Inverkan av yttre faktorer på skeletttillväxt hos ungdomar

Bestämningsfaktorer för maximal benmassa, skelettarkitektur, frakturer, Adipositas och kardiovaskulära riskfaktorer under tillväxt och vuxen ålder

Målet med projektet:

I THE BUNKEFLO COHORT bestämmer vi om det växande skelettet, fettmassan och riskfaktorer för hjärt-kärlsjukdom irreversibel kan påverkas av miljöpåverkan som träning och sjukdom.

Bakgrund:

Benmassa, kortikal tjocklek och bengeometri bidrar oberoende till benstyrkan, alla reglerade på olika sätt. Därför måste regleringen därför vara egenskapsspecifik studerad för att förstå patofysiologin för osteoporos eftersom osteoporos delvis kan vara resultatet av underskott som uppstår under tillväxt. Vi måste också bättre särskilja de olika egenskaper som bygger skelettet. Areal benmineraldensitet (aBMD), mätt med dubbel röntgenabsorptiometri (DXA), den kliniskt använda uppskattningen av benmassa, är en uppskattning endast justerad för det uppmätta området, inte den tredje dimensionen (djupet), men aBMD är ofta okritiskt används som ett mått på den "sanna densiteten". För att förutsäga framtida skörhetsfraktur är aBMD acceptabelt, men för förståelsen av minskad benstyrka måste vi separera uppskattningen i benmassa, mängden ben i skeletthöljet, benstorlek och skelettstruktur (arkitektur) eftersom dessa egenskaper är oberoende i samband med frakturer.

Preliminära resultat från vår grupp:

Benförlust genom åldrande kompenseras dels av ökad benstorlek, dels bevarar benstyrkan. Detta är av relevans eftersom ett Strength Index, med hänsyn till både benstorlek och benmassa, förmodligen förutsäger framtida frakturer bättre än benmassa. Två års daglig skolgymnastik förbättrade benmassa och benstorlek, minskade fetma och kardiovaskulära riskfaktorer för sjukdom. Träning ökar benmassan även efter puberteten men nyttan går förlorad med träningsupphörande. Trots detta har äldre tidigare aktiva individer mindre frakturer än inaktiva personer.

Forskningsfrågor efter vår hypotes:

1. Kommer separat utvärdering av skeletttillväxt i benmineralförvärv och skelettarkitektur att identifiera olika patogenetiska riskkohorter för fraktur?
2. Kan ett träningsprogram inom en skola påverka skeletttillväxt, fetthalt och muskelstyrka hos växande barn och minska risken för hjärt-kärlsjukdom? (BUNKEFLO STUDIE)?

