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骨の成長は思春期に最も顕著です。この研究の目的は、青年期の体格と筋力が骨密度マーカーと骨代謝に及ぼす影響を解明し、青年期の骨成長を改善し、将来の骨粗鬆症を予防することです。2009 年から 2015 年にかけて、10 歳/11 歳と 14 歳/15 歳の 277 人の若者 (男の子 125 人、女の子 152 人) が調査に参加しました。測定値には、フィットネス/ボディ マス インデックス (筋肉比など)、握力、骨密度 (オステオソノメトリー インデックス、OSI)、および骨代謝のマーカー (骨型アルカリホスファターゼおよび I 型コラーゲン架橋 N) が含まれます。 .-末端ペプチド)。体の大きさ/握力と OSI の間の正の相関関係は、10/11 歳の少女で見られました。14/15 歳の少年では、すべての体格/握力要因が OSI と正の相関を示しました。体の筋肉の割合の変化は、男女ともに OSI の変化と正の相関がありました。男女とも 10/11 歳での身長、体幹比、握力は、14/15 歳での OSI (陽性) および骨代謝マーカー (陰性) と有意に関連していました。男子では 10～11 歳以降、女子では 10～11 歳までの適切な体格は、ピーク骨量の増加に効果的である可能性があります。
健康寿命は、2001 年に世界保健機関 (WHO) によって、人が日常生活の中で自分自身で健康的なライフスタイルを送ることができる平均的な時間として提案されました。日本では、健康寿命と平均寿命の差が10年を超えると予想されています2。このように、健康寿命を延ばすために「21世紀の健康づくり国民運動（健康日本21）」が生まれました3,4。これを達成するには、人々のケアの時間を遅らせる必要があります。日本で医療を求める主な理由は、運動症候群、筋力低下、骨粗鬆症5 です。さらに、メタボリックシンドローム、小児肥満、フレイル、運動症候群の制御は、介護の必要性を防ぐための手段です6。
ご存知のように、定期的な適度な運動は健康に欠かせません。スポーツをするためには、骨、関節、筋肉からなる運動系が健康でなければなりません。その結果、日本整形外科学会は2007年に「モーションシンドローム」を「筋骨格系の障害による不動状態で、将来的に要介護状態になるリスクが高い状態」7と定義し、予防策が研究されてきました。それ以来。それから。しかし、2021 年の白書によると、高齢化、骨折、筋骨格系障害8 は依然として日本で介護が必要な最も一般的な原因であり、全介護の 4 分の 1 を占めています。
特に骨折の原因となる骨粗鬆症は、日本では 40 歳以上の男性の 7.9%、女性の 22.9% が罹患していると報告されています 9,10。骨粗鬆症を予防するには、早期発見と早期治療が最も重要であると考えられています。骨密度 (BMD) の評価は、早期発見と治療に不可欠です。二重エネルギー X 線吸収 (DXA) は、従来、さまざまな放射線モダリティにおける骨評価の指標として使用されてきました。しかし、BMD が高くても骨折が発生することが報告されており、2000 年に国立衛生研究所 (NIH) 11 のコンセンサス会議では、骨評価の尺度として骨量の増加が推奨されました。しかし、骨の質を評価することは依然として困難です。
BMD を評価する 1 つの方法は、超音波 (定量的超音波、QUS) によるものです。研究では、QUS と DXA の結果が相関していることも示されています16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27。ただし、QUS は非侵襲性、非放射性であり、妊婦や子供のスクリーニングに使用できます。さらに、取り外し可能であるという明確な利点があります。
骨は破骨細胞によって吸収され、骨芽細胞によって形成されます。骨代謝が正常で、骨吸収と骨形成のバランスが取れていれば、骨密度は維持されます。
