健康成人体成分差异对不同年龄段人群骨密度的影响_严孙杰

健康成人体成分差异对不同年龄段人群骨密度的影响

严孙杰,冯　霖,沈喜妹,杨立勇,张松菁,易如海,顔晓芳

摘要:　目的　探讨健康成人体成分特点及对不同年龄段人群骨密度(BM D )影响的差异。　方法　693例成人根据性别及年龄进行分组,全身脂肪、瘦组织质量和全身、腰椎、股骨BM D 采用双能X 线骨密度仪(D EX A )检测。统计学处理应用Pea rson 相关分析和多元逐步回归分析等。　结果　男性脂肪百分比低于女性[(22.15±7.12)%vs (32.30±6.84)%,P <0.01],瘦组织百分比[(73.81±6.86)%v s (61.19±10.80)%,P <0.01]和骨矿盐百分比[(4.07±0.47)%vs (3.89±0.64)%,P <0.01]明显高于女性。男性<60岁全身、腰椎、股骨BM D 与瘦组织质量、脂肪质量均呈显著正相关,≥60岁腰椎BM D 与脂肪质量呈正相关,但瘦组织仍影响着BM D ;女性随年龄增加,各部位BM D 与瘦组织质量之间相关性减弱,与脂肪质量相关性增强。多元逐步回归分析证实瘦组织是影响男性和<50岁女性BM D 变异的主要因素;在以绝经后女性为主的人群,<60岁女性体质量指数(BM I )或瘦组织仍影响着BM D 变异,≥60岁女性脂肪则决定BM D 变异。　结论　男性具有较多的瘦组织,是影响男性BM D 变异的主要因素;女性具有较多的脂肪成分,但对BM D 影响存在年龄上的差异,是决定≥60岁女性BM D 变异的主要因素。

关键词:　骨密度;骨质疏松;年龄因素;性别因素;脂肪类;瘦素;身体成分;人体质量指数;回归分析;光密度测定法,X 线

中图分类号:　R363.273;323.4;R681.01 文献标识码:　A 文章编号:　1672-4194(2009)04-0301-05

收稿日期:2009-05-27 修回日期:2009-07-21基金项目:福建省教育厅科技项目(JA05263)作者单位:福建医科大学附属第一医院内分泌科,福州　350005作者简介:严孙杰(1964-),男,主任医师

骨质疏松症是世界性流行的一种代谢性骨病,容易导致腿骨、椎骨和腕骨骨折。骨密度(bone mineral density ,BM D )是现今诊断骨质疏松及评价骨折危险的重要指标[1]。影响BM D 有诸多因素,近年来发现体成分的两大组分———瘦组织及脂肪对BM D 影响较大,但两者作用孰轻孰重目前还存在争议。当前多数研究仅在同一性别或某一年龄段中验证这种关系,很少关注这种关系的性别或年龄差异。笔者通过分析健康成人体成分在不同性别、不同年龄段人群对BM D 的影响,以期为指导不同人群合理饮食、运动以及防治骨质疏松的发生提供参考和建议。1　对象与方法

1.1　对象　受试者为2006年1月-2008年10月体检的健康人群,分别来自福州市五区八县的社区、公司与企、事业单位。年龄(46.2±15.3)岁(20～86岁);男性374例,女性319例,男女之比为1.17∶1;女性绝经人数在20～49岁组为

2.1%,50～59岁组为92.5%,>60岁组则为100%;绝经年限在50～59组岁为(5.59±

3.27)年,>60岁组为(16.30±6.39)年,≥70岁组则为(26.00±3.86)年。排除心、脑、肝、肾疾病,既往无明确内分泌及

影响骨代谢疾病;6个月内未服用过影响骨代谢的药物。

1.2　方法

1.2.1　体格测量　身高、体质量、腰围(W )、体质量指数(BMI )均按照1994年全国糖尿病普查统一标准进行。1.2.2　BM D 、体成分测量[2]　患者在室温静息状态下取平卧位,采用双能X 线骨密度仪(DEXA ,prodig y 型,美国GE LUNA R 公司)测定,每日仪器性能检测及校对,扫描数据自动分析。测定全身、腰椎(L1-4)、双侧股骨BMD 和全身(总)脂肪、瘦组织、骨矿盐质量等体成分指标。其中:

