中学生超声骨密度与运动生活相关性研究①

邵俊杰　卢伟华（同济大学体育教学部 上海 200092）

中学生超声骨密度与运动生活相关性研究①

邵俊杰卢伟华*
（同济大学体育教学部 上海 200092）

摘 要：本研究采用超声波骨密度（SOS）测定法，选取955名11～13岁中学生进行现状测试与调查，对运动生活习惯与骨密度的相关性进行研究。结果表明：11～13岁中学生骨密度整体处于上升；而13岁男生没有提高，且此阶段骨密度与足长呈现负相关；青少年时期注意饮食乳制品及补充钙习惯助于提高骨密度；体育运动中跳跃运动、力量运动和短跑运动及耐力跑运动对男生骨密度具有显著性影响，而跳跃运动与短跑运动对于男女生骨密度具有影响；骨折伤病由很多种情况造成，单从骨密度高低来判断对骨折伤病的影响只能作为其重要依据。关键词：骨密度 中学生 运动 骨折

骨密度与骨量是评定骨骼健康的重要指标，是延缓和预防中老年人骨质疏松症状具有重要意义。随着老龄化时代逐步加快，人们对于身体健康越来越重视，对于骨密度的关注也越来越高。人体骨量受遗传与环境因素共同影响，流行病学和双生子研究提出遗传因素是峰值骨量的决定因素；环境因素主要包括饮食营养、生活习惯、身体成分、运动等，其中运动对最大峰值骨量的影响大约占20%～40%，各种因素中运动尤为重要［1］。骨密度的骨含量储存高峰期是在青少年时期，青少年时期应当增强对骨密度储存的保护及定期的测量，做好发生骨质疏松症状的尽早干预。本研究采用超声波骨密度（SOS）测定法，通过对11～13岁中学生进行测试与调查，分析骨密度与饮食习惯及补钙、运动的关系，了解中学生男女骨密度的现状，找出改善各年龄阶段中学生骨密度的方法。

1　研究对象方法

1.1研究对象

本研究于2013年5月～8月，针对上海市某中学11～13岁中学生55位男女同学进行了骨密度测量（见表1），以及饮食及补钙情况和运动相关性的调查。采用日本古野电器株式会社生产的CM-100超声波骨密度测定仪，并根据测试对象的足长情况，加附适合的测定板，测定研究对象的右足踵骨的SOS值。为了使获取的测试数据具有可比性，均采用室内测试，室温控制在20℃～30℃之间，且在学生安静状态进行测定。

1.2研究方法

对各年龄阶段中学生的身高、体重、足长、运动项目成绩、骨密度进行测量，并通过问卷调查了解其生活方式及运动习惯，探讨各因素相关性。

1.3数据统计

数据利用SPSS17.0统计软件处理，及进行T检验方法，显著性水平为0.05。

2　结果

2.111～13岁中学生骨密度现状

表2中可以看出各年龄阶段身体形态及足长都随着年龄阶段增加具有显著性差异（P＜0.05～0.001），11～13岁处于青少年时期身体发育的高峰期，同样骨密度也随着增加。初中到高中期，无论男女骨密度都在增加，几乎达到与成年人相同的值［2］。男生11～13岁各年龄阶段中11岁至12岁SOS值有显著性差异P＜0.001，且12岁与13岁年龄阶段SOS值无显著性差异。女生在11～13岁各年龄阶段都有显著差异（P＜0.05～0.01）。11～12岁骨密度与足长呈现显著性（P＜0.05～0.01），而13岁男生年龄阶段无显著性差异。

2.211～13岁饮食奶制品及补钙现状

根据表3数据显示：经常喝乳制品的中学生SOS值显著高于不喝乳制品的中学生（P＜0.05～0.01），但是只有女生在13岁时不喝乳制品人群的高于喝乳制品的人群，也可能因为女生在13岁骨密度发育到达高峰期其个体在发育期具有差异也只能作为参考，但总体喝乳制品人群SOS值高于不喝人群。而补钙情况调查得知，经常补钙人群SOS值高于不经常补钙的人群SOS值具有显著性差异（P ＜0.05～0.001）。

表1　11～13岁中学生超声骨密度测试人数统计表

表2　11～13岁中学生身体形态测试结果

2.311～13岁中学生运动项目与骨密度的相关性

人体运动是影响骨密度的主要因素，选择运动方式、运动种类，控制运动负荷、运动时间等对于骨密度的生长及提高都有不同的影响［3］，但在男女性PBM（峰值骨量）形成之前，青少年时期的运动是和男女性BMD呈显著正相关的，青少年时期活动量的大小对于PBM（峰值骨量）的形成起到较为重要的作用。表4中跳跃型、短跑型、力量型及耐力型运动对于男生骨密度具有显著性相关（P＜0. 05～0.001），且女生只有跳跃型及短跑型项目与骨密度具有显著性相关（P＜0.05～0.01），只有跳跃型运动及短跑型运动项目对于男女生都具有显著性影响。

