ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΑΘΛΗΤΙΣΜΟΥ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΙΝΗΣΙΟΛΟΓΙΑΣ

Transcript

1 ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΑΘΛΗΤΙΣΜΟΥ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΙΝΗΣΙΟΛΟΓΙΑΣ Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΦΥΛΟΥ, ΤΗΣ ΗΛΙΚΙΑΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΠΡΟΠΟΝΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΤΗΝ ΟΣΤΙΚΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΣΕ ΠΑΙΔΙΑ Υποστήριξη μεταπτυχιακής διατριβής Μακράκης Μιχάλης Τριμελής Επιτροπή: 1.Κέλλης Ελευθέριος, Λέκτορας (ΑΠΘ) Τ.Ε.Φ.Α.Α Σερρών. 2.Αραμπατζή Φωτεινή, Λέκτορας (ΑΠΘ) Τ.Ε.Φ.Α.Α Σερρών. 3.Αμοιρίδης Ι., Επίκουρος Καθηγητής (ΑΠΘ) Τ.Ε.Φ.Α.Α Σερρών..

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδα Περίληψη 4 1.Εισαγωγή 6 1.1Φυσιολογία των οστών Τύποι οστίτη ιστού Οστική ανακατασκευή Φάσεις οστικής ανακατασκευής Μεταβολισμός των οστών κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης Παράγοντες που επηρεάζουν το μεταβολισμό των οστών Οστεοπόρωση Οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις της οστεοπόρωσης Παιδιά και οστεοπόρωση Οστική πυκνότητα Τεχνικές μέτρησης της οστικής μάζας Επίδραση της προπόνησης Επίδραση της προπονητικής κατάστασης Φύλο και οστεοπόρωση 34 Σκοπός της έρευνας 35 Σημασία της έρευνας 35 Ερωτήματα της έρευνας 35 Ερευνητικές υποθέσεις Μεθοδολογία Συμμετέχοντες Εξοπλισμός 37 2

3 2.4 Διαδικασία μέτρησης Προετοιμασία του ατόμου και του μηχανήματος Μεταβλητές της κατάστασης του οστού 40 Στατιστική ανάλυση 41 3 Αποτελέσματα Υπέρηχος ευρέως φάσματος Ταχύτητα του ήχου στην πτέρνα SOS Ποσοτικός δείκτης υπερήχων (QUI Quantitative Ultrasound Index Stiffness) Συνολική επισκόπηση αποτελεσμάτων Συζήτηση Διαφορές ηλικιακών ομάδων Διαφορές μεταξύ των 2 φύλων Διαφορές μεταξύ αθλημάτων Εφαρμογές Συμπεράσματα Βιβλιογραφία 66 6.Παράρτημα 85 3

4 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η οστεοπόρωση είναι μια σκελετική διαταραχή που χαρακτηρίζεται από χαμηλή οστική μάζα και μεταβολή της μικροαρχιτεκτονικής του οστίτη ιστού η οποία οδηγεί στην αύξηση της ευθραυστότητας και έχει ως αποτέλεσμα των κίνδυνο κατάγματος. Σκοπός αυτής της έρευνας ήταν να εξετάσει την οστική πυκνότητα σε σχέση με το φύλο, την ηλικία και τη προπονητική κατάσταση σε παιδιά. Το δείγμα της έρευνας αποτελέσαν 301 αγόρια και κορίτσια από 3 διαφορετικά αθλήματα ηλικίας 9-20 ετών. Συγκεκριμένα συμμετείχαν 132 κορίτσια και 169 αγόρια. Από τα 301 τα παιδιά 37 ήταν ποδοσφαιριστές, 67 ήταν κολυμβητές, 69 ήταν αθλητές στίβου και 128 αποτέλεσαν την ομάδα ελέγχου. Η μέτρηση της οστικής πυκνότητας πραγματοποιήθηκε με υπέρηχο. Υπολογίστηκαν ο δείκτης της ταχύτητας του ήχου (SOS), το ευρύ φάσμα εξασθένησης των υπερήχων στην πτέρνα (Broadband Ultrasound Attenuation) και ο ποσοτικός δείκτης υπερήχων (Quantitative Ultrasound Index Stiffness). Για την στατιστική ανάλυση χρησιμοποιήθηκε ανάλυση διακύμανσης. Το επίπεδο σημαντικότητας ορίζεται σε p < Σε όλες τις μεταβλητές παρατηρήθηκε αύξηση των τιμών τους με την αύξηση της ηλικίας (p < 0.05). Και στις τρεις μεταβλητές, η ομάδα των ποδοσφαιριστών δεν εμφάνισε στατιστικά σημαντική διαφορά με την ομάδα του στίβου (p < 0.05). Η ομάδα ελέγχου δεν εμφάνισε στατιστικά σημαντική διαφορά με τη ομάδα κολύμβησης (p < 0.05), ενώ οι ομάδες ποδοσφαίρου και στίβου εμφάνισαν υψηλότερες τιμές σε όλες της μεταβλητές σε σχέση με τις ομάδες κολύμβησης και ελέγχου. Η οστική πυκνότητα ήταν μικρότερη στην ηλικιακή ομάδα των 9-12 ετών σε σχέση με τις υπόλοιπες. Τα δυο φύλα αναπτύσσουν την οστική τους πυκνότητα με την αύξηση της ηλικίας σε παρόμοια ποσοστά. Τα άτομα τα οποία ασχολούνταν με δραστηριότητες οι οποίες ασκούν μεγάλη φόρτιση στα οστά όπως το ποδόσφαιρο και ο στίβος εμφάνισαν 4

5 υψηλότερη οστική πυκνότητα, σε σύγκριση με άτομα που ασχολούνταν με δραστηριότητες μικρής φόρτισης όπως η κολύμβηση και με άτομα τα οποία δεν έκαναν καμιά δραστηριότητα. Επομένως τα παιδιά είναι καλό να ασχολούνται με αυτές τις δραστηριότητες κατά την παιδική ηλικία προκειμένου να πετύχουν μια υψηλή οστική πυκνότητα που θα τα προστατεύσει από την οστεοπόρωση και της βλαβερές τις συνέπειες αργότερα στην ζωή. 5