体质量(kg )=脂肪质量(kg )+瘦组织质量(kg )+骨矿盐质量(kg )

体成分百分比(%)=脂肪或瘦组织、骨矿盐质量/体质量×100%

重复性检验:体成分批内和批间变异系数分别为0.64%和0.80%,BMD 批内和批间变异系数分别为0.66%和1.15%。

1.3　统计学处理　计量资料以x ±s 表示,采用SPSS 13.0进行统计学处理,两组一般情况比较用描述性统计、成组t 检验,变量间分析用Pearso n 相关分析和多元逐步回归分析。以P <0.05为有统计学意义。2　结　果

2.1　基本临床特征　成年男、女性年龄差别无统

301

福建医科大学学报

J F ujian M ed Univ

　July 2009,V o l 43N o 4

计学意义,男性身高、体质量、BM I、(总)瘦组织质量及百分比、(总)骨矿盐质量及百分比和各部位BM D 值均大于女性,而(总)脂肪质量及脂肪百分比小于女性,差别均有统计学意义(P<0.05),具体见表1。

2.2　BM D、体成分测量结果　随着年龄增加,男性瘦组织质量及百分比、男或女性骨矿盐质量及百分比与全身、腰椎、股骨BM D均呈先略增后减少趋势,以30～49或59岁年龄段为最高,女性瘦组织百分比则呈下降趋势;男、女性脂肪质量及百分比则呈升高趋势(表2,3)。

表1　693例研究对象基本临床特征

Tab1　Clinical char acte ristics of693sampling population

变 量　男 性　女 性

n 374 319

年龄/岁45.37±15.1647.40±15.23

身高/cm168.83±6.10156.95±5.99■■

体质量/kg67.11±9.2456.58±9.68■■

BM I/kg·m-223.55±3.0822.99±3.85■

腰围/cm84.80±9.0279.67±10.31■■

总脂肪质量/kg15.33±6.3218.78±6.84■■

脂肪百分比/%22.15±7.1232.30±6.84■■

总瘦组织质量/kg49.09±4.7735.647±4.02■■

瘦组织百分比/%73.81±6.8661.19±10.80■■

总骨矿盐质量/kg2.71±0.392.18±0.38■■

骨矿盐百分比/%4.07±0.473.89±0.64■■

全身BM D/g·cm-21.16±0.091.09±0.11■■

腰椎BM D/g·cm-21.11±0.151.07±0.18■■

股骨BM D/g·cm-20.99±0.170.95±0.14■■

BM I:体质量指数;BM D:骨密度.　与男性比较,■:P<0.05;■■:P<0.01.

表2　男、女性各年龄组体成分测量结果

Tab2　Body composition of male s and females in diffe rent ag e g roups 变　量性别

年龄/岁

20～2930～3940～4950～5960～69≥70

n 男657987733634女5651521022830

BM I/kg·m-2男22.21±3.5222.64±2.7923.97±2.7824.58±2.9624.68±2.4323.80±3.11■■女20.07±2.8721.80±3.3323.57±3.2824.30±3.7723.98±4.5124.15±3.55■■

m总脂肪/k g 男14.21±7.5613.27±6.3716.30±5.8016.38±5.5816.46±4.7516.28±6.74■■女14.53±6.1617.38±6.0219.26±6.5420.90±6.5920.20±7.3119.74±6.72■■

脂肪百分比/%男20.62±8.3419.65±7.5522.93±6.1623.01±5.8124.19±5.0724.89±8.28■■女27.45±6.5730.72±6.2731.95±5.7334.57±6.2934.97±6.4934.48±6.98■■

m总瘦组织/kg 男48.75±4.0049.12±4.1950.13±4.1636.10±4.5548.05±4.6144.95±5.76■■女34.82±3.5535.67±3.4137.23±4.3148.05±4.6134.38±3.1834.24±2.98■■

瘦组织百分比/%男75.17±8.0876.07±7.3073.06±5.9573.03±5.6572.04±4.8271.37±8.01■■女68.27±6.3564.95±5.9863.86±5.5161.75±6.0161.83±6.3762.29±6.80■■

m总骨矿盐/kg 男2.75±0.362.77±0.312.79±0.342.74±0.402.64±0.352.36±0.43■■女2.21±0.292.37±0.302.44±0.372.14±0.331.80±0.301.78±0.26■■

骨矿盐百分比/%

男4.22±0.444.28±0.424.05±0.433.95±0.433.96±0.443.73±0.59■■

女4.32±0.464.33±0.494.18±0.513.67±0.533.22±0.373.22±0.37■■ BM I:体质量指数.　男、女各年龄组之间方差分析比较,■:P<0.05;■■:P<0.01.

