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La crescita ossea è più pronunciata durante l'adolescenza.Questo studio mirava a chiarire l'effetto della corporatura e della forza degli adolescenti sui marcatori di densità minerale ossea e sul metabolismo osseo per aiutare a migliorare la crescita ossea durante l'adolescenza e prevenire la futura osteoporosi.Dal 2009 al 2015 hanno partecipato all'indagine 277 adolescenti (125 maschi e 152 femmine) di età compresa tra 10/11 e 14/15 anni.Le misurazioni includono fitness/indice di massa corporea (p. es., rapporto muscolare, ecc.), forza di presa, densità minerale ossea (indice di osteosonometria, OSI) e marcatori del metabolismo osseo (fosfatasi alcalina di tipo osseo e collagene di tipo I reticolato N) .-peptide terminale).Una correlazione positiva tra corporatura/forza di presa e OSI è stata trovata in ragazze di età compresa tra 10/11 anni.Nei ragazzi di età compresa tra 14/15 anni, tutti i fattori corporei/forza di presa erano associati positivamente all'OSI.I cambiamenti nelle proporzioni dei muscoli del corpo erano correlati positivamente con i cambiamenti nell'OSI in entrambi i sessi.L'altezza, il rapporto muscolare corporeo e la forza di presa a 10/11 anni di età in entrambi i sessi erano significativamente associati con i marker di OSI (positivo) e del metabolismo osseo (negativo) a 14/15 anni di età.Un fisico adeguato dopo i 10-11 anni di età nei maschi e fino a 10-11 anni nelle femmine può essere efficace nell'aumentare il picco di massa ossea.
L'aspettativa di vita sana è stata proposta dall'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) nel 2001 come la durata media di tempo in cui una persona può condurre uno stile di vita sano da sola nella propria vita quotidiana.In Giappone, il divario tra l'aspettativa di vita in buona salute e l'aspettativa di vita media dovrebbe superare i 10 anni2.Pertanto, è stato creato il “Movimento nazionale per la promozione della salute nel 21° secolo (Giappone sano 21)” per aumentare l'aspettativa di vita in buona salute3,4.Per raggiungere questo obiettivo, è necessario ritardare il tempo delle persone per le cure.La sindrome del movimento, la debolezza e l'osteoporosi5 sono le ragioni principali per cercare assistenza medica in Giappone.Inoltre, il controllo della sindrome metabolica, dell'obesità infantile, della fragilità e della sindrome motoria è una misura per prevenire la necessità di cure6.
Come tutti sappiamo, un regolare esercizio fisico moderato è essenziale per una buona salute.Per fare sport, il sistema motorio, che consiste di ossa, articolazioni e muscoli, deve essere sano.Di conseguenza, nel 2007 la Japan Orthopaedic Association ha definito la "sindrome da movimento" come "immobilità dovuta a disturbi muscoloscheletrici e [in cui] vi è un alto rischio di richiedere cure a lungo termine in futuro"7, e sono state studiate misure preventive da allora.poi.Tuttavia, secondo il Libro bianco del 2021, l'invecchiamento, le fratture e i disturbi muscoloscheletrici8 rimangono le cause più comuni di bisogni assistenziali in Giappone, rappresentando un quarto di tutti i bisogni assistenziali.
In particolare, l'osteoporosi da frattura colpisce il 7,9% degli uomini e il 22,9% delle donne sopra i 40 anni in Giappone9,10.La diagnosi precoce e il trattamento sembrano essere il modo più importante per prevenire l'osteoporosi.La valutazione della densità minerale ossea (BMD) è fondamentale per la diagnosi precoce e il trattamento.L'assorbimento di raggi X a doppia energia (DXA) è stato tradizionalmente utilizzato come indicatore per la valutazione dell'osso in varie modalità radiologiche.Tuttavia, è stato segnalato che le fratture si verificano anche con BMD elevata e nel 2000 una riunione di consenso del National Institutes of Health (NIH)11 ha raccomandato l'aumento della massa ossea come misura della valutazione dell'osso.Tuttavia, la valutazione della qualità dell'osso rimane difficile.
Un modo per valutare la BMD è l'ecografia (ecografia quantitativa, QUS)12,13,14,15.Gli studi hanno anche dimostrato che i risultati QUS e DXA sono correlati16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27.Tuttavia, QUS non è invasivo, non radioattivo e può essere utilizzato per lo screening di donne in gravidanza e bambini.Inoltre, ha un chiaro vantaggio rispetto a DXA, vale a dire che è rimovibile.
