基于DEXA的兒童青少年BMD與體格指標(biāo)的現(xiàn)狀及其關(guān)系研究

唐正彥 劉靜民

（清華大學(xué) 北京 100084）

1、研究目的

骨密度（bone mineral density，BMD）即骨礦物質(zhì)密度，為骨礦物質(zhì)與體表面積的比值，是衡量骨骼強(qiáng)度和骨發(fā)育情況的重要指標(biāo)。兒童青少年處于生長(zhǎng)發(fā)育期，是一生中骨量積累的重要時(shí)期，這一時(shí)期的骨量和骨密度與骨折、骨質(zhì)疏松風(fēng)險(xiǎn)息息相關(guān)。此外在生長(zhǎng)發(fā)育期內(nèi)，兒童青少年的體格指標(biāo)和身體成分隨著年齡快速變化，并且也存在顯著的性別差異。從兒童青少年生長(zhǎng)發(fā)育的長(zhǎng)期趨勢(shì)來看，近20年來我國(guó)兒童青少年正在經(jīng)歷生長(zhǎng)水平提高、青春期提前的快速變化，這些變化對(duì)體格指標(biāo)和骨密度的變化特征都有極為重要的影響。了解當(dāng)下兒童青少年骨密度和體格指標(biāo)的現(xiàn)狀及其變化之間的相關(guān)關(guān)系，對(duì)有針對(duì)性地對(duì)兒童青少年進(jìn)行適時(shí)干預(yù)以提高其骨骼健康水平有重要意義，也為實(shí)現(xiàn)健康中國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本研究采用DEXA測(cè)定7-17歲正常兒童青少年的骨密度，另外采集受試者身高和體重這兩項(xiàng)體格指標(biāo)，分析這三者的變化規(guī)律和相互關(guān)系。

2、研究對(duì)象與方法

2.1、研究對(duì)象

于北京市上辛堡小學(xué)、奶子房中學(xué)、一零一中學(xué)、清華附中、興華中學(xué)仰山分校在知情同意的前提下隨機(jī)招募學(xué)生，1歲作為一個(gè)年齡段，每個(gè)年齡段選擇約20名受試者，包括男女性各10名，排除有重大病史、骨折經(jīng)歷或身體發(fā)育異常者，最后獲得有效數(shù)據(jù)219例。

2.2、研究方法

測(cè)量方法、統(tǒng)計(jì)方法。

3、結(jié)果與分析

3.1、身高變化規(guī)律

對(duì)表1同一性別不同年齡段樣本之間進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)男性身高12-13歲有非常顯著性差異，15-16歲有顯著性差異，其余年齡組間無顯著性差異，但是11-12歲年齡組的p值0.072，非常接近0.05的顯著性差異臨界值。

表1 身高隨年齡變化趨勢(shì)圖

女性7-8歲年齡組有非常顯著性差異，10-11歲、15-16歲年齡組有顯著性差異。

對(duì)表1同一年齡組不同性別樣本之間進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)13歲、15歲、17歲男女有非常顯著性差異，14歲、16歲存在顯著性差異。

根據(jù)以上結(jié)果發(fā)現(xiàn)男女生身高均出現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。在7-12歲男女身高差異不大，8歲前男性身高略高于女性，9-12歲男女差別不大，之后男女差異逐漸變大，男性身高高于女性。在這期間，男性11歲開始身高出現(xiàn)加速增長(zhǎng)，13歲出現(xiàn)增速最快的身高突增期，16歲左右增速放緩。女性從8歲開始身高出現(xiàn)加速增長(zhǎng)，10歲-11歲出現(xiàn)增速最快的身高突增期，至14歲左右增速放緩。

3.2、體重變化規(guī)律

表2 體重隨年齡變化趨勢(shì)表

對(duì)表2同一性別不同年齡段樣本之間進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)男性15-16歲有顯著性差異。女性7-8歲有非常顯著性差異，12-13歲有顯著性差異。

對(duì)表2同一年齡組不同性別樣本之間進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)男女之間7歲、13歲、17歲存在非常顯著性差異，16歲存在顯著性差異。

根據(jù)以上結(jié)果發(fā)現(xiàn)男女體重均出現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。在10歲前差別不大，10歲后出現(xiàn)女性體重短暫超越男性的“兩次交叉”，12歲后男性體重高于女性。男性體重在12歲左右出現(xiàn)突增期，而女性沒有明顯的突增期，在7-17歲一直保持緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

