中学生骨密度与课外体育活动量、钙摄入量的关联研究

摘 要：目的：分析中学生饮食中钙的摄入量和课外体育运动习惯对骨密度的影响，为提高中学生骨密度并预防骨质疏松提供理论依据。方法：研究对象由121名来自扬州某所中学的初一学生组成。膳食钙摄入量和课外体育活动量作为自变量，总骨密度作为因变量。为了研究它们之间的联系进行了相关分析和多元线性回归分析。结果：钙摄入量、课外体育活动与骨密度间呈中等正相关（P<0.001），BMD的41%是由钙摄入和课外体育活动水平两者共同决定的，而钙摄入量决定了BMD34%的变化量。如果增加膳食钙摄入量和体育活动量，相当比例的初一学生将获得较好的总骨密度。

关键词：钙摄入量;课外体育活动;骨密度

中图分类号：G804  文献标识码：A   DOI：10.3969/j.issn.1006-1487.2021.02.024

收稿日期：2021-01-03

作者简介：梁文杰（1998-），男，山西忻州人，在读硕士

研究方向：体育人文社会学

儿童和青少年时期是骨骼生长发育的关键阶段，90%以上的骨量将在该时期积累并在30岁达到峰值（峰值骨量）[1]。研究显示，个体的峰值骨量越高，中年后发生骨质疏松风险越低[2]。儿童及青少年时期骨骼发育受多种因素的影响，研究认为骨骼发育与遗传、内分泌、营养、运动以及药物等因素有关[3，4]。钙是骨骼健康的主要营养素，儿童和青少年时期骨骼积累和加速生长需要确保摄入足够的钙来维持。而在儿童少年时期进行适当的体力活动更有利于骨质的沉积，并且儿童和青少年时期通过运动所形成的 BMD 增长效益可以维持到青年时期[5]。也有研究表明，青少年阶段的体育运动对青少年骨骼量和骨骼结构特征具有改善效果，但停止体育锻炼后骨骼健康的改善效果也会慢慢消失[6]。骨质疏松的危害是无声的，我们是无法感觉到骨量的减少，而青少年是关键期，对骨密度的重视可降低今后发生骨质疏松或骨量减低的风险。体育运动和营养摄入对建立和维持青少年骨骼健康有着复杂的影响，所以确定运动、营养与更好的骨密度之间的关系是很重要的，但在我国对青少年人群的相关研究展开较少且关系不明。因此，本研究通过对青少年膳食中钙摄入量和课外体育运动的调查，旨在探讨不同情况下与骨密度的相互关系。为防治骨质疏松，促进青少年骨骼生长发育，养成正确的生活方式提供参考。

1 研究对象与方法

1.1 实验对象

受试对象为扬州市某所中学的初中学生，在该中学的初一学生中随机抽样选取180名，其中男生83名女生97名。在180名参加本研究的被试中排除患有骨代谢、先天性内分泌疾病、其他疾病和长期服用影响骨骼发育的药物的被试者，有176名被试留在最终分析中，且参与研究的被试及其监护人在参与之前签署了同意书。在测试过程中有50名学生未完成测试，最终有121名学生完成所有测试。

1.2 课外体育活动调查

采用问卷调查方式，研究受试对象一周的课外静态活动和体育活动情况，调查采用《儿童青少年闲暇活动调查问卷中文版》[7]， 根据运动模式、运动时间及每项活动标准能量消耗，计算各研究对象一周体力活动的总能耗即能量代谢当量 （metabolic equivalent， MET）。

1.3 膳食调查

本研究选择食物记录法和称重法相结合的膳食调查方法。调查时间为2020年9月，调查每个对象一周的食物摄入名称和摄入量。调查前对六名调查员进行培训，并分别对学生预先说明情况和要求。调查员根据学校固定餐具向学生说明填写要求，并在当日调查结束前调查员要及时观察并检查和更正信息，之后对调查对象提供的不同膳食进行称重和记录。休息日由调查对象及其监护人将两日膳食摄入情况进行记录，确保调查的可靠性。收回问卷共121份，其中有效问卷121份。根据《中国食物成分表（2009版）》计算膳食中钙的摄入量。

1.4 骨密度测量

由于被试的特殊性，骨密度测量采用定量超声法（quantitative ultrasound， QUS）。测试设备为型号CM100的超声骨密度测定仪，测试部位为跟骨。QUS具有无辐射、易携带、操作简便的优点，有专用于少年儿童测量脚型调整模器，可以满足对中学生的测量需求，其诊断骨质疏松症拥有79%～93%的灵敏度。

1.5 数理统计法

采用SPSS 24.0统计学软件来分析课外体育活动和膳食钙摄入与骨密度的关系。所得数据以均值±标准差（x±s）来表示。采用Pearson相关分析BMD与身高、体重、课外体育活动量、钙摄入量的相关性，采用了多元线性回归分析模型分析BMD与课外体育活动活动量和钙摄入量的关联。

2 结果

2.1 研究对象的基本情况

调查样本的基本情况见表1，其中男生56名（46%），女生65名（54%）。总人群中平均BMD为0.29±1.42、平均钙摄入量为2292.23±629.25、平均课外体育活动水平为14.62±13.84。性别间，男生身高、体重、课外体育活动水平和钙摄入量都高于女生（P<0.001），BMD测量结果中男生BMD高于女生（P=0.029）。

