Indflydelse af eksterne faktorer på skeletvækst hos ungdom

Determinanter for maksimal knoglemasse, skeletarkitektur, frakturer, adipositas og kardiovaskulære risikofaktorer under vækst og voksenliv

Formålet med projektet:

I THE BUNKEFLO COHORT bestemmer vi, om det voksende skelet, fedtmasse og risikofaktorer for hjertekarsygdomme irreversible kan påvirkes af miljøpåvirkninger som træning og sygdom.

Baggrund:

Knoglemasse, kortikal tykkelse og knoglegeometri bidrager uafhængigt til knoglestyrken, alle reguleret forskelligt. Derfor skal reguleringen derfor være egenskabsspecifik undersøgt for at forstå osteoporoses patofysiologi, da osteoporose til dels kan være et resultat af underskud, der opstår under vækst. Vi skal også bedre skelne mellem de forskellige egenskaber, der bygger skelettet. Areal knoglemineraltæthed (aBMD), målt ved dobbelt røntgenabsorptiometri (DXA), den klinisk anvendte estimering af knoglemasse, er et estimat kun justeret for det målte område, ikke den tredje dimension (dybden), men aBMD er ofte ukritisk bruges som et mål for den "sande tæthed". For at forudsige fremtidig skrøbelighedsfraktur er aBMD acceptabelt, men for at forstå reduceret knoglestyrke skal vi adskille vurderingen i knoglemasse, mængden af ​​knogle i skeletkappen, knoglestørrelse og skeletstruktur (arkitektur), da disse træk er uafhængig forbundet med brud.

Foreløbige resultater fra vores gruppe:

Knogletab ved aldring kompenseres dels af øget knoglestørrelse, dels bevarer knoglestyrken. Dette er relevant, da et styrkeindeks, der tager både knoglestørrelse og knoglemasse i betragtning, sandsynligvis forudsiger fremtidige frakturer bedre end knoglemasse. To års daglig skolegymnastik forbedrede knoglemasse og knoglestørrelse, reducerede fedme og kardiovaskulære risikofaktorer for sygdom. Motion øger knoglemassen også efter puberteten, men fordelen går tabt ved ophør af træning. På trods af dette har ældre tidligere aktive personer færre frakturer end inaktive.

Forskningsspørgsmål efter vores hypotese:

1. Vil separat evaluering af skeletvækst i knoglemineralopsamling og skeletarkitektur identificere forskellige patogenetiske risikokohorter for fraktur?
2. Kan et træningsprogram inden for en skole påvirke skeletvækst, fedtindholdet blødt og muskelstyrke hos voksende børn og reducere risikoen for hjerte-kar-sygdomme? (BUNKEFLO STUDIE)?