逆に、骨代謝が異常になるとBMDが低下します。そのため、日本では骨粗鬆症の早期発見のために、骨形成や骨吸収のマーカーなど、BMDに関連する独立した指標である骨代謝マーカーを用いて骨代謝を評価しています。骨折予防のエンドポイントを用いた骨折介入試験 (FIT) は、BMD が骨吸収ではなく骨形成のマーカーであることを示しました 16,28。この研究では、骨代謝のダイナミクスを客観的に研究するために、骨代謝のマーカーも測定しました。これらには、骨形成のマーカー（骨型アルカリホスファターゼ、BAP）および骨吸収のマーカー（架橋N末端I型コラーゲンペプチド、NTX）が含まれます。
思春期は、骨の成長が急速で、約 20 年前に骨密度がピーク (ピーク骨量、PBM) になるピーク成長率 (PHVA) の年齢です。
骨粗しょう症を予防する方法の 1 つは、PBM を増やすことです。しかし、思春期の骨代謝の詳細は不明であるため、BMD を増加させるための具体的な介入を提案することはできません。
そこで本研究では、骨の成長が最も活発な思春期の体組成や体力が、骨密度や骨格マーカーに及ぼす影響を解明することを目的としました。
小学5年生から中学3年生までの4年間のコホート研究です。
参加者は、いわき市健康増進事業の一次・二次健康調査に参加した小学5年生と中学3年生の思春期の少年少女たち。
弘前市いわき地区にある小中学校4校が選ばれました。調査は秋に行った。
2009 年から 2011 年まで、同意を得た 5 年生 (10/11 歳) とその保護者にインタビューと測定を行いました。395人の被験者のうち、361人が調査に参加し、これは91.4%でした。
2013 年から 2015 年にかけて、同意を得た中学 3 年生 (14/15 歳) とその保護者にインタビューと測定を行いました。415人の被験者のうち、84.3%にあたる380人が調査に参加しました。
323人の参加者には、心血管疾患、糖尿病、脂質異常症、高血圧の既往歴がある人、投薬中の人、骨折歴のある人、踵骨骨折の既往歴がある人、分析項目に欠損値がある人が含まれていました。除外。合計 277 人の青少年 (男子 125 人、女子 152 人) が分析に含まれました。
調査の構成要素には、アンケート、骨密度測定、血液検査 (骨代謝のマーカー)、およびフィットネス測定が含まれていました。調査は、小学校の 1 日と中学校の 1 ～ 2 日の間に実施されました。調査は5日間続きました。
自己記入用の質問票が事前に提供されました。参加者は、両親または保護者と一緒にアンケートに記入するように依頼され、アンケートは測定の日に収集されました。4 人の公衆衛生の専門家が回答を確認し、質問がある場合は子供またはその親と相談しました。アンケート項目には、年齢、性別、病歴​​、現在の病歴、および投薬状況が含まれていました。
研究当日の身体評価の一環として、身長と体組成の測定が行われました。
体組成の測定には、体重、体脂肪の割合 (% 脂肪)、および体重の割合 (% 筋肉) が含まれていました。測定は、生体インピーダンス法に基づく体組成計（TBF-110; 株式会社タニタ、東京）を用いて行った。デバイスは、複数の周波数 5 kHz、50 kHz、250 kHz、500 kHz を使用し、多くの成人研究で使用されています。このデバイスは、身長 110 cm 以上で 6 歳以上の参加者を測定するように設計されています。
BMD は骨強度の主な構成要素です。BMD 評価は、骨超音波装置 (AOS-100NW; Aloka Co., Ltd., Tokyo, Japan) を使用して ECUS によって実行されました。測定部位は踵骨であり、Osteo Sono-Assessment Index (OSI) を使用して評価されました。このデバイスは、音速 (SOS) と伝達指数 (TI) を測定し、OSI の計算に使用されます。SOS は石灰化と骨塩密度の測定に使用され 34,35、TI は骨質評価の指標である広帯域超音波の減衰の測定に使用されます12,15。OSI は、次の式を使用して計算されます。
したがって、SOSとTIの特性を反映しています。したがって、OSIは音響骨の評価におけるグローバル指標の値の1つと見なされます。
