中學生骨密度與課外體育活動量、鈣攝入量的關聯研究

摘 要：目的：分析中學生飲食中鈣的攝入量和課外體育運動習慣對骨密度的影響，為提高中學生骨密度并預防骨質疏松提供理論依據。方法：研究對象由121名來自揚州某所中學的初一學生組成。膳食鈣攝入量和課外體育活動量作為自變量，總骨密度作為因變量。為了研究它們之間的聯系進行了相關分析和多元線性回歸分析。結果：鈣攝入量、課外體育活動與骨密度間呈中等正相關（P<0.001），BMD的41%是由鈣攝入和課外體育活動水平兩者共同決定的，而鈣攝入量決定了BMD34%的變化量。如果增加膳食鈣攝入量和體育活動量，相當比例的初一學生將獲得較好的總骨密度。

關鍵詞：鈣攝入量;課外體育活動;骨密度

中圖分類號：G804 ?文獻標識碼：A ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1487.2021.02.024

收稿日期：2021-01-03

作者簡介：梁文杰（1998-），男，山西忻州人，在讀碩士

研究方向：體育人文社會學

兒童和青少年時期是骨骼生長發育的關鍵階段，90%以上的骨量將在該時期積累并在30歲達到峰值（峰值骨量）[1]。研究顯示，個體的峰值骨量越高，中年后發生骨質疏松風險越低[2]。兒童及青少年時期骨骼發育受多種因素的影響，研究認為骨骼發育與遺傳、內分泌、營養、運動以及藥物等因素有關[3，4]。鈣是骨骼健康的主要營養素，兒童和青少年時期骨骼積累和加速生長需要確保攝入足夠的鈣來維持。而在兒童少年時期進行適當的體力活動更有利于骨質的沉積，并且兒童和青少年時期通過運動所形成的 BMD 增長效益可以維持到青年時期[5]。也有研究表明，青少年階段的體育運動對青少年骨骼量和骨骼結構特征具有改善效果，但停止體育鍛煉后骨骼健康的改善效果也會慢慢消失[6]。骨質疏松的危害是無聲的，我們是無法感覺到骨量的減少，而青少年是關鍵期，對骨密度的重視可降低今后發生骨質疏松或骨量減低的風險。體育運動和營養攝入對建立和維持青少年骨骼健康有著復雜的影響，所以確定運動、營養與更好的骨密度之間的關系是很重要的，但在我國對青少年人群的相關研究展開較少且關系不明。因此，本研究通過對青少年膳食中鈣攝入量和課外體育運動的調查，旨在探討不同情況下與骨密度的相互關系。為防治骨質疏松，促進青少年骨骼生長發育，養成正確的生活方式提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 實驗對象

受試對象為揚州市某所中學的初中學生，在該中學的初一學生中隨機抽樣選取180名，其中男生83名女生97名。在180名參加本研究的被試中排除患有骨代謝、先天性內分泌疾病、其他疾病和長期服用影響骨骼發育的藥物的被試者，有176名被試留在最終分析中，且參與研究的被試及其監護人在參與之前簽署了同意書。在測試過程中有50名學生未完成測試，最終有121名學生完成所有測試。

1.2 課外體育活動調查

采用問卷調查方式，研究受試對象一周的課外靜態活動和體育活動情況，調查采用《兒童青少年閑暇活動調查問卷中文版》[7]， 根據運動模式、運動時間及每項活動標準能量消耗，計算各研究對象一周體力活動的總能耗即能量代謝當量 （metabolic equivalent， MET）。

1.3 膳食調查

本研究選擇食物記錄法和稱重法相結合的膳食調查方法。調查時間為2020年9月，調查每個對象一周的食物攝入名稱和攝入量。調查前對六名調查員進行培訓，并分別對學生預先說明情況和要求。調查員根據學校固定餐具向學生說明填寫要求，并在當日調查結束前調查員要及時觀察并檢查和更正信息，之后對調查對象提供的不同膳食進行稱重和記錄。休息日由調查對象及其監護人將兩日膳食攝入情況進行記錄，確保調查的可靠性。收回問卷共121份，其中有效問卷121份。根據《中國食物成分表（2009版）》計算膳食中鈣的攝入量。

1.4 骨密度測量

由于被試的特殊性，骨密度測量采用定量超聲法（quantitative ultrasound， QUS）。測試設備為型號CM100的超聲骨密度測定儀，測試部位為跟骨。QUS具有無輻射、易攜帶、操作簡便的優點，有專用于少年兒童測量腳型調整模器，可以滿足對中學生的測量需求，其診斷骨質疏松癥擁有79%～93%的靈敏度。

