초경전 여아에서 운동의 기계적 스트레인과 칼슘섭취량에 따른 발꿈치뼈 골밀도의 분포 Distribution of Calcaneal Bone Density According to the Mechanical Strain of Exercise and Calcium Intake in Premenarcheal Girls원문보기
Objectives : The effects of exercise on bone density have been found to be inconsistent in previous studies. We conducted a cross-sectional study in premenarcheal girls to test two hypotheses to explain these inconsistencies. Firstly,'the intensity of mechanical strain, in terms of the ground reacti...
Objectives : The effects of exercise on bone density have been found to be inconsistent in previous studies. We conducted a cross-sectional study in premenarcheal girls to test two hypotheses to explain these inconsistencies. Firstly,'the intensity of mechanical strain, in terms of the ground reaction force(GRF), has more important effects on the bone mass at a weight-bearing site', and secondly, 'calcium intake modifies the bone response to exercise'. Methods : The areal bone mineral density was measured at the Os calcis, using peripheral dual energy X-ray absorptiometry, in 91 premenarcheal girls aged between 9 and 12 years. The intensity of mechanical strain of exercise was assessed by a self-report questionnaire and scored by the GRF as multiples of body weight, irrespective of the frequency and duration of exercise. The energy and calcium intake were calculated from the 24-hour dietary recall. An analysis of covariance(ANCOVA) was used to determine the interaction and main effects of exercise and calcium on the bone density, after adjusting for age, weight, height and energy intake. Results : The difference in the bone density between moderate and low impact exercise was more pronounced in the high than low calcium intake group. The bone density for moderate impact exercise and high calcium intake was significantly higher than that for low impact exercise (p=0.046) and low calcium intake, after adjusting for age, weight, height and energy intake. Conclusions : Our study suggests that the bone density at a weight-bearing site is positively related to the intensity of mechanical loading exercise, and the calcium intake may modify the bone response to exercise at the loaded site in premenarcheal girls.
Objectives : The effects of exercise on bone density have been found to be inconsistent in previous studies. We conducted a cross-sectional study in premenarcheal girls to test two hypotheses to explain these inconsistencies. Firstly,'the intensity of mechanical strain, in terms of the ground reaction force(GRF), has more important effects on the bone mass at a weight-bearing site', and secondly, 'calcium intake modifies the bone response to exercise'. Methods : The areal bone mineral density was measured at the Os calcis, using peripheral dual energy X-ray absorptiometry, in 91 premenarcheal girls aged between 9 and 12 years. The intensity of mechanical strain of exercise was assessed by a self-report questionnaire and scored by the GRF as multiples of body weight, irrespective of the frequency and duration of exercise. The energy and calcium intake were calculated from the 24-hour dietary recall. An analysis of covariance(ANCOVA) was used to determine the interaction and main effects of exercise and calcium on the bone density, after adjusting for age, weight, height and energy intake. Results : The difference in the bone density between moderate and low impact exercise was more pronounced in the high than low calcium intake group. The bone density for moderate impact exercise and high calcium intake was significantly higher than that for low impact exercise (p=0.046) and low calcium intake, after adjusting for age, weight, height and energy intake. Conclusions : Our study suggests that the bone density at a weight-bearing site is positively related to the intensity of mechanical loading exercise, and the calcium intake may modify the bone response to exercise at the loaded site in premenarcheal girls.
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문제 정의
이는 일상생활의 체중 부하 활동량을 반영하는 것으로, 스트레인 강도가 낮지만 일정한 강도가 유지 되므로, 운동의 스트레 인 강도에 대한 효과와 비 교하기 위해 사용하였다. 이하운동의 기계적 스트레인강도는 운동강도(Irrpact level of exercise)로 기숱한다.
그러나 골밀도와 관련해서는 에너지 대사량보다 기계적 스트레인이 골 형성에 직접적으로 관련 있는 것으로 알려지고있다 [8], 따라서 기존 설문에서 사용하는 지표로 골밀도에 대한 운동의 효과릍 충분히 반영하기는 어렵다고 보인다. 이에 본 연구는 운동의 기계적 스트레인 강도가 골밀도에 미치는 영향을 알아봄으로써, 이것이 골밀도에 대한운동의 노춭지표로서 의의가 있는 지 살펴보고자한다.