表3　11～13岁中学生饮食乳制品及补钙超情况统计

表4　中学生运动与骨密度相关系数统计表

表5　11～13岁中学生骨折人群与无骨折人群统计表

2.411～13岁中学生骨折人群与骨密度的关系

骨折是指骨结构的连续性完全或部分断裂，多见于儿童及老年人。骨质疏松导致老年人的骨密度下降，从而引起骨折的现象。通过表5可以看出11～13岁男生骨折比例为15%，于女生相比男生11岁与13岁年龄阶段的骨折发生率较高，11～13岁女生骨折比例为8.3%骨折发生率属于正常水平。而11～13岁女生与11～12岁男生有骨折的学生人群骨密度显著低于无骨折人群（P＜0.05～0.001）具有显著性差异，但11岁与13男生骨折人群骨密度高于无骨折人群无显著性差异。

3　分析

3.1身体形态与骨密度关系

人体的体重主要是由骨骼与肌肉及脂肪三部分组成。骨生物力学观察发现，骨的塑建明显地受到附于骨的肌肉及作用力的影响，表明骨量与身体成分存在内在的相互关系［4］。有研究指出骨密度与体重、身高、体质指数（BMI）呈正相关，也都反映了承重对骨骼有良好的刺激作用［5］。本研究对11～13岁中学生各阶段身体形态及SOS测试统计结果，可以发现从11～13岁各阶段男女生随着年龄增长，女生整体骨密度SOS值都处于显著性上升态势。男生骨密度SOS值在11岁与12岁显著上升，男生12～13岁阶段相比女生同年龄阶段骨密度的发展起伏较大，其身体形态都是处于快速增加具有显著性差异，可以看出此阶段属于身体形态及SOS值都处于快速增长时期，从整体水平看男生与女生都处于逐步增长状态，骨密度也随着年龄阶段的增加得到不断提高，男女均出现2次骨密度增长突增期（年增长显著加快）女孩出现在11岁和14岁时，男孩出现在12岁和15岁时［6］。

同样骨密度增加最快的阶段通常是儿童期和青春期早期，在青春发育期结束时可能已达到了峰值骨量。儿童青少年时期峰值骨量增10%，可使骨质疏松性骨折的发病危险性降低50%［7］。本研究从身体形态来看11～12岁男生在这个阶段身高和体重、足长及骨密度增长速度较快（P＜0.001），男生在12～13岁阶段身体形态也有小幅增加，骨密度小幅降低且无显著性差异。男生在12～13岁这个阶段骨密度的起伏无影响足长增加。骨密度与足长呈现为负相关，11～12岁年龄阶段女生身高及体重增长最快（P＜0.01），而12～13岁年龄阶段女生身体形态有小幅增加无差，1，女生整体骨密度与足长相关系数都处于显著相关逐步增加（R＜0.05）；说明11～13岁年龄阶段是青少年时期是生长发育的快速阶段，而12～13岁年龄阶段出现较大起伏，足长与身高增长幅度较大与骨密度呈现负相关，且在快速度增幅期中骨密度降低现象发生，可能是生长期中出现短暂停滞现象的原因。有研究认为女孩在14岁以前其骨密度年增长较快，男孩在16岁以前其骨密度年增长较快，其后男女孩的骨密度年增长均不明显，随着年龄的增长其骨密度仍呈缓慢上升趋势［4］。11～12岁中学生年龄阶段是骨密度处于快速发展阶段，同时男女生在12～13岁年龄阶段身体形态增长幅度较小，骨密度与足长呈现负相关，骨密度值出现短暂停滞现象，提示因注意这个阶段骨密度与身体形态的均衡发展，应增加营养及日常生活中加强体育锻炼来提高骨密度水平。