Metoder: Skeletevaluering: Dobbelt røntgenabsorptiometri (DXA, Lunar DPX-L og Lunar Pixi): Kvantitativ knoglemasse (aBMD) total krop, lårbenshals, lændehvirvel og regional. Speciel software bestemmer kortikal bredde, medullar bredde, kortikal tæthed og trabekulær tæthed i midten af ​​lårbenet. vBMD og skeletstørrelse kan evalueres ud fra eksisterende måling i lårbenshals og tredje lændehvirvler fra DXA-scanning ved metoden beskrevet af Carter. Ultralyd (Lunar Achilles): Kvalitativ knoglemasse (aBMD) og knoglebredde calcaneus. Perifer computertomografi (pQCT): Knoglemasse, knoglestørrelse og skeletstruktur. Finite element analyser: skeletstyrke. Digitale røntgenbilleder af hånden: Knoglestørrelse og kortikal tykkelse. Evaluering af blødt væv: DXA (Lunar DPX-L): Kvantitativ mager kropsmasse og fedtmasse. Perifer computertomografi (pQCT): Kvantitativ mager kropsmasse og fedtmasse. Muskelfunktion: Cybex-apparat: Kvalitativ muskelstyrke i underekstremiteter. Balanceplade og fysioterapeuter test: Kvalitativ muskelkapacitet. Antropometrisk evaluering: Elektronisk vægt: Kropsvægt. Holstein Stadiometer: Sidde- og ståhøjde. Harpender stadiometer: Segmentel ekstremitetslængde og -bredde. Pubertal status: Tanner. Miljøevaluering: Spørgeskema: livsstil, træningshistorie, ernæring og arvelige faktorer. Knoglemetabolisme: Knogledannelse: Alkalisk fosfatase (ALP), isoenzym af knoglespecifik ALP, osteocalcin (knogle-GLA-protein), procollagen 1 C-terminal propeptikum (P1CP). Knogleresorption: Hydroxyprolin, pyridinolin, deoxypyridinolin, carboxytelopeptidregion (ICTP) og aminotelopeptidregion (NTX) i blod og urin. Genetik: Polymorfi af vitamin D-receptorgen (VDR), østrogenreceptorgen (ER), androgenreceptorgen (AR), humant væksthormongen (GH 1), kollagen 1 A-gen (COLL1A) og yderligere knoglerelaterede gener, der vil forekomme de næste år. Hormoner: Væksthormon, IGF-1, testosteron, østradiol, luteiniserende hormon, follikelstimulerende hormon, kønshormonbindende globulin (SHBG), androstenedion, dehydroepiandrostenedion (DHEAS). Brud: Frakturerne er registreret i arkiverne på Radiologisk Afd., MAS, hvor henvisninger, rapporter og film er gemt siden sidste århundrede. Spørgeskema: Epidemiologisk frakturscreening. Fysiologisk evaluering: Blodtryk (hvile): Øvre højre arm. Cykeltest: Max arbejdskapacitet ved at evaluere VO2 MAX. og CO2-produktion i åndedrættet. Bioimpedans: Fedtprocent i hele kroppen. Spirometri: Statisk og dynamisk lungefunktion målt ved IOS-metoden. Ultralyd: Volumen og vægtykkelse af hjertet. Accelerometer: Antal skridt i løbet af fire dage måles i denne minicomputer, der er fastgjort til håndledsbæltet (vurder det objektive aktivitetsniveau). Blodvurdering: Lipidprofil og glukose - risikofaktorer for hjertekarsygdomme og metabolisk syndrom.

Probands - Arbejdsplan:

A. Determinanter for maksimal knoglemasse/størrelse/arkitektur, udvikling af blødt væv og risikofaktorer for hjertekarsygdomme under vækst Spørgsmål: Regulering, der påvirker vækst og maksimal knoglemasse? Kan øget motion øge knoglemassen, reducere fedme og risikofaktorer for hjerte-kar-sygdomme? Kunne individer med høj risiko for brud forudsiges allerede i en tidlig alder? Hypotese: Ændringer i miljøfaktorer kan øge den maksimale knoglemasse, reducere fedme og risikofaktorer for fremtidig hjerte-kar-sygdom. Knoglemasse "sporer", så vi allerede i unge år kunne identificere individer med høj risiko for brud.

Studiekohorter: a. BUNKEFLO-STUDIET: N=500, i alderen 7, 8, 9, 12 og 15 år ved baseline. I RCT-delen af ​​undersøgelsen: n=310 i alderen 7-8 ved baseline. Halvdelen med fysisk aktivitet og sundhedsundervisning som intervention, halvdelen kontroller, alle årligt fulgt i løbet af folkeskolen. Adskillige andre videnskabelige institutioner fra Lunds Universitet deltager som Afdeling for Fysioterapi, Klinisk Fysiologi, Ernæring, Pædiatri, Børnepsykiatri, Lærerhøjskole og Tandlægeskole, alle med separate projekter inden for RCT. Tidsplan: Baseline-målinger i 1999-2000, med årlige opfølgningsmålinger i hele den svenske ni-årige folkeskole. Derefter en opfølgning i løbet af det sidste år på gymnasiet (12. klasse) og en opfølgning i alderen 23-25.

Relevans:

Studierne vil øge forståelsen af ​​osteoporoses patofysiologi. Styrkeindekset bør eventuelt erstatte en knoglemassemåling i frakturrisikovurderingen. Interventionsundersøgelserne vil give evidensbaseret information om vigtigheden af ​​træning.