1.5 數理統計法

采用SPSS 24.0統計學軟件來分析課外體育活動和膳食鈣攝入與骨密度的關系。所得數據以均值±標準差（x±s）來表示。采用Pearson相關分析BMD與身高、體重、課外體育活動量、鈣攝入量的相關性，采用了多元線性回歸分析模型分析BMD與課外體育活動活動量和鈣攝入量的關聯。

2 結果

2.1 研究對象的基本情況

調查樣本的基本情況見表1，其中男生56名（46%），女生65名（54%）?？側巳褐衅骄鵅MD為0.29±1.42、平均鈣攝入量為2292.23±629.25、平均課外體育活動水平為14.62±13.84。性別間，男生身高、體重、課外體育活動水平和鈣攝入量都高于女生（P<0.001），BMD測量結果中男生BMD高于女生（P=0.029）。

2.2 測試指標與BMD的Pearson相關分析

由表2可知，身高和體重與BMD間沒有顯著相關性（P>0.05）?？傮w人群中鈣攝入量、課外體育活動與BMD間呈中等正相關（P<0.001）;男生課外體育活動水平和BMD間無顯著相關性（P>0.05）;男生的鈣攝入量與BMD的相關性強于女生（P<0.001）。

2.3 BMD 與課外體育活動水平、鈣攝入量的回歸分析

采用多元逐步回歸分析BMD與鈣攝入量與課外體育活動水平的關聯，將體重、身高、鈣攝入量與課外體育活動水平作為自變量，BMD作為因變量，體重與身高被排除，鈣攝入量與課外體育活動水平這兩個變量進入最終模型。由表3可知BMD的41%是由鈣攝入和課外體育活動水平兩者共同決定的，而鈣攝入量決定了BMD34%的變化量。

3 討論

骨質疏松癥是骨骼的全身性疾病，其主要特征是骨量減少，骨密度下降和骨微觀結構破壞;主要后果是增加骨骼脆弱性、增加骨折風險[8]。許多在中、老年呈現的多發慢性病如一些器官組織的癌癥、糖尿病、骨質疏松癥等，均被越來越多的研究數據證明與兒童青少年期肥胖、發育偏移和不良生活行為方式密切相關[9，10]。養成良好的體育運動習慣和正確的飲食方式對青少年的生長發育至關重要。消瘦、體力活動水平偏低則會導致骨骼所承受的機械負荷不足而不利于兒童青少年期骨礦物質的積累[11]。崔新雯等[12]發現，青年時期進行規律的體育運動可影響骨密度，體力活動水平是全身骨密度的敏感因素。本研究通過調查課外體育活動量來探索運動習慣，研究結果中課外體育活動與骨密度間呈中等正相關，但相關系數較低，可能和課外體育運動模式有關。青少年運動員中高強度體育項目較非高強度項目的運動員骨密度更高[13]。不同的運動方式對青少年骨骼發育有不同的影響，對刺激骨骼的合成代謝的效果不同。只有合理地給予骨骼刺激的運動方式才能對預防骨質疏松有明顯效果。

另一方面，不健康的膳食行為習慣及肥胖可能對骨健康影響較大。本研究中并沒有發現體重與骨密度之間有顯著相關性，調查的中學生中平均每日鈣攝入量與正常每日所需攝入的鈣量還有較大差距，而鈣攝入量與骨密度間呈中等正相關，鈣攝入量可解釋骨密度34%的變化量與課外體育活動量相比占主要決定因素。國內外關于鈣攝入量與骨密度的關系存在不同意見，與本研究的結論類似，韓國國家調查的一項橫斷面研究表明，膳食鈣攝入量的增加會使韓國大部分青少年獲得更高的骨礦物質含量。他們的研究表明飲食中鈣攝入量對骨密度起到了支持作用。但Lanou等人之前的一篇綜述[14]報告中說，13項橫斷面研究中有9項沒有發現青少年女性膳食鈣攝入量與骨密度或骨礦物質含量之間的聯系。在本研究結果中女生鈣攝入量與骨密度的相關性要比男生弱，但均呈中等正相關且具有顯著性。這些研究不一致的結果可能歸于研究中性別、年齡、種族等的差異和控制變量有關。

