Wpływ czynników zewnętrznych na wzrost szkieletu u młodzieży

Determinanty szczytowej masy kostnej, architektury szkieletu, złamań, tkanki tłuszczowej i czynników ryzyka sercowo-naczyniowego w okresie wzrostu i dorosłości

Cel projektu:

W kohorcie THE BUNKEFLO ustalamy, czy na rosnący szkielet, masę tłuszczową i czynniki ryzyka nieodwracalnych chorób układu krążenia mogą wpływać wpływy środowiskowe, takie jak ćwiczenia i choroby.

Tło:

Masa kostna, grubość warstwy korowej i geometria kości niezależnie przyczyniają się do wytrzymałości kości, a wszystko to jest regulowane w różny sposób. W związku z tym regulacja musi być badana w odniesieniu do danej cechy, aby zrozumieć patofizjologię osteoporozy, ponieważ osteoporoza może częściowo wynikać z deficytów występujących podczas wzrostu. Musimy także lepiej rozróżniać różne cechy budujące szkielet. Powierzchniowa gęstość mineralna kości (aBMD), mierzona za pomocą podwójnej absorpcjometrii rentgenowskiej (DXA), klinicznie stosowanego oszacowania masy kostnej, jest wartością szacunkową dostosowaną tylko do mierzonego obszaru, a nie do trzeciego wymiaru (głębokości), ale aBMD jest często bezkrytycznie używany jako miara „gęstości rzeczywistej”. Jeśli chodzi o przewidywanie przyszłych złamań z powodu kruchości, aBMD jest akceptowalne, ale aby zrozumieć zmniejszoną wytrzymałość kości, musimy rozdzielić oszacowanie na masę kostną, ilość kości w otoczce szkieletu, rozmiar kości i strukturę szkieletu (architekturę), ponieważ te cechy są niezależny związany ze złamaniami.

Wstępne wyniki naszej grupy:

Utrata kości przez starzenie jest częściowo kompensowana przez zwiększenie rozmiaru kości, częściowo zachowując wytrzymałość kości. Ma to znaczenie, ponieważ Indeks Siły, biorący pod uwagę zarówno rozmiar kości, jak i masę kości, prawdopodobnie lepiej przewiduje przyszłe złamania niż masa kości. Dwa lata codzienna gimnastyka szkolna zwiększyła masę kostną i rozmiar kości, zmniejszyła otłuszczenie i czynniki ryzyka chorób sercowo-naczyniowych. Ćwiczenia zwiększają masę kostną również po okresie dojrzewania, ale korzyści te są tracone wraz z zaprzestaniem ćwiczeń. Mimo to starsze osoby były aktywne mają mniej złamań niż osoby nieaktywne.

Pytania badawcze zgodne z naszą hipotezą:

1. Czy oddzielna ocena wzrostu szkieletu w pozyskiwaniu minerałów kości i architektury szkieletu pozwoli zidentyfikować różne patogenetyczne kohorty ryzyka złamań?
2. Czy program ćwiczeń interwencyjnych w szkole może wpłynąć na wzrost szkieletu, zawartość tłuszczu miękkiego i siłę mięśni u rosnących dzieci i zmniejszyć ryzyko chorób sercowo-naczyniowych? (BADANIE BUNKEFLO)?