L'osso viene assorbito dagli osteoclasti e formato dagli osteoblasti.La densità ossea viene mantenuta se il metabolismo osseo è normale e vi è un equilibrio tra riassorbimento osseo e formazione ossea.
Al contrario, il metabolismo osseo anormale si traduce in una diminuzione della BMD.Pertanto, per la diagnosi precoce dell'osteoporosi, i marcatori del metabolismo osseo, che sono indicatori indipendenti associati alla BMD, inclusi i marcatori della formazione ossea e del riassorbimento osseo, vengono utilizzati per valutare il metabolismo osseo in Giappone.Il Fracture Intervention Trial (FIT) con un endpoint di prevenzione delle fratture ha mostrato che la BMD è un marker di formazione ossea piuttosto che di riassorbimento osseo16,28.In questo studio, sono stati misurati anche i marcatori del metabolismo osseo per studiare oggettivamente la dinamica del metabolismo osseo.Questi includono marcatori di formazione ossea (fosfatasi alcalina di tipo osseo, BAP) e marcatori di riassorbimento osseo (peptide di collagene di tipo I N-terminale reticolato, NTX).
L'adolescenza è l'età del picco di tasso di crescita (PHVA), quando la crescita ossea è rapida e i picchi di densità ossea (picco di massa ossea, PBM) circa 20 anni fa.
Un modo per prevenire l'osteoporosi è aumentare la PBM.Tuttavia, poiché i dettagli del metabolismo osseo negli adolescenti sono sconosciuti, non è possibile suggerire interventi specifici per aumentare la BMD.
Pertanto, questo studio mirava a chiarire l'effetto della composizione corporea e della forza fisica sulla densità minerale ossea e sui marcatori scheletrici durante l'adolescenza, quando la crescita ossea è più attiva.
Si tratta di uno studio di coorte di quattro anni dalla quinta elementare alla terza media.
I partecipanti includevano ragazzi e ragazze adolescenti che hanno partecipato all'Iwaki Health Promotion Project Primary and Secondary Health Survey nella quinta elementare e nella terza elementare.
Sono state selezionate quattro scuole elementari e medie, situate nel distretto di Iwaki della città di Hirosaki, nel nord del Giappone.L'indagine è stata condotta in autunno.
Dal 2009 al 2011 sono stati intervistati e misurati gli studenti consenzienti di quinta elementare (10/11 anni) ei loro genitori.Dei 395 soggetti, 361 persone hanno preso parte all'indagine, ovvero il 91,4%.
Dal 2013 al 2015 sono stati intervistati e misurati gli studenti consenzienti delle scuole secondarie di terzo grado (14/15 anni) ei loro genitori.Dei 415 soggetti, 380 persone hanno preso parte all'indagine, ovvero l'84,3%.
I 323 partecipanti includevano individui con una storia di malattie cardiovascolari, diabete, dislipidemia o ipertensione, individui che assumevano farmaci, individui con una storia di fratture, individui con una storia di fratture del calcagno e individui con valori mancanti negli elementi di analisi.Escluso.Sono stati inclusi nell'analisi un totale di 277 adolescenti (125 maschi e 152 femmine).
I componenti dell'indagine includevano questionari, misurazioni della densità ossea, esami del sangue (marcatori del metabolismo osseo) e misurazioni dell'idoneità.L'indagine è stata condotta durante 1 giorno di scuola elementare e 1-2 giorni di scuola secondaria.L'indagine è durata 5 giorni.
Un questionario è stato fornito in anticipo per l'auto-compilazione.Ai partecipanti è stato chiesto di completare i questionari con i loro genitori o tutori e i questionari sono stati raccolti il ​​giorno della misurazione.Quattro esperti di salute pubblica hanno esaminato le risposte e si sono consultati con i bambini o i loro genitori in caso di domande.Gli elementi del questionario includevano età, sesso, anamnesi, anamnesi attuale e stato del farmaco.
Nell'ambito della valutazione fisica il giorno dello studio, sono state effettuate misurazioni dell'altezza e della composizione corporea.