筋力を評価するために、全身の筋力を反映すると考えられている握力を使用しました 。文部科学省体育局の「新体力テスト」39の方法を踏襲しています。
スメドレー グリップ ダイナモメーター (TKK 5401; 武井科学機器株式会社、新潟、日本)。握力を測定し、薬指の近位指節間関節が 90°屈曲するように握り幅を調整するために使用します。測定するとき、手足の位置は足を伸ばして立ち、手のゲージの矢印を外側に向け、肩を少し横にずらし、体に触れないようにします。次に、参加者は息を吐きながらダイナモメーターを全力で握るように求められました。測定中、参加者は基本的な姿勢を維持しながら動力計のハンドルを静止したままにするように求められました。各手を 2 回測定し、左右の手を交互に測定して最良の値を取得します。
早朝、空腹時に中学3年生から採血し、その血液検査結果を株式会社LSIメディエンスに提出。同社はCLEIA（酵素免疫化学発光アッセイ）法。吸収マーカー（NTX）について。
小学 5 年生と中学 3 年生で得られた尺度を対応のある t 検定を使用して比較しました。
潜在的な交絡因子を調査するために、偏相関係数を使用して、各クラスの OSI と身長、体脂肪率、筋肉率、および握力の間の相関関係が検証されました。高校3年生を対象に、偏相関係数を用いてOSI、BAP、NTXの相関を確認。
小学5年生から中学3年生までの体格と筋力の変化がOSIに及ぼす影響を調べるため、OSIの変化に伴う体脂肪率、筋肉量、握力の変化を調べた。重回帰分析を使用します。この分析では、OSI の変化を目的変数、各要素の変化を説明変数として使用しました。
ロジスティック回帰分析を使用して 95% 信頼区間のオッズ比を計算し、小学校 5 年生のフィットネス パラメーターと高校 3 年生の骨代謝 (OSI、BAP、および NTX) との関係を推定しました。
身長、体脂肪率、筋肉率、握力を小学 5 年生のフィットネス/フィットネスの指標として使用し、それぞれを使用して学生を低、中、高 3 分の 1 グループに分類しました。
SPSS 16.0J ソフトウェア (SPSS Inc.、米国イリノイ州シカゴ) を統計分析に使用し、p 値 < 0.05 を統計的に有意と見なしました。
研究の目的、いつでも研究を取り下げる権利、およびデータ管理慣行 (データのプライバシーとデータの匿名化を含む) がすべての参加者に詳細に説明され、参加者自身またはその両親から書面による同意が得られました。 ./保護者。
いわき健康増進事業小中学校保健調査は、弘前大学大学院医学研究科治験審査委員会の承認を受けました（承認番号 2009-048、2010-084、2011-111、2013-339、2014-060、2015）。-075)。
この研究は、大学病院医療情報ネットワーク（UMIN-CTR、https://www.umin.ac.jp、試験名：いわき健康づくりプロジェクト健康診断、UMIN試験ID：UMIN000040459）に登録されました。
男の子では、体脂肪率を除くすべての指標が大幅に増加し、女の子ではすべての指標が大幅に増加しました。中学3年生では、骨代謝指数の値も男子の方が有意に高く、この時期の骨代謝は女子よりも男子の方が活発であることがわかりました。
5 年生の女子では、体格/握力と OSI の間に正の相関が見られました。しかし、この傾向は男子では見られませんでした。
3 年生の男子では、すべての体格/握力要因が OSI と正の相関があり、NTX および /BAP と負の相関がありました。対照的に、この傾向は女子ではそれほど顕著ではありませんでした。
3 年生と 5 年生の OSI が高いオッズには、ピーク時の身長、脂肪の割合、筋肉の割合、握力の各グループで有意な傾向が見られました。
さらに、5 年生の男女で身長、体脂肪率、筋肉量、握力が高いほど、9 年生の BAP と NTX スコアのオッズ比が有意に低くなる傾向がありました。
