邵俊杰　盧偉華（同濟大學體育教學部 上海 200092）

中學生超聲骨密度與運動生活相關性研究①

邵俊杰盧偉華*
（同濟大學體育教學部 上海 200092）

摘 要：本研究采用超聲波骨密度（SOS）測定法，選取955名11～13歲中學生進行現(xiàn)狀測試與調查，對運動生活習慣與骨密度的相關性進行研究。結果表明：11～13歲中學生骨密度整體處于上升；而13歲男生沒有提高，且此階段骨密度與足長呈現(xiàn)負相關；青少年時期注意飲食乳制品及補充鈣習慣助于提高骨密度；體育運動中跳躍運動、力量運動和短跑運動及耐力跑運動對男生骨密度具有顯著性影響，而跳躍運動與短跑運動對于男女生骨密度具有影響；骨折傷病由很多種情況造成，單從骨密度高低來判斷對骨折傷病的影響只能作為其重要依據(jù)。關鍵詞：骨密度 中學生 運動 骨折

骨密度與骨量是評定骨骼健康的重要指標，是延緩和預防中老年人骨質疏松癥狀具有重要意義。隨著老齡化時代逐步加快，人們對于身體健康越來越重視，對于骨密度的關注也越來越高。人體骨量受遺傳與環(huán)境因素共同影響，流行病學和雙生子研究提出遺傳因素是峰值骨量的決定因素；環(huán)境因素主要包括飲食營養(yǎng)、生活習慣、身體成分、運動等，其中運動對最大峰值骨量的影響大約占20%～40%，各種因素中運動尤為重要［1］。骨密度的骨含量儲存高峰期是在青少年時期，青少年時期應當增強對骨密度儲存的保護及定期的測量，做好發(fā)生骨質疏松癥狀的盡早干預。本研究采用超聲波骨密度（SOS）測定法，通過對11～13歲中學生進行測試與調查，分析骨密度與飲食習慣及補鈣、運動的關系，了解中學生男女骨密度的現(xiàn)狀，找出改善各年齡階段中學生骨密度的方法。

1　研究對象方法

1.1研究對象

本研究于2013年5月～8月，針對上海市某中學11～13歲中學生55位男女同學進行了骨密度測量（見表1），以及飲食及補鈣情況和運動相關性的調查。采用日本古野電器株式會社生產的CM-100超聲波骨密度測定儀，并根據(jù)測試對象的足長情況，加附適合的測定板，測定研究對象的右足踵骨的SOS值。為了使獲取的測試數(shù)據(jù)具有可比性，均采用室內測試，室溫控制在20℃～30℃之間，且在學生安靜狀態(tài)進行測定。

1.2研究方法

對各年齡階段中學生的身高、體重、足長、運動項目成績、骨密度進行測量，并通過問卷調查了解其生活方式及運動習慣，探討各因素相關性。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)利用SPSS17.0統(tǒng)計軟件處理，及進行T檢驗方法，顯著性水平為0.05。

2　結果

2.111～13歲中學生骨密度現(xiàn)狀

表2中可以看出各年齡階段身體形態(tài)及足長都隨著年齡階段增加具有顯著性差異（P＜0.05～0.001），11～13歲處于青少年時期身體發(fā)育的高峰期，同樣骨密度也隨著增加。初中到高中期，無論男女骨密度都在增加，幾乎達到與成年人相同的值［2］。男生11～13歲各年齡階段中11歲至12歲SOS值有顯著性差異P＜0.001，且12歲與13歲年齡階段SOS值無顯著性差異。女生在11～13歲各年齡階段都有顯著差異（P＜0.05～0.01）。11～12歲骨密度與足長呈現(xiàn)顯著性（P＜0.05～0.01），而13歲男生年齡階段無顯著性差異。

2.211～13歲飲食奶制品及補鈣現(xiàn)狀

根據(jù)表3數(shù)據(jù)顯示：經(jīng)常喝乳制品的中學生SOS值顯著高于不喝乳制品的中學生（P＜0.05～0.01），但是只有女生在13歲時不喝乳制品人群的高于喝乳制品的人群，也可能因為女生在13歲骨密度發(fā)育到達高峰期其個體在發(fā)育期具有差異也只能作為參考，但總體喝乳制品人群SOS值高于不喝人群。而補鈣情況調查得知，經(jīng)常補鈣人群SOS值高于不經(jīng)常補鈣的人群SOS值具有顯著性差異（P ＜0.05～0.001）。

