חֲדָשׁוֹת

תודה שביקרת ב-Nature.com.לגרסת הדפדפן שבה אתה משתמש יש תמיכת CSS מוגבלת.לקבלת החוויה הטובה ביותר, אנו ממליצים להשתמש בדפדפן מעודכן (או להשבית את מצב תאימות ב-Internet Explorer).בינתיים, כדי להבטיח תמיכה מתמשכת, נעבד את האתר ללא סגנונות ו-JavaScript.
צמיחת העצם בולטת ביותר בגיל ההתבגרות.מחקר זה נועד להבהיר את ההשפעה של מבנה הגוף והחוזק של מתבגרים על סמני צפיפות מינרלים וחילוף החומרים של העצם כדי לעזור לשפר את צמיחת העצם במהלך גיל ההתבגרות ולמנוע אוסטאופורוזיס עתידי.בשנים 2009 עד 2015 השתתפו בסקר 277 מתבגרים (125 בנים ו-152 בנות) בגילאי 10/11 ו-14/15.המדידות כוללות אינדקס כושר/מסת גוף (למשל, יחס שרירים וכו'), חוזק אחיזה, צפיפות מינרלים בעצמות (אינדקס אוסטאוזונומטריה, OSI), וסמנים של מטבוליזם של עצם (פוספטאז אלקליין מסוג עצם וסוג I קולגן צולב N) .-פפטיד טרמינלי).נמצא מתאם חיובי בין גודל גוף/כוח אחיזה ו-OSI בבנות בגילאי 10/11 שנים.אצל בנים בגילאי 14/15, כל גורמי גודל הגוף/חוזק האחיזה היו קשורים באופן חיובי ל-OSI.שינויים בפרופורציות שרירי הגוף נמצאו בקורלציה חיובית עם שינויים ב-OSI בשני המינים.גובה, יחס שרירי הגוף וחוזק האחיזה בגיל 10/11 שנים בשני המינים היו קשורים באופן מובהק עם סמני OSI (חיובי) וסמני מטבוליזם של העצם (שלילי) בגיל 14/15.מבנה גוף מתאים לאחר גיל 10-11 שנים בבנים ועד גיל 10-11 שנים בבנות עשוי להיות יעיל בהעלאת מסת עצם שיא.
תוחלת חיים בריאה הוצעה על ידי ארגון הבריאות העולמי (WHO) בשנת 2001 כמשך הזמן הממוצע שאדם יכול לנהל אורח חיים בריא בעצמו בחיי היומיום שלו.ביפן, הפער בין תוחלת חיים בריאה לתוחלת חיים ממוצעת צפוי לעלות על 10 שנים2.לפיכך, "התנועה הלאומית לקידום בריאות במאה ה-21 (יפן בריאה 21)" נוצרה כדי להגדיל את תוחלת החיים הבריאה3,4.כדי להשיג זאת, יש צורך לעכב את הזמן של אנשים לטיפול.תסמונת תנועה, חולשה ואוסטאופורוזיס5 הן הסיבות העיקריות לפנייה לטיפול רפואי ביפן.בנוסף, שליטה בתסמונת מטבולית, השמנת יתר בילדות, שבריריות ותסמונת מוטורית היא אמצעי למניעת הצורך בטיפול6.
כפי שכולנו יודעים, פעילות גופנית מתונה סדירה חיונית לבריאות טובה.כדי לעשות ספורט, המערכת המוטורית, המורכבת מעצמות, מפרקים ושרירים, חייבת להיות בריאה.כתוצאה מכך, האיגוד האורטופדי של יפן הגדיר את "תסמונת התנועה" בשנת 2007 כ"חוסר תנועה עקב הפרעות שרירים ושלד ו[בהן] קיים סיכון גבוה להזדקק לטיפול ארוך טווח בעתיד"7, ונבדקו אמצעי מניעה מאז.לאחר מכן.עם זאת, על פי הספר הלבן של 2021, הזדקנות, שברים והפרעות שרירים ושלד8 נותרו הגורמים השכיחים ביותר לצרכי טיפול ביפן, ומהווים רבע מכלל צרכי הטיפול.