6 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ 6

7 1.1Φυσιολογία των οστών. Ο οστικός είναι ένας ζωτικός και δυναμικός ιστός. Τα οστά είναι σχεδιασμένα ώστε να επιτελούν τις εξής βασικές λειτουργίες (Guyton 1998): α) αποτελούν δεξαμενή ιόντων, κυρίως ασβεστίου, μαγνησίου, νατρίου και φωσφόρου, με σκοπό τη διατήρηση της ομοιόστασης, που είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της ζωής, β) εξασφαλίζουν την στήριξη του σώματος, γ) επιτρέπουν την κινητικότητα του ατόμου παρέχοντας μοχλούς, αρθρώσεις και σημεία πρόσφυσης των μυών και δ) προστατεύουν το αιμοποιητικό σύστημα και ζωτικά όργανα στο κρανίο, την πύελο και το θώρακα. 1.2 Τύποι οστίτη ιστού Τα οστά αποτελούνται από δυο τύπους οστίτη ιστού: το φλοιώδες ή συμπαγή και το δοκιδωτό ή σπογγώδες οστό. Το εξωτερικό τμήμα ονομάζεται φλοιώδες ή συμπαγή οστό και συνιστά το 80% της μάζας του σκελετού. Αποτελείται από πυκνό οστίτη ιστό και μόνιμα κύτταρα, τα οποία ονομάζονται οστεοκύτταρα. Τα οστεοκύτταρα βρίσκονται βαθιά στο συμπαγές οστό και επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω ενός δικτύου σωληνίσκων. Επειδή η σχέση της επιφάνειας με τον όγκο του οστού είναι χαμηλή, η ανακατασκευή του συμπαγούς οστού γίνεται με βραδύ ρυθμό (McPhee 2000). Το φλοιώδες οστό βρίσκεται περισσότερο στις διαφύσεις των μακρών οστών και εξυπηρετεί τις μηχανικές και προστατευτικές λειτουργίες του οργανισμού (Cecil 2000). Στο εσωτερικό του συμπαγούς οστού βρίσκεται το δοκιδωτό η σπογγώδες οστό, που αποτελεί το 20% της μάζας του σκελετού. Το σπογγώδες οστό βρίσκεται στα σώματα 7

8 των σπονδύλων, στις πλευρές στην πύελο και στα άκρα των μακρών οστών (Cecil 2000, McPhee 2000). Το σπογγώδες οστό αποτελείται από λεπτές, διαπλεκόμενες δοκίδες που επικαλύπτονται με οστικά κύτταρα. Στις πολυάριθμες κοιλότητες που σχηματίζονται μεταξύ των δοκίδων βρίσκεται ο μυελός των οστών. Σε αυτόν το τύπο του οστού υπάρχει έντονη κυτταρική δραστηριότητα η οποία εξυπηρετεί περισσότερο τις μεταβολικές λειτουργίες του οργανισμού. Λόγω της υψηλής σχέσης της επιφάνειας με τον όγκο του σπογγώδους οστού η κυτταρική δραστηριότητα και η ανακατασκευή του σπογγώδους οστού πραγματοποιείται με ταχύτερο ρυθμό από ότι στο συμπαγές οστό. 1.3 Οστική ανακατασκευή Τα οστά αποτελούν έναν ιστό με υψηλού βαθμού οργάνωση που έχει παράλληλα αυξημένη ικανότητα ανάπλασης και επιδιόρθωσης. Ο οστίτης ιστός αποτελείται από τα οστικά κύτταρα και τη μεσοκυττάρια ουσία που τα περιβάλλει. Οι βασικοί τύποι των οστικών κυττάρων είναι οι οστεοβλάστες και οι οστεοκλάστες. Στοιχειώδεις ποσότητες οστού ανά πάσα στιγμή και σε όλη τη διάρκεια της ζωής, απορροφώνται από τους οστεοκλάστες και επανασυντίθονται από τους οστεοβλάστες, μια διαδικασία που ονομάζεται οστική ανακατασκευή (bone remodeling). Για το σκοπό αυτό τα οστικά κύτταρα δέχονται ερεθίσματα, μηχανικά ή χημικά, από το γενικό και τοπικό περιβάλλον ενώ διαθέτουν και μεταξύ τους ικανότητα επικοινωνίας. Η ισόρροπη σύνδεση της οστικής αποδόμησης με την οστική σύνθεση μέσω κυτταρικών μηχανισμών έχει σαν σκοπό την ομοιόσταση της οστικής μάζας τη διατήρηση δηλαδή της οστικής μάζας σε φυσιολογικά και όχι παθολογικά επίπεδα (Raisz 2005). 8

9 Η οστική ανακατασκευή λειτουργεί με απόλυτη συνεργασία και ισορροπία των δύο βασικών οστικών κυττάρων, των οστεοκλαστών και των οστεοβλαστών. Η συνεργασία αυτή ονομάζεται σύζευξη (Λυρίτης 1998). Αυτή η σύζευξη είναι απαραίτητη για τη διατήρηση του απόλυτου ισοζυγίου των οστών. Όταν η απορρόφηση και η σύνθεση του οστού βρίσκονται σε ισορροπία, τότε επιτυγχάνεται η διατήρηση της οστικής μάζας, αφού η ποσότητα του νεοσχηματιζόμενου οστού είναι ίση με την ποσότητα του απορροφούμενου (McPhee 2000). Η οστική ανακατασκευή ρυθμίζεται από γενετικούς, ενδοκρινικούς (παραθορμόνη, βιταμίνη D, καλσιτονίνη) και τοπικούς ρυθμιστικούς παράγοντες. Οι τοπικοί αυτοί μηχανισμοί ενεργούν κυρίως με τη μεσολάβηση αυξητικών παραγόντων (ορμονών τεστοστερόνη, οιστρογόνα). Οι αυξητικοί παράγοντες εκρίνονται από τους οστεοβλάστες, δρουν στους οστεοκλάστες και σχετίζονται άμεσα με την ενδοκρινική λειτουργία (Λυρίτης 1998) 1.4 Φάσεις της οστικής ανακατασκευής Στο φλοιώδες οστό η οστική ανακατασκευή διαρκεί επτά μήνες ενώ στο σπογγώδες τρείς με τέσσερις περίπου μήνες. Η οστική ανακατασκευή διενεργείται σε πέντε φάσεις ( McPhee 2000, Λυρίτης 1998) (Σχήμα 1). 1.Φάση ηρεμίας: Στη φάση αυτή το οστό είναι μεταβολικά ανενεργό. 2.Φάση ενεργοποίησης: Στη φάση αυτή κινητοποιούνται οι προστεοκλάστες οι οποίοι είναι ειδικά ένζυμα που σχηματίζουν τους οστεοκλάστες και υποδομούν την μεσοκυττάρια ουσία απελευθερώνοντας, ασβέστιο φώσφορο και προϊόντα διάσπασης 9

