Новини

Дякуємо, що відвідали Nature.com.Версія браузера, яку ви використовуєте, має обмежену підтримку CSS.Для найкращої роботи радимо використовувати оновлений браузер (або вимкнути режим сумісності в Internet Explorer).Тим часом, щоб забезпечити постійну підтримку, ми відтворюємо сайт без стилів і JavaScript.
Ріст кісток найбільш виражений у підлітковому віці.Це дослідження мало на меті з’ясувати вплив будови та сили тіла підлітка на маркери мінеральної щільності кісткової тканини та кістковий метаболізм, щоб допомогти покращити ріст кісток у підлітковому віці та запобігти остеопорозу в майбутньому.З 2009 по 2015 рік в опитуванні взяли участь 277 підлітків (125 хлопчиків і 152 дівчинки) 10/11 та 14/15 років.Вимірювання включають індекс фізичної форми/маси тіла (наприклад, співвідношення м’язів тощо), силу зчеплення, мінеральну щільність кісткової тканини (індекс остеосонометрії, OSI) і маркери кісткового метаболізму (лужна фосфатаза кісткового типу та зшитий колаген типу I N) .-кінцевий пептид).Позитивна кореляція між розміром тіла/силою хвата та OSI була виявлена ​​у дівчаток 10/11 років.У хлопчиків віком 14/15 років усі фактори розміру тіла/сили хвата були позитивно пов’язані з OSI.Зміни пропорцій м'язів тіла позитивно корелювали зі змінами OSI в обох статей.Зріст, співвідношення м’язів тіла та сила хвата у віці 10/11 років в обох статей були значно пов’язані з OSI (позитивний) і маркерами кісткового метаболізму (негативний) у віці 14/15 років.Адекватна статура після 10-11 років у хлопчиків і до 10-11 років у дівчаток може бути ефективним у збільшенні пікової кісткової маси.
Очікувана тривалість здорового життя була запропонована Всесвітньою організацією охорони здоров’я (ВООЗ) у 2001 році як середня тривалість часу, протягом якого людина може самостійно вести здоровий спосіб життя у своєму повсякденному житті.В Японії очікується, що розрив між очікуваною тривалістю здорового життя та середньою тривалістю життя перевищить 10 років2.Таким чином, «Національний рух за сприяння здоров’ю в 21 столітті (Здорова Японія 21)» був створений для збільшення тривалості здорового життя3,4.Щоб цього досягти, необхідно затягнути час людей на догляд.Руховий синдром, слабкість і остеопороз5 є основними причинами звернення за медичною допомогою в Японії.Крім того, контроль метаболічного синдрому, дитячого ожиріння, слабкості та моторного синдрому є заходом для запобігання необхідності догляду6.
Як ми всі знаємо, регулярні помірні фізичні вправи необхідні для міцного здоров’я.Для занять спортом рухова система, яка складається з кісток, суглобів і м'язів, повинна бути здоровою.У результаті Японська ортопедична асоціація в 2007 році визначила «синдром руху» як «нерухомість через порушення опорно-рухового апарату та [при якому] існує високий ризик потреби в довгостроковому догляді в майбутньому»7, і були вивчені заходи профілактики. Відтоді.потім.Проте, згідно з Білою книгою 2021 року, старіння, переломи та захворювання опорно-рухового апарату8 залишаються найпоширенішими причинами потреб у догляді в Японії, на них припадає чверть усіх потреб у догляді.
Зокрема, повідомляється, що остеопороз, що викликає переломи, вражає 7,9% чоловіків і 22,9% жінок старше 40 років в Японії9,10.Раннє виявлення та лікування є найважливішим способом запобігання остеопорозу.Оцінка мінеральної щільності кісткової тканини (МЩКТ) має вирішальне значення для раннього виявлення та лікування.Подвійне енергетичне поглинання рентгенівського випромінювання (DXA) традиційно використовується як індикатор для оцінки кісток у різних радіологічних методах.Проте повідомлялося, що переломи трапляються навіть при високій МЩКТ, і в 2000 році на консенсусному засіданні Національного інституту здоров’я (NIH)11 рекомендовано збільшення кісткової маси як міра оцінки кісток.Однак оцінка якості кісток залишається складною.