Metoder: Skelettutvärdering: Dubbel röntgenabsorptiometri (DXA, Lunar DPX-L och Lunar Pixi): Kvantitativ benmassa (aBMD) totalkropp, lårbenshalse, ländrygg och regional. Specialprogramvara bestämmer kortikal bredd, märgbredd, kortikal täthet och trabekulär densitet i mitten av lårbenet. vBMD och skelettets storlek kan utvärderas från befintliga mätningar i lårbenshalsen och tredje ländkotorna från DXA-skanning med metoden som beskrivs av Carter. Ultraljud (Lunar Achilles): Kvalitativ benmassa (aBMD) och benbredd calcaneus. Perifer datortomografi (pQCT): Benmassa, benstorlek och skelettstruktur. Finita elementanalyser: skelettstyrka. Digitala röntgenbilder av handen: Benstorlek och kortikal tjocklek. Utvärdering av mjukvävnad: DXA (Lunar DPX-L): Kvantitativ mager kroppsmassa och fettmassa. Perifer datortomografi (pQCT): Kvantitativ mager kroppsmassa och fettmassa. Muskelfunktion: Cybex-apparat: Kvalitativ muskelstyrka i nedre extremiteter. Balansplatta och sjukgymnaster test: Kvalitativ muskelkapacitet. Antropometrisk utvärdering: Elektronisk våg: Kroppsvikt. Holstein Stadiometer: Sitt- och ståhöjd. Harpender stadiometer: Segmentell extremitets längd och bredd. Pubertalstatus: Tanner. Miljöutvärdering: Frågeformulär: livsstil, träningshistorik, kost och ärftliga faktorer. Benmetabolism: Benbildning: Alkaliskt fosfatas (ALP), isoenzym av benspecifik ALP, osteokalcin (ben GLA-protein), prokollagen 1 C-terminal propeptikum (P1CP). Benresorption: Hydroxiprolin, pyridinolin, deoxipyridinolin, karboxytelopeptidregion (ICTP) och aminotelopeptidregion (NTX) i blod och urin. Genetik: Polymorfism av vitamin D-receptorgenen (VDR), östrogenreceptorgenen (ER), androgenreceptorgenen (AR), genen för humant tillväxthormon (GH 1), kollagen 1 A-genen (COLL1A) och ytterligare benrelaterade gener som kommer att uppstå de närmaste åren. Hormoner: Tillväxthormon, IGF-1, testosteron, östradiol, luteiniserande hormon, follikelstimulerande hormon, könshormonbindande globulin (SHBG), androstenedion, dehydroepiandrostenedion (DHEAS). Frakturer: Sprickorna registreras i akterna på Radiologiavdelningen, MAS där remisser, rapporter och filmer sparas sedan förra seklet. Frågeformulär: Epidemiologisk frakturscreening. Fysiologisk utvärdering: Blodtryck (vila): Övre höger arm. Cykeltest: Max arbetskapacitet genom att utvärdera VO2 MAX. och CO2-produktion i andedräkt. Bioimpedans: Fettprocent i hela kroppen. Spirometri: Statisk och dynamisk lungfunktion mätt med IOS-metoden. Ultraljud: Volym och väggtjocklek på hjärtat. Accelerometer: Antal steg under fyra dagar mäts i denna minidator fäst vid handledsbältet (utvärdera den objektiva aktivitetsnivån). Blodvärdering: Lipidprofil och glukos - riskfaktorer för hjärt-kärlsjukdom och metabolt syndrom.

Probands - Arbetsplan:

A. Bestämningsfaktorer för maximal benmassa/storlek/arkitektur, mjukvävnadsutveckling och riskfaktorer för kardiovaskulär sjukdom under tillväxt Fråga: Reglering som påverkar tillväxt och maximal benmassa? Kan ökad träning öka benmassan, minska fetma och riskfaktorer för hjärt- och kärlsjukdomar? Kunde individer med hög risk för frakturer förutsägas redan i tidiga åldrar? Hypotes: Förändringar i miljöfaktorer kan öka maximal benmassa, minska fetma och riskfaktorer för framtida hjärt-kärlsjukdomar. Benmassa "spår" så att vi redan i unga år kunde identifiera individer med hög risk för frakturer.

Studiekohorter: a. BUNKEFLO-STUDIEN: N=500, 7, 8, 9, 12 och 15 år vid baslinjen. I RCT-delen av studien: n=310 i åldern 7-8 vid baslinjen. Hälften med fysisk aktivitet och hälsoundervisning som intervention, hälften kontroller, alla följs årligen under grundskolan. Flera andra vetenskapliga institutioner från Lunds universitet deltar som institutionen för sjukgymnastik, klinisk fysiologi, näringslära, pediatrik, barnpsykiatri, Lärarhögskolan och Tandläkarhögskolan, alla med separata projekt inom RCT. Tidsplan: Baslinjemätningar 1999-2000, med årliga uppföljningsmätningar under hela den svenska nioåriga grundskolan. Därefter en uppföljning under sista året på gymnasiet (12:e klass), och en uppföljning vid 23-25 ​​års ålder.

Relevans:

Studierna ska öka förståelsen för osteoporos patofysiologi. Styrkeindex bör eventuellt ersätta en benmassamätning i frakturriskbedömningen. Interventionsstudierna kommer att ge evidensbaserad information om vikten av träning.