10 του κολλαγόνου. Η διάρκεια αυτής της φάσης είναι 5-7 ημέρες και στους δυο τύπους οστών. 3.Φάση οστικής απορρόφησης: Οι οστεοκλάστες μετακινούνται στην επιφάνεια του οστού που πρόκειται να απορροφηθεί. Η φάση αυτή διαρκεί 3-4 εβδομάδες στο σπογγώδες οστό και 6-10 στο φλοιώδες. 4.Φάση κυτταρικής αναστροφής: Οι οστεοκλάστες αποκολλώνται από το οστό και μετακινούνται μακριά από το σημείο οστικής απορρόφησης για να απορροφήσουν οστό από άλλο σημείο, αφού πρώτα αποβάλουν στον εξωκυττάριο χώρο το ασβέστιο που απορρόφησαν. Στη θέση τους εμφανίζονται οι οστεοβλάστες, οι οποίοι ενεργοποιούνται από διάφορους αυξητικούς παράγοντες (TGF-β και IGF-I). Η φάση αυτή διαρκεί 7 ημέρες στο φλοιώδες και 5 ημέρες στο σπογγώδες οστό. 5.Φάση οστικής παραγωγής: Οι οστεοβλάστες παράγουν και εναποθέτουν κολλαγόνο και μη κολλαγόνες πρωτεΐνες. Το κολλαγόνο πολυμερίζεται γρήγορα και σχηματίζει ίνες με αποτέλεσμα τη διαμόρφωση του οστεοειδούς. Οι οστεοβλάστες παράγουν στην αρχή το οστεοειδές, επάνω στο οποίο δομούνται οι κρύσταλλοι του υδροξυαπατίτη οι οποίοι σχηματίζονται από ασβέστιο και φώσφορο. Η φάση αυτή διαρκεί 2-3 μήνες στο φλοιώδες και 145 ημέρες στο σπογγώδες οστό και είναι η μεγαλύτερη από τις προηγούμενες φάσεις. 10

11 Σχήμα 1. Σχηματική απεικόνιση της ανακατασκευής οστεοκλαστών και οστεοβλαστών στο οστό 1.5 Μεταβολισμός των οστών κατά την διάρκεια της ωρίμανσης. Οι περισσότεροι ιστοί, συμπεριλαμβανομένου και του σκελετού, περνούν από διάφορα στάδια, από την εμβρυϊκή ζωή έως την ενηλικίωση (Matkovic 1996). Κατά μέσο όρο, το μεγαλύτερο μέρος της σκελετικής μάζας (90%) επιτυγχάνεται μέχρι την ηλικία των 18 ετών (Matkovic 1990, Matkovic 1994). Έκτοτε παρατηρούνται μικρές μεταβολές στην οστική μάζα με την αύξηση της ηλικίας και μέχρι την εμμηνόπαυση (στις γυναίκες). Σε ορισμένες σκελετικές περιοχές, η οστική απώλεια εμφανίζεται αμέσως μετά από την ηλικία των 18 ετών (στο μηριαίο οστό, στα δοκιδωτά οστά και στους σπονδύλους της σπονδυλικής στήλης). Άλλες περιοχές (αντιβράχιο, σπονδυλική στήλη) παρουσιάζουν συνεχή οστική αύξηση μέχρι την εμμηνόπαυση (Matkovic 1994). Υπάρχουν δύο περίοδοι στις οποίες παρατηρείται έντονος αναβολισμός στα οστά (Campos 2003, McDonagh 2001): α) Κατά τη διάρκεια των δυο πρώτων ετών της 11

12 ζωής και β) κατά τη διάρκεια της εφηβείας (μεταξύ 11 και 14 ετών για τα κορίτσια και 13 και 17 ετών για τα αγόρια). Η αύξηση των επιπέδων της τεστοστερόνης και των οιστρογόνων κατά την εφηβεία από μόνη της αποτελεί ένα δυνητικό ερέθισμα για την οστική ανάπτυξη (Seeman 2001). 1.6 Παράγοντες που επηρεάζουν το μεταβολισμό των οστών Οι παράγοντες που επηρεάζουν το μεταβολισμό των οστών διακρίνονται σε ενδογενείς και εξωγενείς. Στους πρώτους ανήκουν οι κληρονομικοί παράγοντες, από τους οποίους εξαρτάται το 80% της μέγιστης οστικής μάζας (Morrison et al 1994), το θηλυκό φύλο, η ευρωπαϊκή φυλή, η πρόωρη ανάπτυξη και ορμονικοί παράγοντες (αυξητική ορμόνη, οιστρογόνο και τεστοστερόνη) (Matkovic 1996, Bercu 1986). Στους εξωγενής παράγοντες ανήκουν η διατροφή, η χαμηλή πρόσληψη ασβεστίου, βιταμινών και θερμίδων, η έλλειψη έκθεσης στον ήλιο (με συνέπεια την έλλειψη της βιταμίνης D), το κάπνισμα, η υπερβολική κατανάλωση οινοπνεύματος, το χαμηλό σωματικό βάρος, η ανορεξία, οι χρόνιες παθήσεις (όπως η χρόνια νεφρική ανεπάρκεια και η ρευματοειδής αρθρίτιδα) και η μειωμένη φυσική δραστηριότητα (Cassidy, 1999). Οι περισσότερες διαφορές της οστικής μάζας μεταξύ ατόμων μπορούν να αποδοθούν στην επίδραση ενός γονιδίου στενά συνδεδεμένου με το γονίδιο παραγωγής του υποδοχέα της βιταμίνης D (Sano et al 1995, Βεζυρόγλου 2000). 12