3.3、BMD變化規(guī)律

表3 BMD隨年齡變化趨勢(shì)表

對(duì)表3同一性別不同年齡段樣本之間進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)男性12-13歲、15-16歲BMD有非常顯著性差異，13-14歲t檢驗(yàn)p值0.051，非常接近于有顯著性差異的p〈0.05的水平。女性7-8歲有非常顯著性差異，12-13歲、15-16歲有顯著性差異。

對(duì)表3同一年齡組不同性別樣本之間進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)男女之間17歲存在非常顯著性差異，此外14歲時(shí)p=0.068，12歲時(shí)p=0.097，都接近于p〈0.05的水平。

根據(jù)以上結(jié)果發(fā)現(xiàn)男女生BMD均出現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。在11歲前BMD差別不大，12歲開始女生高于男生，在16歲時(shí)出現(xiàn)第二次交叉，男生高于女生。男性14歲BMD增速加快，15歲左右出現(xiàn)突增期，女生12歲左右BMD出現(xiàn)突增期，15歲左右增速放緩。

3.4、BMD和體格指標(biāo)的相關(guān)性

把BMD分別和身高、體重進(jìn)行Pearson相關(guān)分析，結(jié)果BMD和身高體重均表現(xiàn)出強(qiáng)相關(guān)性（R〉0.8），結(jié)果均有非常顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p〈0.01)，說明BMD隨著身高體重的增加而增加。

由于年齡也是影響體格指標(biāo)和BMD的重要因素，因此把年齡作為協(xié)變量，對(duì)BMD和身高、體重進(jìn)行偏相關(guān)分析，結(jié)果所示，排除了年齡的影響后，BMD與身高呈弱相關(guān)關(guān)系（0.5〉R〉0.3），與體重呈中等相關(guān)關(guān)系（0.8〉R〉0.5）,結(jié)果均有非常顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p〈0.01)，說明從根本上來說BMD和體重的相關(guān)性更高。

盡管BMD和身高體重都存在著很高的相關(guān)性，說明身高越高、體重越重的人BMD會(huì)越大，但是把年齡作為協(xié)變量進(jìn)行偏相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，BMD和體重的相關(guān)系數(shù)更高，而和身高僅僅是弱相關(guān)。

4、討論

4.1、BMD和體格指標(biāo)的生長(zhǎng)變化規(guī)律

本研究結(jié)果表明，兒童青少年生長(zhǎng)發(fā)育期的BMD和體格指標(biāo)都在不斷變化，總體呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，但是不同指標(biāo)隨時(shí)間的變化規(guī)律也不相同?？紤]到樣本選擇的偏差造成的指標(biāo)隨年齡變化曲線出現(xiàn)異常升高或降低的情況后（如13歲男性發(fā)育水平異常偏高，17歲女性發(fā)育水平異常偏低），研究發(fā)現(xiàn)男性身高加速增長(zhǎng)期主要在11-16歲，其中13歲為突增期，身高顯著增長(zhǎng)；女性身高增長(zhǎng)期為8-14歲，10歲為突增期。這和10年前全國(guó)大樣本的研究相比（季成業(yè)，2007），身高增長(zhǎng)期相對(duì)延長(zhǎng)1-2年，突增期和增長(zhǎng)期出現(xiàn)的時(shí)間均提前了一年左右，說明我國(guó)兒童青少年生長(zhǎng)發(fā)育長(zhǎng)期趨勢(shì)的方向還沒有變化，年齡身高曲線持續(xù)左移。但是本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)身高增長(zhǎng)期總體晚于煙臺(tái)地區(qū)的研究（李麗霞，2005），這可能是由于沿海地區(qū)飲食低于差異導(dǎo)致的。

體重12歲前男女差異不明顯，12歲后女性體重高于男性，直到15歲男性體重高于女性。體重和身高并沒有同步變化，可能是由于體重的遺傳度（0.5）低于身高的遺傳度（0.7）

