[背景]近年来,全球儿童和青少年肥胖的患病率以惊人的速度增长,成为重要的公共卫生问题。大量研究己证实,儿童肥胖引发的一系列代谢异常及慢性炎症可对机体的多个器官与系统产生负面影响。然而,目前儿童肥胖与骨骼的关系仍存在较大争议。有的研究显示,肥胖儿童具有较高的骨密度(Bone mineraldensity,BMD)水平,而有的研究却显示了完全相反的结论。造成上述冲突性结果的原因一方面是由于以往研究对肥胖的评估是基于身高体重计算的体质指数(Body mass index,BMI),这既混杂了瘦组织(或肌肉)对骨骼的作用,也无法反映脂肪蓄积部位可能对骨骼影响的差异性。另一方面,并非所有肥胖个体都伴随脂肪功能紊乱引起的一系列心血管病代谢异常(Cardiometabolicdisorder,CMD),因而不同的肥胖和心血管病代谢异常类型,可能导致各研究中肥胖与骨骼关联结果的分歧。另外,种族作为基因、生活行为方式等因素的综合反映,也可对肥胖与骨骼的关系产生影响,但以往研究中鲜有相关报道。儿童和青少年期是骨矿物质积累的关键时期。了解肥胖和CMD与BMD的关系及种族间的差异,对儿童肥胖与骨发育异常的预防和管理具有较为重要的公共卫生和临床实践意义。因此,本研究利用中美两项全国大规模横断面调查数据,以期从脂肪过量蓄积、脂肪异位分布以及脂肪功能异常引起的CMD这三个方面综合探讨儿童肥胖与BMD的关系。[目的]1.了解儿童BMD随年龄变化的趋势及与中美各种族的差异;2.探讨儿童肥胖状态和类型与BMD的关系及中美各种族的差异;3.探讨儿童心血管病代谢性危险因素与BMD的关系及中美各种族的差异;4.探讨儿童不同肥胖和CMD类型与BMD的关系及中美各种族的差异。[方法]本研究对象来自中、美两项全国性横断面调查中8-18岁的儿童青少年:①中国样本:2013-2015年“中国儿童和青少年心血管健康调查”的汉族儿童(n=7,816);②美国样本:1999-2006年美国健康和营养调查的白人(n=2,216)、黑人(n=2,724)和墨西哥裔儿童(n=2,835)。在中美两项研究中采用双能X线方法测量儿童全身去颅BMD、全身脂肪和肌肉含量以及腹部和臀部脂肪。采用性别、种族和年龄调整的全身脂肪质量指数(Fat mass index,FMI)、腹部脂肪质量指数(Android fat mass index,A_FMI)、臀部脂肪质量指数(Gynoidfatmassindex,G_FMI)和腹部-臀部脂肪比(Androidfat to gynoid fat ratio,AGR)的75百分位临界点作为肥胖的诊断界值;同时,根据FMI和AGR的不同水平分为非肥胖、单纯腹型肥胖、单纯外周型肥胖和混合型肥胖;心血管病代谢性危险因素(包括血压、血糖和血脂)异常以75百分位作为临界点划分(高密度脂蛋白胆固醇取25百分位数);以合并2项及以上的血压、三酰甘油(Triglyceride,TG)、高度密度脂蛋白胆固醇(High-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)和血糖异常判断心血管病代谢异常,并根据不同的肥胖状态和心血管病代谢状态,分为四种肥胖和CMD类型。统计分析主要采用SPSS 20.0,SAS 9.3和LMS Charter进行数据分析,分析方法包括t检验、卡方分析、方差分析、协方差分析、偏相关分析、Fisher-Z检验,以及偏度系数-中位数-变异系数法构建不同性别和种族儿童BMD生长曲线。[结果]1.儿童骨密度随年龄变化的趋势及与中美各种族的差异调整年龄、身高和生活行为等因素后,美国各种族不同性别儿童的BMD分别高于汉族男童和女童。对于不同种族儿童,BMD均随年龄不断增加,且各年龄呈黑人>白人/墨西哥裔>汉族的特点。2.儿童肥胖状态和类型与骨密度的关系及中美各种族的差异调整年龄、身高、肌肉质量指数及生活行为等因素后,在汉族男童中,FMI、A_FMI和G_FMI与BMD均为显著负相关(P均<0.001),而与AGR无关(r=-0.008,P=0.642);在女童中各脂肪指标(FMI、A_FMI、G_FMI和AGR)与BMD均为显著正相关(P均<0.001)。此外,随着BMI水平的增长,上述相关系数在男女童中均表现出由正到负(或无统计关联),由大到小的特征。各脂肪指标与BMD的关系在白人、黑人和墨西哥裔的男童和女童的结果与汉族男童较为类似,均为负相关关系,且关联强度大于汉族儿童(P均<0.05)。