表1　11～13歲中學生超聲骨密度測試人數(shù)統(tǒng)計表

表2　11～13歲中學生身體形態(tài)測試結果

2.311～13歲中學生運動項目與骨密度的相關性

人體運動是影響骨密度的主要因素，選擇運動方式、運動種類，控制運動負荷、運動時間等對于骨密度的生長及提高都有不同的影響［3］，但在男女性PBM（峰值骨量）形成之前，青少年時期的運動是和男女性BMD呈顯著正相關的，青少年時期活動量的大小對于PBM（峰值骨量）的形成起到較為重要的作用。表4中跳躍型、短跑型、力量型及耐力型運動對于男生骨密度具有顯著性相關（P＜0. 05～0.001），且女生只有跳躍型及短跑型項目與骨密度具有顯著性相關（P＜0.05～0.01），只有跳躍型運動及短跑型運動項目對于男女生都具有顯著性影響。

表3　11～13歲中學生飲食乳制品及補鈣超情況統(tǒng)計

表4　中學生運動與骨密度相關系數(shù)統(tǒng)計表

表5　11～13歲中學生骨折人群與無骨折人群統(tǒng)計表

2.411～13歲中學生骨折人群與骨密度的關系

骨折是指骨結構的連續(xù)性完全或部分斷裂，多見于兒童及老年人。骨質疏松導致老年人的骨密度下降，從而引起骨折的現(xiàn)象。通過表5可以看出11～13歲男生骨折比例為15%，于女生相比男生11歲與13歲年齡階段的骨折發(fā)生率較高，11～13歲女生骨折比例為8.3%骨折發(fā)生率屬于正常水平。而11～13歲女生與11～12歲男生有骨折的學生人群骨密度顯著低于無骨折人群（P＜0.05～0.001）具有顯著性差異，但11歲與13男生骨折人群骨密度高于無骨折人群無顯著性差異。

3　分析

3.1身體形態(tài)與骨密度關系

人體的體重主要是由骨骼與肌肉及脂肪三部分組成。骨生物力學觀察發(fā)現(xiàn)，骨的塑建明顯地受到附于骨的肌肉及作用力的影響，表明骨量與身體成分存在內在的相互關系［4］。有研究指出骨密度與體重、身高、體質指數(shù)（BMI）呈正相關，也都反映了承重對骨骼有良好的刺激作用［5］。本研究對11～13歲中學生各階段身體形態(tài)及SOS測試統(tǒng)計結果，可以發(fā)現(xiàn)從11～13歲各階段男女生隨著年齡增長，女生整體骨密度SOS值都處于顯著性上升態(tài)勢。男生骨密度SOS值在11歲與12歲顯著上升，男生12～13歲階段相比女生同年齡階段骨密度的發(fā)展起伏較大，其身體形態(tài)都是處于快速增加具有顯著性差異，可以看出此階段屬于身體形態(tài)及SOS值都處于快速增長時期，從整體水平看男生與女生都處于逐步增長狀態(tài)，骨密度也隨著年齡階段的增加得到不斷提高，男女均出現(xiàn)2次骨密度增長突增期（年增長顯著加快）女孩出現(xiàn)在11歲和14歲時，男孩出現(xiàn)在12歲和15歲時［6］。