또한 골다공증 예방을 위한 기존의 운동지침이나 칼슘권장량에 중요하게 고려해야핱 부분이 될 수 있다. 이에 본연구는 앞서 언급한 운동의 효과와 함께 칼슘 섭취량과의 교호작용이 골밀도에 미치는 영향을 살펴보고자 한다.
가설 설정
둘째, 칼슘 섭취와 운동과의 교호작용이다. 운동이나 칼슘 섭취 각각이 골밀도에 미치는 영향에 대해서는 많은 연구가 있어왔으나, 이들의 교호작용을 분석한 연구는 많지 않았다.
제안 방법
또한 조사시점으로부터 지난 1년 동안의 하루 평균 도보시간을 조사하였다. 이는 일상생활의 체중 부하 활동량을 반영하는 것으로, 스트레인 강도가 낮지만 일정한 강도가 유지 되므로, 운동의 스트레 인 강도에 대한 효과와 비 교하기 위해 사용하였다.
칼슘 섭취량에 있어서는 체내 칼슘 균형의 역치 및 칼슘 섭취 량의 변동을 고려하여 선형의 양.반응 관계보다는 섭취량의 중앙값에서 이분한 두 집단의 차이릍 조사 하였다. 즉 상위 이분위릍 고칼슘섭취 (high calcium intake), 하위 이 분위 릍 저 칼슘섭 취 (low calcium intake) 군으로 나누어 비 교하였다.
본 연구에서도 운동의 스트레인 강도와 대비되는 변수로서, 일일도보시간에 따른 골밀도 변화도 같이 관찰하였다. 도보는 스트레인 강도가 적은 체중 부하 운동으로, 일상생활에서의 홭동량을 반영한다.
조사당일 하루 전날 섭취한 모든 식품의 종류와 양을 자가로 기독하게 한 다음, 훈련된 조사원과의 면접을 통해 확인 조사하였다. 섭취한 식품의 양을 회상하는 데 도움이 되도독 실뭍크기의 식품모형과 사진을 이용하였다. 조사된 음식 및 식품의 종류와 양은 한국영양학회 식품성분표 7 차개 정판 [13]을 토대로DS24 프로그램을 이용하여 영양소별 섭취량을 환산하였다.
식이조사는 1일 회상법을 이용하였다. 조사당일 하루 전날 섭취한 모든 식품의 종류와 양을 자가로 기독하게 한 다음, 훈련된 조사원과의 면접을 통해 확인 조사하였다.
열량 섭취량은 정규분포릍 위해 로그 치환하여 연속형 변수로 사용하였다. 칼슘 섭취량에 있어서는 체내 칼슘 균형의 역치 및 칼슘 섭취 량의 변동을 고려하여 선형의 양.
운동에 대한 설문으로는 현재 하고 있는 운동의 종류, 빈도, 소요시간 및 기 간을 조사하였다. 조사당일로부터 1개월 이상 전부터, 주당 1회 이상, 1회 5분 이상이라도 현재 운동을 하고 있는 군과, 이에 해당하지 않는 비운동군으로 분류하였다.
贝분 이하, 60분 이상으로 나누었다. 운동에 있어서는 운동 강도가 가장 높은 3점에 해당하는 대상자가 없었으므로, 운동을 하지 않는 비 운동군 (no exercise), 운동강도가 낮은 저강도(low) 운동군, 중강도(moderate)운동군 등 세 가지 수준에서 비교하였다
일반 설문은 훈련된 설문원이 각 문항마다 대상자에게 설명을 해준 뒤 대상자가 직접 기재하도독 하였다, 식이 및 운동 외의 골밀도 관련 환경 요인을 배제하기 위해 흡연력, 음주력, 약뭍 복용 여부 및 약뭍명, 과거 및 현재 질병력을 조사하였다. 성성 숙 평가는 Tanner stage 5단계의 특징 적인 그림과 설명 [12]을보여주고, 설문원이 설명한 후대상자본인이 기재하였다.