13 1.7 Οστεοπόρωση Η οστεοπόρωση είναι μια σκελετική διαταραχή που χαρακτηρίζεται από χαμηλή οστική μάζα και μεταβολή της μικροαρχιτεκτονικής του οστίτη ιστού η οποία οδηγεί στην αύξηση της ευθραυστότητας του και έχει ως αποτέλεσμα το κίνδυνο κατάγματος (Bonnick 1994, ConsensusDevelopmentConference 1993). Η οστεοπόρωση θεωρείται ως μία εξελικτική πάθηση των οστών και χαρακτηρίζεται από ελάττωση του οστίτη ιστού σε σχέση με τον όγκο του ανατομικού οστού. Το γεγονός αυτό τροποποιεί τη μηχανική αντοχή του οστού, αυξάνοντας την πιθανότητα κατάγματος (Matkovic 1990, Nordin 1987). Στην οστεοπόρωση παρατηρείται ελάττωση των αλάτων και της θεμέλιας ουσίας του οστίτη ιστού, με αποτέλεσμα την ελάττωση της ποσότητας του χωρίς να επηρεάζεται η κανονική του σύσταση (Cecil 2001). Η οστεοπόρωση είναι συχνή μεταβολική πάθηση των οστών στον πληθυσμό με μεγαλύτερη επίπτωση οστεοπορωτικών καταγμάτων στη Βόρεια Ευρώπη (Ormarsdóttir 1999). Το 80% των ασθενών με οστεοπόρωση είναι γυναίκες άνω των 50 ετών. Σύμφωνα με στατιστικές μελέτες 1 στις 3 γυναίκες πάσχει από οστεοπόρωση, ενώ η αντίστοιχη αναλογία στους άνδρες είναι 1:12 (National Osteoporosis Foundation). Περίπου το 40% των Ευρωπαίων γυναικών θα υποστεί τουλάχιστον ένα κάταγμα κατά τη διάρκεια της ζωής τους, ενώ για τους άνδρες ο κίνδυνος εμφάνισης κατάγματος είναι μόλις 12% (Voort 2001). Η απώλεια των οστών εμφανίζεται «σιωπηλά» και σταδιακά (Njeh 1997). Συχνά δεν υπάρχει κανένα σύμπτωμα έως ότου εμφανίζεται το πρώτο κάταγμα. Τα πιο κοινά κατάγματα που συνδέονται με την οστεοπόρωση εμφανίζονται στο ισχίο, τη 13

14 σπονδυλική στήλη και τον καρπό και οδηγούν σε χρόνια εξάρτηση, στεναχώρια και κατάθλιψη (International Osteoporosis Foundation 2006, Blair 1996, Dunitz 1998). Ανάλογα με τις αιτίες που την προκαλούν, η οστεοπόρωση είναι ταξινομημένη σε δυο τύπους: πρωτοπαθής και δευτεροπαθής. Η πρωτοπαθής μορφή χωρίζεται: α) στη νεανική, β) ιδιοπαθή, και γ) σχετιζόμενη με την ηλικία. Η νεανική οστεοπόρωση παρατηρείται σπάνια σε αγόρια και κορίτσια πριν από την ήβη, διαρκεί περίπου δύο χρόνια και υποχωρεί αυτομάτως. Η ιδιοπαθής οστεοπόρωση εμφανίζεται σε νεαρούς ενήλικες ηλικίας ετών και των δύο φύλων και είναι διαφόρου αιτιολογίας. Η κλινική εικόνα της μπορεί να είναι ελαφριά, αλλά συχνά είναι σοβαρή και σχετικά ανθεκτική στις συνήθεις θεραπείες (Ευρωπαϊκό Ίδρυμα για την Οστεοπόρωση και τις Ασθένειες των Οστών). Η οστεοπόρωση που σχετίζεται με την ηλικία είναι η πιο συχνή μορφή οστεοπόρωσης. Αρχίζει κατά το μέσο της ζωής και αυξάνει προοδευτικά σε συχνότητα με την ηλικία. Η μορφή αυτή οστεοπόρωσης χωρίζεται περαιτέρω σε δύο τύπους, τον τύπο Ι ή μετεμμηνοπαυσιακή οστεοπόρωση και τον τύπο ΙΙ ή την οστεοπόρωση των ηλικιωμένων. Ο τύπος Ι οστεοπόρωσης προσβάλλει γυναίκες 15 έως 20 χρόνια μετά την εμμηνόπαυση. Λιγότερο συχνά μπορεί να προσβληθούν και άνδρες αυτής της ηλικίας από ένα παρόμοιο τύπο οστεοπόρωσης. Φαίνεται να προκαλείται από παράγοντες οι οποίοι σχετίζονται με την πτώση των επιπέδων των οιστρογόνων. Τα επιδημιολογικά δεδομένα δείχνουν ότι η οστεοπόρωση εμφανίζεται λιγότερο συχνά στους άνδρες από ότι στις γυναίκες και για αυτό το λόγο οι έρευνες έχουν 14

15 στρέψει το ενδιαφέρον τους στην μετεμμηνοπαυσιακή οστεοπόρωση (La Vignera et al 2008, McClung et al 2008). Έτσι η υπάρχουσα βιβλιογραφία για την ανδρική οστεοπόρωση είναι περιορισμένη (Kanis 1999, Bilezikian 1999). Ο λόγος που οι άνδρες υφίστανται οστεοπόρωση σε μικρότερο βαθμό είναι ότι οι άνδρες διαθέτουν μεγαλύτερη οστική μάζα από τις γυναίκες σε όλες τις ηλικίες. Επίσης, το προσδόκιμο όριο ηλικίας είναι μικρότερο στους άνδρες ενώ δεν παρουσιάζουν αντίστοιχη κατάσταση με την εμμηνόπαυση (Κamel 2005). Τα παραπάνω έχουν ως αποτέλεσμα ότι η εμφάνιση καταγμάτων στους άνδρες παρατηρείται περίπου δέκα χρόνια αργότερα από ότι στις γυναίκες (Leonard 2004). Ο τύπος ΙΙ οστεοπόρωσης (γεροντική οστεοπόρωση), σχετίζεται με το γήρας και εμφανίζεται σε άτομα και των δύο φύλων, άνω των 70 ετών (Riggs 1983). 15