同樣骨密度增加最快的階段通常是兒童期和青春期早期，在青春發(fā)育期結束時可能已達到了峰值骨量。兒童青少年時期峰值骨量增10%，可使骨質疏松性骨折的發(fā)病危險性降低50%［7］。本研究從身體形態(tài)來看11～12歲男生在這個階段身高和體重、足長及骨密度增長速度較快（P＜0.001），男生在12～13歲階段身體形態(tài)也有小幅增加，骨密度小幅降低且無顯著性差異。男生在12～13歲這個階段骨密度的起伏無影響足長增加。骨密度與足長呈現(xiàn)為負相關，11～12歲年齡階段女生身高及體重增長最快（P＜0.01），而12～13歲年齡階段女生身體形態(tài)有小幅增加無差，1，女生整體骨密度與足長相關系數(shù)都處于顯著相關逐步增加（R＜0.05）；說明11～13歲年齡階段是青少年時期是生長發(fā)育的快速階段，而12～13歲年齡階段出現(xiàn)較大起伏，足長與身高增長幅度較大與骨密度呈現(xiàn)負相關，且在快速度增幅期中骨密度降低現(xiàn)象發(fā)生，可能是生長期中出現(xiàn)短暫停滯現(xiàn)象的原因。有研究認為女孩在14歲以前其骨密度年增長較快，男孩在16歲以前其骨密度年增長較快，其后男女孩的骨密度年增長均不明顯，隨著年齡的增長其骨密度仍呈緩慢上升趨勢［4］。11～12歲中學生年齡階段是骨密度處于快速發(fā)展階段，同時男女生在12～13歲年齡階段身體形態(tài)增長幅度較小，骨密度與足長呈現(xiàn)負相關，骨密度值出現(xiàn)短暫停滯現(xiàn)象，提示因注意這個階段骨密度與身體形態(tài)的均衡發(fā)展，應增加營養(yǎng)及日常生活中加強體育鍛煉來提高骨密度水平。

3.2飲食奶制品及補鈣與骨密度關系

根據(jù)2011年“中國居民營養(yǎng)與健康”調查報告顯示，目前中國人鈣缺乏狀況仍然很嚴重，居民鈣的日攝入量為412.8mg，僅相當于推薦攝入量的52%。尤其是兒童青少年時期時正是補鈣的黃金時期。人體骨骼中的鈣，就像儲蓄，一般情況下，90%的骨量累積在20歲之前完成，而只有10%在20～30歲之間完成，并在30歲左右達到峰值。本研究調查結果得知平時經(jīng)常飲食乳制品人群SOS值比不常飲食乳制品的人群要高，而經(jīng)常補鈣的人群SOS值也明顯高于不常補鈣的人群。這說明在平時生活中在需要適當?shù)娘嬍橙橹破芳把a充鈣，對于提高骨密度有重要的意義，特別在11～13歲時期青少年處于骨密度增長的快速期，應提醒家長與學校加強運動鍛煉及重視學生的鈣營養(yǎng)攝入，加強對骨骼健康的重視程度。在骨骼達到骨密度峰值之前，骨代謝非常旺盛，攝入的鈣會很快的被吸收進入骨骼中沉淀，骨骼生成迅速，骨鈣含量高，骨骼最為強壯。據(jù)相關研究調查發(fā)現(xiàn)，兒童時期的牛奶攝入水平及保持飲用牛奶的習慣與以后的骨密度成正相關，有助于增加骨密度及獲得更高的骨峰值［8］。Johnston等的雙胞胎研究表明兒童補鈣對骨密度的增加有明顯的作用，但青春期補鈣不如前者明顯，因此補鈣最好在兒童青少年時期［9］。