302福建医科大学学报　2009年7月　第43卷第4期

表3　男、女性各年龄组骨密度测量结果

Tab3　BM D of malesand females in diffe rent ag e g roups

变　量性别

年龄/岁

20～2930～3940～4950～5960～69≥70

n 男657987733634女5651521022830

BM D/g·cm-2

全身男1.16±0.081.17±0.081.17±0.091.16±0.101.15±0.091.07±0.11■■女1.11±0.071.14±0.081.17±0.091.08±0.090.97±0.090.96±0.08■■

腰椎

男1.14±0.121.14±0.121.11±0.151.11±0.161.09±0.151.03±0.23■■

女1.15±0.121.17±0.141.17±0.141.01±0.150.93±0.190.88±0.13■■

股骨男1.01±0.271.03±0.111.01±0.140.99±0.140.99±0.110.87±0.14■■女0.98±0.101.02±0.121.03±0.130.94±0.120.83±0.130.78±0.12■■

BM D:骨密度.　男、女各年龄组之间方差分析比较,■:P<0.05;■■:P<0.01.

2.3　相关分析　男性分为20～39岁、40～59岁、≥60岁3组,女性分为20～49岁、50～59岁、≥60岁3组,分别对男、女性各年龄组全身、腰椎、股骨BM D与年龄、BM I、脂肪质量、瘦组织质量进行Pearson相关分析。男性各年龄组全身、腰椎、股骨BM D与BM I、瘦组织质量、脂肪质量(20～39岁、40～59岁组)均呈正相关(r=0.272～0.497,P均< 0.01),≥60岁组腰椎BMD与脂肪质量也呈正相关(r=0.279,P<0.01)。BM I、瘦组织质量与BM D 相关性优于脂肪质量,≥60岁组全身、股骨BMD与年龄呈负相关(r=-0.394,-0.467;P均< 0.01)。女性各年龄组全身、腰椎、股骨BM D与BM I、瘦组织质量、脂肪质量均有良好相关性(r= 0.178～0.497,P均<0.05),但与瘦组织质量相关系数在高龄组最低、与脂肪质量相关系数则在高龄组最高;20～49岁组全身、股骨BM D与年龄呈正相关(r=0.253,0.168;P均<0.05),50～59岁、≥60岁组则显示全身、腰椎、股骨BMD与年龄呈负相关(r=-0.347～-0.300,P均<0.01)。

2.4　多元回归分析　如表4、5所示,分别以男性或女性全身、腰椎、股骨BM D为因变量,以年龄(X1)、BMI(X2)、脂肪质量(X3)、瘦组织质量(X4)为自变量,P>0.1为排除标准,P<0.05为进入标准,进行多元逐步回归分析,建立回归方程(表4～5)。男性进入方程亦即决定BM D变异最主要的因素是BM I 和瘦组织,40～59岁、≥60岁组腰椎BMD的变异在一定程度上也受身体脂肪的影响。在以绝经前为主的20～49岁女性,决定BMD变异的最重要因素是BM I和瘦组织;在以绝经后为主50～59岁和≥60岁组的回归方程存在明显区别,前者BM I和瘦组织仍影响BM D变化,后者则是脂肪决定BMD 变异。

表4　男性骨密度与体成分的多元逐步回归分析

Tab4　T he multiple stepwise reg ression analysis o f male BM D and body composition 分组n 回归方程

20～39岁144全身BM D=0.009X2+0.005X4+0.709(R=0.520,R2=0.270)

腰椎BM D=0.010X2+0.007X4+0.603(R=0.397,R2=0.158)

股骨BM D=0.017X2+0.634(R=0.265,R2=0.170) 40～59岁160全身BM D=0.011X2+0.05X4+0.637(R=0.539,R2=0.290)

腰椎BM D=0.005X3+0.009X4+0.578(R=0.393,R2=0.155)