3.2饮食奶制品及补钙与骨密度关系

根据2011年“中国居民营养与健康”调查报告显示，目前中国人钙缺乏状况仍然很严重，居民钙的日摄入量为412.8mg，仅相当于推荐摄入量的52%。尤其是儿童青少年时期时正是补钙的黄金时期。人体骨骼中的钙，就像储蓄，一般情况下，90%的骨量累积在20岁之前完成，而只有10%在20～30岁之间完成，并在30岁左右达到峰值。本研究调查结果得知平时经常饮食乳制品人群SOS值比不常饮食乳制品的人群要高，而经常补钙的人群SOS值也明显高于不常补钙的人群。这说明在平时生活中在需要适当的饮食乳制品及补充钙，对于提高骨密度有重要的意义，特别在11～13岁时期青少年处于骨密度增长的快速期，应提醒家长与学校加强运动锻炼及重视学生的钙营养摄入，加强对骨骼健康的重视程度。在骨骼达到骨密度峰值之前，骨代谢非常旺盛，摄入的钙会很快的被吸收进入骨骼中沉淀，骨骼生成迅速，骨钙含量高，骨骼最为强壮。据相关研究调查发现，儿童时期的牛奶摄入水平及保持饮用牛奶的习惯与以后的骨密度成正相关，有助于增加骨密度及获得更高的骨峰值［8］。Johnston等的双胞胎研究表明儿童补钙对骨密度的增加有明显的作用，但青春期补钙不如前者明显，因此补钙最好在儿童青少年时期［9］。

为达到提高骨矿含量和骨密度的目的，补钙应主要针对钙摄入量长期较低的儿童青少年。同时有些研究还发现停止补钙后，骨密度不再继续增加，因此有必要进一步研究儿童青少年期高钙摄入是否对骨密度产生长期的影响。本研究结果显示11～12岁男女生骨密度增幅最快（P＜0.01～0.001），而12～13岁阶段女生增幅小于前一阶段，反观男生这个阶段有小幅起伏无显著差异。说明11～12岁骨密度增幅处于快速增加，12～13岁阶段骨密度出现起伏现象，这可能是前一阶段钙的摄入突然让骨密度快速的增加，后一阶段随着身体的逐步适应增幅有所减小。有研究报道Bonjour等［10］继续进行了停止补钙三年半后的跟踪调查研究。他们最新报道的结果发现，补钙组与对照组之间差别仍然非常显著，可能是儿童时期的补钙改变了骨的生长轨迹，导致了骨密度一个长期稳定的提高。同时也有研究指出，儿童时期的补钙突然停止后，而之前的补钙对骨的有益作用将会慢慢消失，而青少年时期良好的维生素D营养状况对达到最佳峰值骨量具有重要作用［11］。应注意青少年阶段注意钙的摄入，补钙是长期持续的过程，更应该长期保持钙的摄入。同样磷的缺乏和过量都会对骨骼健康产生不良影响，维生素K不能增加骨量，但能改善骨质及骨的微细结构，增加骨强度，从而有预防骨折的作用。大量摄入钾可降低尿钙的排出，并增加钙的重吸收，从而提高骨密度。而高钠饮食可通过增加钙的排泄，从而对钙平衡产生负面影响。高蛋白质摄入且没有额外补充钙时，会引起体内钙的丢失。最近一项以年轻女孩为受试者的研究发现增加水果和蔬菜的摄入量可提高骨矿含量，这可能与蔬菜水果中富含包括钾在内的多种维生素矿物质有关。New等［12］通过对多种营养因素对骨密度影响的对照发现，有多数在儿童时期吃较多的水果的妇女的骨密度具有显著提高，这可能与提高了钾、镁、纤维素、维生素C等有关。这也看出儿童青少年时期骨密度快速发展起伏期，需要适量的进行补钙及乳制品的摄入对于提高骨密度有重大意义。

3.3运动与骨密度关系

运动是促进骨密度的增加及其维持正常水平有着密切的联系，其中力量型项目和运动负荷对骨产生的应力负荷是影响骨量的变化起到了重要作用。肌肉是直接附着于骨上的，通过肌肉牵拉能对骨产生影响，肌肉量和肌肉强度都与骨量呈正相关，肌肉量多和肌肉强度大的人在肌肉收缩时，可对骨产生大的应力，刺激骨的形成［13］。本研究结果显示主要影响青少年骨密度的运动主要为跳跃型运动、力量型运动、短跑运动及耐力跑运动。

跳跃型运动测试中立定跳远成绩不同的12岁男生及女生之间骨密度P＜0.01存在着显著性差异，中学生的骨密度随着立定跳远成绩的提高而升高。较多研究证明，青少年整个青春发育过程中，反映下肢力量的跳跃能力指标，包括垂直纵跳连续纵跳高度、连续纵跳能力指数等与BMD均呈显著正相关，这种相关度在运动组与非运动组之间存在显著差异性，提示下肢力量强的人BMD值高［14］。本研究男生跳绳成绩与骨密度成高度正相关（P＜0.01），而12岁女生跳绳与骨密度无差异（P＞0.05）。Pettersson等对比了跳绳组和足球组对SOS值的影响差异，发现两组SOS值显著高于对照组， 而且发现跳绳组比足球组有更显著提高的全身骨密度、腰椎骨密度、桡骨骨密度［15］。在跳跃型项目中跳绳项目，对于女生骨密度的没有统计学意义，女生多数从小就喜欢这项运动项目，单从跳绳的成绩来评估对于骨密度的影响较为欠妥，跳跃型运动对于骨密度的提高是具有显著相关，而跳跃的成绩是对于骨密度的提高是无法估量的。这项运动对于这个年龄段女生骨密度无影响，而骨密度处于增长状态，且只能作为参考。