為達到提高骨礦含量和骨密度的目的，補鈣應主要針對鈣攝入量長期較低的兒童青少年。同時有些研究還發(fā)現(xiàn)停止補鈣后，骨密度不再繼續(xù)增加，因此有必要進一步研究兒童青少年期高鈣攝入是否對骨密度產生長期的影響。本研究結果顯示11～12歲男女生骨密度增幅最快（P＜0.01～0.001），而12～13歲階段女生增幅小于前一階段，反觀男生這個階段有小幅起伏無顯著差異。說明11～12歲骨密度增幅處于快速增加，12～13歲階段骨密度出現(xiàn)起伏現(xiàn)象，這可能是前一階段鈣的攝入突然讓骨密度快速的增加，后一階段隨著身體的逐步適應增幅有所減小。有研究報道Bonjour等［10］繼續(xù)進行了停止補鈣三年半后的跟蹤調查研究。他們最新報道的結果發(fā)現(xiàn)，補鈣組與對照組之間差別仍然非常顯著，可能是兒童時期的補鈣改變了骨的生長軌跡，導致了骨密度一個長期穩(wěn)定的提高。同時也有研究指出，兒童時期的補鈣突然停止后，而之前的補鈣對骨的有益作用將會慢慢消失，而青少年時期良好的維生素D營養(yǎng)狀況對達到最佳峰值骨量具有重要作用［11］。應注意青少年階段注意鈣的攝入，補鈣是長期持續(xù)的過程，更應該長期保持鈣的攝入。同樣磷的缺乏和過量都會對骨骼健康產生不良影響，維生素K不能增加骨量，但能改善骨質及骨的微細結構，增加骨強度，從而有預防骨折的作用。大量攝入鉀可降低尿鈣的排出，并增加鈣的重吸收，從而提高骨密度。而高鈉飲食可通過增加鈣的排泄，從而對鈣平衡產生負面影響。高蛋白質攝入且沒有額外補充鈣時，會引起體內鈣的丟失。最近一項以年輕女孩為受試者的研究發(fā)現(xiàn)增加水果和蔬菜的攝入量可提高骨礦含量，這可能與蔬菜水果中富含包括鉀在內的多種維生素礦物質有關。New等［12］通過對多種營養(yǎng)因素對骨密度影響的對照發(fā)現(xiàn)，有多數(shù)在兒童時期吃較多的水果的婦女的骨密度具有顯著提高，這可能與提高了鉀、鎂、纖維素、維生素C等有關。這也看出兒童青少年時期骨密度快速發(fā)展起伏期，需要適量的進行補鈣及乳制品的攝入對于提高骨密度有重大意義。

3.3運動與骨密度關系

運動是促進骨密度的增加及其維持正常水平有著密切的聯(lián)系，其中力量型項目和運動負荷對骨產生的應力負荷是影響骨量的變化起到了重要作用。肌肉是直接附著于骨上的，通過肌肉牽拉能對骨產生影響，肌肉量和肌肉強度都與骨量呈正相關，肌肉量多和肌肉強度大的人在肌肉收縮時，可對骨產生大的應力，刺激骨的形成［13］。本研究結果顯示主要影響青少年骨密度的運動主要為跳躍型運動、力量型運動、短跑運動及耐力跑運動。

跳躍型運動測試中立定跳遠成績不同的12歲男生及女生之間骨密度P＜0.01存在著顯著性差異，中學生的骨密度隨著立定跳遠成績的提高而升高。較多研究證明，青少年整個青春發(fā)育過程中，反映下肢力量的跳躍能力指標，包括垂直縱跳連續(xù)縱跳高度、連續(xù)縱跳能力指數(shù)等與BMD均呈顯著正相關，這種相關度在運動組與非運動組之間存在顯著差異性，提示下肢力量強的人BMD值高［14］。本研究男生跳繩成績與骨密度成高度正相關（P＜0.01），而12歲女生跳繩與骨密度無差異（P＞0.05）。Pettersson等對比了跳繩組和足球組對SOS值的影響差異，發(fā)現(xiàn)兩組SOS值顯著高于對照組， 而且發(fā)現(xiàn)跳繩組比足球組有更顯著提高的全身骨密度、腰椎骨密度、橈骨骨密度［15］。在跳躍型項目中跳繩項目，對于女生骨密度的沒有統(tǒng)計學意義，女生多數(shù)從小就喜歡這項運動項目，單從跳繩的成績來評估對于骨密度的影響較為欠妥，跳躍型運動對于骨密度的提高是具有顯著相關，而跳躍的成績是對于骨密度的提高是無法估量的。這項運動對于這個年齡段女生骨密度無影響，而骨密度處于增長狀態(tài)，且只能作為參考。

力量型運動測試調查得知男生側向推實心球和仰臥起坐成績與骨密度有顯著性差異P＜0.01，13歲女生骨密度與側向推實心球、仰臥起坐沒有顯著差異P＞0.05。男生仰臥起坐成績不同與骨密度之間P＜0.01與骨密度有顯著差異，而女生仰臥坐起成績與骨密度P＞0.05無差異。Snow-Harter等［16］對20歲左右的女子以強度為一個肌肉最大負荷的70%～85%進行力量練習，3次/周，8個月后腰椎的骨密度增加1.2%。這就提示平時我們應該多加強練習學生的力量能力，這將促進其骨密度的升高。對于女生力量型負重項目要求的特殊性，更多女生不太愿意參與這些項目，是造成此項運動與女中學生無相關性的主要原因，同樣影響骨密度增加的運動有很多，也不一定單局限于一個項目。