Le misurazioni della composizione corporea includevano il peso corporeo, la percentuale di grasso corporeo (% di grasso) e la percentuale di massa corporea (% di muscoli).Le misurazioni sono state effettuate utilizzando un analizzatore della composizione corporea basato sul metodo della bioimpedenza (TBF-110; Tanita Corporation, Tokyo).Il dispositivo utilizza frequenze multiple 5 kHz, 50 kHz, 250 kHz e 500 kHz ed è stato utilizzato in molti studi sugli adulti29,30,31.Il dispositivo è progettato per misurare partecipanti alti almeno 110 cm e di età pari o superiore a 6 anni.
La BMD è la componente principale della forza ossea.La valutazione della BMD è stata eseguita da ECUS utilizzando un dispositivo ecografico osseo (AOS-100NW; Aloka Co., Ltd., Tokyo, Giappone).Il sito di misurazione era il calcagno, che è stato valutato utilizzando l'Osteo Sono-Assessment Index (OSI).Questo dispositivo misura la velocità del suono (SOS) e l'indice di trasmissione (TI), che vengono poi utilizzati per calcolare l'OSI.SOS viene utilizzato per misurare la calcificazione e la densità minerale ossea34,35 e TI viene utilizzato per misurare l'attenuazione degli ultrasuoni a banda larga, un indice di valutazione della qualità ossea12,15.L'OSI si calcola con la seguente formula:
Riflettendo così le caratteristiche di SOS e TI.Pertanto, l'OSI è considerato uno dei valori dell'indicatore globale nella valutazione dell'osso acustico.
Per valutare la forza muscolare, abbiamo utilizzato la forza di presa, che si pensa rifletta la forza muscolare di tutto il corpo37,38.Seguiamo la metodologia del “Nuovo Physical Fitness Test”39 dell'Ufficio dello Sport del Ministero dell'Istruzione, della Cultura, dello Sport, della Scienza e della Tecnologia.
Dinamometro a presa Smedley (TKK 5401; Takei Scientific Instruments Co., Ltd., Niigata, Giappone).Viene utilizzato per misurare la forza della presa e regolare la larghezza della presa in modo che l'articolazione interfalangea prossimale dell'anulare sia flessa di 90°.Durante la misurazione, la posizione dell'arto è in piedi con le gambe tese, la freccia del manometro è tenuta rivolta verso l'esterno, le spalle sono leggermente spostate ai lati, senza toccare il corpo.Ai partecipanti è stato quindi chiesto di impugnare il dinamometro con tutta la forza durante l'espirazione.Durante la misurazione, ai partecipanti è stato chiesto di mantenere ferma la maniglia del dinamometro mantenendo la postura di base.Ogni mano viene misurata due volte e le mani sinistra e destra vengono misurate alternativamente per ottenere il valore migliore.
Al mattino presto, a stomaco vuoto, è stato raccolto il sangue dai bambini delle scuole medie inferiori di terza elementare e l'analisi del sangue è stata sottoposta a LSI Medience Co., Ltd. L'azienda ha anche misurato la formazione ossea (BAP) e la massa ossea utilizzando il CLEIA ( enzimatico immunochemiluminescente).per il marker di riassorbimento (NTX).
Le misure ottenute nella quinta classe della scuola elementare e nella terza classe della scuola media sono state confrontate utilizzando t-test appaiati.
Per esplorare potenziali fattori di confondimento, le correlazioni tra OSI per ciascuna classe e altezza, percentuale di grasso corporeo, percentuale di muscoli e forza di presa sono state convalidate utilizzando coefficienti di correlazione parziale.Per gli studenti delle scuole superiori, le correlazioni tra OSI, BAP e NTX sono state confermate utilizzando coefficienti di correlazione parziale.
Per studiare l'effetto dei cambiamenti nel fisico e nella forza dal quinto anno della scuola elementare al terzo anno della scuola media sull'OSI, sono stati esaminati i cambiamenti nella percentuale di grasso corporeo, nella massa muscolare e nella forza di presa associati ai cambiamenti nell'OSI.Utilizzare l'analisi di regressione multipla.In questa analisi, la variazione dell'OSI è stata utilizzata come variabile target e la variazione di ciascun elemento è stata utilizzata come variabile esplicativa.