Одним із способів оцінки МЩКТ є ультразвукове дослідження (кількісне ультразвукове дослідження, QUS)12,13,14,15.Дослідження також показали, що результати QUS та DXA корелюють16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27.Однак QUS є неінвазивним, нерадіоактивним і може використовуватися для скринінгу вагітних жінок і дітей.Крім того, він має явну перевагу перед DXA, а саме те, що він знімний.
Кістка поглинається остеокластами і формується остеобластами.Щільність кісткової тканини підтримується, якщо метаболізм кісткової тканини нормальний і існує баланс між резорбцією кісткової тканини та формуванням кісткової тканини.
І навпаки, аномальний кістковий метаболізм призводить до зниження МЩКТ.Тому для раннього виявлення остеопорозу в Японії для оцінки кісткового метаболізму використовуються маркери кісткового метаболізму, які є незалежними показниками, пов’язаними з МЩКТ, включаючи маркери формування кісткової тканини та резорбції кісткової тканини.Дослідження Fracture Intervention Trial (FIT) із кінцевою точкою профілактики переломів показало, що МЩКТ є маркером кісткоутворення, а не резорбції кістки16,28.У цьому дослідженні також вимірювали маркери кісткового метаболізму для об’єктивного вивчення динаміки кісткового метаболізму.До них відносяться маркери формування кісткової тканини (лужна фосфатаза кісткового типу, BAP) і маркери резорбції кісткової тканини (зшитий N-кінцевий колагеновий пептид типу I, NTX).
Підлітковий вік — це вік пікової швидкості росту (PHVA), коли ріст кісток швидкий, а щільність кісткової тканини досягає піку (пікова кісткова маса, PBM) приблизно 20 років тому.
Одним із способів запобігання остеопорозу є збільшення PBM.Однак, оскільки деталі метаболізму кісткової тканини у підлітків невідомі, не можна запропонувати жодних конкретних втручань для підвищення МЩКТ.
Таким чином, це дослідження мало на меті з’ясувати вплив складу тіла та фізичної сили на мінеральну щільність кісток і скелетні маркери в підлітковому віці, коли ріст кісток найбільш активний.
Це чотирирічне когортне навчання з п’ятого класу початкової школи до третього класу молодшої середньої школи.
Серед учасників були хлопці та дівчата-підлітки, які брали участь у дослідженні первинної та вторинної медичної допомоги проекту Iwaki Health Promotion у п’ятому класі початкової школи та третьому класі молодшої середньої школи.
Було вибрано чотири початкові та молодші школи, розташовані в районі Івакі міста Хіросакі на півночі Японії.Опитування проводилося восени.
З 2009 по 2011 роки були опитані та виміряні учні 5-х класів (10/11 років) та їхні батьки, які погодилися.Із 395 досліджуваних в опитуванні взяли участь 361 особа, що становить 91,4%.
З 2013 по 2015 рік було опитано та виміряно учнів третього курсу середньої школи (14/15 років) та їхніх батьків.З 415 досліджуваних в опитуванні взяли участь 380 осіб, що становить 84,3%.
Серед 323 учасників були люди з серцево-судинними захворюваннями, діабетом, дисліпідемією або гіпертонією, особи, які приймали ліки, особи з переломами в анамнезі, особи з переломами п’яткової кістки в анамнезі та особи з відсутніми значеннями в елементах аналізу.Виключено.Всього в аналіз було включено 277 підлітків (125 хлопчиків і 152 дівчинки).
Компоненти опитування включали анкети, вимірювання щільності кісткової тканини, аналізи крові (маркери кісткового метаболізму) та вимірювання фізичної форми.Опитування проводилося протягом 1 дня початкової школи та 1-2 днів середньої школи.Слідство тривало 5 днів.