短跑運動及耐力跑運動測試中發(fā)現(xiàn)，男生耐力跑成績不同與骨密度呈現(xiàn)負相關（P＜0.01），12～13歲女生骨密度與耐力跑的成績沒有顯著差異P＞0.05，而50米×8往返跑成績不同的男生、女生之間骨密度呈現(xiàn)高度正相關（P＜0.05）具有顯著性差異。Lehtonen-Veroman等［17］進行了對51名體操運動員、50名跑步運動員和54名一般兒童少年為對照組的長達1年的隊列研究，發(fā)現(xiàn)體操運動員的骨密度增加量最大，但相對于一般青少年組都有顯著性差異。賈曉凡等［18］對北京市的11.08～15.17歲共117名中學生進行超重組和正常組分組每天進行1小時有氧運動，進行10周干預，發(fā)現(xiàn)骨密度增加與機體肌肉質量呈正相關，與脂肪比率無明顯關系。有效的飲食和運動干預均可減輕體重和脂肪比率，運動可促進骨密度增加。對超重青少年應積極進行包括有氧運動在內的生活方式干預。王曉紅等［19］研究表明，舉重運動項目具有增加男性青少年前臂骨密度值。這也說明直接承重部位由于運動負荷及負重的作用可以增加骨密度。

力量型運動、耐力跑運動、短跑運動及跳躍型運動都能提高骨密度的增加，而力量型運動及耐力跑運動適合于男生，提示應在平時運動中適當加入耐力跑結合力量型運動。同樣女生也應該積極參加耐力跑與跳躍運動，養(yǎng)成良好運動習慣對于骨密度提高起重大作用。

3.4骨折與骨密度關系

目前，骨質疏松癥狀的出現(xiàn)對于骨折傷病的情況較多，本研究針對于骨折與骨密度的關系進行調查，結果顯示11～13歲中學生無骨折人群骨密度明顯高于骨折人群，為了防止骨密度流失應在日常生活重視骨折傷病。林華等［20］對兩組患者年齡、身高及體重無明顯差異的情況下，骨折組患者的各部位骨密度值明顯低于非骨折組，T檢驗顯示有統(tǒng)計學意義；同時研究結果顯示骨折組患者的骨質疏松癥的患病率明顯高于非骨折組。朱國英等［21］用脛骨超聲測試顯示，SOS的測量的數(shù)值可用于骨質疏松性骨折的危險測試及預測，研究證明SOS值越低，骨折的發(fā)生幾率也就更大。有同樣研究得出骨折組比非骨折組骨密度低，從骨密度高低判斷欠佳只能作為一個重要依據(jù)［22］。中學生發(fā)生骨折傷病是多種多樣的，要預防骨折的發(fā)生，首先要改善骨密度的現(xiàn)狀，加強青少年時期運動及骨骼健康安全教育，其次學校與學生要重視運動安全教育，防止運動傷害事故的發(fā)生。

4　結語

（1）中學生11～13歲處于身體形態(tài)及骨密度快速發(fā)展期，女生整體增幅平穩(wěn)，男生12～13歲骨密度增幅有所下降，但無顯著性差異，該階段身體形態(tài)增長速度較快，提示該階段需多補充飲食乳制品及補充鈣來促進骨密度快速增長。

（2）跳繩、仰臥起坐、短跑與耐力跑對于青少年男生有效提高骨密度具有顯著性影響，跳繩及短跑對于女生提高骨密度具有顯著性影響，提示中學生日常生活中應當增加跳躍運動、力量運動、耐力跑運動及短跑運動來提高骨密度。

（3）骨折人群相比非骨折人群骨密度偏低，骨折傷病是由很多情況造成的。提示應當加強運動安全教育來預防骨折發(fā)生，單從骨密度高低來判斷骨折發(fā)生幾率欠妥。

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中圖分類號：G804.2

文獻標識碼：A

文章編號：2095-2813（2015）05（c）-0011-04

作者簡介：①邵俊杰（1992，3—），男，漢族，江西新余人，碩士，研究方向：運動人體科學。

通訊作者：盧偉華（1965—），男，漢族，浙江人，碩士，副教授，研究方向：體育教學、運動與健康方向。