股骨BM D=0.012X2+0.006X4+0.385(R=0.424,R2=0.180)≥60岁70全身BM D=0.010X4+0.667(R=0.481,R2=0.231)

腰椎BM D=0.007X3+0.009X4+0.533(R=0.366,R2=0.134)

股骨BM D=-0.007X1+0.071X4+1.038(R=0.539,R2=0.291) BM D:骨密度.303

严孙杰等:健康成人体成分差异对不同年龄段人群骨密度的影响

表5　女性骨密度与体成分的多元逐步回归分析

Tab5　T he multiple stepw ise reg ressio n analy sis of female BM D and body com po sition 分组n回归方程

20～49岁159全身BM D=0.007X2+0.006X4+0.771(R=0.532,R2=0.283)

腰椎BM D=0.012X4+0.742(R=0.337,R2=0.113)

股骨BM D=0.011X2+0.007X4+0.529(R=0.502,R2=0.252) 50～59岁102全身BM D=-0.011X1+0.009X4+1.361(R=0.569,R2=0.324)

全身BM D=0.009X4+0.749(R=0.448,R2=0.201)―只以体成分进行回归

腰椎BM D=-0.019X1+0.011X2+1.779(R=0.402,R2=0.162)

腰椎BM D=0.007X4+0.760(R=0.206,R2=0.042)―只以体成分进行回归

股骨BM D=-0.013X1+0.013X2+1.324(R=0.471,R2=0.222)

股骨BM D=0.010X4+0.581(R=0.367,R2=0.135)―只以体成分进行回归≥60岁68全身BM D=-0.003X1+0.005X3+1.094(R=0.513,R2=0.263)

腰椎BM D=-0.007X1+0.011X3+1.125(R=0.597,R2=0.357)

股骨BM D=-0.006X1+0.008X3+1.034(R=0.575,R2=0.330)

BM D:骨密度.

3　讨　论

体质量是已知的BMD决定因素。然而,关于脂肪和瘦组织这两种重要的体质量组成成分对不同性别、不同年龄段人群BM D的确切影响,近年各家报道并不一致,缺乏对人群进行整体分析的研究[3-5]。本研究发现,男性有较多的瘦组织,瘦组织质量以30～59岁组最高,60～69岁组开始下降,但瘦组织百分比以30～39岁组最高,40～49岁组即开始下降;而脂肪质量或百分比则随年龄呈升高趋势;全身、股骨BMD的下降开始于50～59岁组,腰椎BM D则在40～49岁组即开始丢失。进一步分析显示,青、中年男性(<60岁)各部位BMD与瘦组织质量、脂肪质量呈显著正相关,老年男性(≥60岁)瘦组织仍对BMD具有贡献性,而脂肪仅对腰椎BMD 起到一定的影响作用。BMI、瘦组织质量与BMD相关性优于脂肪质量,多元回归分析也表明瘦组织对BMD贡献优于脂肪。提示增加瘦组织对维持男性BMD有重要作用,不同年龄段男性可通过与之相适应的体育锻炼增加瘦组织和肌肉力量,从而应用机械负荷和生物力学作用增加骨量和骨强度。

体成分构成比存在种族、性别和年龄上的差异[6]。有研究发现,不同体质量或同等体质量其体成分构成比的差别将对机体的骨代谢过程产生不同影响。增龄是影响体成分构成比的重要因素,这在女性群体更显突出。本研究结果显示,随年龄增长,女性瘦组织百分比呈下降趋势,脂肪百分比呈升高趋势;女性全身、腰椎、股骨BMD的下降均始于50～59岁组。相关及回归分析显示,以绝经前为主的女性BM D与瘦组织质量、脂肪质量之间均呈显著正相关,但瘦组织是影响BM D变异的主要决定因素[7-8],骨量主要依赖于瘦组织,表明瘦组织对女性生命重要时期(绝经前)的骨量维持有突出贡献。其原因考虑:绝经前女性处在峰值BMD形成期,BM I、肌肉量大者骨骼所受应力也大,与男性一样能刺激负重骨的生长和延缓其骨量丢失;另一方面身体脂肪量对骨峰值期有正常月经周期的女性血中雌激素水平影响小[9]。

