Influence of birth weight on calcaneal bone stiffness in Belgian pre-adolescent children
Geboortegewicht een bepalende factor voor osteoporose?[i]
Osteoporose of botontkalking is een wereldwijd gekend fenomeen en komt volgens statistieken bij ongeveer 75 miljoen mensen in Europa, Japan en Amerika voor. Deze botaandoening is een onzichtbare en langzaam vooruitschreidende ziekte waarbij de oorsprong reeds in de kindertijd te vinden is, maar de manifestatie pas veel later in het leven aan het licht komt. Het kenmerkt zich door zeer typische fracturen in de heup of de wervels. Dit komt door het verlies aan botmassa en het veranderen van de botstructuur, zoals ook de Wereldgezondheidsorganisatie osteoporose gedefinieerd heeft.
Twee grote factoren bepalen een lage botmassa: enerzijds het winnen aan bot in de eerste 30 jaar van je leven en anderzijds het verliezen van bot later in het leven. In dit onderzoek werd vooral gefocust op het eerste gegeven: de piekbotmassa. Wat dit precies is, wordt zo meteen duidelijk! Wereldwijd werden er reeds vele studies uitgevoerd naar de invloed van kenmerken of ‘variabelen’, zoals onder andere erfelijkheid, de inname van calcium en vitamine D, hormonen en fysieke activiteit, op de piekbotmassa.
Voor dit onderzoek werden 827 gezonde Belgische kinderen, waarvan 427 jongens en 400 meisjes, gescreend. Hun leeftijd varieerde tussen drie en elf jaar. Het doel van dit onderzoek bestond erin te kijken of het geboortegewicht van deze kinderen een invloed had op hun botgezondheid op huidige leeftijd. Het resultaat lijkt veelbelovend, in eerste instantie is er een verband zichtbaar.
Als kinderen groeien, verlengen niet alleen hun botten, maar het bot zelf krijgt ook een hogere botdichtheid. Rond de leeftijd van 30 jaar is dit ‘dichter’ of denser worden van het bot op zijn hoogst, en wordt de maximale hoeveelheid bot de piekbotmassa genoemd. Daarna neemt al het opgebouwd botweefsel weer af en vermindert de botdichtheid. Het is dus zeer belangrijk om in die eerste dertig jaar te zorgen voor een zo hoog mogelijke piek en dus zo sterk mogelijk bot.
Maar hoe meet je nu botdichtheid? Op dit moment bestaan er meerdere methoden waaronder de DXA (dual energy X-ray absorptiometry) en pQCT (peripheral quantitative computed tomography) die beide werken met röntgenstraling. Dit zijn dezelfde stralen als bij de foto die ze nemen bij een gebroken arm of been. In dit onderzoek werd met een derde methode gewerkt, namelijk de ultrasone hielmeting. Dit is een klein toestel waar de voet wordt ingeplaatst en twee balonnetjes met water langs de voet worden opgeblazen. De stralen die hier gebruikt worden zijn dezelfde als bij een echo, wat vaak wordt gebruikt om een ongeboren baby te onderzoeken.
Studies met dezelfde onderzoeksvraag ‘wat is de invloed van geboortgewicht op botgezondheid?’ wijzen alvast voorzichtig in een positieve en zelfde richting. Vele vinden een positieve invloed, waarbij het belang van een goed geboortegewicht nogmaals wordt bevestigd. Maar zal uit dit onderzoek hetzelfde blijken? Dat is een moeilijk te maken voorspelling want die gelijkaardige studies werden uitgevoerd over de hele wereld: van India, Zuid-Afrika, Australië tot het Verenigd Koninkrijk. Er werden verschillende meetmethoden (denk aan die DXA en pQCT) gebruikt en dit op verschillende plaatsen van het lichaam. Daarnaast was de leeftijd van de kinderen niet allemaal gelijk. Dit alles maakt het vergelijken van resultaten enorm moeilijk.
Momenteel is het dus nog steeds niet evident om te voorspellen of geboortegewicht nu een invloed zal hebben op die botgezondheid. In dit onderzoek wordt de vraag gesteld hoe dit zou zijn bij Belgische kinderen die de puberteit nog niet bereikt hebben.