本項研究結果表明雖然鈣攝入量與課外體育活動相比對骨密度的貢獻更大，但養成體育運動習慣對于骨骼健康同樣至關重要。大量研究表明，肌肉量與骨骼各部位的骨密度及骨強度顯著正相關[15，16]。低體質指數是骨質疏松的重要危險因素。超重、肥胖會使骨折的風險升高。缺乏鍛煉是重要的危險因素之一，養成良好的課外體育運動習慣對中學生肥胖和體質指數影響很大。因此，保證合理的膳食能量供應和科學運動的能量消耗，對于降低骨折風險、優化骨骼健康、防治骨質疏松具有重要意義。這項研究最大的優點是，從膳食中統計了鈣攝入量并調查了課外體育活動量，研究中學生飲食習慣、運動習慣與骨質疏松的關聯，能夠較好地指導實踐。但研究也有一些局限性，首先這是一項橫斷面研究，并沒有追蹤調查，不確定鈣攝入量和體力活動是否會隨著時間變化而影響骨密度，所以無法評估因果關系。第二采用食物記錄法和稱重法雖然記錄信息完備但該研究并沒有采取單盲實驗，可能無法精確反應被試真實飲食情況。此外評估膳食攝入量的方法會有偏差，使膳食攝入的估計量并不純粹。第三鈣的吸收促進還受多種因素影響，例如日光照射和睡眠等不良生活方式都會對骨密度產生潛在影響。

總而言之，這項橫斷面研究表明調查對象的鈣攝入量和課外體育活動量的狀況并不良好，如果青少年增加飲食中鈣的攝入量和課外體育運動量，他們的總骨密度將會增加。在我國關于青少年骨密度與體育運動和鈣攝入的關聯研究較少，未來還需進行進一步的前瞻性研究，為我國中學生良好生長發育和體質健康提供更加準確的理論依據。同時本研究提示在研究青少年骨骼健康時， 應重視體育運動的作用，特別是不同的運動方式對骨密度的干預。

參考文獻：

[1] McCormack SE， CousminerDL，ChesiA，etal.Association between linear growth andboneaccrual in a diverse cohort of children and adolescents[J].JAMA Pediatr，2017，171（9）：e171769.

[2]BergerC，GoltzmanD，LangsetmoL，etal.Peak bone mass from longitudinal data：implicationsfor the prevalence，pathophysiology，and diagnosis of osteoporosis[J].J Bone Miner Res，2010，25（9）：1948-1957.

[3]FaienzaMF，BrunettiG，VenturaA，etal.Mechanisms of enhanced osteoclastogenesis in girls and young women with Turner's Syndrome[J]. Bone，2015，81：228-236.

[4]BachrachLK，GordonCM，EndocrinologySO.Bone Densitometry in Children and Adolescents[J].Pediatrics，2016，26（5）：339-346.

[5]Hallal P C，Victora C G，Azevedo M R，et al. Adolescent physical activity and health[J].Sports medicine，2006，36 （12）：1019-1030.

[6]TimpsonNJ，TobiasJH，RichardsJB，etal.Common variants in the region around Osterix are associated with bone mineral density and growth in childhood [J].Hum Mol Genet，2009，18：1510-1517.

[7]Huang Y J，Wong S H， Salmon J. Reliability and validity of themodified Chinese version of the Childrens Leisure ActivitiesStudy Survey （CLASS） questionnaire in assessing physical activity among Hong Kong children[J]. Pediatric Exercise Science，2009，21（3）：339-353.

[8]Zhao R. Immune regulation of osteoclast function in postmenopausal osteoporosis：a critical interdisciplinary perspective[J]. Int J Med Sci，2012，9（9）：825-832.

[9]JohnsonKJ，SpringerNM，BielinskyAK，etal.Developmen

tal origins of cancer[J].Cancer Res，2009，69（16）：6375-6377.

[10]AzadMB，MoyceBL，GuillemetteL，etal.Diabetes in pregnancy and lung healthinoffspring：developmentalorigins ofrespiratory disease[J].Paediatr Respir Rev，2017，21：19-26.

[11]FrostHM.Themechanostat：a proposed pathogenic mechanism of osteoporoses and the bone mass effect of mechanical and nonmechanical agents[J].Bone Miner，1987，2（2）：73-85.

[12]崔新雯，張一民，王彥桃，陳貽珊.影響絕經前女性骨密度的敏感因素探析[J]. 成都體育學院學報，2015，41（2）：106-109.

[13]Deere K， Sayers A， Rittweger J， et al. Habitual levels of high， but not moderate or low， impact activity are positively related to hip BMD and geometry：results form a population-based study of adolescents[J]. J Bone Miner Res， 2012， 27：1887-1895.

[14]Lanou AJ， Berkow SE & Barnard ND. Calcium， dairy products， and bone health in children and young adults： a reevaluation of the evidence. Pediatrics 2005 115 736–743. （https：//doi.org/10.1542/peds.2004-0548）

[15]Kerr DA，PapaliaS，MortonA，etal.Bone mass in young women is dependent on lean body mass [J].J Clin Densitom，2007，10：319-326.

[16]Wu S，LeiSF，ChenXD，etal.The contributions of lean tissue mass and fat mass to bone geometric adaptation at the femoral neck in Chinese overweight adults[J].Ann Hum Biol，2007，34：344-353.