基于DEXA的兒童青少年BMD與體格指標的現狀及其關系研究

唐正彥 劉靜民

（清華大學 北京 100084）

1、研究目的

骨密度（bone mineral density，BMD）即骨礦物質密度，為骨礦物質與體表面積的比值，是衡量骨骼強度和骨發育情況的重要指標。兒童青少年處于生長發育期，是一生中骨量積累的重要時期，這一時期的骨量和骨密度與骨折、骨質疏松風險息息相關。此外在生長發育期內，兒童青少年的體格指標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。從兒童青少年生長發育的長期趨勢來看，近20年來我國兒童青少年正在經歷生長水平提高、青春期提前的快速變化，這些變化對體格指標和骨密度的變化特征都有極為重要的影響。了解當下兒童青少年骨密度和體格指標的現狀及其變化之間的相關關系，對有針對性地對兒童青少年進行適時干預以提高其骨骼健康水平有重要意義，也為實現健康中國戰略目標打下了堅實基礎。本研究采用DEXA測定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體格指標，分析這三者的變化規律和相互關系。

2、研究對象與方法

2.1、研究對象

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

2.2、研究方法

測量方法、統計方法。

3、結果與分析

3.1、身高變化規律

對表1同一性別不同年齡段樣本之間進行獨立樣本t檢驗，結果發現男性身高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。

對表1同一年齡組不同性別樣本之間進行獨立樣本t檢驗，結果發現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。

根據以上結果發現男女生身高均出現增長趨勢。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歲開始身高出現加速增長，13歲出現增速最快的身高突增期，16歲左右增速放緩。女性從8歲開始身高出現加速增長，10歲-11歲出現增速最快的身高突增期，至14歲左右增速放緩。

3.2、體重變化規律

表2 體重隨年齡變化趨勢表

對表2同一性別不同年齡段樣本之間進行獨立樣本t檢驗，結果發現男性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。

對表2同一年齡組不同性別樣本之間進行獨立樣本t檢驗，結果發現男女之間7歲、13歲、17歲存在非常顯著性差異，16歲存在顯著性差異。

根據以上結果發現男女體重均出現增長趨勢。在10歲前差別不大，10歲后出現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的趨勢。

3.3、BMD變化規律

表3 BMD隨年齡變化趨勢表

對表3同一性別不同年齡段樣本之間進行獨立樣本t檢驗，結果發現男性12-13歲、15-16歲BMD有非常顯著性差異，13-14歲t檢驗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。

對表3同一年齡組不同性別樣本之間進行獨立樣本t檢驗，結果發現男女之間17歲存在非常顯著性差異，此外14歲時p=0.068，12歲時p=0.097，都接近于p〈0.05的水平。

根據以上結果發現男女生BMD均出現增長趨勢。在11歲前BMD差別不大，12歲開始女生高于男生，在16歲時出現第二次交叉，男生高于女生。男性14歲BMD增速加快，15歲左右出現突增期，女生12歲左右BMD出現突增期，15歲左右增速放緩。

3.4、BMD和體格指標的相關性

把BMD分別和身高、體重進行Pearson相關分析，結果BMD和身高體重均表現出強相關性（R〉0.8），結果均有非常顯著的統計學意義(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和BMD的重要因素，因此把年齡作為協變量，對BMD和身高、體重進行偏相關分析，結果所示，排除了年齡的影響后，BMD與身高呈弱相關關系（0.5〉R〉0.3），與體重呈中等相關關系（0.8〉R〉0.5）,結果均有非常顯著的統計學意義(p〈0.01)，說明從根本上來說BMD和體重的相關性更高。

盡管BMD和身高體重都存在著很高的相關性，說明身高越高、體重越重的人BMD會越大，但是把年齡作為協變量進行偏相關分析發現，BMD和體重的相關系數更高，而和身高僅僅是弱相關。

4、討論

4.1、BMD和體格指標的生長變化規律

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

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）

所以受環境影響更大。此外這也說明骨骼的發育早于肌肉脂肪的積累和內臟器官的發育。

BMD的變化趨勢和體重更為接近，男女11歲前差異不大，12歲和16歲出現“兩次交叉”，男女分別在14歲和12歲出現了突增期。身高主要由人體骨骼長度決定，在生長發育期早期下肢長骨發育加速和早期的身高突增聯系密切。但本實驗研究結果表明骨密度的增加稍滯后于骨長度的增加。盡管生長發育過程中的骨塑建不會降低骨量和骨強度，骺軟骨的骨化過程中軟骨含水量減少、骨礦物質增加可能對這一趨勢有一定的影響，具體的原因還需進行進一步研究。盡管原因尚不清楚，但是有研究發現骨量突增時間和骨折風險有相關關系，這也印證了本文的研究結果，當BMD增長的幅度低于骨骼長度增長幅度時，可能由于力臂的加長，骨骼更容易發生骨折，因此在身高突增期時兒童青少年應更注重鈣磷等營養補充以及運動的合理性與安全性。

4.2、BMD和體格指標的相關性分析

BMD和身高體重有較強的相關性，但是當去除了年齡因素后，發現BMD和身高相關性較弱，身高主要取決于身體下肢長骨、椎骨和顱骨的長度，而身高和BMD弱相關，說明骨骼長度和骨密度獲得的情況并不對等，根據身高評價骨骼發育情況是不恰當的。BMD和體重相關性更為密切。這也和前人研究的結論相一致，體重，特別是瘦體重對BMD有重要影響。可能是由于體重造成的應力刺激使BMD增加以達到足以支撐身體的強度，肌肉含量和肌力與BMD呈正相關，保持肌力有助于BMD的獲得和保持。但是除此之外，根據以上對BMD變化規律的分析，女性BMD在隨年齡變化中會出現突增期，而其體重并沒有出現突增期，所以除了體重或肌肉的應力刺激外，骨塑建過程中受到的遺傳因素的影響也不應被忽視。與骨發育相關的基因和局部調節因子對骨發育的調控起積極作用，并且主要是以負反饋調節的形式進行，但是這些調節作用具體啟動的時間還需進一步研究。

盡管大家公認肌肉量對BMD有積極的作用，但是對于肥胖人群來說，現有研究的結果還存在爭議。有研究認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慣和運動習慣造成的差異。因此在評價骨發育程度時，要結合體重或身體成分綜合考慮，從而得到更為全面準確的結論。

5、結論

5.1、兒童青少年BMD和體格指標存在規律性的變速增長，并且體現了生長發育的長期趨勢。

5.2、兒童青少年的BMD和體格指標的增加變化規律各不相同，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和體重相關性較高，和身高相關性較低。