力量型运动测试调查得知男生侧向推实心球和仰卧起坐成绩与骨密度有显著性差异P＜0.01，13岁女生骨密度与侧向推实心球、仰卧起坐没有显著差异P＞0.05。男生仰卧起坐成绩不同与骨密度之间P＜0.01与骨密度有显著差异，而女生仰卧坐起成绩与骨密度P＞0.05无差异。Snow-Harter等［16］对20岁左右的女子以强度为一个肌肉最大负荷的70%～85%进行力量练习，3次/周，8个月后腰椎的骨密度增加1.2%。这就提示平时我们应该多加强练习学生的力量能力，这将促进其骨密度的升高。对于女生力量型负重项目要求的特殊性，更多女生不太愿意参与这些项目，是造成此项运动与女中学生无相关性的主要原因，同样影响骨密度增加的运动有很多，也不一定单局限于一个项目。

短跑运动及耐力跑运动测试中发现，男生耐力跑成绩不同与骨密度呈现负相关（P＜0.01），12～13岁女生骨密度与耐力跑的成绩没有显著差异P＞0.05，而50米×8往返跑成绩不同的男生、女生之间骨密度呈现高度正相关（P＜0.05）具有显著性差异。Lehtonen-Veroman等［17］进行了对51名体操运动员、50名跑步运动员和54名一般儿童少年为对照组的长达1年的队列研究，发现体操运动员的骨密度增加量最大，但相对于一般青少年组都有显著性差异。贾晓凡等［18］对北京市的11.08～15.17岁共117名中学生进行超重组和正常组分组每天进行1小时有氧运动，进行10周干预，发现骨密度增加与机体肌肉质量呈正相关，与脂肪比率无明显关系。有效的饮食和运动干预均可减轻体重和脂肪比率，运动可促进骨密度增加。对超重青少年应积极进行包括有氧运动在内的生活方式干预。王晓红等［19］研究表明，举重运动项目具有增加男性青少年前臂骨密度值。这也说明直接承重部位由于运动负荷及负重的作用可以增加骨密度。

力量型运动、耐力跑运动、短跑运动及跳跃型运动都能提高骨密度的增加，而力量型运动及耐力跑运动适合于男生，提示应在平时运动中适当加入耐力跑结合力量型运动。同样女生也应该积极参加耐力跑与跳跃运动，养成良好运动习惯对于骨密度提高起重大作用。

3.4骨折与骨密度关系

目前，骨质疏松症状的出现对于骨折伤病的情况较多，本研究针对于骨折与骨密度的关系进行调查，结果显示11～13岁中学生无骨折人群骨密度明显高于骨折人群，为了防止骨密度流失应在日常生活重视骨折伤病。林华等［20］对两组患者年龄、身高及体重无明显差异的情况下，骨折组患者的各部位骨密度值明显低于非骨折组，T检验显示有统计学意义；同时研究结果显示骨折组患者的骨质疏松症的患病率明显高于非骨折组。朱国英等［21］用胫骨超声测试显示，SOS的测量的数值可用于骨质疏松性骨折的危险测试及预测，研究证明SOS值越低，骨折的发生几率也就更大。有同样研究得出骨折组比非骨折组骨密度低，从骨密度高低判断欠佳只能作为一个重要依据［22］。中学生发生骨折伤病是多种多样的，要预防骨折的发生，首先要改善骨密度的现状，加强青少年时期运动及骨骼健康安全教育，其次学校与学生要重视运动安全教育，防止运动伤害事故的发生。

4　结语

（1）中学生11～13岁处于身体形态及骨密度快速发展期，女生整体增幅平稳，男生12～13岁骨密度增幅有所下降，但无显著性差异，该阶段身体形态增长速度较快，提示该阶段需多补充饮食乳制品及补充钙来促进骨密度快速增长。

（2）跳绳、仰卧起坐、短跑与耐力跑对于青少年男生有效提高骨密度具有显著性影响，跳绳及短跑对于女生提高骨密度具有显著性影响，提示中学生日常生活中应当增加跳跃运动、力量运动、耐力跑运动及短跑运动来提高骨密度。

（3）骨折人群相比非骨折人群骨密度偏低，骨折伤病是由很多情况造成的。提示应当加强运动安全教育来预防骨折发生，单从骨密度高低来判断骨折发生几率欠妥。

参考文献

［1］高丽，许毅，沈东颖.运动与峰值骨量［J］.体育学刊，2004，11（4）：46.