בפרט, אוסטאופורוזיס הגורם לשברים משפיע על 7.9% מהגברים ו-22.9% מהנשים מעל גיל 40 ביפן9,10.נראה כי גילוי מוקדם וטיפול הם הדרך החשובה ביותר למניעת אוסטאופורוזיס.הערכה של צפיפות מינרל העצם (BMD) היא קריטית לגילוי מוקדם וטיפול.ספיגת קרני רנטגן באנרגיה כפולה (DXA) שימשה באופן מסורתי כאינדיקטור להערכת עצם בשיטות רדיולוגיות שונות.עם זאת, דווח כי שברים מתרחשים אפילו עם BMD גבוה, ובשנת 2000 מפגש קונצנזוס של המכון הלאומי לבריאות (NIH)11 המליץ ​​על עלייה במסת העצם כמדד להערכת העצם.עם זאת, הערכת איכות העצם נותרה מאתגרת.
אחת הדרכים להעריך BMD היא באמצעות אולטרסאונד (אולטרסאונד כמותי, QUS)12,13,14,15.מחקרים הראו גם שתוצאות QUS ו-DXA מתואמות 16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27.עם זאת, QUS אינו פולשני, אינו רדיואקטיבי, וניתן להשתמש בו כדי לסנן נשים בהריון וילדים.בנוסף, יש לו יתרון ברור על פני DXA, כלומר שהוא ניתן להסרה.
העצם נקלטת על ידי אוסטאוקלסטים ונוצרת על ידי אוסטאובלסטים.צפיפות העצם נשמרת אם חילוף החומרים של העצם תקין ויש איזון בין ספיגת עצם ויצירת עצם.
לעומת זאת, חילוף חומרים חריג של העצם מביא לירידה ב-BMD.לכן, לגילוי מוקדם של אוסטאופורוזיס, נעשה שימוש בסמנים של מטבוליזם עצם, שהם אינדיקטורים עצמאיים הקשורים ל-BMD, כולל סמנים של יצירת עצם וספיגת עצם, להערכת חילוף החומרים של העצם ביפן.ניסוי התערבות השברים (FIT) עם נקודת קצה למניעת שברים הראה ש-BMD הוא סמן של היווצרות עצם ולא של ספיגת עצם16,28.במחקר זה נמדדו גם סמנים של מטבוליזם של עצם כדי לחקור באופן אובייקטיבי את הדינמיקה של חילוף החומרים של העצם.אלה כוללים סמנים של יצירת עצם (אלקליין פוספטאז מסוג עצם, BAP) וסמנים של ספיגת עצם (Cross-linked N-terminal type I collagen peptide, NTX).
גיל ההתבגרות הוא גיל שיא הגדילה (PHVA), כאשר צמיחת העצם מהירה וצפיפות העצם מגיעה לשיא (מסת עצם שיא, PBM) לפני כ-20 שנה.
אחת הדרכים למנוע אוסטיאופורוזיס היא הגברת PBM.עם זאת, מכיוון שהפרטים של מטבוליזם העצם אצל מתבגרים אינם ידועים, לא ניתן להציע התערבויות ספציפיות להגברת ה-BMD.
לכן, מחקר זה נועד להבהיר את ההשפעה של הרכב הגוף והחוזק הפיזי על צפיפות מינרל העצם וסמני השלד במהלך גיל ההתבגרות, כאשר צמיחת העצם היא הפעילה ביותר.
מדובר במחקר קוהורט בן ארבע שנים מכיתה ה' בבית הספר היסודי ועד כיתה ג' בחטיבת הביניים.
המשתתפים כללו נערים ונערות מתבגרים שהשתתפו בפרויקט קידום הבריאות של איוואקי בסקר בריאות יסודי ותיכוני בכיתה ה' של בית הספר היסודי ובכיתה ג' בחטיבת הביניים.
