沈陽漢族醫(yī)學(xué)生骨強(qiáng)度指數(shù)和體成分變化及相關(guān)性分析

王姿幻 辛宏 崔卓 李佳穎 庾芝霞 周波 王曉紅 張卓*

1.沈陽醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，遼寧 沈陽 110034 2.沈陽醫(yī)學(xué)院體育教學(xué)部，遼寧 沈陽 110034

隨著人口老齡化，骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis, OP)和骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)病率逐年持續(xù)上升[1]，由此給患者帶來的生存質(zhì)量下降和巨額經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)等問題[2]，已然使OP成為全球性的重大公共衛(wèi)生問題。骨強(qiáng)度指數(shù)(bone stiffness index，SI)主要用于衡量骨強(qiáng)度(綜合骨密度和骨質(zhì)量?jī)煞矫嫣攸c(diǎn))，該指標(biāo)對(duì)骨結(jié)構(gòu)變化敏感，能較全面地反映骨的生物力學(xué)特征，更有助于在兩性人群中進(jìn)行OP篩查和骨質(zhì)疏松性骨折的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)[3]。研究顯示，除了性別、民族及年齡等固定因素外，骨強(qiáng)度還與機(jī)體體成分的構(gòu)成和分布密切相關(guān)[4-5]。因此，研究某特定人群的骨強(qiáng)度和體成分的變化特點(diǎn)及其相互關(guān)系，對(duì)該人群OP的預(yù)防及骨質(zhì)疏松性骨折的危險(xiǎn)評(píng)估均有現(xiàn)實(shí)意義。

作為成年人中的特殊群體，大學(xué)生的骨強(qiáng)度和體成分變化均有其自身的規(guī)律性[6-7]，而對(duì)醫(yī)學(xué)生來講，由于學(xué)制長(zhǎng)、課程學(xué)習(xí)任務(wù)繁重、活動(dòng)時(shí)間相對(duì)不足、生活作息不規(guī)律等原因，其骨強(qiáng)度和體成分又顯現(xiàn)出特殊性和復(fù)雜性。漢族是我國人口數(shù)最多的民族，占總?cè)丝跀?shù)的九成以上，為此，本研究選取沈陽市漢族醫(yī)學(xué)生為研究對(duì)象，探討該人群SI和體成分指標(biāo)的性別差異及年齡變化特點(diǎn)，并分析兩者間相關(guān)關(guān)系，為漢族醫(yī)學(xué)生的骨健康干預(yù)及OP預(yù)防提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 對(duì)象

選取來自沈陽市某醫(yī)學(xué)院校臨床醫(yī)學(xué)和預(yù)防醫(yī)學(xué)兩個(gè)主干專業(yè)、年齡范圍19～21歲的全體漢族醫(yī)學(xué)生為研究對(duì)象，問卷調(diào)查排除體力活動(dòng)強(qiáng)度異常者，排除影響骨代謝的慢性疾病患者及長(zhǎng)期服藥者。根據(jù)骨強(qiáng)度和體成分測(cè)定的實(shí)際參與情況，最終獲得有效樣本1 949例(男721例，女1 228例)。按照實(shí)際年齡進(jìn)行分組，從19歲起，每1歲為1個(gè)年齡組，男、女生各3個(gè)年齡組。所有研究對(duì)象對(duì)研究方案均知情同意。

1.2 方法

1.2.1基礎(chǔ)調(diào)查：調(diào)查內(nèi)容包括研究對(duì)象的一般情況、飲食習(xí)慣及營(yíng)養(yǎng)狀況等。調(diào)查人員現(xiàn)場(chǎng)發(fā)放調(diào)查問卷，并詳細(xì)介紹填寫方法后，由研究對(duì)象填寫完成并現(xiàn)場(chǎng)回收。

1.2.2骨強(qiáng)度測(cè)定：采用Achilles Express超聲骨密度儀(GE公司，美國)測(cè)定右足跟骨骨強(qiáng)度。每次開機(jī)啟動(dòng)后，經(jīng)系統(tǒng)質(zhì)量校驗(yàn)通過，并預(yù)熱30 min以上方可進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)系統(tǒng)提示，輸入待檢測(cè)者的基礎(chǔ)信息，暴露右足，并在踝骨兩側(cè)及雙側(cè)檢測(cè)薄膜噴灑醫(yī)用酒精(75%)，腳踝固定器定位后，通過測(cè)試跟骨超聲聲速(m/s)和寬帶超聲頻率衰減(dB/MHz)，由系統(tǒng)經(jīng)公式計(jì)算后自動(dòng)獲得SI結(jié)果。