在汉族男童中,采用各脂肪指标(AGR除外)定义的肥胖儿童分别较非肥胖儿童表现出较低的BMD水平;在不同肥胖类型中,单纯外周型肥胖儿童和混合型肥胖儿童BMD水平均较非肥胖儿童偏低,但未发现单纯腹型肥胖儿童BMD水平与非肥胖儿童的统计学差异(0.807vs0.799,P=0.087)。对于汉族女童,采用各肥胖指标定义的肥胖程度与肥胖类型儿童均较非肥胖儿童具有较高的BMD水平。在白人、黑人和墨西哥裔儿童中,单纯外周型肥胖儿童和混合型肥胖儿童均较非肥胖儿童具有较低的BMD;同时,在黑人和墨西哥裔男童中发现,单纯腹部肥胖儿童BMD水平较对照组偏低(黑人:0.974 vs0.995,P=0.033;墨西哥裔:0.909 vs 0.936,P=0.004)。3.儿童心血管病代谢性危险因素与骨密度的关系及中美各种族的差异调整年龄、身高、FMI、肌肉质量指数及生活行为等因素后,在汉族男童和女童中均发现血压偏高组儿童BMD高于正常血压儿童(男:0.880 vs 0.868,P<0.001;女:0.830vs0.824,P=0.008);且在女童中发现,血糖偏高儿童的BMD水平较血糖正常儿童偏低(0.823vs0.831,P=0.006)。与汉族儿童不同,在白人男童和女童中发现 HDL-C 偏低组 BMD 水平较低(男:0.969vs0.989,P<0.001;女:0.929vs0.942,P=0.017),同时在墨西哥裔女童中发现TG偏高组儿童BMD水平低于TG正常组儿童(0.901 vs 0.925,P<0.001)。在汉族男童和女童中,BMD水平未随着心血管病代谢危险因素聚集个数的上升而变化,但在白人男童和墨西哥裔女童中发现,BMD随心血管病危险因素聚集个数增加而下降的趋势(白人男童:β趋势=-0.010,P=0.031;墨西哥裔女童:β趋势=-0.007,P=0.031)。4.儿童不同肥胖与心血管病代谢异常类型与骨密度的关系及中美各种族差异在肥胖和心血管病代谢异常的不同类型中发现:在汉族男童中,不同方法定义的肥胖(AGR除外)合并CMD组儿童BMD水平较正常组偏低,而在汉族女童中,则表现出肥胖合并CMD儿童具有较高的BMD水平;采用AGR与CMD分组中,在汉族男童和女童中均未发现不同肥胖代谢状态儿童BMD水平的差异;在白人、黑人和墨西哥裔儿童中,采用不同方法定义的肥胖儿童,无论其心血管病代谢状态,均较正常组具有较低的BMD水平。[结论]1.不同体重状态可能造成儿童肥胖与BMD关系的双重性:在低体重下,全身脂肪与BMD正相关;在较高体重下,随着脂肪的增加BMD不断下降/没有变化。另外,汉族儿童全身脂肪与BMD的关联强度低于美国各种族儿童。2.BMD水平降低与全身或局部脂肪量的增加有关,但在不同种族和性别间存在一定的差异:在汉族男童和其他各种族儿童中,全身脂肪量增加的肥胖儿童BMD水平较低,而在汉族肥胖女童中则发现较高的BMD水平;然而,在大部分种族与性别儿童中,未发现单纯腹部肥胖儿童BMD水平与非肥胖儿童的差异。3.肥胖与BMD的关联受到心血管病代谢水平的影响:在汉族男童中,肥胖伴随CMD儿童的BMD水平低于非肥胖代谢正常儿童,而肥胖女童中,心血管病代谢异常儿童的BMD高于非肥胖代谢正常儿童;在美国各种族儿童中,肥胖儿童,无论其心血管病代谢状态,均较正常组具有较低的BMD水平。因而,应加强对我国肥胖儿童,尤其是肥胖伴随心血管病代谢异常男童骨健康的关注。[背景]骨质疏松性骨折是导致残疾的主要原因之一,带来了巨大的医疗、社会和经济负担。骨密度(Bone mineral density,BMD)是骨质疏松性骨折最重要的危险因素,对诊断骨质疏松症、预测未来骨折发生风险具有重要作用。BMD受到许多因素影响,其中体重与BMD的关系最为密切。尽管以往研究显示体重与BMD之间存在较强的正相关关系,但二者的关系并非如此简单。一方面,伴随体重增加的肌肉质量使骨骼承受较大负荷,增加骨密度;另一方面,过度增加的脂肪组织会导致激素水平的改变以及促炎性因子的增加,引起骨代谢紊乱,从而降低BMD。儿童和青少年时期是BMD增长的关键时期。在此期间,体重及体脂肪可能通过持续的机械负荷以及潜在的激素变化影响成年期骨骼健康。然而,以往关于儿童期体重和体脂肪水平与成人BMD关系的研究较少,且儿童期体重和体脂肪的测量大多为单一时点,既无法代表整个儿童期的长期水平与趋势,也不能识别测量误差及个体内变异,从而使关联分析的统计效能降低。另外,由于体重及体脂肪的轨迹效应,儿童期体重及体脂肪可能通过儿童期和成年体重/体脂的连接(中介效应)影响成年期的骨骼健康。