体成分对绝经后女性BMD影响的国内外研究多仅局限在某一层面,未阐明绝经早期和后期的不同。本研究发现,绝经早期(50～59岁,绝经女性占92.5%)瘦组织仍是BM D重要的决定因素,而脂肪组织的影响还不明显;绝经后期(≥60岁,绝经女性占100%)女性脂肪则是BMD变异更好的预测因子。提示脂肪对女性BMD的影响与年龄、绝经时间有关,绝经后女性具有更多脂肪组织,后者能提高芳香化酶活性,增加循环中雌激素水平,对骨量起到保护作用[10]。但这种作用在<60岁和≥60岁的绝经女性之间存在差异,造成这种差异的原因可能是影响骨代谢的最低雌激素水平要求为90pmol/L,多数绝经早期女性雌激素水平仍然能达到此水平[11];其次,虽然绝经后女性体内雌激素量与脂肪量呈正比,但在初期瘦组织减少造成的骨量丢失效应仍然大于脂肪的保护作用。

304福建医科大学学报　2009年7月　第43卷第4期

总之,不同性别、不同年龄段人群,瘦组织和脂肪对骨量的贡献不同,瘦组织是BM D 主要的决定

因素,脂肪仅有利于绝经后期妇女和老年男性部分骨骼BMD 的维持。因此,强调“高体质量或肥胖是骨量的保护因素”是片面、不正确的,因为质量增加带来的过多脂肪所导致的心血管疾病风险增加可能远大于其对骨骼的益处,通过合理饮食、加强体育锻炼增加瘦组织和肌肉力量以增加骨量是对机体更为有利的选择。参考文献:

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Effect of Body Composition Diversity on Bone Mineral Density in Different Ages of N ormal Adults

YAN Su njie ,FE NG Lin ,SHEN Ximei ,YANG Liyong ,ZH AN G Songjin g ,YI Ruhai ,YAN Xiaofang

Departm ent of Endocrinology ,The First Affi liated H ospital ,Fujian M edical University ,Fuzhou 350005,C hina

ABSTR ACT :　Objective To analyze the characteristics of body composition and to investig ate the effect of body com positio n o n bone mineral density (BMD )in healthy adults o f different ages .　Methods A sampling population of 693w as divided into different g ro ups based o n sex and age .Body fat ,lean tissue mass and BM D of the w hole body ,lumbar spine and femur w ere m easured with dual ene rg y X -ray absorp -tiome try (DEXA ).The data were analy zed with Pearson co rrelations analy sis and multiple stepw ise re -g ressio n analy sis .　Result It w as observed that compared with w omen ,men had low er body fat percent -age [(22.15±7.12)%v s (32.30±6.84)%,P <0.01],but much highe r lean tissue pe rcentage and bone mineral percentag e [(73.81±6.86)%v s (61.19±10.80)%and (4.07±0.47)%v s (3.89±0.64)%,re -spectively ,P <0.01].BMD of the w hole bo dy ,lum bar spine and femur in male groups under 60years old pro ved to be po sitively correlated w ith lean tissue mass and fat mass ,w hile in male g roups of and o ver 60y ears old ,fat mass still show ed a positive effect on BMD of lumbar spine ,with lean tissue m ass only af -fecting BM D .With the aging of fem ales ,the correlatio n between BM D and lean tissue m ass decreased ,w hile co rrelation between BM D and fat m ass increased .Multiple stepwise reg ressio n analy sis revealed that lean tissue mass w as the main factor affecting BMD in fem ale s unde r 50years old and m ales .In po stmeno -pausal fem ale s ,BM I and lean tissue m ass of those under 60y ears old still affected the variation o f BM D ,w hile in terms of those of and over 60years o ld ,fat m ass w as independently associated w ith the v ariation of BM D and had a go od linear relationship .　Conclusion The present data show that men have mo re lean m ass ,w hich is the main facto r influencing the variation of BMD ,w hile w o men have m ore fat m ass ,w hich exerts different influences on BM D in g roups o f different ages and serves as the determinant facto r fo r the variatio n of BM D in tho se of and over 60y ear s o ld .

KE Y WOR DS :　bone density ;osteoporo sis ;age factor s ;sex facto rs ;fats ;leptin ;body com po sitio n ;bo dy mass index ;reg re ssion analy sis ;densito metry ,X -ray

(编辑:何佳凤)

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严孙杰等:健康成人体成分差异对不同年龄段人群骨密度的影响