1.2.3體成分測(cè)定：采用BCA-1B型人體成分分析儀(中體同方體育科技有限公司，中國)測(cè)定體成分。每次開機(jī)啟動(dòng)、軟件調(diào)試正常后，預(yù)熱30 min以上方可進(jìn)行測(cè)定。研究對(duì)象除去外套及所有金屬類制品，雙腳赤足平行站立于腳踏電極上，雙手握住手持電極，雙臂與身體自然分開約15°，挺胸抬頭，目視前方，保持靜止不動(dòng)。測(cè)試結(jié)束后，測(cè)試結(jié)果傳送至電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。測(cè)試指標(biāo)包括:體重、總水分、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、體脂率、腰臀圍比、脂肪含量、骨質(zhì)、蛋白質(zhì)、肌肉量、瘦體重、骨骼肌含量、基礎(chǔ)代謝及水腫系數(shù)等。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 SI的年齡變化

總體來看漢族醫(yī)學(xué)生19歲年齡組SI分別高于20和21歲年齡組，且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。兩性結(jié)果顯示，男生各年齡段SI均顯著高于同年齡組的女生結(jié)果(P<0.01)；男、女生19歲年齡組SI均分別高于20和21歲年齡組，且只有女生結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。結(jié)果見表1。

表1 漢族醫(yī)學(xué)生骨強(qiáng)度指數(shù)的年齡變化Table 1 The changes of bone strength index of Han medical students in different

注：與19年齡組比較，##P<0.01；與女生比較，△△P<0.01。

2.2 體成分指標(biāo)的年齡變化

表2中，總體來看，21歲年齡組各項(xiàng)指標(biāo)中僅體脂率和腰臀圍比的結(jié)果，均顯著高于19歲年齡組(P<0.01)和20歲年齡組(P<0.05)。兩性結(jié)果顯示，各年齡組男生脂肪含量、體脂率及水腫系數(shù)均顯著低于同年齡組女生結(jié)果(P<0.01)，此外，除了19歲年齡組中腰臀圍比，男生各年齡段其他體成分指標(biāo)均顯著高于同年齡組女生結(jié)果(P<0.01或P<0.05)；男生的體脂率、腰臀圍比及脂肪含量均逐年增加，僅體脂率指標(biāo)在任意兩年之間均有顯著性差異(P<0.01或P<0.05)，21歲年齡組的腰臀圍比和脂肪含量及20歲年齡組的脂肪含量均顯著高于19歲年齡組的相應(yīng)結(jié)果(P<0.01或P<0.05)；與男生變化不同，女生20歲年齡組的BMI、體脂率及腰臀圍比各項(xiàng)結(jié)果分別顯著低于19歲年齡組(P<0.01或P<0.05)和21歲年齡組(P<0.01或P<0.05)，而20歲年齡組的脂肪含量和21歲年齡組的基礎(chǔ)代謝均顯著低于19歲年齡組的相應(yīng)結(jié)果(P<0.01)，此外，21歲年齡組的水腫系數(shù)也顯著低于20歲年齡組(P<0.05)。

2.3 SI與體成分各指標(biāo)的多元線性回歸分析

為避免回歸分析過程中自變量的共線性問題，本研究以SI為因變量，以BMI、骨骼肌含量及脂肪含量為自變量進(jìn)行多元逐步回歸分析。結(jié)果顯示BMI、脂肪含量及骨骼肌含量為影響SI的主要因素，其中，BMI和骨骼肌含量與SI正相關(guān)，而脂肪含量與SI呈負(fù)相關(guān)，見表3。

表2 不同年齡漢族醫(yī)學(xué)生體成分指標(biāo)比較Table 2 The changes of body composition indexes of Han medical students in different ages

續(xù)表2 不同年齡漢族醫(yī)學(xué)生體成分指標(biāo)比較Continued table 2 The changes of body composition indexes of Han medical students in different ages

注：與19年齡組比較，#P<0.05，##P<0.01；與20年齡組比較，*P<0.05，**P<0.01；與女生比較，△P<0.05，△△P<0.01。

表3 漢族醫(yī)學(xué)生骨強(qiáng)度指數(shù)和體成分指標(biāo)的多元線性回歸分析Table 3 Multiple linear regression analysis of bone strength index and body composition indexes in Han medical students