然而目前文献中对相关中介效应的报道极少。本研究,通过利用“北京儿童血压研究(Beijing Blood Pressure Study,BBS)”队列人群数据,采用前瞻性队列研究方法探讨儿童时期体重和体脂肪的长期水平和趋势与成人期不同部位BMD的关系;并定量评估成年期体重和体成分对上述关联的潜在作用,以期为制定适宜的骨质疏松预防策略提供科学依据。[目的]1.探讨儿童体重和体脂肪的变化轨迹与成年期BMD的关系;2.探讨儿童期体重和体脂肪的长期水平和趋势与成年期BMD的关系;3.探讨成年期体重和体成分对“儿童期体重/体脂肪-成年期BMD关系”影响[方法]研究对象来自“北京儿童血压研究(BBS)”队列人群中397名(男占54.4%)儿童期(6-19岁)测量体质指数(Body mass index,BMI)和肩胛下皮褶厚度(Subscapularskinfold,SSF)4-8 次,且成年期(29-37 岁)测量 BMD 的人群。采用双能X线吸收法测量成年期全身、腰椎和髋部BMD,以及成年期全身脂肪和瘦组织(肌肉)质量。采用性别、年龄和身高调整的不同部位BMD的20百分位临界点作为BMD偏低的诊断界值。采用SPSS 20.0和SAS 9.3进行数据分析,通过混合效应模型构建儿童期BMI和SSF增长曲线,并计算曲线下面积(Areaunder the curve,AUC)以评估计算儿童期BMI和SSF的长期水平,通过增长的面积(Incremental AUC,iAUC)来评估儿童期BMI和SSF的长期趋势。采用线性回归模型方法进行中介效应分析。[结果]1.探讨儿童体重和体脂的变化轨迹与成年期骨密度的关系儿童期BMI和SSF与年龄呈二次曲线的关系。与成年期不同部位的BMD正常组相比,BMD偏低组在儿童期的BMI和SSF水平较低,且BMI和SSF增长曲线的常数项(12.7岁时的BMI和SSF值)较小。2.探讨儿童期体重和体脂的长期水平和趋势与成年期骨密度的关系调整成年期性别、年龄、身高、吸烟、饮酒和体力活动等因素后,儿童期AUCBMI和AUCSSF均与成年期全身BMD(βBMI=0.019,P<0.001;βSSF=0.013,P<0.001)、腰椎 BMD(βBMI=0.023,P<0.001;βssF=0.013,P<0.001)和髋部 BMD(βBMI=0.038,P<0.001;βSSF=0.026,P<0.001)呈正相关关系;而对于长期趋势,仅儿童期iAUCBMI与髋部BMD显著正相关(β=0.023,P<0.001)。3.探讨成年期体重和体成分对“儿童期体重/体脂-成年期骨密度,,关系的影响在调整成年期BMI后,儿童期AUCBMI与全身BMD的关系仍为显著性正相关(β=0.017,P=0.009),但与腰椎和髋部的BMD无统计学关联。对于腰椎BMD,成年期BMI存在一定的中介效应(中介效应=49.8%),但为边际显著(P=0.068);对髋部BMD,“儿童期BMI-成年期髋部BMD关系”中79.1%是由于“儿童期BMI-成年期BMI-成年期BMD”的作用。将成年期 BMI 进一步分解为 FMI(Fat mass index,FMI)和 LMI(Lean mass index,LMI)后,发现LMI对“儿童BMI-成年期全身BMD”和“儿童BMI-成年期髋部BMD”的关系均具有67%左右的中介效应,而FMI仅对“儿童BMI-成年期全身BMD”关系具有显著的中介效应(中介效应=-54.7%,P<0.05)。与儿童期BMI对成年期BMD的影响相似,在调整成年期FMI后,仅儿童期AUCSSF与全身BMD的关系为显著性正相关(β=0.013,P=0.026),而与腰椎和髋部的BMD无统计学关联。“儿童期SSF-成年期髋部BMD”的关系75.5%是由于“儿童期SSF-成年期FMI-成年期BMD”的作用。[结论]1.儿童期的体重和体脂肪对于成年期BMD增加具有一定的促进影响,提示在体重偏低或相对正常的人群中,BMI或皮下脂肪的增加将有利于成年期获得更多的骨矿物质积累。2.由于骨骼的不同位置,儿童体重和体脂肪的长期水平与成年期BMD表现出不同的回归系数,其与髋部BMD的关联强度高于与腰椎和全身BMD的关联强度。3.由于体重和体脂的轨迹效应,成年期体重和体脂肪对“儿童体重/体脂肪-成年期BMD”的关系存在一定的中介效应。然而,对于髋部BMD,“儿童体重-成年期BMD”的关联主要被肌肉而非脂肪的轨迹效应所解释,提示成年期肌肉质量的增加对于成年期BMD的优化作用。