沈陽漢族醫(yī)學生骨強度指數和體成分變化及相關性分析

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)學院公共衛(wèi)生學院，遼寧 沈陽 110034 2.沈陽醫(yī)學院體育教學部，遼寧 沈陽 110034

隨著人口老齡化，骨質疏松癥(osteoporosis, OP)和骨質疏松性骨折的發(fā)病率逐年持續(xù)上升[1]，由此給患者帶來的生存質量下降和巨額經濟負擔等問題[2]，已然使OP成為全球性的重大公共衛(wèi)生問題。骨強度指數(bone stiffness index，SI)主要用于衡量骨強度(綜合骨密度和骨質量兩方面特點)，該指標對骨結構變化敏感，能較全面地反映骨的生物力學特征，更有助于在兩性人群中進行OP篩查和骨質疏松性骨折的風險預測[3]。研究顯示，除了性別、民族及年齡等固定因素外，骨強度還與機體體成分的構成和分布密切相關[4-5]。因此，研究某特定人群的骨強度和體成分的變化特點及其相互關系，對該人群OP的預防及骨質疏松性骨折的危險評估均有現實意義。

作為成年人中的特殊群體，大學生的骨強度和體成分變化均有其自身的規(guī)律性[6-7]，而對醫(yī)學生來講，由于學制長、課程學習任務繁重、活動時間相對不足、生活作息不規(guī)律等原因，其骨強度和體成分又顯現出特殊性和復雜性。漢族是我國人口數最多的民族，占總人口數的九成以上，為此，本研究選取沈陽市漢族醫(yī)學生為研究對象，探討該人群SI和體成分指標的性別差異及年齡變化特點，并分析兩者間相關關系，為漢族醫(yī)學生的骨健康干預及OP預防提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 對象

選取來自沈陽市某醫(yī)學院校臨床醫(yī)學和預防醫(yī)學兩個主干專業(yè)、年齡范圍19～21歲的全體漢族醫(yī)學生為研究對象，問卷調查排除體力活動強度異常者，排除影響骨代謝的慢性疾病患者及長期服藥者。根據骨強度和體成分測定的實際參與情況，最終獲得有效樣本1 949例(男721例，女1 228例)。按照實際年齡進行分組，從19歲起，每1歲為1個年齡組，男、女生各3個年齡組。所有研究對象對研究方案均知情同意。

1.2 方法

1.2.1基礎調查：調查內容包括研究對象的一般情況、飲食習慣及營養(yǎng)狀況等。調查人員現場發(fā)放調查問卷，并詳細介紹填寫方法后，由研究對象填寫完成并現場回收。

1.2.2骨強度測定：采用Achilles Express超聲骨密度儀(GE公司，美國)測定右足跟骨骨強度。每次開機啟動后，經系統(tǒng)質量校驗通過，并預熱30 min以上方可進行測定。根據系統(tǒng)提示，輸入待檢測者的基礎信息，暴露右足，并在踝骨兩側及雙側檢測薄膜噴灑醫(yī)用酒精(75%)，腳踝固定器定位后，通過測試跟骨超聲聲速(m/s)和寬帶超聲頻率衰減(dB/MHz)，由系統(tǒng)經公式計算后自動獲得SI結果。

1.2.3體成分測定：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)測定體成分。每次開機啟動、軟件調試正常后，預熱30 min以上方可進行測定。研究對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。測試結束后，測試結果傳送至電腦進行數據處理。測試指標包括:體重、總水分、體質量指數(BMI)、體脂率、腰臀圍比、脂肪含量、骨質、蛋白質、肌肉量、瘦體重、骨骼肌含量、基礎代謝及水腫系數等。

1.3 統(tǒng)計學處理

2 結果

2.1 SI的年齡變化

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

表1 漢族醫(yī)學生骨強度指數的年齡變化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 體成分指標的年齡變化

表2中，總體來看，21歲年齡組各項指標中僅體脂率和腰臀圍比的結果，均顯著高于19歲年齡組(P<0.01)和20歲年齡組(P<0.05)。兩性結果顯示，各年齡組男生脂肪含量、體脂率及水腫系數均顯著低于同年齡組女生結果(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均顯著高于同年齡組女生結果(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歲年齡組的相應結果(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結果分別顯著低于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歲年齡組的基礎代謝均顯著低于19歲年齡組的相應結果(P<0.01)，此外，21歲年齡組的水腫系數也顯著低于20歲年齡組(P<0.05)。

2.3 SI與體成分各指標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行多元逐步回歸分析。結果顯示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，而脂肪含量與SI呈負相關，見表3。

表2 不同年齡漢族醫(yī)學生體成分指標比較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)學生體成分指標比較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)學生骨強度指數和體成分指標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 骨強度指數(SI)

SI可提供較全面的骨結構信息[8]，其大小由骨密度和骨質量兩方面共同決定，其中骨密度對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)現和篩選骨量異常個體[9]，并且作為判斷骨健康的綜合性指標。目前，SI已在OP臨床診斷、骨病治療和預后監(jiān)測及骨折風險評估等方面開展應用[10]。