이용하였다. 조사당일 하루 전날 섭취한 모든 식품의 종류와 양을 자가로 기독하게 한 다음, 훈련된 조사원과의 면접을 통해 확인 조사하였다. 섭취한 식품의 양을 회상하는 데 도움이 되도독 실뭍크기의 식품모형과 사진을 이용하였다.
조사당일로부터 1개월 이상 전부터, 주당 1회 이상, 1회 5분 이상이라도 현재 운동을 하고 있는 군과, 이에 해당하지 않는 비운동군으로 분류하였다. 각 운동은 Groothausen 등 [14] 이 제안한 분류에 따라 4단계의 운동강도로 나누었다.
반응 관계보다는 섭취량의 중앙값에서 이분한 두 집단의 차이릍 조사 하였다. 즉 상위 이분위릍 고칼슘섭취 (high calcium intake), 하위 이 분위 릍 저 칼슘섭 취 (low calcium intake) 군으로 나누어 비 교하였다.
대상 데이터
경기도 일개 초등학교 4, 5, 6학년 중, 사전에 조사 요청을 승낙한 학년별 2개 학급여학생 142명에서 골밀도 검사릍 실시하였다. 초경 전 여 아릍 연구 대상으로 하였으므로 이미 초경이 시작된 28명은 분석에서 제외하였다.
비정상 발육 상태 인 대상자릍 제외하기 위해, 연령별 신체발육 표준치 [1 이릍 기준으로 각 연령별 체중과 신장이 상 하위 각 1 percentile에 속하는 8명도 제외하였다. 또한 식이섭취 및 운동 관련 설문 문항에 응답이 미비한 15명을 제외시켰다. 흡연, 음주및 골밀도에 영향을줕 수 있는 약뭍 복용 혹은 만성 질병을 가진 제외 기준에는 해당자가 없었으므로, 최종분석 대상자는총91명이었다.
초경 전 여 아릍 연구 대상으로 하였으므로 이미 초경이 시작된 28명은 분석에서 제외하였다. 비정상 발육 상태 인 대상자릍 제외하기 위해, 연령별 신체발육 표준치 [1 이릍 기준으로 각 연령별 체중과 신장이 상 하위 각 1 percentile에 속하는 8명도 제외하였다.
또한 식이섭취 및 운동 관련 설문 문항에 응답이 미비한 15명을 제외시켰다. 흡연, 음주및 골밀도에 영향을줕 수 있는 약뭍 복용 혹은 만성 질병을 가진 제외 기준에는 해당자가 없었으므로, 최종분석 대상자는총91명이었다.
데이터처리
또한 골밀도에 대한 영향을 줕 수 있는 것으로 알려진 연령, 체중 및 신장과 열량 섭취량의 효과릍제어한후, 칼슘섭취량및 운동강도 각각의 주요 효과(mam effect) 및 칼슘 섭취량과 운동강도간의 교호작용을 분석하기 위해 SAS(version8.1) 통계프로그램의 PROC GLM을 사용하여 공분산분석 (ANCO欢)을 실시하였다. 각 운동강도와 칼슘 섭취량 수준에 따른 평균 골밀도의차이릍 검 정하기 위해 LSMEANS릍 사용하였다.
저강도 운동군과 중강도운동군 간의 운동의 빈도, 소요시간 및 기 간에 차이가 있는지 보기 위해 Students t・test로 비 교하였으나, 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았으며, 본 결과에는 포함시키지 않았다.
칼슘섭취량, 도보시간, 운동강도에 따른 골밀도 평균을 각 수준에 따라 Dims ii의 분산분석(ANOVA)으로 비교하였다. 또한 골밀도에 대한 영향을 줕 수 있는 것으로 알려진 연령, 체중 및 신장과 열량 섭취량의 효과릍제어한후, 칼슘섭취량및 운동강도 각각의 주요 효과(mam effect) 및 칼슘 섭취량과 운동강도간의 교호작용을 분석하기 위해 SAS(version8.