16 1.8 Οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις της οστεοπόρωσης H οστεοπόρωση αποτελεί ένα μεγάλο πρόβλημα της δημόσιας υγείας (Jonston 1993, Jonston 1991). Περίπου μια στις δυο γυναίκες και ένας στους οκτώ άνδρες μεγαλύτεροι από 50 ετών θα εμφανίσουν ένα οστεοπορωτικό κάταγμα στη διάρκεια της ζωής τους. Αυτά τα κατάγματα έχουν κόστος το οποίο φτάνει περίπου τα 14 δισεκατομμύρια δολάρια στην Αμερική (National Institute of Health 1999, Consensus Development Conference 1993). Η οστεοπόρωση είναι μια ασθένεια που προσβάλει 200 εκατομμύρια άτομα ετησίως σε παγκόσμιο επίπεδο. Το ένα τρίτο είναι γυναίκες ηλικίας 60 έως 70 ετών και τα δύο τρίτα γυναίκες ηλικίας άνω των 80 ετών (International Osteoporosis Foundation 2006). Οι ομάδες που διατρέχουν υψηλό κίνδυνο να υποστούν ένα οστεοπορωτικό κάταγμα είναι άτομα με ιστορικό καταγμάτων, άτομα που κάνουν χρήση κορτικοστεροειδών, γυναίκες με πρόωρη εμμηνόπαυση, άτομα με ασθένεια στο ήπαρ και στο θυρεοειδή, άτομα με δείκτη μάζας σώματος μικρότερο από 19 kg/m 2, καπνιστές, και άτομα με ιστορικό πτώσεων (Κai Ming Chan, 2003). Τα κατάγματα λόγω της οστεοπόρωσης μπορεί να πλήξουν πολλά σημεία του σώματος, αλλά ως επί τον πλείστον συμβαίνουν στη σπονδυλική στήλη, στο ισχίο και στο αντιβράχιο. Κατάγματα όμως εμφανίζονται και στο κάτω άκρο της κερκίδας, τη λεκάνη, και τις πλευρές (Kanis 2004) Υπολογίζεται ότι στην Ευρώπη, άνδρες και γυναίκες θα εμφανίσουν ισχιακό κάταγμα ετησίως (National Osteoporosis Foundation). 16

17 Συγκεκριμένα η Σουηδία χρησιμοποιείται από στατιστικές μελέτες ως η χώρα αναφορά, όπου η πιθανότητα εμφάνισης ισχιακού κατάγματος για έναν άντρα άνω των 50 ετών είναι 10,7% και για τη γυναίκα 22,9%, ενώ η πιθανότητα εμφάνισης σπονδυλικού κατάγματος είναι 8,3% για τους άνδρες και 15% για τις γυναίκες (Kanis 2005). Οι δημογραφικές αλλαγές που αναμένονται τις επόμενες δεκαετίες, δηλαδή η αύξηση του μέσου όρου ζωής, αναμένεται να οδηγήσει σε ακόμη μεγαλύτερη αύξηση της επίπτωσης της οστεοπόρωσης και των οστεοπορωτικών καταγμάτων. Έτσι, μέχρι το 2050 υπολογίζεται ότι η επίπτωση των ισχιακών καταγμάτων παγκοσμίως θα αυξηθεί κατά 310% στους άντρες και κατά 240% στις γυναίκες (Λυρίτης 1996). Πιο συγκεκριμένα ο συνολικός αριθμός ισχιακών καταγμάτων θα αυξηθεί από 1,26 εκατομμύρια το 1990 σε 2,6 εκατομμύρια το 2025 και σε 4,5 εκατομμύρια το 2050 (Chang 2004). 1.9 Παιδιά και οστεοπόρωση Η οστεοπόρωση εμφανίζεται κυρίως στους ηλικιωμένους. Μπορεί όμως να εμφανιστεί και στους νέους. Η βελτίωση και η επίτευξη της μέγιστης οστικής μάζας κατά τη διάρκεια της παιδικής ηλικίας και της εφηβείας μειώνει το κίνδυνο εμφάνισης οστεοπόρωσης στην ενήλικη ζωή. Η οστική μάζα αυξάνεται προοδευτικά με την ηλικία φτάνοντας το ζενίθ στην ηλικία των 30 περίπου ετών ενώ αργότερα μειώνεται (João Lindolfo 2006). Η χαμηλή οστική μάζα συνδέεται με κατάγματα στη παιδική ηλικία (Goulding et al 1998). Ο κίνδυνος από την οστεοπόρωση μπορεί να μειωθεί με τη βελτίωση του 17

18 τρόπου ζωής κατά τη διάρκεια της παιδικής ηλικίας και της εφηβείας (Teegarden et al 1999, Valimaki et al 1994) Οστική πυκνότητα Ο όγκος του οστού μέσα στο οστούν, είναι γνωστός ως φαινομενική πυκνότητα του οστού, για να διακρίνεται από την πραγματική πυκνότητα του οστίτη ιστού. Η φαινομενική πυκνότητα του οστού, σε μία εγκάρσια διατομή στο ύψος της μεσότητας της κερκίδος μπορεί να ποικίλει από 0,25 μονάδες στο σπονδυλικό σώμα, μέχρι 0,75 (Nordin, 1995). Η φαινομενική αυτή πυκνότητα του οστού, αποτελεί ουσιαστικά ένα δείκτη της πυκνότητας των μετάλλων του οστού (των ανόργανων δηλαδή συστατικών του) και μπορεί να προσδιορισθεί ικανοποιητικά από την πυκνομετρία. Δηλαδή η (Bone Mincral Density - BMD) υποδηλώνει την ποσότητα των μετάλλων του οστού σε μια δεδομένη περιοχή. Η χρήση της οστικής αυτής παραμέτρου ως μέτρο της οστεοπόρωσης, επιτρέπεται από το γεγονός ότι η ποσότητα του οστίτη ιστού σε οποιοδήποτε οστό βρίσκεται σε ευθεία αναλογία με την ποσότητα των οστικών μετάλλων. Η πυκνότητα των οστικών μετάλλων (BMD) αποτελεί ουσιαστικά το μέτρο της φαινομενικής πυκνότητας του οστού. Η BMD εκφράζεται σε gr/cm 2 και είναι ο απόλυτος οστεοπυκνομετρικός δείκτης (Nordin, 1995). Σημείο αναφοράς της μέτρησης της οστικής πυκνότητας είναι η τιμή Τ (T-score). Η τιμή αυτή αντιπροσωπεύει τη διαφορά της μετρούμενης τιμής της οστικής 18