Заздалегідь була надана анкета для самостійного заповнення.Учасників просили заповнити анкети разом із батьками або опікунами, і анкети збирали в день вимірювання.Чотири експерти з охорони здоров’я переглянули відповіді та проконсультувалися з дітьми чи їхніми батьками, якщо у них виникли запитання.Пункти анкети включали вік, стать, історію хвороби, поточну історію хвороби та статус лікування.
У рамках фізичного обстеження в день дослідження було проведено вимірювання росту та складу тіла.
Вимірювання складу тіла включало масу тіла, відсоток жиру (% жиру) і відсоток маси тіла (% м’язів).Вимірювання проводили за допомогою аналізатора складу тіла на основі методу біоімпедансу (TBF-110; Tanita Corporation, Токіо).Пристрій використовує кілька частот 5 кГц, 50 кГц, 250 кГц і 500 кГц і використовувався в багатьох дослідженнях для дорослих29,30,31.Пристрій призначений для вимірювання учасників, які мають зріст не менше 110 см і віком від 6 років.
МЩКТ є основним компонентом міцності кісток.Оцінку МЩКТ проводили за допомогою ECUS за допомогою ультразвукового пристрою кісток (AOS-100NW; Aloka Co., Ltd., Токіо, Японія).Місцем вимірювання була п’яткова кістка, яку оцінювали за допомогою Osteo Sono-Assessment Index (OSI).Цей пристрій вимірює швидкість звуку (SOS) та індекс передачі (TI), які потім використовуються для обчислення OSI.SOS використовується для вимірювання кальцифікації та мінеральної щільності кісткової тканини34,35, а TI використовується для вимірювання ослаблення широкосмугового ультразвуку, індексу оцінки якості кісткової тканини12,15.OSI розраховується за такою формулою:
Таким чином відображаючи характеристики SOS і TI.Тому OSI розглядається як одне із значень глобального показника при оцінці слухової кістки.
Щоб оцінити силу м’язів, ми використовували силу захоплення, яка, як вважається, відображає силу м’язів усього тіла37,38.Ми дотримуємося методології «Нового тесту фізичної підготовки»39 Спортивного бюро Міністерства освіти, культури, спорту, науки і технологій.
Захватний динамометр Смедлі (TKK 5401; Takei Scientific Instruments Co., Ltd., Ніігата, Японія).Він використовується для вимірювання сили захоплення та регулювання ширини захоплення так, щоб проксимальний міжфаланговий суглоб безіменного пальця був зігнутий на 90°.При вимірюванні положення кінцівки стоячи з витягнутими ногами, стрілку стрілки тримають назовні, плечі злегка зведені в сторони, не торкаючись тіла.Потім учасників попросили стиснути динамометр із повною силою, коли вони видихають.Під час вимірювання учасників просили тримати ручку динамометра нерухомо, зберігаючи основну позу.Кожна рука вимірюється двічі, а ліва і права руки вимірюються по черзі, щоб отримати найкраще значення.
Рано вранці натщесерце відбирали кров у дітей третього класу молодших класів середньої школи, а аналіз крові надсилали в LSI Medience Co., Ltd. Компанія також вимірювала формування кісткової тканини (BAP) і кісткову масу за допомогою CLEIA ( метод імунохемілюмінесцентного ферментативного аналізу.для маркера резорбції (NTX).
Показники, отримані в п'ятому класі початкової школи та третьому класі молодшої школи, порівнювали за допомогою парних t-тестів.
Щоб дослідити потенційні фактори, що впливають, кореляція між OSI для кожного класу та зростом, відсотком жиру в організмі, відсотком м’язів і силою захоплення була підтверджена за допомогою часткових коефіцієнтів кореляції.Для учнів третього класу середньої школи кореляції між OSI, BAP і NTX були підтверджені за допомогою часткових коефіцієнтів кореляції.
Щоб дослідити вплив змін у фізичній формі та силі від п’ятого класу початкової школи до третього класу молодшої середньої школи на OSI, були вивчені зміни у відсотку жиру в організмі, м’язовій масі та силі захоплення, пов’язані зі змінами OSI.Використовуйте множинний регресійний аналіз.У цьому аналізі зміна OSI використовувалася як цільова змінна, а зміна кожного елемента використовувалася як пояснювальна змінна.