所以受環(huán)境影響更大。此外這也說明骨骼的發(fā)育早于肌肉脂肪的積累和內(nèi)臟器官的發(fā)育。

BMD的變化趨勢(shì)和體重更為接近，男女11歲前差異不大，12歲和16歲出現(xiàn)“兩次交叉”，男女分別在14歲和12歲出現(xiàn)了突增期。身高主要由人體骨骼長(zhǎng)度決定，在生長(zhǎng)發(fā)育期早期下肢長(zhǎng)骨發(fā)育加速和早期的身高突增聯(lián)系密切。但本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明骨密度的增加稍滯后于骨長(zhǎng)度的增加。盡管生長(zhǎng)發(fā)育過程中的骨塑建不會(huì)降低骨量和骨強(qiáng)度，骺軟骨的骨化過程中軟骨含水量減少、骨礦物質(zhì)增加可能對(duì)這一趨勢(shì)有一定的影響，具體的原因還需進(jìn)行進(jìn)一步研究。盡管原因尚不清楚，但是有研究發(fā)現(xiàn)骨量突增時(shí)間和骨折風(fēng)險(xiǎn)有相關(guān)關(guān)系，這也印證了本文的研究結(jié)果，當(dāng)BMD增長(zhǎng)的幅度低于骨骼長(zhǎng)度增長(zhǎng)幅度時(shí)，可能由于力臂的加長(zhǎng)，骨骼更容易發(fā)生骨折，因此在身高突增期時(shí)兒童青少年應(yīng)更注重鈣磷等營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充以及運(yùn)動(dòng)的合理性與安全性。

4.2、BMD和體格指標(biāo)的相關(guān)性分析

BMD和身高體重有較強(qiáng)的相關(guān)性，但是當(dāng)去除了年齡因素后，發(fā)現(xiàn)BMD和身高相關(guān)性較弱，身高主要取決于身體下肢長(zhǎng)骨、椎骨和顱骨的長(zhǎng)度，而身高和BMD弱相關(guān)，說明骨骼長(zhǎng)度和骨密度獲得的情況并不對(duì)等，根據(jù)身高評(píng)價(jià)骨骼發(fā)育情況是不恰當(dāng)?shù)?。BMD和體重相關(guān)性更為密切。這也和前人研究的結(jié)論相一致，體重，特別是瘦體重對(duì)BMD有重要影響?？赡苁怯捎隗w重造成的應(yīng)力刺激使BMD增加以達(dá)到足以支撐身體的強(qiáng)度，肌肉含量和肌力與BMD呈正相關(guān)，保持肌力有助于BMD的獲得和保持。但是除此之外，根據(jù)以上對(duì)BMD變化規(guī)律的分析，女性BMD在隨年齡變化中會(huì)出現(xiàn)突增期，而其體重并沒有出現(xiàn)突增期，所以除了體重或肌肉的應(yīng)力刺激外，骨塑建過程中受到的遺傳因素的影響也不應(yīng)被忽視。與骨發(fā)育相關(guān)的基因和局部調(diào)節(jié)因子對(duì)骨發(fā)育的調(diào)控起積極作用，并且主要是以負(fù)反饋調(diào)節(jié)的形式進(jìn)行，但是這些調(diào)節(jié)作用具體啟動(dòng)的時(shí)間還需進(jìn)一步研究。

盡管大家公認(rèn)肌肉量對(duì)BMD有積極的作用，但是對(duì)于肥胖人群來說，現(xiàn)有研究的結(jié)果還存在爭(zhēng)議。有研究認(rèn)為偏胖兒童骨密度高于正常兒童（莫娟，2007），但是另外的研究顯示體脂率高的群體骨密度低于體脂率正常的群體（蘇萍，2007；李濤，2015），這可能是由于偏胖群體飲食習(xí)慣和運(yùn)動(dòng)習(xí)慣造成的差異。因此在評(píng)價(jià)骨發(fā)育程度時(shí)，要結(jié)合體重或身體成分綜合考慮，從而得到更為全面準(zhǔn)確的結(jié)論。

5、結(jié)論

5.1、兒童青少年BMD和體格指標(biāo)存在規(guī)律性的變速增長(zhǎng)，并且體現(xiàn)了生長(zhǎng)發(fā)育的長(zhǎng)期趨勢(shì)。

5.2、兒童青少年的BMD和體格指標(biāo)的增加變化規(guī)律各不相同，并且存在明顯的性別差異，男性晚于女性。

5.3、兒童青少年的BMD和體重相關(guān)性較高，和身高相關(guān)性較低。