נבחרו ארבעה בתי ספר יסודיים וחטיבות ביניים, הממוקמים במחוז איווקי בעיר הירוסאקי בצפון יפן.הסקר נערך בסתיו.
משנת 2009 עד 2011 רואיינו ונמדדו תלמידי כיתות ה' (בני 10/11) הסכימים והוריהם.מתוך 395 הנבדקים, 361 אנשים השתתפו בסקר, שהם 91.4%.
משנת 2013 עד 2015 רואיינו ונמדדו תלמידי תיכון מוסכמים (בני 14/15) והוריהם.מתוך 415 הנבדקים, 380 איש השתתפו בסקר, שהם 84.3%.
323 המשתתפים כללו אנשים עם היסטוריה של מחלות לב וכלי דם, סוכרת, דיסליפידמיה או יתר לחץ דם, אנשים שנטלו תרופות, אנשים עם היסטוריה של שברים, אנשים עם היסטוריה של שברי שוק השוק, ואנשים עם ערכים חסרים בפריטי ניתוח.לא נכלל.בסך הכל נכללו בניתוח 277 מתבגרים (125 בנים ו-152 בנות).
מרכיבי הסקר כללו שאלונים, מדידות צפיפות עצם, בדיקות דם (סמנים של מטבוליזם של עצם) ומדידות כושר.הסקר נערך במהלך יום אחד של בית הספר היסודי ו-1-2 ימים בבית הספר התיכון.החקירה נמשכה 5 ימים.
מראש ניתן שאלון למילוי עצמי.המשתתפים התבקשו למלא שאלונים עם הוריהם או האפוטרופוסים, והשאלונים נאספו ביום המדידה.ארבעה מומחי בריאות הציבור בחנו את התגובות והתייעצו עם הילדים או הוריהם אם היו להם שאלות כלשהן.פריטי השאלון כללו גיל, מין, היסטוריה רפואית, היסטוריה רפואית נוכחית ומצב תרופות.
במסגרת ההערכה הגופנית ביום המחקר בוצעו מדידות של גובה והרכב הגוף.
מדידות הרכב הגוף כללו משקל גוף, אחוז שומן (% שומן) ואחוז מסת הגוף (% שריר).המדידות בוצעו באמצעות מנתח הרכב גוף המבוסס על שיטת הביו-עכבה (TBF-110; Tanita Corporation, Tokyo).המכשיר משתמש בתדרים מרובים של 5 קילו-הרץ, 50 קילו-הרץ, 250 קילו-הרץ ו-500 קילו-הרץ והיה בשימוש במחקרים רבים למבוגרים29,30,31.המכשיר מיועד למדוד משתתפים שגובהם 110 ס"מ לפחות וגיל 6 ומעלה.
BMD הוא המרכיב העיקרי בחוזק העצם.הערכת BMD בוצעה על ידי ECUS באמצעות מכשיר אולטרסאונד עצמות (AOS-100NW; Aloka Co., Ltd., Tokyo, יפן).אתר המדידה היה calcaneus, אשר הוערך באמצעות Osteo Sono-Assessment Index (OSI).מכשיר זה מודד את מהירות הקול (SOS) ואינדקס השידור (TI), המשמשים לאחר מכן לחישוב OSI.SOS משמש למדידת הסתיידות וצפיפות מינרלים בעצם34,35 ו-TI משמש למדידת הנחתה של אולטרסאונד בפס רחב, מדד להערכת איכות העצם12,15.OSI מחושב באמצעות הנוסחה הבאה:
ובכך משקף את המאפיינים של SOS ו-TI.לכן, OSI נחשב לאחד הערכים של האינדיקטור העולמי בהערכת עצם אקוסטית.
כדי להעריך את כוח השרירים, השתמשנו בכוח האחיזה, שלדעתו משקף את חוזק השרירים בכל הגוף37,38.אנו פועלים לפי המתודולוגיה של "מבחן הכושר הגופני החדש"39 של לשכת הספורט של משרד החינוך, התרבות, הספורט, המדע והטכנולוגיה.