Dit onderzoek startte met het bestuderen van alle mogelijke verklarende en verstorende variabelen die reeds in de literatuur beschreven staan. Deze werden opgelijst en vergeleken met de beschikbare gegevens van alle 827 kinderen. In statistische analyses werden dan mogelijke verbanden tussen deze gegevens en geboortegewicht enerzijds en botgezondheid anderzijds onderzocht. Vervolgens werd ook de lineaire samenhang tussen twee variabelen onderzocht. Zo werd snel een invloed gevonden tussen geboortegewicht en botgezondheid. Een positief vooruitzicht!
In een volgende fase werd een stapje verder gegaan. Het is namelijk zo dat er altijd een andere verklaring mogelijk is voor het gevonden verband. Zo kan het zijn dat niet het geboortegewicht, maar bijvoorbeeld wel de leeftijd, het geslacht of de lengte van de kinderen een mogelijke oorzaak is. Om dit aan te pakken, werden nieuwe analyses uitgevoerd en modellen ontworpen.
Meerdere variabelen toonden een invloed aan op botgezondheid en werden gebruikt in analyses om de relatie tussen geboortegewicht en botgezondheid uit te zuiveren. Zo bleek naast geboortegewicht ook de huidige leeftijd, huidig gewicht en lengte, geslacht en vetmassa een invloed te hebben. De invloed van geboortegewicht blijft sterk na toevoeging van de leeftijd en geslacht van de kinderen. Bij toevoeging van de andere kenmerken, verzwakt het verband. Mogelijks spelen dus andere factoren ook een rol in de ontwikkeling van botdichtheid.
De huidige bevindingen ondersteunen het belang van een zo hoog mogelijke piekbotmassa bij gezonde kinderen en adolescenten om chronische ziekten, zoals osteoporose, op latere leeftijd te voorkomen. In het algemeen zijn er zeer weinig studies die de invloed van geboortegewicht op de botgezondheid hebben onderzocht bij kleuters en kinderen uit de lagere school. Deze studie bij 827 Belgische kinderen wijst in de richting van het belang van een normaal geboortegewicht, zelfs bij gezonde kinderen. Het zal zeer belangrijk zijn om nog verder onderzoek te doen met behulp van ultrasone hielmeting bij een grote groep Europese kinderen vóór hun puberteit. Dit moet op termijn leiden tot optimale strategieën die via de gezondheid van de moeder en omgevingsfactoren een optimaal geboortegewicht realiseren.
[i] Van den Bussche K et al (2012) Influence of birth weight on calcaneal bone stiffness in belgian preadolescent children. Calcif Tissue Int 91(4): 267–75
Bibliografie
[1] Holroyd C, Cooper C, Dennison E. Epidemiology of osteoporosis. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab 2008;22:671-85.
[2] Melton LJ, Cooper C. Magnitude and Impact of Osteoporosis and Fractures. In: Marcus R, Feldman D, Kelsey J, editors. Osteoporosis. San Diego: Academic Press; 2001; p. 557-67.
[3] Genant HK, Cooper C, Poor G, Reid I, Ehrlich G, Kanis J et al. Interim report and recommendations of the World Health Organization Task-Force for Osteoporosis. Osteoporos Int 1999;10:259-64.
[4] Specker BL, Namgung R, Tsang RC. Bone Mineral Acquisition in Utero, during Infancy and throughout Childhood. In: Marcus R, Feldman D, Kelsey J, editors. Osteoporosis. San Diego: Academic Press; 2001; p. 599-620.
[5] Rizzoli R, Bianchi ML, Garabedian M, McKay HA, Moreno LA. Maximizing bone mineral mass gain during growth for the prevention of fractures in the adolescents and the elderly. Bone 2010;46:294-305.
[6] Gracia-Marco L, Vicente-Rodriguez G, Casajus JA, Molnar D, Castillo MJ, Moreno LA. Effect of fitness and physical activity on bone mass in adolescents: the HELENA Study. Eur J Appl Physiol 2011;111:2671-80.
[7] Gracia-Marco L, Ortega FB, Casajus JA, Sioen I, Widhalm K, Beghin L et al. Socioeconomic Status and Bone Mass in Spanish Adolescents. The HELENA Study. J Adolesc Health 2012;50:484-90.