骨代謝是由骨形成和骨吸收兩個過程共同參與完成的。當骨吸收作用超過骨形成，骨重建過程異常，即可導致骨量丟失，引發(fā)OP，致使骨折危險性增加[11]。人體骨骼發(fā)育規(guī)律顯示，個體自出生后骨量即開始逐漸增加，至18歲左右機體可獲得90%的峰值骨量[12]，30歲左右達到峰值[13]，隨后開始逐年下降。在人生的中末期，機體骨量主要取決于峰值骨量和骨量丟失率[14]。而青年時期峰值骨量增加10%，其步入老年時發(fā)生骨質疏松性骨折的風險將降低50%[15]。可見，最大限度地提高骨量有助于OP預防。大學生正處于骨量持續(xù)積累的重要時期，也是獲得峰值骨量的關鍵時期，此時期進一步優(yōu)化峰值骨量是降低成年期骨折風險的常用策略[11]，對終身骨骼健康意義重大。

本次研究結果顯示，漢族醫(yī)學男生各年齡組SI均分別高于女生，這與部分相關報道結果一致[4,6]；無論男生女生19歲年齡組SI最高，其中男生SI隨年齡增長逐漸下降，但差異并不顯著；女生SI在20歲時最低，21歲時略微升高，這些變化特點與其他學者研究結果并不一致[6-7]。分析其可能原因主要有三個方面，一是科學運動不足，適當的體育運動可使骨骼肌對其附著的骨骼產生反復牽拉作用，從而刺激骨形成、提高骨強度[16]，而專業(yè)特點決定醫(yī)學生學業(yè)任務繁重，隨著年齡增長，需要接受更多的專業(yè)知識內容，因此，醫(yī)學生戶外活動時間相對減少；二是營養(yǎng)狀況不良，大學生正處于骨量持續(xù)積累期，礦物質攝入充足是增加骨量的營養(yǎng)基礎，醫(yī)學生學習負擔重，在校生活節(jié)奏快、飲食不規(guī)律，而多數研究顯示[17-18]，我國大學生乳制品及鈣的攝入量普遍不足，這最終就導致骨礦化不充分；三是生活方式不健康，目前，高校學生吸煙和酗酒等現象較為普遍，在較高年級更為嚴重，而乙醇和煙草中的化合物可直接/間接干擾鈣吸收、引起內分泌紊亂及發(fā)揮細胞毒作用，影響機體骨代謝過程，骨重建失衡，骨密度降低[19]。總之，總體來看，漢族醫(yī)學生骨強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

人體體成分是機體組織器官中各種成分的構成，構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體體質健康程度，一旦體成分構成異常，會使機體持續(xù)處于亞健康狀態(tài)，并可誘發(fā)OP、營養(yǎng)失衡等多種慢性疾病。除了遺傳、性別、年齡等因素外，生活方式及營養(yǎng)狀況均與人體體成分構成密切相關。

本研究顯示，漢族醫(yī)學男生體重、總水分、BMI、腰臀圍比、骨質、蛋白質、肌肉量、瘦體重、骨骼肌含量及基礎代謝等指標均高于同年齡組女生；而體脂率、脂肪含量及水腫系數均低于同年齡組女生。這與回族大學生體成分兩性差異結果較為一致[20]。此現象主要與兩性生理特點有關：女生進入青春期后體內雌激素含量增加，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，從而促進機體非脂肪組織含量增加[21]。此外，體成分年齡變化特點顯示，漢族醫(yī)學男生體重、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，學習任務繁重、活動時間相對不足、生活作息不規(guī)律均可引起體成分構成發(fā)生變化；其二，女生部分指標出現下降，可能是由于受社會及心理因素影響，女性更注重良好體型給自身帶來的優(yōu)越感，因此節(jié)食、偏食等不良飲食習慣也會導致部分體成分改變；其三，除了學業(yè)原因，絕大多數年齡21歲的學生正處于大三階段，此時已不再接受體育教學課程，戶外活動時間進一步減少，這也似乎解釋了，為什么從總體角度分析漢族醫(yī)學生的體脂率和腰臀圍比在21歲時顯著增高。

3.3 SI與體成分關系

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兩部分，而骨骼肌含量在肌肉量中占有較大比例。當前，多數研究均已報道[4-5,22]，體重/BMI、骨骼肌含量與骨強度關系密切，屬維護骨健康的保護性因素。本研究支持上述結果，顯示沈陽漢族醫(yī)學生SI與BMI、骨骼肌含量呈正相關。BMI是目前國際上用于衡量人體胖瘦程度的一個通用指標，由于兼顧了體重和身高兩個因素，BMI更具科學性。由此，高BMI所帶來的重力負荷及骨骼肌牽拉作用產生的機械應力均可刺激骨形成[4]，對骨強度產生正向調節(jié)作用[5]。此外，本研究中沈陽漢族醫(yī)學生SI與脂肪含量呈負相關，關于兩者之間的關系，盡管當前部分研究顯示了相互矛盾的結果，但越來越多的證據表明[23-25]，過多的脂肪，特別是腹部脂肪，可產生炎性細胞因子，從而刺激骨吸收同時降低骨強度。因此，本結果提示，漢族醫(yī)學生可通過合理膳食和適量運動等健康的生活方式，減少機體脂肪含量，同時提高骨骼肌含量，這將是漢族醫(yī)學生增加骨強度、預防OP和骨質疏松性骨折，維持骨健康的有效途徑。