דינמומטר אחיזה של סמדלי (TKK 5401; Takei Scientific Instruments Co., Ltd., Niigata, יפן).הוא משמש למדידת חוזק האחיזה והתאמת רוחב האחיזה כך שהמפרק הבין-פלנגאלי הפרוקסימלי של הקמיצה יכפוף ב-90°.בעת המדידה, המיקום של הגפה עומד ברגליים מושטות, החץ של מד היד נשמר כלפי חוץ, הכתפיים מוזזות מעט לצדדים, לא נוגעות בגוף.לאחר מכן התבקשו המשתתפים לאחוז בדינמומטר במלוא הכוח בזמן שהם נושפים.במהלך המדידה, המשתתפים התבקשו לשמור על ידית הדינמומטר דוממת תוך שמירה על היציבה הבסיסית.כל יד נמדדת פעמיים, והיד השמאלית והימנית נמדדות לסירוגין כדי לקבל את התמורה הטובה ביותר.
בשעות הבוקר המוקדמות על קיבה ריקה, נאסף דם מילדי חטיבת ביניים בכיתה ג', ובדיקת הדם הוגשה ל-LSI Medience Co., Ltd. החברה גם מדדה את יצירת העצם (BAP) ומסת העצם באמצעות ה-CLEIA ( שיטת בדיקת אימונוכימילומינסנט אנזימטי).עבור סמן הספיגה (NTX).
מדדים שהושגו בכיתה ה' של בית הספר היסודי ובכיתה ג' בחטיבת הביניים הושוו באמצעות מבחני t זוגיים.
כדי לחקור גורמים מבלבלים פוטנציאליים, אומתו מתאמים בין OSI עבור כל מחלקה וגובה, אחוז שומן בגוף, אחוז שרירים וחוזק אחיזה באמצעות מקדמי מתאם חלקיים.עבור תלמידי תיכון בכיתה ג', מתאמים בין OSI, BAP ו-NTX אושרו באמצעות מקדמי מתאם חלקיים.
כדי לחקור את ההשפעה של שינויים בגוף ובכוח מכיתה ה' בבית הספר היסודי ועד לכיתה ג' בחטיבת הביניים על OSI, נבדקו שינויים באחוזי השומן בגוף, במסת השריר ובכוח האחיזה הקשורים לשינויים ב-OSI.השתמש בניתוח רגרסיה מרובה.בניתוח זה, השינוי ב-OSI שימש כמשתנה היעד והשינוי בכל אלמנט שימש כמשתנה ההסבר.
ניתוח רגרסיה לוגיסטית שימש לחישוב יחסי סיכויים עם רווחי סמך של 95% כדי להעריך את הקשר בין פרמטרי כושר בכיתה ה' של בית הספר היסודי לבין חילוף החומרים של העצם (OSI, BAP ו-NTX) בכיתה ג' של התיכון.
גובה, אחוז שומן בגוף, אחוז שרירים וחוזק אחיזה שימשו כאינדיקטורים לכושר/כושר עבור תלמידי כיתות ה', שכל אחד מהם שימש לסווג תלמידים לקבוצות נמוכות, בינוניות וגבוהות שליש.
תוכנת SPSS 16.0J (SPSS Inc., Chicago, IL, ארה"ב) שימשה לניתוח סטטיסטי וערכי p <0.05 נחשבו מובהקים סטטיסטית.
מטרת המחקר, הזכות לפרוש מהמחקר בכל עת ונהלי ניהול נתונים (כולל פרטיות נתונים ואנונימיזציה של נתונים) הוסברו בפירוט לכל המשתתפים, והתקבלה הסכמה בכתב מהמשתתפים עצמם או מהוריהם. ./ אפוטרופוסים.
פרויקט קידום הבריאות של איוואקי מחקר בריאות בית ספר יסודי ותיכוני אושר על ידי מועצת הביקורת המוסדית של בית הספר לרפואה של אוניברסיטת הירוסאקי (מספר אישור 2009-048, 2010-084, 2011-111, 2013-339, 2014-060 ו-2015).-075).
