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为明确体力活动（PA）与骨密度（BMD）剂量反应的性别及部位差异，研究人员基于 NHANES 数据，分析 2659 名 8-19 岁儿童青少年的加速度计 PA 数据与 DXA 测量的 BMD。发现男女 PA-BMD 关联模式不同，存在强度阈值，对优化骨骼健康有重要意义。
骨骼健康如同建筑地基，在儿童青少年时期奠定终身基础，约 80% 的峰值骨量在此阶段积累。然而，体力活动（Physical Activity, PA）对不同性别、不同骨骼部位骨密度（Bone Mineral Density, BMD）的剂量反应关系一直模糊不清。传统研究多依赖主观问卷评估 PA，易受回忆偏差影响，且对 PA 强度分类粗糙，难以精准捕捉其与 BMD 的动态关联。此外，性别差异在骨骼对 PA 的响应中可能扮演关键角色，但相关机制尚未明确。因此，揭示 PA 与 BMD 在性别和部位上的特异性关联，对制定针对性运动干预策略、预防成年后骨质疏松等骨骼疾病至关重要。
首都儿科研究所和首都医科大学附属北京儿童医院的研究人员，利用美国国家健康与营养检查调查（NHANES 2011–2014）的数据，开展了一项横断面研究。该研究纳入 2659 名 8-19 岁儿童青少年，通过加速度计客观测量 PA 的量（Volume）和强度（Intensity），采用双能 X 线吸收法（Dual-Energy X-ray Absorptiometry, DXA）评估全身（除头部）及特定部位（脊柱、骨盆、四肢等）的 BMD，旨在探讨 PA 与 BMD 关联的性别差异及剂量反应模式。研究结果发表在《Scientific Reports》，为优化儿童青少年骨骼健康提供了重要科学依据。
研究主要采用以下关键技术方法：
- 数据来源：NHANES 数据库，包含 PA、BMD 测量数据及人口学、营养等协变量。
- PA 评估：使用 ActiGraph GT3X + 加速度计，佩戴于非优势手腕 7 天，记录运动数据，计算 PA 量（以每天运动 summary units，MIMS 表示）和强度（以峰值 60 分钟 MIMS 衡量）。
- BMD 测量：DXA 扫描测量全身除头部（Total Body Less Head, TBLH）、胸椎、腰椎、骨盆、手臂、腿部等部位的 BMD。
- 统计分析：采用线性回归、广义加性模型（General Additive Model, GAM）等分析 PA 与 BMD 的线性及非线性关联，评估阈值效应，并对数据进行性别分层分析。
研究结果
1. 研究人群基本特征
- 最终纳入 2659 名参与者（1339 名男孩，1320 名女孩），平均年龄 13.3 岁。
- 男孩身高、体重、钙和维生素 D 摄入量显著高于女孩，PA 强度更高（54.5 vs. 50.7 MIMS/min），但 PA 量无显著性别差异。
- 骨骼部位 BMD 存在性别差异：男孩 TBLH、手臂、腿部 BMD 更高，女孩腰椎、胸椎、骨盆 BMD 更高。
2. 性别特异性 PA 与 BMD 线性关联
- 男孩：PA 量与 TBLH、骨盆、手臂、腿部 BMD 呈显著线性正相关（β=0.003-0.004, P<0.05），PA 强度与各部位 BMD 均显著相关。
- 女孩：PA 量和强度与腰椎 BMD 无显著关联，但与其他部位 BMD 存在正相关，类似男孩趋势。
3. 非线性阈值效应
- 男孩：PA 强度阈值约为 45 MIMS/min（TBLH、骨盆、手臂、腿部），低于阈值时 BMD 增益更显著（如 TBLH：β=0.047 vs. β=0.010）；仅腰椎 PA 量存在阈值（22.2×103 MIMS/day），超过后 BMD 显著增加。
- 女孩：PA 量阈值约为 15.0×103 MIMS/day（TBLH、骨盆、腿部），强度阈值约为 49 MIMS/min，低于阈值时 BMD 显著增加，超过后效应停滞。
4. 标准化效应量与性别差异
- 男孩 PA 相关 BMD 增益趋势大于女孩，尤其在四肢部位，但仅手臂 BMD 对 PA 强度的响应存在统计学差异（男孩 β=0.112 vs. 女孩 β=0.056, P<0.05）。
- PA 强度对 BMD 的影响大于量，TBLH 效应量比值在男孩和女孩中分别为 1.68 和 1.58 倍。
研究结论与讨论
本研究首次在普通儿童青少年人群中明确了 PA 与 BMD 关联的性别和部位特异性，以及强度和量的阈值效应。主要结论包括：
- 性别差异：男孩 PA 与 BMD 的线性关联更强，女孩则表现出明显的阈值效应，可能与青春期激素（如睾酮促进肌肉量增加、雌激素调节骨转换）及行为差异（男孩更多参与高强度运动）有关。
- 部位特异性：承重部位（如四肢、骨盆）对 PA 更敏感，非承重部位（如脊柱）响应较弱，符合骨骼对机械负荷的适应性机制。
- 阈值效应：男女均存在 PA 强度阈值（约 45-49 MIMS/min），对应每日 60 分钟中高强度运动，超过阈值后 BMD 增益递减或停滞，提示应注重达到而非超过该阈值。
研究意义在于：
- 科学层面：揭示了 PA 优化骨骼健康的性别和部位特异性机制，补充了传统 PA 分类研究的不足。
- 实践层面：为制定儿童青少年运动指南提供了精准依据，建议优先推荐高强度承重活动（如跳跃、抗阻训练），尤其关注女孩的 PA 强度达标，通过学校和社区干预促进每日 60 分钟中高强度运动，以最大化峰值骨量积累，降低成年后骨折和骨质疏松风险。
未来研究需进一步验证这些阈值在不同人群中的适用性，结合社会经济地位、久坐行为、激素水平等因素，制定更个性化的骨骼健康促进策略。
