Påvirkning av eksterne faktorer på skjelettvekst hos ungdom

Determinanter for topp beinmasse, skjelettarkitektur, frakturer, adipositas og kardiovaskulære risikofaktorer under vekst og voksen alder

Mål med prosjektet:

I THE BUNKEFLO COHORT bestemmer vi om det voksende skjelettet, fettmassen og risikofaktorer for hjerte- og karsykdommer irreversible kan påvirkes av miljøpåvirkninger som trening og sykdom.

Bakgrunn:

Benmasse, kortikal tykkelse og bengeometri bidrar uavhengig til beinstyrken, alle regulert forskjellig. Derfor må reguleringen derfor være egenskapsspesifikk studert for å forstå patofysiologien til osteoporose, da osteoporose delvis kan være et resultat av underskudd som oppstår under vekst. Vi må også bedre diskriminere de ulike egenskapene som bygger skjelettet. Areal benmineraltetthet (aBMD), målt ved dobbel røntgenabsorptiometri (DXA), den klinisk brukte estimeringen av benmasse, er et estimat kun justert for det målte området, ikke den tredje dimensjonen (dybden), men aBMD er ofte ukritisk brukes som et mål for den "sanne tettheten". For å forutsi fremtidig skjørhetsbrudd, er aBMD akseptabelt, men for å forstå redusert beinstyrke, må vi separere estimeringen i benmasse, mengden bein i skjelettkonvolutten, beinstørrelse og skjelettstruktur (arkitektur) ettersom disse egenskapene er uavhengig assosiert med brudd.

Foreløpige resultater fra vår gruppe:

Bentap ved aldring kompenseres delvis av økt benstørrelse, delvis bevaring av beinstyrke. Dette er relevant da en styrkeindeks, som tar både benstørrelse og benmasse i betraktning, sannsynligvis forutsier fremtidige frakturer bedre enn benmasse. To år daglig skolegymnastikk forbedret beinmasse og benstørrelse, reduserer fett og kardiovaskulære risikofaktorer for sykdom. Trening øker beinmassen også etter puberteten, men fordelen går tapt ved opphør av trening. Til tross for dette har eldre tidligere aktive individer mindre brudd enn inaktive.

Forskningsspørsmål etter vår hypotese:

1. Vil separat evaluering av skjelettvekst i benmineralerverv og skjelettarkitektur identifisere forskjellige patogenetiske risikokohorter for fraktur?
2. Kan et treningsprogram innenfor en skole påvirke skjelettveksten, fettinnholdet mykt og muskelstyrken hos voksende barn og redusere risikoen for hjerte- og karsykdommer? (BUNKEFLO STUDIE)?