L'analisi di regressione logistica è stata utilizzata per calcolare gli odds ratio con intervalli di confidenza al 95% per stimare la relazione tra i parametri di fitness nella quinta elementare e il metabolismo osseo (OSI, BAP e NTX) nella terza elementare.
Altezza, percentuale di grasso corporeo, percentuale di muscoli e forza di presa sono stati utilizzati come indicatori di fitness/fitness per gli studenti di quinta elementare, ognuno dei quali è stato utilizzato per classificare gli studenti in gruppi di terzile basso, medio e alto.
Il software SPSS 16.0J (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) è stato utilizzato per l'analisi statistica e i valori p <0,05 sono stati considerati statisticamente significativi.
Lo scopo dello studio, il diritto di ritirarsi dallo studio in qualsiasi momento e le pratiche di gestione dei dati (inclusa la privacy dei dati e l'anonimizzazione dei dati) sono stati spiegati in dettaglio a tutti i partecipanti ed è stato ottenuto il consenso scritto dai partecipanti stessi o dai loro genitori ./ guardiani.
L'Iwaki Health Promotion Project Primary and Secondary School Health Study è stato approvato dall'Hirosaki University Graduate School of Medicine Institutional Review Board (approvazione numero 2009-048, 2010-084, 2011-111, 2013-339, 2014-060 e 2015).-075).
Questo studio è stato registrato presso la rete di informazioni mediche degli ospedali universitari (UMIN-CTR, https://www.umin.ac.jp; nome dell'esame: esame medico del progetto di promozione della salute Iwaki e ID esame UMIN: UMIN000040459).
Nei ragazzi, tutti gli indicatori sono aumentati in modo significativo, ad eccezione della % di grasso, e nelle ragazze, tutti gli indicatori sono aumentati in modo significativo.Nel terzo anno di scuola media, anche i valori dell'indice del metabolismo osseo nei ragazzi erano significativamente più alti rispetto alle ragazze, il che indicava che il metabolismo osseo nei ragazzi durante questo periodo era più attivo rispetto alle ragazze.
Per le ragazze di quinta elementare, è stata trovata una correlazione positiva tra corporatura/forza di presa e OSI.Tuttavia, questa tendenza non è stata osservata nei ragazzi.
Nei ragazzi di terza elementare, tutti i fattori di dimensione corporea/forza di presa erano correlati positivamente con OSI e correlati negativamente con NTX e /BAP.Al contrario, questa tendenza è stata meno pronunciata nelle ragazze.
C'erano tendenze significative nelle probabilità di un OSI più alto negli studenti di terza e quinta elementare nei gruppi di altezza massima, percentuale di grasso, percentuale di muscoli e forza di presa.
Inoltre, l'altezza, la percentuale di grasso corporeo, la percentuale muscolare e la forza di presa più elevate negli uomini e nelle donne di quinta elementare tendevano a ridurre significativamente l'odds ratio per i punteggi BAP e NTX in nona elementare.
La riformazione e il riassorbimento dell'osso si verificano per tutta la vita.Queste attività metaboliche ossee sono regolate da vari ormoni40,41,42,43,44,45,46 e citochine.Ci sono due picchi di crescita ossea: crescita primaria prima dei 5 anni e crescita secondaria durante l'adolescenza.Nella fase secondaria della crescita, la crescita dell'asse lungo dell'osso è completata, la linea epifisaria si chiude, l'osso trabecolare diventa denso e la BMD migliora.I partecipanti a questo studio si trovavano in un periodo di sviluppo delle caratteristiche sessuali secondarie, in cui la secrezione di ormoni sessuali era attiva e si intrecciavano fattori che influenzano il metabolismo osseo.Rauchenzauner et al.[47] hanno riportato che il metabolismo osseo nell'adolescenza è molto variabile con l'età e il sesso e che sia la BAP che la fosfatasi tartrato-resistente, un marker del riassorbimento osseo, diminuiscono dopo i 15 anni di età.Tuttavia, non sono stati condotti studi per indagare su questi fattori negli adolescenti giapponesi.Ci sono anche rapporti molto limitati sulle tendenze dei marcatori correlati alla DXA e dei fattori del metabolismo osseo negli adolescenti giapponesi.Uno dei motivi è la riluttanza di genitori e operatori sanitari a consentire test invasivi sui propri figli, come la raccolta del sangue e le radiazioni, senza diagnosi o trattamento.