[8] Gracia-Marco L, Ortega FB, Jimenez-Pavon D, Rodriguez G, Castillo MJ, Vicente-Rodriguez G et al. Adiposity and bone health in Spanish adolescents. The HELENA study. Osteoporos Int 2012;23:937-47.
[9] Rizzoli R, Bonjour JP, Ferrari SL. Osteoporosis, genetics and hormones. J Mol Endocrinol 2001;26:79-94.
[10] Suda T, Ueno Y, Fujii K, Shinki T. Vitamin D and bone. J Cell Biochem 2003;88:259-66.
[11] Saggese G, Baroncelli GI, Bertelloni S. Puberty and bone development. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab 2002;16:53-64.
[12] Seeman E. Effects of Tobacco and Alcohol Use on Bone. In: Marcus R, Feldman D, Kelsey J, editors. Osteoporosis. San Diego: Academic Press; 2001; p. 771-94.
[13] Baird J, Kurshid MA, Kim M, Harvey N, Dennison E, Cooper C. Does birthweight predict bone mass in adulthood? A systematic review and meta-analysis. Osteoporos Int 2011;22:1323-34.
[14] Dennison EM, Syddall HE, Sayer AA, Gilbody HJ, Cooper C. Birth weight and weight at 1 year are independent determinants of bone mass in the seventh decade: the Hertfordshire cohort study. Pediatr Res 2005;57:582-6.
[15] Oliver H, Jameson KA, Sayer AA, Cooper C, Dennison EM. Growth in early life predicts bone strength in late adulthood: the Hertfordshire Cohort Study. Bone 2007;41:400-5.
[16] Schlussel MM, Dos S, V, Kac G. Birth weight and adult bone mass: a systematic literature review. Osteoporos Int 2010;21:1981-91.
[17] Yarbrough DE, Barrett-Connor E, Morton DJ. Birth weight as a predictor of adult bone mass in postmenopausal women: the Rancho Bernardo Study. Osteoporos Int 2000;11:626-30.
[18] Ganpule A, Yajnik CS, Fall CH, Rao S, Fisher DJ, Kanade A et al. Bone mass in Indian children--relationships to maternal nutritional status and diet during pregnancy: the Pune Maternal Nutrition Study. J Clin Endocrinol Metab 2006;91:2994-3001.
[19] Jones G, Dwyer T. Birth weight, birth length, and bone density in prepubertal children: evidence for an association that may be mediated by genetic factors. Calcif Tissue Int 2000;67:304-8.
[20] Macdonald-Wallis C, Tobias JH, Smith GD, Lawlor DA. Relation of maternal prepregnancy body mass index with offspring bone mass in childhood: is there evidence for an intrauterine effect? Am J Clin Nutr 2010;92:872-80.
[21] Micklesfield LK, Levitt NS, Carstens MT, Dhansay MA, Norris SA, Lambert EV. Early life and current determinants of bone in South African children of mixed ancestral origin. Ann Hum Biol 2007;34:647-55.
[22] Steer CD, Tobias JH. Insights into the programming of bone development from the Avon Longitudinal Study of Parents and Children (ALSPAC). Am J Clin Nutr 2011:1S-4S.
[23] Vidulich L, Norris SA, Cameron N, Pettifor JM. Infant programming of bone size and bone mass in 10-year-old black and white South African children. Paediatr Perinat Epidemiol 2007;21:354-62.
[24] Micklesfield L, Levitt N, Dhansay M, Norris S, van der Merwe L, Lambert E. Maternal and early life influences on calcaneal ultrasound parameters and metacarpal morphometry in 7- to 9-year-old children. J Bone Miner Metab 2006;24:235-42.
[25] Binkley TL, Berry R, Specker BL. Methods for measurement of pediatric bone. Rev Endocr Metab Disord 2008;9:95-106.
[26] Baroncelli GI. Quantitative ultrasound methods to assess bone mineral status in children: technical characteristics, performance, and clinical application. Pediatr Res 2008;63:220-8.
[27] Ahrens W, Bammann K, Siani A, Buchecker K, De HS, Iacoviello L et al. The IDEFICS cohort: design, characteristics and participation in the baseline survey. Int J Obes (Lond) 2011;35 Suppl 1:S3-15.