Metoder: Skjelettvurdering: Dobbel røntgenabsorptiometri (DXA, Lunar DPX-L og Lunar Pixi): Kvantitativ benmasse (aBMD) totalkropp, lårhals, korsrygg og regional. Spesiell programvare bestemmer kortikal bredde, medullar bredde, kortikal tetthet og trabekulær tetthet i midten av femur. vBMD og skjelettstørrelse kan evalueres fra eksisterende måling i lårhals og tredje lumbale vertebrae fra DXA-skanning ved metoden beskrevet av Carter. Ultralyd (Lunar Achilles): Kvalitativ benmasse (aBMD) og benbredde calcaneus. Perifer computertomografi (pQCT): Benmasse, benstørrelse og skjelettstruktur. Finite element analyser: skjelettstyrke. Digitale røntgenbilder av hånden: Beinstørrelse og kortikal tykkelse. Bløtvev Evaluering: DXA (Lunar DPX-L): Kvantitativ mager kroppsmasse og fettmasse. Perifer computertomografi (pQCT): Kvantitativ mager kroppsmasse og fettmasse. Muskelfunksjon: Cybex-apparat: Kvalitativ muskelstyrke i underekstremiteter. Balanseplate og fysioterapeuttest: Kvalitativ muskelkapasitet. Antropometrisk evaluering: Elektronisk vekt: Kroppsvekt. Holstein Stadiometer: Sitte- og ståhøyde. Harpender stadiometer: Segmentell ekstremitetslengde og -bredde. Pubertalstatus: Tanner. Miljøevaluering: Spørreskjema: livsstil, treningshistorie, ernæring og arvelige faktorer. Benmetabolisme: Bendannelse: Alkalisk fosfatase (ALP), isoenzym av benspesifikk ALP, osteokalsin (ben GLA-protein), prokollagen 1 C-terminal propeptisk (P1CP). Benresorpsjon: Hydroksyprolin, pyridinolin, deoksypyridinolin, karboksytelopeptidregion (ICTP) og aminotelopeptidregion (NTX) i blod og urin. Genetikk: Polymorfi av vitamin D-reseptorgen (VDR), østrogenreseptorgen (ER), androgenreseptorgen (AR), humant veksthormongen (GH 1), kollagen 1A-gen (COLL1A) og ytterligere benrelaterte gener som vil oppstå de neste årene. Hormoner: Veksthormon, IGF-1, testosteron, østradiol, luteiniserende hormon, follikkelstimulerende hormon, kjønnshormonbindende globulin (SHBG), androstenedion, dehydroepiandrostenedion (DHEAS). Brudd: Bruddene er registrert i filene ved Radiologisk avdeling, MAS hvor henvisninger, rapporter og filmer er lagret siden forrige århundre. Spørreskjema: Epidemiologisk frakturscreening. Fysiologisk evaluering: Blodtrykk (hvile): Øvre høyre arm. Sykkeltest: Maks arbeidskapasitet ved å evaluere VO2 MAX. og CO2-produksjon i pusten. Bioimpedans: Fettprosent i hele kroppen. Spirometri: Statisk og dynamisk lungefunksjon målt med IOS-metoden. Ultralyd: Volum og veggtykkelse på hjertet. Akselerometer: Antall skritt i løpet av fire dager måles i denne minidatamaskinen festet til håndleddsbeltet (vurder det objektive aktivitetsnivået). Blodvurdering: Lipidprofil og glukose - risikofaktorer for kardiovaskulær sykdom og metabolsk syndrom.

Probands - Arbeidsplan:

A. Determinanter for maksimal beinmasse/størrelse/arkitektur, bløtvevsutvikling og risikofaktorer for hjerte- og karsykdommer under vekst Spørsmål: Regulering som påvirker vekst og topp beinmasse? Kan økt trening øke beinmassen, redusere fedme og risikofaktorer for hjerte- og karsykdommer? Kan individer med høy risiko for brudd forutses allerede i tidlig alder? Hypotese: Endringer i miljøfaktorer kan øke topp beinmasse, redusere fedme og risikofaktorer for fremtidig hjerte- og karsykdom. Benmasse "spore" slik at vi allerede i unge år kunne identifisere individer med høy risiko for brudd.

Studiekull: a. BUNKEFLO STUDIEN: N=500, i alderen 7, 8, 9, 12 og 15 år ved baseline. I RCT-delen av studien: n=310 i alderen 7-8 ved baseline. Halvparten med fysisk aktivitet og helseundervisning som intervensjon, halvparten kontroller, alle årlig fulgt under grunnskolen. Flere andre vitenskapelige institusjoner fra Universitetet i Lund deltar som avdeling for fysioterapi, klinisk fysiologi, ernæring, pediatri, barnepsykiatri, lærerhøgskole og tannlegeskole, alle med separate prosjekter innenfor RCT. Tidsplan: Utgangsmålinger i 1999-2000, med årlige oppfølgingsmålinger gjennom hele den svenske niårige grunnskolen. Deretter en oppfølging siste året på ungdomsskolen (12. klasse), og en oppfølging i alderen 23-25 ​​år.

Relevans:

Studiene skal øke forståelsen av osteoporoses patofysiologi. Styrkeindeksen bør eventuelt erstatte en benmassemåling i bruddrisikovurderingen. Intervensjonsstudiene vil gi evidensbasert informasjon for viktigheten av trening.