Логістичний регресійний аналіз використовувався для розрахунку співвідношення шансів з 95% довірчими інтервалами для оцінки зв’язку між параметрами фізичної підготовки в п’ятому класі початкової школи та кістковим метаболізмом (OSI, BAP і NTX) у третьому класі середньої школи.
Зріст, відсоток жиру в організмі, відсоток м’язів і сила зчеплення використовувалися як індикатори фізичної підготовки/підготовленості для учнів початкових п’ятих класів, кожен з яких використовувався для класифікації учнів на групи з низьким, середнім і високим терцільністю.
Програмне забезпечення SPSS 16.0J (SPSS Inc., Чикаго, Іллінойс, США) використовувалося для статистичного аналізу, і значення p <0,05 вважалися статистично значущими.
Усім учасникам було детально роз’яснено мету дослідження, право вийти з дослідження в будь-який час і методи управління даними (включаючи конфіденційність даних і анонімізацію даних), а також було отримано письмову згоду від самих учасників або від їхніх батьків ./ опікуни.
Дослідження здоров’я початкової та середньої школи проекту Iwaki Health Promotion Project було схвалено Інституційною ревізійною радою Вищої медичної школи університету Хіросакі (номер схвалення 2009-048, 2010-084, 2011-111, 2013-339, 2014-060 та 2015).-075).
Це дослідження було зареєстровано в медичній інформаційній мережі університетських лікарень (UMIN-CTR, https://www.umin.ac.jp; назва іспиту: медичний іспит Iwaki Health Promotion Project; ідентифікатор іспиту UMIN: UMIN000040459).
У хлопчиків достовірно зросли всі показники, крім % жиру, а у дівчаток достовірно підвищилися всі показники.На третьому курсі молодшої школи значення індексу кісткового метаболізму у хлопців також були достовірно вищими, ніж у дівчат, що свідчило про більш активний метаболізм у хлопчиків у цей період, ніж у дівчат.
Для дівчаток п’ятого класу була виявлена ​​позитивна кореляція між розміром тіла/силою хвата та OSI.Однак у хлопчиків ця тенденція не спостерігалася.
У хлопчиків третього класу всі фактори розміру тіла/сили хвата позитивно корелювали з OSI та негативно корелювали з NTX та /BAP.Навпаки, у дівчат ця тенденція була менш вираженою.
Існували значні тенденції у шансах на вищий OSI в учнів третього та п’ятого класів у групах максимального зростання, відсотка жиру, відсотка м’язів і сили хвату.
Крім того, вищий зріст, відсоток жиру в організмі, відсоток м’язів і сила зчеплення у чоловіків і жінок п’ятого класу значно знижували співвідношення шансів для балів BAP і NTX у дев’ятому класі.
Повторне формування і резорбція кістки відбувається протягом усього життя.Ці метаболічні дії кісток регулюються різними гормонами40,41,42,43,44,45,46 і цитокінами.Існує два піки росту кісток: первинний ріст до 5 років і вторинний ріст у підлітковому віці.У вторинній фазі росту завершується ріст довгої осі кістки, епіфізарна лінія закривається, трабекулярна кістка стає щільною, покращується МЩКТ.Учасники цього дослідження перебували в період розвитку вторинних статевих ознак, коли була активна секреція статевих гормонів і перепліталися фактори, що впливають на кістковий метаболізм.Rauchenzauner та ін.[47] повідомили, що метаболізм кісткової тканини в підлітковому віці сильно варіює залежно від віку та статі, і що як BAP, так і стійка до тартрату фосфатаза, маркер кісткової резорбції, знижуються після 15 років.Однак жодних досліджень щодо вивчення цих факторів у японських підлітків не проводилося.Є також дуже обмежені звіти про тенденції пов’язаних з DXA маркерів і факторів кісткового метаболізму в японських підлітків.Однією з причин цього є небажання батьків і опікунів дозволяти інвазивні тести на своїх дітей, такі як забір крові та опромінення, без діагностики чи лікування.