19 πυκνότητας από τη μέση θεωρητική τιμή της κορυφαίας οστικής πυκνότητας (Nordin, 1995). ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΤΗΣ ΟΣΤΕΟΠΟΡΩΣΗΣ ΒΑΣΕΙ ΤΗΣ ΟΣΤΙΚΗΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ (WHO) ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΗ ΟΣΤΕΟΠΕΝΙΑ ΟΣΤΕΟΠΟΡΩΣΗ ΣΟΒΑΡΗ ΟΣΤΕΟΠΟΡΩΣΗ -1<=SCORE -2,5<=SCORE<=-1 T- SCORE<=2,5 T- SCORE<=2,5 ΚΑΙ ΕΝΑ ΤΟΥΛΑΧΙΣΤΟΝ ΚΑΤΑΓΜΑ Παγκόσμια οργάνωση υγείας 1994 Ενδείξεις για την μέτρηση της οστικής πυκνότητας Κύριες ενδείξεις 1. Έλλειψη οιστρογόνων 2. Παραμόρφωση σπονδύλων 3. Μακροχρόνια λήψη κορτικοειδών μακροχρόνια 4. Πρωτοπαθής υπερ-παραθυροειδισμός Δυνητικές ενδείξεις 1. Έλεγχος για κίνδυνο κατάγματος Μη εκλεκτικός (μαζικός έλεγχος) Εκλεκτικός 2. Παρακολούθηση ασθενών Μη αποκρινόμενων στην αγωγή Με ταχεία οστική απώλεια 3. Εκτίμηση ασθενών υψηλού κινδύνου Αμμηνόρια Υπερπαραθυροειδισμός (πρωτοπαθής η δευτεροπαθής) Θεραπεία με αντιεπιληπτικά φάρμακα 19

20 Θεραπεία υποκατάστασης με θυροξίνη (φαρμακευτικός υπερθυρεοειδισμός) Ψυχογενής ανορεξία Αλκοολισμός Κατάγματα παθολογικά τραυματικά Ακινητοποιημένα άτομα (Briney 1993) Τεχνικές μέτρησης της οστικής μάζας Παλιότερα, ο μόνος τρόπος για τη διάγνωση της οστεοπόρωσης ήταν μέσω της ακτινογραφίας. Στην ουσία, ανιχνευόταν το αποτέλεσμα της ασθένειας, το κάταγμα και όχι η εξασθένηση του οστού. Για να συμβεί ένα κάταγμα, πρέπει ο σκελετός να χάσει περίπου το 30% της οστικής του μάζας, δηλαδή όταν είναι πλέον πολύ αργά. Ευτυχώς, τα τελευταία χρόνια αναπτύχθηκαν νέες μέθοδοι για την ποσοτική εκτίμηση της οστικής μάζας (Λυρίτης, 1998). 11.1: Διπλή φωτονιακή απορροφησιομέτρηση φωτονίων (dual-x-ray absorptiometry). Η συχνότερα χρησιμοποιημένη μέθοδος για τη μέτρηση της οστικής μάζας ονομάζεται Dual Energy X-Ray Absorptiometry ή DEXA. Η τεχνική αυτή χρησιμοποιεί πηγή ακτινοβολιών-x, από την οποία επιτυγχάνεται η απομόνωση δύο δεσμών του συνεχούς φάσματος ακτινοβολίας με ειδικά φίλτρα. Αυτό εξασφαλίζει σταθερή εκπομπή ακτινοβολίας σε σχέση με το χρόνο (Λυρίτης 1998). Με λογισμικό επιτυγχάνεται η μέτρηση της σύστασης των μαλακών μορίων του σώματος, διαχωρίζοντας την μυϊκή μάζα από το λιπώδη ιστό (Λυρίτης 1998, Jergas 1997). 20

21 Οι καθιερωμένες περιοχές μέτρησης της είναι η οσφυϊκή μοίρα της σπονδυλικής στήλης στο πρόσθιο και το οβελιαίο επίπεδο, η περιοχή του ισχίου, το αντιβράχιο, καθώς και η ολόσωμη αξιολόγηση. Η μέθοδος DEXA μπορεί να χρησιμοποιείται για τη εκτίμηση της οστικής πυκνότητας των ενήλικων, η χρήση της όμως είναι προβληματική στα παιδιά και τους αθλητές γιατί επηρεάζεται από τη μάζα του σώματος (Falk et al 2003, Schonau,1993). 11.2: Η ποσοτική υπολογιστική τομογραφία (QCT, quantitative computed tomography) αποτελεί τροποποιημένη τεχνική της ελικοειδούς υπολογιστικής τομογραφίας (spiral CT) για τη μέτρηση της οστικής πυκνότητας, κύρια στην περιοχή της σπονδυλικής στήλης και του ισχίου. Η μέθοδος εκτιμά το σπογγώδες και φλοιώδες οστό και συγκρίνει την πυκνότητά τους με διαλύματα φωσφορικού ασβεστίου σταθερής πυκνότητας (Λυρίτης 1998, Guglielmi 1998 ). Η QCT αξιολογεί την πραγματική πυκνότητα οστού και το αποτέλεσμα δίδεται σε gr/cm 3. Η μέθοδος πλεονεκτεί τόσο λόγω της υψηλής ακρίβειας και ευαισθησίας στην ανίχνευση των μεταβολών του σπογγώδους οστού όσο και της τρισδιάστατης απεικόνισης του υπό εξέταση οστού. Με τη λήψη τομών υψηλής ευκρίνειας αναδεικνύεται η μικροαρχιτεκτονική των οστικών δοκίδων γεγονός που παρέχει πληροφορίες για τη μηχανική αντοχή των οστών (Guglielmi 1998, Guglielmi 2002). 11.3: Η περιφερική ποσοτική τομογραφία (peripheral quantitative computed tomography, pqct) είναι μία άλλη μέθοδος οστικής πυκνομετρίας, η οποία επιτρέπει την τρισδιάστατη μελέτη του οστού και παρέχει πληροφορίες για την αρχιτεκτονική και την γεωμετρία του. Έτσι, είναι δυνατή η αξιολόγηση της ανθεκτικότητας του 21