3 討論

3.1 骨強(qiáng)度指數(shù)(SI)

SI可提供較全面的骨結(jié)構(gòu)信息[8]，其大小由骨密度和骨質(zhì)量?jī)煞矫婀餐瑳Q定，其中骨密度對(duì)SI的影響力約占70%[4]，且骨密度主要反映骨量情況，因此，SI可用于發(fā)現(xiàn)和篩選骨量異常個(gè)體[9]，并且作為判斷骨健康的綜合性指標(biāo)。目前，SI已在OP臨床診斷、骨病治療和預(yù)后監(jiān)測(cè)及骨折風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等方面開展應(yīng)用[10]。

骨代謝是由骨形成和骨吸收兩個(gè)過程共同參與完成的。當(dāng)骨吸收作用超過骨形成，骨重建過程異常，即可導(dǎo)致骨量丟失，引發(fā)OP，致使骨折危險(xiǎn)性增加[11]。人體骨骼發(fā)育規(guī)律顯示，個(gè)體自出生后骨量即開始逐漸增加，至18歲左右機(jī)體可獲得90%的峰值骨量[12]，30歲左右達(dá)到峰值[13]，隨后開始逐年下降。在人生的中末期，機(jī)體骨量主要取決于峰值骨量和骨量丟失率[14]。而青年時(shí)期峰值骨量增加10%，其步入老年時(shí)發(fā)生骨質(zhì)疏松性骨折的風(fēng)險(xiǎn)將降低50%[15]。可見，最大限度地提高骨量有助于OP預(yù)防。大學(xué)生正處于骨量持續(xù)積累的重要時(shí)期，也是獲得峰值骨量的關(guān)鍵時(shí)期，此時(shí)期進(jìn)一步優(yōu)化峰值骨量是降低成年期骨折風(fēng)險(xiǎn)的常用策略[11]，對(duì)終身骨骼健康意義重大。

本次研究結(jié)果顯示，漢族醫(yī)學(xué)男生各年齡組SI均分別高于女生，這與部分相關(guān)報(bào)道結(jié)果一致[4,6]；無論男生女生19歲年齡組SI最高，其中男生SI隨年齡增長(zhǎng)逐漸下降，但差異并不顯著；女生SI在20歲時(shí)最低，21歲時(shí)略微升高，這些變化特點(diǎn)與其他學(xué)者研究結(jié)果并不一致[6-7]。分析其可能原因主要有三個(gè)方面，一是科學(xué)運(yùn)動(dòng)不足，適當(dāng)?shù)捏w育運(yùn)動(dòng)可使骨骼肌對(duì)其附著的骨骼產(chǎn)生反復(fù)牽拉作用，從而刺激骨形成、提高骨強(qiáng)度[16]，而專業(yè)特點(diǎn)決定醫(yī)學(xué)生學(xué)業(yè)任務(wù)繁重，隨著年齡增長(zhǎng)，需要接受更多的專業(yè)知識(shí)內(nèi)容，因此，醫(yī)學(xué)生戶外活動(dòng)時(shí)間相對(duì)減少；二是營(yíng)養(yǎng)狀況不良，大學(xué)生正處于骨量持續(xù)積累期，礦物質(zhì)攝入充足是增加骨量的營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)，醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)重，在校生活節(jié)奏快、飲食不規(guī)律，而多數(shù)研究顯示[17-18]，我國大學(xué)生乳制品及鈣的攝入量普遍不足，這最終就導(dǎo)致骨礦化不充分；三是生活方式不健康，目前，高校學(xué)生吸煙和酗酒等現(xiàn)象較為普遍，在較高年級(jí)更為嚴(yán)重，而乙醇和煙草中的化合物可直接/間接干擾鈣吸收、引起內(nèi)分泌紊亂及發(fā)揮細(xì)胞毒作用，影響機(jī)體骨代謝過程，骨重建失衡，骨密度降低[19]?？傊傮w來看，漢族醫(yī)學(xué)生骨強(qiáng)度在較高年齡呈下降變化，骨健康問題不容忽視。