Per le ragazze di quinta elementare, è stata trovata una correlazione positiva tra corporatura/forza di presa e OSI.Tuttavia, questa tendenza non è stata osservata nei ragazzi.Ciò suggerisce che lo sviluppo delle dimensioni corporee durante la prima pubertà influenzi l'OSI nelle ragazze.
Tutti i fattori di forma del corpo/forza di presa erano associati positivamente all'OSI nei ragazzi di terza elementare.Al contrario, questa tendenza era meno pronunciata nelle ragazze, dove solo le variazioni della percentuale muscolare e della forza di presa erano associate positivamente all'OSI.I cambiamenti nelle proporzioni dei muscoli del corpo erano correlati positivamente con i cambiamenti nell'OSI tra i sessi.Questi risultati suggeriscono che nei ragazzi un aumento delle dimensioni corporee/della forza muscolare dai gradi 5 a 3 influisce sull'OSI.
Altezza, rapporto corpo-muscolo e forza di presa nella quinta classe della scuola elementare erano significativamente correlati positivamente con l'indice OSI e significativamente correlati negativamente con le misure del metabolismo osseo nella terza elementare.Questi dati suggeriscono che lo sviluppo delle dimensioni corporee (altezza e rapporto corpo-corpo) e la forza di presa nella prima adolescenza influiscono sull'OSI e sul metabolismo osseo.
La seconda età del tasso di crescita massimo (PHVA) in giapponese è stata osservata a 13 anni per i ragazzi e 11 anni per le ragazze, con una crescita più rapida nei ragazzi49.All'età di 17 anni nei ragazzi e 15 anni nelle ragazze, la linea epifisaria inizia a chiudersi e la BMD aumenta verso la BMD.Dato questo background e i risultati di questo studio, ipotizziamo che aumentare l'altezza, la massa muscolare e la forza muscolare nelle ragazze fino al quinto grado sia importante per aumentare la BMD.
Precedenti studi su bambini e adolescenti in crescita hanno dimostrato che i marcatori del riassorbimento osseo e della formazione ossea alla fine aumentano50.Ciò può riflettere il metabolismo osseo attivo.
La relazione tra metabolismo osseo e BMD è stata oggetto di numerosi studi negli adulti51,52.Sebbene alcuni rapporti53, 54, 55, 56 mostrino tendenze leggermente diverse negli uomini, una revisione dei risultati precedenti può essere riassunta come segue: “I marker del metabolismo osseo aumentano durante la crescita, quindi diminuiscono e rimangono invariati fino all'età di 40 anni, la vecchiaia. ".
In Giappone, i valori di riferimento BAP sono 3,7–20,9 µg/L per gli uomini sani e 2,9–14,5 µg/L per le donne sane in premenopausa.I valori di riferimento per NTX sono 9,5-17,7 nmol BCE/L per gli uomini sani e 7,5-16,5 nmol BCE/L per le donne sane in premenopausa.Rispetto a questi valori di riferimento nel nostro studio, entrambi gli indicatori sono migliorati nelle classi terze della scuola secondaria di primo grado, che era più pronunciato nei ragazzi.Ciò indica l'attività del metabolismo osseo nei bambini di terza elementare, in particolare nei ragazzi.Il motivo della differenza di genere potrebbe essere che i ragazzi della 3° elementare sono ancora in fase di crescita e la linea epifisaria non si è ancora chiusa, mentre nelle ragazze in questo periodo la linea epifisaria è più vicina alla chiusura.Cioè, i ragazzi della terza elementare si stanno ancora sviluppando e hanno una crescita scheletrica attiva, mentre le ragazze sono alla fine del periodo di crescita scheletrica e stanno raggiungendo lo stadio della maturità scheletrica.Le tendenze nei marcatori del metabolismo osseo ottenuti in questo studio corrispondevano all'età del tasso di crescita massimo nella popolazione giapponese.
Inoltre, i risultati di questo studio hanno mostrato che gli studenti delle scuole elementari di quinta elementare con un fisico forte e una forza fisica avevano un'età più giovane al culmine del metabolismo osseo.
Tuttavia, una limitazione di questo studio è che l'effetto delle mestruazioni non è stato preso in considerazione.Poiché il metabolismo osseo è influenzato dagli ormoni sessuali, gli studi futuri devono studiare l'effetto delle mestruazioni.