2.2 测试指标与BMD的Pearson相关分析

由表2可知，身高和体重与BMD间没有显著相关性（P>0.05）。总体人群中钙摄入量、课外体育活动与BMD间呈中等正相关（P<0.001）;男生課外体育活动水平和BMD间无显著相关性（P>0.05）;男生的钙摄入量与BMD的相关性强于女生（P<0.001）。

2.3 BMD 与课外体育活动水平、钙摄入量的回归分析

采用多元逐步回归分析BMD与钙摄入量与课外体育活动水平的关联，将体重、身高、钙摄入量与课外体育活动水平作为自变量，BMD作为因变量，体重与身高被排除，钙摄入量与课外体育活动水平这两个变量进入最终模型。由表3可知BMD的41%是由钙摄入和课外体育活动水平两者共同决定的，而钙摄入量决定了BMD34%的变化量。

3 讨论

骨质疏松症是骨骼的全身性疾病，其主要特征是骨量减少，骨密度下降和骨微观结构破坏;主要后果是增加骨骼脆弱性、增加骨折风险[8]。许多在中、老年呈现的多发慢性病如一些器官组织的癌症、糖尿病、骨质疏松症等，均被越来越多的研究数据证明与儿童青少年期肥胖、发育偏移和不良生活行为方式密切相关[9，10]。养成良好的体育运动习惯和正确的饮食方式对青少年的生长发育至关重要。消瘦、体力活动水平偏低则会导致骨骼所承受的机械负荷不足而不利于儿童青少年期骨矿物质的积累[11]。崔新雯等[12]发现，青年时期进行规律的体育运动可影响骨密度，体力活动水平是全身骨密度的敏感因素。本研究通过调查课外体育活动量来探索运动习惯，研究结果中课外体育活动与骨密度间呈中等正相关，但相关系数较低，可能和课外体育运动模式有关。青少年运动员中高强度体育项目较非高强度项目的运动员骨密度更高[13]。不同的运动方式对青少年骨骼发育有不同的影响，对刺激骨骼的合成代谢的效果不同。只有合理地给予骨骼刺激的运动方式才能对预防骨质疏松有明显效果。

另一方面，不健康的膳食行为习惯及肥胖可能对骨健康影响较大。本研究中并没有发现体重与骨密度之间有显著相关性，调查的中学生中平均每日钙摄入量与正常每日所需摄入的钙量还有较大差距，而钙摄入量与骨密度间呈中等正相关，钙摄入量可解释骨密度34%的变化量与课外体育活动量相比占主要决定因素。国内外关于钙摄入量与骨密度的关系存在不同意见，与本研究的结论类似，韩国国家调查的一项横断面研究表明，膳食钙摄入量的增加会使韩国大部分青少年获得更高的骨矿物质含量。他们的研究表明饮食中钙摄入量对骨密度起到了支持作用。但Lanou等人之前的一篇综述[14]报告中说，13项横断面研究中有9项没有发现青少年女性膳食钙摄入量与骨密度或骨矿物质含量之间的联系。在本研究结果中女生钙摄入量与骨密度的相关性要比男生弱，但均呈中等正相关且具有显著性。这些研究不一致的结果可能归于研究中性别、年龄、种族等的差异和控制变量有关。

本项研究结果表明虽然钙摄入量与课外体育活动相比對骨密度的贡献更大，但养成体育运动习惯对于骨骼健康同样至关重要。大量研究表明，肌肉量与骨骼各部位的骨密度及骨强度显著正相关[15，16]。低体质指数是骨质疏松的重要危险因素。超重、肥胖会使骨折的风险升高。缺乏锻炼是重要的危险因素之一，养成良好的课外体育运动习惯对中学生肥胖和体质指数影响很大。因此，保证合理的膳食能量供应和科学运动的能量消耗，对于降低骨折风险、优化骨骼健康、防治骨质疏松具有重要意义。这项研究最大的优点是，从膳食中统计了钙摄入量并调查了课外体育活动量，研究中学生饮食习惯、运动习惯与骨质疏松的关联，能够较好地指导实践。但研究也有一些局限性，首先这是一项横断面研究，并没有追踪调查，不确定钙摄入量和体力活动是否会随着时间变化而影响骨密度，所以无法评估因果关系。第二采用食物记录法和称重法虽然记录信息完备但该研究并没有采取单盲实验，可能无法精确反应被试真实饮食情况。此外评估膳食摄入量的方法会有偏差，使膳食摄入的估计量并不纯粹。第三钙的吸收促进还受多种因素影响，例如日光照射和睡眠等不良生活方式都会对骨密度产生潜在影响。

总而言之，这项横断面研究表明调查对象的钙摄入量和课外体育活动量的状况并不良好，如果青少年增加饮食中钙的摄入量和课外体育运动量，他们的总骨密度将会增加。在我国关于青少年骨密度与体育运动和钙摄入的关联研究较少，未来还需进行进一步的前瞻性研究，为我国中学生良好生长发育和体质健康提供更加准确的理论依据。同时本研究提示在研究青少年骨骼健康时， 应重视体育运动的作用，特别是不同的运动方式对骨密度的干预。

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