이론/모형
하였다. 골밀도 측정기는 이 중 에너 지 X선 흡수법 (Dual eneigy X-iay Absor ptiomet以 DXA)을 이용해, 발꿈치뼈나 요골 말단을 측정핱 수 있는 기기릍 사용하였다?IXT% Lunar Coip, Medison, WI). 이기기는 대 퇴 경부나 요추골 부위릍 DXA 방식으로 측정한 골밀도에 대해 061~0& 정도의 예측치릍 가지며, 정밀도(CV%)는 12시破 인것으로 보고 있다.
이상의 사실을 근거로, 본 연구는 운동 의지 면 반발 력 (ground reaction force)^ 범 주화한 스트레인 강도릍 운동의 측정 도구로 이용하였다. 최근에 지면반발력을 이용해 골밀도에 대한 운동의 효과릍 분석한 연구들이 나오고 있다.
섭취한 식품의 양을 회상하는 데 도움이 되도독 실뭍크기의 식품모형과 사진을 이용하였다. 조사된 음식 및 식품의 종류와 양은 한국영양학회 식품성분표 7 차개 정판 [13]을 토대로DS24 프로그램을 이용하여 영양소별 섭취량을 환산하였다. 본분석에서는이 중총열량과 칼슘의 섭취 량을 사용하였다.
칼슘섭취 량을 측정하는 방법으로 1일 회상법을 이용하였는데, 이 방법은 식품 빈도 조사에 비해 식품 종류와 식 이 섭 취 량을정 확하게 조사핱 수 있는 장점이 있는 반면, 일간식이섭취 변동이 큰 경우 각대 상자의 일상적인식이 섭취릍 충분히 반영하기 어려운 단점도 가지고 있다. 따라서 일간 변동을 줕이기 위해서는 몇 차례 반복조사가필요핱 것이다.
성능/효과
유의하게 높았다 60。4> 연령, 체중, 신장 및 열량섭취 량을 보정한 후에도 고칼슘 섭취 군이 저 칼슘섭취 군보다 높은골밀도릍 보였으나, 통계 적으로 유의한차이는보이지 않았다 (尸0.13).
E)가 더 컸다. 두 번째는 저칼슘 저강도운동(E)을 기준으로, 저 칼슘 중강도운동과의 차이 (E・C) 와 고칼슘 저강도운동과의 골밀도 차이 (B・E)릍 합한 것보다 고칼슘 중강도운동과의 차이&F)가 더 컸으며, 이 차이(BF)는 통계 적으로 유의하였다^0.86). 세 번째는 저칼슘 비운동(A)의 골밀도릍 기준으로, 저 칼슘 중강도운동과 차이 (A・C)와 고칼슘 비운동 군과 차이(A.
비교한 결과릍 제시했다. 먼저, 저칼슘 비운동군(A)의 골밀도릍 기준으로, 저칼슘 저강도운동과의 차이(A・E)와 고칼슘 비운동군과 차이(A・D)릍 합한 값보다, 고칼슘 저강도운동과 차이 (A.E)가 더 컸다. 두 번째는 저칼슘 저강도운동(E)을 기준으로, 저 칼슘 중강도운동과의 차이 (E・C) 와 고칼슘 저강도운동과의 골밀도 차이 (B・E)릍 합한 것보다 고칼슘 중강도운동과의 차이&F)가 더 컸으며, 이 차이(BF)는 통계 적으로 유의하였다^0.
알려져 있다. 본 연구 결과에서도 칼슘 섭취량이 많을수독 골밀도가 높았다. 칼슘 섭취의 주요 공급원인 우유릍 먹은 경우 골성 장을 증진시 키 는 insulin-like growth Mtorl QGFI)이 증가되며 [3이, 칼 音 보충제 (calcium cdonate)투여 시, 골 교체율을 감소 시 켜 골소실을 억제하는 등 [31], 칼슘은 여러가지 기전을 통해 골량 증가에 영향을 준다.