Metody: Ocena szkieletu: Podwójna absorpcjometria rentgenowska (DXA, Lunar DPX-L i Lunar Pixi): Ilościowa masa kostna (aBMD) całego ciała, szyjki kości udowej, kręgosłupa lędźwiowego i regionalna. Specjalne oprogramowanie określa szerokość korową, szerokość rdzenia, gęstość korową i gęstość beleczkowania w środkowej części kości udowej. vBMD i rozmiar szkieletu można ocenić na podstawie istniejących pomiarów szyjki kości udowej i trzeciego kręgu lędźwiowego ze skanu DXA metodą opisaną przez Cartera. Ultradźwięki (księżycowy Achilles): Jakościowa masa kostna (aBMD) i szerokość kości piętowej. Obwodowa tomografia komputerowa (pQCT): masa kostna, rozmiar kości i struktura szkieletu. Analiza metodą elementów skończonych: wytrzymałość szkieletu. Cyfrowe zdjęcia rentgenowskie ręki: rozmiar kości i grubość warstwy korowej. Ocena tkanek miękkich: DXA (Lunar DPX-L): Ilościowa beztłuszczowa masa ciała i masa tłuszczu. Obwodowa tomografia komputerowa (pQCT): Ilościowa beztłuszczowa masa ciała i masa tłuszczu. Czynność mięśniowa: Aparat Cybex: Jakościowa siła mięśni kończyn dolnych. Równowaga i test fizjoterapeutyczny: Jakościowa wydolność mięśni. Ocena antropometryczna: Waga elektroniczna: Masa ciała. Stadiometr holsztyński: wysokość w pozycji siedzącej i stojącej. Stadiometr Harpendera: Segmentowa długość i szerokość kończyny. Stan dojrzewania: Tanner. Ocena środowiska: Kwestionariusz: styl życia, historia ćwiczeń, odżywianie i czynniki dziedziczne. Metabolizm kości: Tworzenie kości: Fosfataza alkaliczna (ALP), izoenzym ALP specyficzny dla kości, osteokalcyna (białko GLA kości), prokolagen 1 C-końcowy propeptyk (P1CP). Resorpcja kości: hydroksyprolina, pirydynolina, dezoksypirydynolina, region karboksytelopeptydowy (ICTP) i region aminotelopeptydowy (NTX) we krwi i moczu. Genetyka: Polimorfizm genu receptora witaminy D (VDR), genu receptora estrogenu (ER), genu receptora androgenowego (AR), genu ludzkiego hormonu wzrostu (GH 1), genu kolagenu 1A (COLL1A) i dodatkowych genów związanych z kośćmi, które wystąpią następne lata. Hormony: hormon wzrostu, IGF-1, testosteron, estradiol, hormon luteinizujący, hormon folikulotropowy, globulina wiążąca hormony płciowe (SHBG), androstendion, dehydroepiandrostendion (DHEAS). Złamania: Złamania są rejestrowane w aktach Zakładu Radiologii MAS, gdzie od ubiegłego wieku przechowywane są skierowania, raporty i filmy. Kwestionariusz: Epidemiologiczne badanie przesiewowe złamań. Ocena fizjologiczna: Ciśnienie krwi (spoczynek): Prawe ramię. Test roweru: Maksymalna pojemność robocza poprzez ocenę VO2 MAX. i produkcja CO2 w oddechu. Impedancja biologiczna: procent tłuszczu w całym ciele. Spirometria: Statyczna i dynamiczna czynność płuc mierzona metodą IOS. Ultradźwięki: objętość i grubość ścian serca. Akcelerometr: Liczba kroków w ciągu czterech dni jest mierzona w tym minikomputerze przymocowanym do paska na nadgarstek (ocena obiektywnego poziomu aktywności). Ocena krwi: profil lipidowy i glukoza - czynniki ryzyka chorób układu krążenia i zespołu metabolicznego.

Probandy - Plan pracy:

A. Determinanty szczytowej masy/rozmiaru/architektury kości, rozwój tkanek miękkich i czynniki ryzyka chorób sercowo-naczyniowych w okresie wzrostu Pytanie: Regulacja wpływająca na wzrost i szczytową masę kostną? Czy zwiększona aktywność fizyczna może zwiększyć masę kostną, zmniejszyć otyłość i czynniki ryzyka chorób sercowo-naczyniowych? Czy osoby z wysokim ryzykiem złamań można przewidzieć już we wczesnym wieku? Hipoteza: Zmiany czynników środowiskowych mogą zwiększyć szczytową masę kostną, zmniejszyć otłuszczenie i czynniki ryzyka przyszłych chorób sercowo-naczyniowych. Masę kostną „śledzimy”, abyśmy już w młodych latach mogli identyfikować osoby z dużym ryzykiem złamań.

Kohorty badawcze: a. BADANIE BUNKEFLO: N=500, w wieku 7, 8, 9, 12 i 15 lat na początku badania. W części badania RCT: n=310 w wieku 7-8 lat na początku badania. Połowa z aktywnością fizyczną i edukacją zdrowotną jako interwencją, połowa z kontrolami, wszystkie przeprowadzane corocznie w szkole podstawowej. Kilka innych instytucji naukowych z Uniwersytetu w Lund uczestniczy jako Wydział Fizjoterapii, Fizjologii Klinicznej, Żywienia, Pediatrii, Psychiatrii Dziecięcej, Kolegium Nauczycielskie i Szkoła Dentystyczna, wszystkie z oddzielnymi projektami w ramach RCT. Plan czasowy: pomiary bazowe w latach 1999-2000, z corocznymi pomiarami uzupełniającymi w szwedzkiej dziewięcioletniej szkole podstawowej. Następnie jedna kontrola w ostatniej klasie szkoły średniej (12 klasa) i jedna kontrola w wieku 23-25 ​​lat.

Znaczenie:

Badania przyczynią się do lepszego zrozumienia patofizjologii osteoporozy. Indeks siły powinien ewentualnie zastąpić pomiar masy kostnej w ocenie ryzyka złamań. Badania interwencyjne dostarczą informacji opartych na dowodach dotyczących znaczenia ćwiczeń.