22 οστίτη ιστού (bone strength) καθώς και η ξεχωριστή εκτίμηση του φλοιώδους από το σπογγώδες οστό, γεγονός που διευκολύνει την ταχεία και ακριβή παρακολούθηση τυχόν μεταβολικών διαταραχών. Επομένως, κύριο πλεονέκτημα της υπολογιστικής τομογραφίας είναι η δυνατότητα εκτίμησης του σπογγώδους οστού και η αποφυγή έμμεσης μέτρησης της προβαλλόμενης οστικής πυκνότητας, πράγμα που συμβαίνει κυρίως στην οστική πυκνομετρία μονής και διπλής δέσμης, είτε με εκπομπή φωτονίων, είτε ακτινών Χ (Jergas 1998, Schneider 1998). Στον τομέα των παιδιατρικών παθήσεων, η μέθοδος αυτή μπορεί να εκτιμήσει την πορεία της οστικής ανάπτυξης καθώς και ανεπάρκειες που σχετίζονται με την ασβεστοποίηση των οστών. Επίσης, η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται και σε πειραματόζωα (Teramura 2002). Η οστική πυκνότητα δίδεται σε mg/cm 3, χωριστά για το σπογγώδες και το φλοιώδες οστό, ενώ καθορίζεται και η επιφάνεια του μυϊκού ιστού στην περιοχή της μέτρησης (Jergas 1998, Schneider 1998) : Το υπερηχοτομογράφημα (QUS) έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως τα τελευταία 5 χρόνια για τη μέτρηση της οστικής πυκνότητας του σκελετού, σε ηλικιωμένους (Karlsson 2001) και παιδιά (Daly 1997, Lehtonen-Veromaa 2000, Falk et al 2003, Falk et al 2000). Η χρήση του στα παιδιά κερδίζει όλο και μεγαλύτερη υποστήριξη γιατί δεν επηρεάζεται από το μέγεθος των οστών όπως συμβαίνει με τη DEXA (Nicholson 2000, Glϋer 1998). Για λόγους εύκολης προσπέλασης αλλά και σύστασης (μεγάλη αναλογία σπογγώδους οστού) χρησιμοποιείται κατά κύριο λόγω η πτέρνα. Το σπογγώδες οστό είναι πιο ευαίσθητο ενώ η οστική του πυκνότητα μεταβάλλεται ευκολότερα (Van der sluis 2001, Cassidy 1999) 22

23 Ο υπέρηχος είναι μια δέσμη ήχου υψηλής συχνότητας που διαπερνά τους ιστούς του σώματος. Οι ιστοί που διαπερνά αλλάζουν το σχήμα την ένταση και την ταχύτητα του κύματος. Τα ηχητικά κύματα που έχουν διαδοθεί μέσω των ιστών μπορούν να εντοπιστούν και να χρησιμοποιηθούν για να παραχθούν ποσοτικές πληροφορίες σε σχέση με αυτό. Οι περισσότερες από τις διαφοροποιήσεις που προκαλούνται στις υπερηχητικές δέσμες σχετίζονται με την οστική πυκνότητα (Grampp 1997, Alves 1996, Glue 1992). Πειραματικά έχει αποδειχτεί ότι οι μετρήσεις με τη χρήση υπέρηχων παρέχουν πληροφορίες και για τη δομή και για την ποιότητα του οστού (Bouxsein 1997, Nicholson 1997, Serpe 1996) Η χρήση υπερήχων παρουσιάζει ορισμένα πλεονεκτήματα σε σχέση με την χρήση των ακτινών-χ (Baran 1995). Καταρχήν, δεν χρησιμοποιεί ιονίζουσα ακτινοβολία με αποτέλεσμα να μην απαιτείται ειδικός ακτινολόγος για να χειριστεί το μηχάνημα και ειδική άδεια για την εγκατάσταση και λειτουργία του. Επίσης ο χρόνος εξέτασης είναι πολύ σύντομος (1 λεπτό) ενώ ταυτόχρονα οι μονάδες που χρησιμοποιούν υπέρηχο είναι μικρές και φορητές. Οι συχνότερα πραγματοποιούμενες μετρήσεις με αυτήν την τεχνολογία είναι α) η μέτρηση της ταχύτητας του ήχου SOS και β) η μέτρηση BUA (ευρέως φάσματος εξασθένηση των υπερήχων στην πτέρνα (Broadband Ultrasound Attenuation). Η ταχύτητα με την οποία τα ηχητικά κύματα περνούν από την πτέρνα εξαρτάται από τις ιδιότητες των ανόργανων συστατικών του. Η μέτρηση SOS εκφράζεται σε m\sec. Η ταχύτητα υπολογίζεται από το λόγο του ακριβούς πλάτους της πτέρνας δια του χρόνου που απαιτήθηκε για να περάσει ο ήχος από την πτέρνα. Η τιμή της μέτρησης είναι μεγαλύτερη στα οστά από ότι στους μαλακούς ιστούς και στο μυελό των οστών. 23

24 Καθώς όμως το οστό υφίσταται αφαλάτωση, η αναλογία του οστού μειώνεται σε σχέση με την αναλογία του μυελού του με αποτέλεσμα τη μείωση της οστικής πυκνότητας και κατά συνέπεια την μείωση της τιμής του SOS. Οι τιμές του SOS στην πτέρνα κυμαίνονται μεταξύ 1440 και 1630 m\sec, με τις υψηλότερες τιμές να αντιστοιχούν σε υγιή άτομα. Η μέτρηση του BUA (ευρέως φάσματος εξασθένηση των υπερήχων στην πτέρνα) βασίζεται στην ιδιότητα των ηχητικών κυμάτων να χάνουν μέρος της ενέργειας τους ενώ διαπερνούν τους ιστούς, μια διαδικασία που ονομάζεται εξασθένηση (attenuation). Ο ήχος εξασθενεί ταχύτερα σε υψηλές συχνότητες και μέσα σε στερεούς και πορώδεις ιστούς. Το σπογγώδες και το φλοιώδες οστό προκαλούν εξασθένηση των ηχητικών κυμάτων με διαφορετικό τρόπο. Το σπογγώδες οστό διασκορπά τα ηχητικά κύματα ενώ το φλοιώδες τα απορροφά. Η εξασθένηση των ηχητικών κυμάτων που περνούν μέσα από το οστό επηρεάζεται από το μέγεθος και τους πόρους του σπογγώδους οστού. Συνεπώς, όταν τα οστά γίνονται πιο πορώδη η τιμή BUA μειώνεται. Σε ένα τυπικό πληθυσμό, οι τιμές κυμαίνονται μεταξύ 30 και 130 db\mhz. Οι τιμές BUA (ευρέως φάσματος εξασθένηση των υπερήχων στην πτέρνα) και SOS (ταχύτητα του ήχου) εμφανίζουν υψηλή γραμμική συσχέτιση με τις μετρήσεις της οστικής πυκνότητας. Ο συνδυασμός των 2 τεχνικών μπορεί να δώσει μια πιο ακριβή μέτρηση της οστικής πυκνότητας από ότι η κάθε μέτρηση ξεχωριστά. Για αυτό το λόγω οι δυο παράμετροι έχουν συνδυαστεί με σκοπό τη δημιουργία μιας νέας παραμέτρου, του ποσοτικού δείκτη υπερήχων (Quantitative Ultrasound Index Stiffness). Οι τιμές του Quantitative Ultrasound Index Stiffness κυμαίνονται από 30 24