骨の再形成と吸収は生涯を通じて起こります。これらの骨代謝活動は、さまざまなホルモン 40、41、42、43、44、45、46 およびサイトカインによって調節されています。骨の成長には 2 つのピークがあります。5 歳前の一次成長と思春期の二次成長です。成長の第 2 段階では、骨の長軸の成長が完了し、骨端線が閉じ、骨梁が密になり、BMD が改善します。この研究の参加者は、性ホルモンの分泌が活発で、骨代謝に影響を与える要因が絡み合っている、第二次性徴の発達期にありました。ラウチェンザウナー等。[47] 思春期の骨代謝は年齢と性別によって大きく異なり、骨吸収のマーカーである BAP と酒石酸耐性ホスファターゼの両方が 15 歳以降に減少することが報告されています。しかし、日本の青少年におけるこれらの要因を調査する研究は行われていません。また、DXA 関連マーカーおよび日本人の青年における骨代謝の因子の傾向に関する報告は非常に限られています。この理由の 1 つは、親や介護者が、診断や治療なしに採血や放射線などの侵襲的な検査を子供に行うことをためらうことです。
5 年生の女子では、体格/握力と OSI の間に正の相関が見られました。しかし、この傾向は男子では見られませんでした。これは、思春期初期の体格の発達が女児の OSI に影響を与えることを示唆しています。
3 年生の男子では、すべての体型/握力要因が OSI と正の関連がありました。対照的に、この傾向は女児ではあまり顕著ではなく、筋肉の割合と握力の変化のみが OSI と正の関連がありました。体の筋肉の比率の変化は、男女間の OSI の変化と正の相関がありました。これらの結果は、男児の場合、5 年生から 3 年生までの体格/筋力の増加が OSI に影響することを示唆しています。
小学校 5 年生の身長、体筋比、握力は、OSI 指数と有意に正の相関があり、高校 3 年生の骨代謝の測定値と有意に負の相関がありました。これらのデータは、思春期初期における体の大きさ (身長と体と体の比率) と握力の発達が、OSI と骨代謝に影響を与えることを示唆しています。
日本人の第 2 ピーク成長率 (PHVA) は、男子で 13 歳、女子で 11 歳で観察され、男子の成長がより速かった49。男児で17歳、女児で15歳になると、骨端線が閉じ始め、BMDに向かってBMDが増加します。この背景とこの研究の結果を考慮して、5年生までの女子の身長、筋肉量、筋力の増加がBMDの増加に重要であるという仮説を立てています.
成長期の小児および青年に関するこれまでの研究では、骨吸収および骨形成のマーカーが最終的に増加することが示されています 50。これは、活発な骨代謝を反映している可能性があります。
骨代謝と BMD の関係は、成人を対象とした多くの研究の対象となっています 51,52。一部の報告では男性ではわずかに異なる傾向が示されていますが 53、54、55、56 では、以前の調査結果のレビューは次のように要約できます。 」.
日本では、BAP の基準値は健康な男性で 3.7 ～ 20.9 µg/L、健康な閉経前の女性で 2.9 ～ 14.5 µg/L です。NTXの基準値は、健康な男性で9.5～17.7nmol BCE/L、健康な閉経前女性で7.5～16.5nmol BCE/Lです。私たちの研究におけるこれらの基準値と比較すると、両方の指標は中学校の 3 年生で改善され、それは男子でより顕著でした。これは、3年生、特に男子の骨代謝の活動を示しています。性差の原因としては、小学3年生の男子はまだ成長期で骨端線がまだ閉じていないのに対し、この時期の女子は骨端線が閉じようとしていることが考えられます。つまり、3 年生の男子はまだ発育中であり、骨格の成長が活発ですが、女子は骨格の成長期の終わりにあり、骨格の成熟段階に達しています。この研究で得られた骨代謝マーカーの傾向は、日本人人口の最大成長率の年齢に対応していました。
また、今回の研究結果から、小学5年生の体格や体力が強いほど、骨代謝のピーク年齢が若いことがわかりました。
ただし、この研究の限界は、月経の影響が考慮されていないことです。骨代謝は性ホルモンの影響を受けるため、今後の研究では月経の影響を調査する必要があります。