［2］刘加昌，欧阳巧洪，张瑾，刘青，滕小梅.北京6～19岁学生全身骨密度的研究［J］.中华放射学杂志，2003，37（5）：433-435.

［3］韩腾.运动与健康［M］.北京：中国社会出版社，2008.

［4］Khosla S，Atkinson E J，Riggs B L，et al.Relationship between body composition and bone mass in women ［J］.J Bone Miner Res，1996，11（6）：857-863.

［5］Lan e H W， LeBl anc A D， Pu tcha L， et al. Nut rit ion and human physi ol ogical adapt at ions to space f light ［J］. Am J Clin Nut r，1993，58（5）：583-388.

［6］沈友青，姜霞.运动与儿童少年骨密度的改变［J］.武汉体育学院学报，2004，38（5）：55-57.

［7］刘忠厚.骨质疏松研究与防治［M］.北京：化学工业出版社，1994.

［8］Teegarden D，Lyie RM，Prouix WR，et al. Previous miikconsumption is associated with greater bone density in yong women［J］.Aam J Ciin Nutr，1999，69：1014-1017.

［9］Johnston CC，Miiier JZ，Siemenda CW，et al. Caicium supple-mentation and increases in bone minerai density in chiidren［J］.N Engi J Med，1992，327：119-120.

［10］Bonjour JP，Chevaiiey T，Ammann P，et al.Gain in bone minerai mass in prepubertai giris 3.5 years after discontinuation of caicium suppiementation：a foiiow-up study［J］.Lancet，2001，358：1208-1212.

［11］Teegarden D，Lyie RM，Prouix WR，et al. Previous miikconsumption is associated with greater bone density in yong women［J］.Aam J Ciin Nutr，1999，69：1014-1017.

［12］Lee WT，Leung SS，Leung DM，et al . Bone minerai acguisition in low caicium intake chiidren foiiowing the withdrawai of caicium suppiemen［J］.Acta Paediatr，1997，86：570-576.

［13］刘路，张一民，仲伟娟.青春突增期少年身体形态与骨发育的关联研究［J］.四川体育科学，2011（2）：37-40.

［14］袁春华，等.男性青少年骨密度与下肢跳跃能力的关系及运动训练对其影响［J］.体育学刊，2004，11（6）.

［15］Pettersson U，Nordstrom P，Alfredson H，et al.Effect of high impact activity on bone mass an d size in adolescent females：a comparative study between two different types of sports［J］. Caleif Tissue Int，2000，67：207-214.

［16］Snow- Harter C，Bousx ein MS，Lewis BT，et al.Effects of resistance and endurance exercise on bone mineral status of young women：A randomised exercise intervention trial ［J］.J bone Miner Res，1992，7：761-769.

［17］Lehtonen-Ver oman M，Mottonen T，Irjala K，et al.A1-year prospective study on the relationship between physicalactivit y，markers of bone metabolism，and bone acquisitionin peripubertal g irls［J］.J Clin Endocr inol Metab，2000，85：3726-3731.

［18］贾晓凡，等.有氧运动对超重青少年骨密度的影响［J］.中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志，2012（3）.

［19］王晓红，周波，王松涛，等.举重和中长跑男性青少年运动员的前臂骨矿状态［J］.中国临床康复，2005，20（9）：193-195.

［20］林华，朱秀芬.绝经后妇女椎体骨折与骨密度的对照研究［J］.中国骨质疏松杂志，2008，14（7）：512-514.

［21］朱国英，王丽华，王洪复，等.胫骨超声测量对老年妇女骨折危险性的评价及其临床意义［J］.中华老年医学杂志，2001，20（1）：2 6-2 8.

［22］卢伟华，朱柏宁，魏巍，李丽丽，叶宇.上海与日本大城市6～20岁学生超声骨密度的对比研究［Z］.第八届大运会科学论文报告会，2007.

中图分类号：G804.2

文献标识码：A

文章编号：2095-2813（2015）05（c）-0011-04

作者简介：①邵俊杰（1992，3—），男，汉族，江西新余人，硕士，研究方向：运动人体科学。

通讯作者：卢伟华（1965—），男，汉族，浙江人，硕士，副教授，研究方向：体育教学、运动与健康方向。