3.2 體成分

人體體成分是機(jī)體組織器官中各種成分的構(gòu)成，構(gòu)成比例均衡是維持身體良好健康狀況的最基本條件。因此，人體體成分常用來衡量機(jī)體體質(zhì)健康程度，一旦體成分構(gòu)成異常，會(huì)使機(jī)體持續(xù)處于亞健康狀態(tài)，并可誘發(fā)OP、營(yíng)養(yǎng)失衡等多種慢性疾病。除了遺傳、性別、年齡等因素外，生活方式及營(yíng)養(yǎng)狀況均與人體體成分構(gòu)成密切相關(guān)。

本研究顯示，漢族醫(yī)學(xué)男生體重、總水分、BMI、腰臀圍比、骨質(zhì)、蛋白質(zhì)、肌肉量、瘦體重、骨骼肌含量及基礎(chǔ)代謝等指標(biāo)均高于同年齡組女生；而體脂率、脂肪含量及水腫系數(shù)均低于同年齡組女生。這與回族大學(xué)生體成分兩性差異結(jié)果較為一致[20]。此現(xiàn)象主要與兩性生理特點(diǎn)有關(guān)：女生進(jìn)入青春期后體內(nèi)雌激素含量增加，脂肪開始大量蓄積[20]；而男生雄激素的大量分泌，抑制了雌激素的作用，從而促進(jìn)機(jī)體非脂肪組織含量增加[21]。此外，體成分年齡變化特點(diǎn)顯示，漢族醫(yī)學(xué)男生體重、體脂率、腰臀圍比及脂肪含量均逐年漸加；與男生不同，漢族醫(yī)學(xué)女生的BMI、體脂率、腰臀圍比及脂肪含量呈“V”字形變化，即先降低后升高。究其原因，其一，如前文所述，無論男生女生，學(xué)習(xí)任務(wù)繁重、活動(dòng)時(shí)間相對(duì)不足、生活作息不規(guī)律均可引起體成分構(gòu)成發(fā)生變化；其二，女生部分指標(biāo)出現(xiàn)下降，可能是由于受社會(huì)及心理因素影響，女性更注重良好體型給自身帶來的優(yōu)越感，因此節(jié)食、偏食等不良飲食習(xí)慣也會(huì)導(dǎo)致部分體成分改變；其三，除了學(xué)業(yè)原因，絕大多數(shù)年齡21歲的學(xué)生正處于大三階段，此時(shí)已不再接受體育教學(xué)課程，戶外活動(dòng)時(shí)間進(jìn)一步減少，這也似乎解釋了，為什么從總體角度分析漢族醫(yī)學(xué)生的體脂率和腰臀圍比在21歲時(shí)顯著增高。

3.3 SI與體成分關(guān)系

人體體成分由體脂肪和瘦體重共同組成，其中瘦體重包括肌肉和骨質(zhì)兩部分，而骨骼肌含量在肌肉量中占有較大比例。當(dāng)前，多數(shù)研究均已報(bào)道[4-5,22]，體重/BMI、骨骼肌含量與骨強(qiáng)度關(guān)系密切，屬維護(hù)骨健康的保護(hù)性因素。本研究支持上述結(jié)果，顯示沈陽漢族醫(yī)學(xué)生SI與BMI、骨骼肌含量呈正相關(guān)。BMI是目前國際上用于衡量人體胖瘦程度的一個(gè)通用指標(biāo)，由于兼顧了體重和身高兩個(gè)因素，BMI更具科學(xué)性。由此，高BMI所帶來的重力負(fù)荷及骨骼肌牽拉作用產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力均可刺激骨形成[4]，對(duì)骨強(qiáng)度產(chǎn)生正向調(diào)節(jié)作用[5]。此外，本研究中沈陽漢族醫(yī)學(xué)生SI與脂肪含量呈負(fù)相關(guān)，關(guān)于兩者之間的關(guān)系，盡管當(dāng)前部分研究顯示了相互矛盾的結(jié)果，但越來越多的證據(jù)表明[23-25]，過多的脂肪，特別是腹部脂肪，可產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子，從而刺激骨吸收同時(shí)降低骨強(qiáng)度。因此，本結(jié)果提示，漢族醫(yī)學(xué)生可通過合理膳食和適量運(yùn)動(dòng)等健康的生活方式，減少機(jī)體脂肪含量，同時(shí)提高骨骼肌含量，這將是漢族醫(yī)學(xué)生增加骨強(qiáng)度、預(yù)防OP和骨質(zhì)疏松性骨折，維持骨健康的有效途徑。