מחקר זה נרשם ברשת המידע הרפואי של בתי החולים האוניברסיטאיים (UMIN-CTR, https://www.umin.ac.jp; שם הבחינה: Iwaki Health Promotion Project בדיקה רפואית; ומזהה בחינת UMIN: UMIN000040459).
אצל בנים כל האינדיקטורים עלו משמעותית, מלבד % שומן, ובבנות כל האינדיקטורים עלו משמעותית.בשנה השלישית של חטיבת הביניים, ערכי מדד חילוף החומרים של העצם בבנים היו גבוהים באופן מובהק גם אצל בנות, מה שהצביע על כך שחילוף החומרים של העצם בבנים בתקופה זו היה פעיל יותר מאשר בבנות.
עבור בנות כיתה ה' נמצא מתאם חיובי בין גודל גוף/כוח אחיזה לבין OSI.עם זאת, מגמה זו לא נצפתה אצל בנים.
אצל בנים בכיתה ג', כל גורמי גודל הגוף/חוזק האחיזה היו בקורלציה חיובית עם OSI ומתאם שלילי עם NTX ו-/BAP.לעומת זאת, מגמה זו הייתה פחות בולטת אצל בנות.
היו מגמות משמעותיות בסיכויים ל-OSI גבוה יותר אצל תלמידי כיתות ג' וה' בקבוצות שיא הגובה, אחוז השומן, אחוז השרירים וכוח האחיזה.
בנוסף, גובה גבוה יותר, אחוז שומן בגוף, אחוז שרירים וחוזק אחיזה בקרב גברים ונשים בכיתה ה' נטו להוריד משמעותית את יחס הסיכויים לציוני BAP ו-NTX בכיתה ט'.
היווצרות מחדש וספיגת העצם מתרחשת לאורך כל החיים.פעילויות מטבוליות עצם אלו מווסתות על ידי הורמונים שונים40,41,42,43,44,45,46 וציטוקינים.ישנם שני שיאים בצמיחת העצם: צמיחה ראשונית לפני גיל 5 וצמיחה משנית במהלך גיל ההתבגרות.בשלב המשני של הגדילה מסתיימת צמיחת הציר הארוך של העצם, קו האפיפיזה נסגר, העצם הטרבקולרית הופכת לדחוסה, וה-BMD משתפר.המשתתפים במחקר זה היו בתקופה של התפתחות של מאפיינים מיניים משניים, כאשר הפרשת הורמוני המין הייתה פעילה וגורמים המשפיעים על חילוף החומרים של העצם היו שלובים זה בזה.Rauchenzauner et al.[47] דיווח כי חילוף החומרים של העצם בגיל ההתבגרות משתנה מאוד עם הגיל והמין, וכי גם BAP וגם פוספטאז עמיד לטרטרטים, סמן של ספיגת עצם, יורדים לאחר גיל 15.עם זאת, לא נערכו מחקרים לחקור גורמים אלו אצל מתבגרים יפנים.ישנם גם דיווחים מוגבלים מאוד על מגמות בסמנים הקשורים ל-DXA וגורמים של מטבוליזם של עצם אצל מתבגרים יפנים.אחת הסיבות לכך היא חוסר הרצון של הורים ומטפלים לאפשר בדיקות פולשניות לילדיהם, כמו איסוף דם והקרנות, ללא אבחון או טיפול.
עבור בנות כיתה ה' נמצא מתאם חיובי בין גודל גוף/כוח אחיזה לבין OSI.עם זאת, מגמה זו לא נצפתה אצל בנים.זה מצביע על כך שהתפתחות גודל הגוף במהלך ההתבגרות המוקדמת משפיעה על OSI אצל בנות.
כל גורמי צורת הגוף/חוזק האחיזה היו קשורים באופן חיובי ל-OSI אצל בנים בכיתה ג'.לעומת זאת, מגמה זו הייתה פחות בולטת אצל בנות, כאשר רק שינויים באחוז השרירים ובכוח האחיזה היו קשורים באופן חיובי ל-OSI.שינויים בפרופורציות שרירי הגוף נמצאו בקורלציה חיובית עם שינויים ב-OSI בין המינים.תוצאות אלו מצביעות על כך שאצל בנים, עלייה בגודל הגוף/כוח השרירים מדרגות 5 עד 3 משפיעה על OSI.