Для дівчаток п’ятого класу була виявлена ​​позитивна кореляція між розміром тіла/силою хвата та OSI.Однак у хлопчиків ця тенденція не спостерігалася.Це свідчить про те, що розвиток розміру тіла під час раннього статевого дозрівання впливає на OSI у дівчат.
Усі фактори форми тіла/сили хвата були позитивно пов’язані з OSI у хлопчиків третього класу.Навпаки, ця тенденція була менш вираженою у дівчат, де лише зміни у відсотковому відношенні м’язів і силі захоплення були позитивно пов’язані з OSI.Зміни в пропорціях м’язів тіла позитивно корелювали зі змінами OSI між статями.Ці результати свідчать про те, що у хлопчиків збільшення розміру тіла/м’язової сили від 5 до 3 класів впливає на OSI.
Зріст, співвідношення тіла і м’язів і сила хвата в п’ятому класі початкової школи значно позитивно корелювали з індексом OSI і значно негативно корелювали з вимірюваннями кісткового метаболізму в третьому класі середньої школи.Ці дані свідчать про те, що розвиток розміру тіла (зріст і співвідношення тіла до тіла) і сили хвату в ранньому підлітковому віці впливає на OSI і метаболізм кісток.
Другий вік пікової швидкості росту (PHVA) у японців спостерігався в 13 років для хлопчиків і 11 років для дівчаток, причому у хлопчиків рости швидше49.У віці 17 років у хлопчиків і 15 років у дівчат епіфізарна лінія починає закриватися, і МЩКТ збільшується в бік МЩКТ.Враховуючи це передумови та результати цього дослідження, ми припускаємо, що збільшення росту, м’язової маси та м’язової сили у дівчат до п’ятого класу є важливим для збільшення МЩКТ.
Попередні дослідження зростаючих дітей і підлітків показали, що маркери кісткової резорбції та кісткоутворення з часом зростають50.Це може свідчити про активний метаболізм кісток.
Зв’язок між кістковим метаболізмом і МЩКТ був предметом багатьох досліджень у дорослих51,52.Хоча деякі звіти53, 54, 55, 56 демонструють дещо інші тенденції у чоловіків, огляд попередніх висновків можна підсумувати так: «Маркери кісткового метаболізму збільшуються під час росту, потім знижуються і залишаються незмінними до 40 років, старості. ».
В Японії референтні значення BAP становлять 3,7–20,9 мкг/л для здорових чоловіків і 2,9–14,5 мкг/л для здорових жінок у пременопаузі.Референтні значення NTX становлять 9,5-17,7 нмоль BCE/л для здорових чоловіків і 7,5-16,5 нмоль BCE/л для здорових жінок у пременопаузі.Порівняно з цими референтними значеннями в нашому дослідженні обидва показники покращилися у третьокласників молодшої школи, що було більш вираженим у хлопців.Це свідчить про активність кісткового обміну у третьокласників, особливо хлопчиків.Причиною статевої різниці може бути те, що хлопчики 3-го класу ще знаходяться у фазі росту і епіфізарна лінія ще не закрилася, а у дівчаток у цей період епіфізарна лінія ближче до закриття.Тобто хлопчики в третьому класі ще розвиваються і мають активний ріст скелета, а дівчатка знаходяться в кінці періоду росту скелета і досягають стадії зрілості скелета.Тенденції маркерів кісткового метаболізму, отримані в цьому дослідженні, відповідали віку максимальної швидкості росту японської популяції.
Крім того, результати цього дослідження показали, що учні п'ятого класу початкової школи з міцною статурою і фізичною силою мали молодший вік на піку кісткового метаболізму.
Однак обмеженням цього дослідження є те, що вплив менструації не було враховано.Оскільки на метаболізм кісток впливають статеві гормони, у майбутніх дослідженнях необхідно вивчити вплив менструації.