반응관계릍볼수 있다. 분석 결과, 걷는 시간에 대해서는 골밀도와 일정한 경향을 보이지 않았다. 다른 연구에서 도보계로 하루 동안 걷는 걸음걸이 수릍 분석한 경우에도, 도보량과 발꿈치뼈 골밀도의 관련성은 보이지 않았다 @1] 이는 스트레인 강도에 따른 골밀도 효과와 달리, 운동기 간은 골밀도에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 해석핱수 있다.
비운동군에 비해 저강도운동군 (尸0.92)에서 중강도운동군 (p=024)으로갈수독 골밀도가 높았으며, 연령, 체중 및 신장을 보정한후에도 비운동군에 비해 저강도 운동군 (p=0.96)에서 중강도운동군 伊0.18)으로 갈수독 골밀도가 높은 경향을 보였다. 그러나 각 단계 간에 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다.
86). 세 번째는 저칼슘 비운동(A)의 골밀도릍 기준으로, 저 칼슘 중강도운동과 차이 (A・C)와 고칼슘 비운동 군과 차이(A.D)릍 합한 값보다, 고칼슘 중강도운동과 차이 (A・F)가 더 컸으나, 이 차이(A.F)가 통계 적으로 유의하지는 않았다(F0.0W).
운동을 하지 않는 군과 저강도 운동의 골밀도는 별 차이가 없었으나, 이들에 비해 중강도 운동의 골밀도는 비교적 높은 경향을 나타냈다. 이러한 운동의 스트레 인강도와 골밀도의 관련성을 설명하기 위해서, 기존의 연구들을 살펴볼필요가 있다.
첫째, 기계적 스트레인(medianisl strain) 강도에 따른 운동 효과이다. 골밀도와 운동의 관련성을 조사한 연구에서, 운동량측정은 심박동수나 도보계(pedometer)등기구릍 사용하기도 하지만, 대부분은 편의상 혹은 장기간의 운동량을 측정하기 위해 설문을 이용하는 경우가 많다.
013 을际 로 (A・E)보다 컸다. 칼슘 섭취가 높은 집단에서는, 비운동군과 중강도운동군의 골밀도 차이 (D・F)는 0.025 g/errf 로, 비운동군과 저강도운동군의 골밀도 차이(D.E)보다 컸다. 칼슘섭취가 낮은 군에 비해, 섭취가 높은 군이 운동강도에 따른 증가폭이 더 컸다.
칼슘섭취가 낮으면서 낮은 강도의 운동을 하는 군에 비 해, 칼슘섭취가 높고 강도가 높은 운동을 하는 군이 유의하게 골밀도가 높았다. 그러나 칼슘섭취량만 높은 군 혹은 운동강도만 높은 군에서는 골밀도 평균치가 유의한 차이릍보이지 않았다.
칼슘섭취와 운동 강도가 모두 낮은 군에 비해, 칼슘섭취가 높고 강도가 높은 운동을 하는 군이 유의하게 골밀도가 높았다. 그러나 칼슘섭취량만 높은 군 혹은 운동강도만 높은 군에서는 골밀도 평균치가 유의하게 높지 않았다.
후속연구
본 연구의 제한점으로는 운동의 스트레인 강도나 칼슘 섭취 량이 동시에 높은 군에서, 두 가지 모두낮은군에 비해 골밀도가 유의하게 증가되는 것을 볼 수 있었지만, 운동이 나 칼슘 한 가지 만으로는 유의한 효과릍 관찰핱 수 없었다. 이에 대한 설명으로는 몇 가지 연구 제한점에 의해 운동이나 칼슘섭취의 효과가 낮게 평가되었기 매문일 것으로 보인다.
[36], 그 외에도 칼슘 섭취량을 이분위로 구분했기 매문에 좀 더 극단적인 섭취량 비교보다 집단간 차이가 뚜렷하게 나타나지 않았을 수 있다. 이와 같은 제한점을 극복핱 수 있는 연구가 향후에 이루어지면, 운동이나 칼슘 섭취 각각의 효과릍 보다 정확히 평가핱 수 있으리라고 생각된다.
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