גובה, יחס שריר-גוף וחוזק אחיזה בכיתה ה' של בית הספר היסודי היו בקורלציה חיובית מובהקת עם מדד ה-OSI ומתאם שלילי מובהק עם מדדי חילוף החומרים של העצם בכיתה ג' של התיכון.נתונים אלו מצביעים על כך שהתפתחות גודל הגוף (גובה ויחס גוף לגוף) וחוזק האחיזה בגיל ההתבגרות המוקדם משפיעה על OSI ועל חילוף החומרים של העצם.
הגיל השני של קצב גדילה שיא (PHVA) ביפנית נצפה ב-13 שנים עבור בנים ו-11 שנים עבור בנות, עם צמיחה מהירה יותר אצל בנים49.בגיל 17 שנים בבנים ו-15 שנים בבנות, הקו האפיפיזי מתחיל להיסגר, וה-BMD עולה לקראת ה-BMD.בהתחשב ברקע זה ובתוצאות מחקר זה, אנו משערים כי הגדלת הגובה, מסת השריר וחוזק השרירים בבנות עד כיתה ה' חשובה להגברת ה-BMD.
מחקרים קודמים של ילדים ובני נוער שגדלו הראו כי סמנים של ספיגת עצם ויצירת עצם עולים בסופו של דבר50.זה עשוי לשקף מטבוליזם פעיל של העצם.
הקשר בין מטבוליזם של עצם ל-BMD היה נושא למחקרים רבים במבוגרים51,52.למרות שכמה דיווחים53, 54, 55, 56 מראים מגמות מעט שונות בגברים, ניתן לסכם סקירה של ממצאים קודמים כך: "סמני חילוף החומרים של העצם עולים במהלך הגדילה, ואז יורדים ונשארים ללא שינוי עד גיל 40, גיל מבוגר. ”.
ביפן, ערכי הייחוס של BAP הם 3.7-20.9 מיקרוגרם/ליטר לגברים בריאים ו-2.9-14.5 מיקרוגרם/ליטר לנשים בריאות לפני גיל המעבר.ערכי התייחסות ל-NTX הם 9.5-17.7 nmol BCE/L לגברים בריאים ו-7.5-16.5 nmol BCE/L לנשים בריאות לפני גיל המעבר.בהשוואה לערכי הייחוס הללו במחקר שלנו, שני האינדיקטורים השתפרו בתלמידי כיתות ג' של בית הספר התיכון, דבר שהיה בולט יותר אצל בנים.זה מעיד על פעילות חילוף החומרים של העצם אצל ילדי כיתות ג', במיוחד בנים.הסיבה להבדל בין המינים עשויה להיות שהבנים של כיתה ג' עדיין בשלב הגדילה והקו האפיפיזי עדיין לא נסגר, בעוד שבבנות בתקופה זו הקו האפיפיזי קרוב יותר לסגירה.כלומר, בנים בכיתה ג' עדיין מתפתחים ובעלי צמיחת שלד פעילה, בעוד שהבנות נמצאות בסוף תקופת גדילת השלד ומגיעות לשלב בשלות השלד.מגמות בסמני חילוף החומרים של העצם שהתקבלו במחקר זה תאמו את הגיל של קצב הגדילה המרבי באוכלוסייה היפנית.
בנוסף, תוצאות מחקר זה הראו כי תלמידי בית ספר יסודי בכיתה ה' בעלי מבנה גוף חזק וחוזק גופני היו בגיל צעיר יותר בשיא חילוף החומרים בעצמות.
עם זאת, מגבלה של מחקר זה היא שהשפעת הווסת לא נלקחה בחשבון.מכיוון שמטבוליזם העצם מושפע מהורמוני המין, מחקרים עתידיים צריכים לחקור את השפעת הווסת.