[28] Ahrens W, Bammann K, De HS, Halford J, Palou A, Pigeot I et al. Understanding and preventing childhood obesity and related disorders--IDEFICS: a European multilevel epidemiological approach. Nutr Metab Cardiovasc Dis 2006;16:302-8.
[29] Bammann K, Peplies J, Sjostrom M, Lissner L, Ahrens W, De HS et al. Assessment of diet, physical activity and biological, social and environmental factors in a multi-centre European project on diet-and lifestyle-related disorderds in children (IDEFICS). J Public Health 2006:279-89.
[30] Bammann K, Peplies J, Pigeot I, Ahrens W. [IDEFICS: a multicenter European project on diet- and lifestyle-related disorders in children]. Med Klin (Munich) 2007;102:230-5.
[31] Jaworski M, Lebiedowski M, Lorenc RS, Trempe J. Ultrasound Bone-Measurement in Pediatric Subjects. Calcified Tissue Int 1995;56:368-71.
[32] Economos CD, Sacheck JM, Wacker W, Shea K, Naumova EN. Precision of Lunar Achilles plus bone quality measurements: time dependency and multiple machine use in field studies. British Journal of Radiology 2007;80:919-25.
[33] Tyrrell VJ, Richards G, Hofman P, Gillies GF, Robinson E, Cutfield WS. Foot-to-foot bioelectrical impedance analysis: a valuable tool for the measurement of body composition in children. Int J Obes Relat Metab Disord 2001;25:273-8.
[34] WHO consultation on Obesity. Obesity: preventing and managing the global epidemic. 894. 2000. Geneva, World Health Organization. WHO Technical Report Series.
[35] Cole TJ, Freeman JV, Preece MA. British 1990 growth reference centiles for weight, height, body mass index and head circumference fitted by maximum penalized likelihood. Stat Med 1998;17:407-29.
[36] Marfell-Jones M, Olds T, Stewart A, Carter L. International standards for anthropometric assessment. Potchefstroom, South Africa: International Society for the Advancement of Kinanthropometry (ISAK); 2006.
[37] Liao XP, Zhang WL, He J, Sun JH, Huang P. Bone measurements of infants in the first 3 months of life by quantitative ultrasound: the influence of gestational age, season, and postnatal age. Pediatr Radiol 2005;35:847-53.
[38] Ay L, Jaddoe VWV, Hofman A, Moll HA, Raat H, Steegers EAP et al. Foetal and postnatal growth and bone mass at 6 months: the Generation R Study. Clin Endocrinol 2011;74:181-90.
[39] Schoenau E, Saggese G, Peter F, Baroncelli GI, Shaw NJ, Crabtree NJ et al. From bone biology to bone analysis. Horm Res 2004;61:257-69.
[40] Alwis G, Rosengren B, Nilsson JA, Stenevi-Lundgren S, Sundberg M, Sernbo I et al. Normative calcaneal quantitative ultrasound data as an estimation of skeletal development in Swedish children and adolescents. Calcified Tissue Int 2010;87:493-506.
[41] Mughal MZ, Langton CM, Utretch G, Morrison J, Specker BL. Comparison between broad-band ultrasound attenuation of the calcaneum and total body bone mineral density in children. Acta Paediatr 1996;85:663-5.
[42] Goh SY, Aragon JM, Lee YS, Loke KY. Normative data for quantitative calcaneal ultrasound in Asian children. Ann Acad Med Singapore 2011;40:74-6.
[43] Lee M, Nahhas RW, Choh AC, Demerath EW, Duren DL, Chumlea WC et al. Longitudinal changes in calcaneal quantitative ultrasound measures during childhood. Osteoporos Int 2011;22:2295-305.
[44] Falcini F, Bindi G, Ermini M, Galluzzi F, Poggi G, Rossi S et al. Comparison of quantitative calcaneal ultrasound and dual energy X-ray absorptiometry in the evaluation of osteoporotic risk in children with chronic rheumatic diseases. Calcified Tissue Int 2000;67:19-23.
[45] Specker BL, Schoenau E. Quantitative bone analysis in children: current methods and recommendations. J Pediatr 2005;146:726-31.
