faktorer validerades korrelationer mellan OSI för varje klass och längd, kroppsfettprocent, muskelprocent och greppstyrka med hjälp av partiella korrelationskoefficienter.För gymnasieelever i tredje klass bekräftades korrelationer mellan OSI, BAP och NTX med hjälp av partiella korrelationskoefficienter.
För att undersöka effekten av förändringar i fysik och styrka från årskurs fem i grundskolan till årskurs tre på högstadiet på OSI, undersöktes förändringar i kroppsfettprocent, muskelmassa och greppstyrka associerade med förändringar i OSI.Använd multipel regressionsanalys.I denna analys användes förändringen i OSI som målvariabel och förändringen i varje element användes som förklarande variabel.
Logistisk regressionsanalys användes för att beräkna oddskvoter med 95 % konfidensintervall för att uppskatta sambandet mellan konditionsparametrar i femte klass i grundskolan och benmetabolism (OSI, BAP och NTX) i tredje klass på gymnasiet.
Längd, kroppsfettprocent, muskelprocent och greppstyrka användes som indikatorer på kondition/kondition för elever i femte klass, som var och en användes för att kategorisera elever i låg-, medel- och högtertilgrupper.
SPSS 16.0J programvara (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) användes för statistisk analys och p-värden <0,05 ansågs vara statistiskt signifikanta.
Syftet med studien, rätten att när som helst dra sig ur studien och praxis för datahantering (inklusive datasekretess och dataanonymisering) förklarades i detalj för alla deltagare, och skriftligt medgivande erhölls från deltagarna själva eller från deras föräldrar ./ vårdnadshavare.
Iwaki Health Promotion Project Primary and Secondary School Health Study godkändes av Hirosaki University Graduate School of Medicine Institutional Review Board (godkännandenummer 2009-048, 2010-084, 2011-111, 2013-339, 2014-060 och 2015).-075).
Denna studie registrerades hos University Hospitals Medical Information Network (UMIN-CTR, https://www.umin.ac.jp; examensnamn: Iwaki Health Promotion Project medicinsk examen; och UMIN examens-ID: UMIN000040459).
Hos pojkar ökade alla indikatorer signifikant, förutom % fett, och hos flickor ökade alla indikatorer signifikant.Under tredje året på högstadiet var värdena för benmetabolismindex hos pojkar också signifikant högre än hos flickor, vilket tydde på att benmetabolismen hos pojkar under denna period var mer aktiv än hos flickor.
För flickor i femte klass fann man ett positivt samband mellan kroppsstorlek/greppstyrka och OSI.Denna trend observerades dock inte hos pojkar.
Hos pojkar i tredje klass var alla faktorer för kroppsstorlek/greppstyrka positivt korrelerade med OSI och negativt korrelerade med NTX och /BAP.Däremot var denna trend mindre uttalad hos flickor.
Det fanns betydande trender i oddsen för högre OSI hos elever i tredje och femte klass i grupperna topphöjd, fettprocent, muskelprocent och greppstyrka.
Dessutom tenderade högre längd, kroppsfettprocent, muskelprocent och greppstyrka hos män och kvinnor i femte klass att signifikant sänka oddskvoten för BAP- och NTX-poäng i nian.
Återbildning och resorption av ben sker under hela livet.Dessa benmetaboliska aktiviteter regleras av olika hormoner40,41,42,43,44,45,46 och cytokiner.Det finns två toppar i bentillväxt: primär tillväxt före 5 års ålder och sekundär tillväxt under tonåren.I den sekundära tillväxtfasen är tillväxten av benets långa axel fullbordad, epifyslinjen stängs, det trabekulära benet blir tätt och BMD förbättras.Deltagarna i denna studie befann sig i en period av utveckling av sekundära sexuella egenskaper, då utsöndringen av könshormoner var aktiv och faktorer som påverkar benmetabolismen var sammanflätade.Rauchenzauner et al.[47] rapporterade att benmetabolismen i tonåren varierar mycket med ålder och kön, och att både BAP och tartratresistent fosfatas, en markör för benresorption, minskar efter 15 års ålder.Inga studier har dock utförts för att undersöka dessa faktorer hos japanska ungdomar.Det finns också mycket begränsade rapporter om trender i DXA-relaterade markörer och faktorer för benmetabolism hos japanska ungdomar.En anledning till detta är föräldrars och vårdgivares ovilja att tillåta invasiva tester på sina barn, såsom blodinsamling och strålning, utan diagnos eller behandling.
För flickor i femte klass fann man ett positivt samband mellan kroppsstorlek/greppstyrka och OSI.Denna trend observerades dock inte hos pojkar.Detta tyder på att utvecklingen av kroppsstorlek under tidig pubertet påverkar OSI hos flickor.
Alla kroppsform/greppstyrkafaktorer var positivt associerade med OSI hos pojkar i tredje klass.Däremot var denna trend mindre uttalad hos flickor, där endast förändringar i muskelprocent och greppstyrka var positivt associerade med OSI.Förändringar i kroppsmuskelproportioner var positivt korrelerade med förändringar i OSI mellan könen.Dessa resultat tyder på att hos pojkar påverkar en ökning av kroppsstorlek/muskelstyrka från grad 5 till 3 OSI.
Längd, kroppsmuskelförhållande och greppstyrka i femte klass i grundskolan var signifikant positivt korrelerade med OSI-index och signifikant negativt korrelerade med mått på benmetabolism i tredje klass på gymnasiet.Dessa data tyder på att utvecklingen av kroppsstorlek (längd och kropp-till-kropp-förhållande) och greppstyrka i tidig tonåren påverkar OSI och benmetabolism.
Den andra åldern för högsta tillväxthastighet (PHVA) i japanska observerades vid 13 år för pojkar och 11 år för flickor, med snabbare tillväxt hos pojkar49.Vid 17 års ålder hos pojkar och 15 år hos flickor börjar epifyslinjen att sluta, och BMD ökar mot BMD.Givet denna bakgrund och resultaten av denna studie, antar vi att ökad längd, muskelmassa och muskelstyrka hos flickor upp till årskurs fem är viktigt för att öka BMD.
Tidigare studier av växande barn och ungdomar har visat att markörer för benresorption och benbildning så småningom ökar50.Detta kan återspegla aktiv benmetabolism.
Sambandet mellan benmetabolism och BMD har varit föremål för många studier på vuxna51,52.Även om vissa rapporter53, 54, 55, 56 visar lite olika trender hos män, kan en genomgång av tidigare fynd sammanfattas på följande sätt: ”Markörer för benmetabolism ökar under tillväxten, minskar sedan och förblir oförändrade fram till 40 års ålder, hög ålder. ”.
I Japan är BAP-referensvärden 3,7–20,9 µg/L för friska män och 2,9–14,5 µg/L för friska premenopausala kvinnor.Referensvärden för NTX är 9,5-17,7 nmol BCE/L för friska män och 7,5-16,5 nmol BCE/L för friska premenopausala kvinnor.Jämfört med dessa referensvärden i vår studie förbättrades båda indikatorerna hos tredjeklassare i grundskolan, vilket var mer uttalat hos pojkar.Detta indikerar aktiviteten av benmetabolism hos tredjeklassare, särskilt pojkar.Orsaken till könsskillnaden kan vara att pojkarna i 3:e klass fortfarande är i tillväxtfasen och att epifyslinjen ännu inte har stängts, medan epifyslinjen under denna period är närmare stängning hos flickor.Det vill säga att pojkar i tredje klass fortfarande utvecklas och har aktiv skeletttillväxt, medan flickor befinner sig i slutet av skeletttillväxtperioden och når skelettmognadsstadiet.Trender i benmetabolismmarkörer som erhållits i denna studie motsvarade åldern för maximal tillväxthastighet i den japanska befolkningen.
Dessutom visade resultaten av denna studie att elever i grundskolan i femte klass med en stark fysik och fysisk styrka hade en yngre ålder på toppen av benmetabolismen.
En begränsning av denna studie är dock att effekten av menstruationen inte togs med i beräkningen.Eftersom benmetabolismen påverkas av könshormoner behöver framtida studier undersöka effekten av menstruation.