25 μέχρι 140 g\cm 2 με μια μέση τιμή της τάξης των 100 για υγιείς λευκές γυναίκες (Achilles Insight\Express Operator s Manual Theory of Ultrasound 2005). Με το QUS μπορεί να εντοπισθεί η δομή της οστικής πυκνότητας και τα ελαστικά στοιχεία που συνδέονται πολύ με τη δύναμη του οστού και τον κίνδυνο κατάγματος του οστού αλλά δεν είναι ορατή η φλοιώδης υφή του οστού (NichoIson 2000, Njeh 1999, Njeh 1997). Επομένως η αξιολόγηση των οστών με την χρήση QUS αποτελεί ένα ισχυρό προάγγελο των καταγμάτων των οστών και είναι ένα εγκεκριμένο εργαλείο για το προσδιορισμό του κινδύνου οστεοπόρωσης στις γυναίκες (Gregg 1999) Επίδραση της προπόνησης Σε σύγκριση με τα μη ασκούμενα άτομα, οι αθλητές και τα άτομα που ασχολούνται για μεγάλο χρονικό διάστημα με αθλητικές δραστηριότητες έχουν μεγαλύτερη οστική μάζα και οστική πυκνότητα, ιδίως στις θέσεις εκείνες που δέχονται υψηλές μηχανικές καταπονήσεις κατά τη διάρκεια της άσκησης (Bass et al 1998, Jodi et al 2006, Falk et al 2003). Η εφαρμογή δύναμης στο σκελετικό σύστημα επηρεάζει την μικροαρχιτεκτονική του οστού και τη σύσταση της θεμέλιας του ουσίας (Lanyon 1992). Το σωματικό βάρος και η συνεχής δύναμη που ασκεί στο σκελετό καθορίζει ουσιαστικά την οστική του μάζα. Αυτό αποδεικνύεται και από το γεγονός ότι άτομα με χαμηλό ή φυσιολογικό σωματικό βάρος παρουσιάζουν μεγαλύτερο κίνδυνο για την εμφάνιση οστεοπόρωσης σε σχέση με τα υπέρβαρα άτομα (Holbrook 1993, Langlois 1996). Η φυσική δραστηριότητα, όπως το περπάτημα και η γυμναστική, αποτελούν το ποιο σημαντικό μηχανικό ερέθισμα για τον οστικό σχηματισμό (Judex 1997). Η σωματική 25

26 άσκηση στην τρίτη ηλικία με ταυτόχρονη πρόσληψη ασβεστίου και βιταμίνης D, επιβραδύνει την απώλεια της οστικής μάζας και συνεπώς είναι ένα καλό μέτρο πρόληψης της οστεοπόρωσης (Specker 1996). Η σωματική άσκηση με εφαρμογή βάρους κατά την παιδική ηλικία είναι θεμελιώδους σημασίας, για τη μεγιστοποίηση της ανάπτυξης των οστών και κατ επέκταση για τη μελλοντική πρόληψη της οστεοπόρωσης σε μεγαλύτερη ηλικία (Drinkwater 1994, Bass 1998, Barr 1998). To όφελος στα οστά διπλασιάζεται αν η σωματική άσκηση ξεκινήσει πριν η κατά την εφηβεία παρά μετά από αυτή (Haapasalo 1998). Στον πίνακα 1, αναφέρονται ενδεικτικές εργασίες που εφάρμοσαν προπονητικά προγράμματα για την βελτίωση και την σταθεροποίηση της οστικής μάζας και πυκνότητας. Φαίνεται ότι η επίδραση της άσκησης εξαρτάται από το είδος του προγράμματος και των ασκήσεων. Σε κάθε περίπτωση, φαίνεται ότι υπάρχει ανάγκη περαιτέρω μελέτης των επιδράσεων της άσκησης στα οστά, ειδικά σε νεαρές ηλικίες. Στον πίνακα 2, αναφέρονται κάποιες ενδεικτικές εργασίες που βρήκαν ότι η αύξηση της ηλικίας έχει αρνητική συσχέτιση με την οστική μάζα και πυκνότητα. 26

27 Πίνακας 1: Έρευνες που εφάρμοσαν πρόγραμμα άσκησης για την αντιμετώπιση της οστεοπόρωσης. Έρευνα Δείγμα Μηχάνημα Ηλικία Αποτελέσματα Gusi et al, (2006) 28 μετεμηνοπαυσιακες γυναίκες. 14 ακολούθησαν πρόγραμμα δόνησης 8 μηνών και 14 έκαναν περπάτημα (DXA) 66±6 Αύξηση του BMD στο μηριαίο οστό κατά 4,3% στην ομάδα δόνησης. Το BMD στην ΟΜΣΣ και για της δυο ομάδες παρέμεινε αμετάβλητο. Villareal et al (2004) 112 άτομα άνδρες και γυναίκες 2 ομάδες πειραματική 65 ελέγχου 47, ακολούθησαν πρόγραμμα ασκήσεις 9 μηνών. (DXA) Μέτρηση στην ΟΜΣΣ στο μηρό και το σώμα. 78 Δεν υπήρξαν στατιστικά σημαντικές αλλαγές στο BMD μεταξύ της πειραματικής και της ομάδας ελέγχου. Stengel et al (2005) 53 μετεμηνοπαυσιακες γυναίκες Δυο ομάδες Ομάδα δύναμης 28 Ομάδα ισχύος ς 25 Ακολούθησαν πρόγραμμα 12 μηνών (DXA) Μέτρηση στη ΟΜΣΣ, στο ισχίο και στο μηρό. 57±3 Η ομάδα που έκανε το πρόγραμμα της δύναμης παρουσίασε απώλειες στο BMD στο ισχίο και την ΟΜΣΣ. Η ομάδα που έκανε το πρόγραμμα ισχύς διατήρησε το BMD στο ισχίο και την ΟΜΣΣ. Πίνακας 2: Έρευνες που συσχέτισαν την ηλικία με την οστεοπόρωση. Έρευνα Δείγμα Μηχάνημα Ηλικία Αποτελέσματα WU, et al (2003) 1596 γυναίκες από την Κίνα Υπέρηχος (SoundScan 2000, πτέρνα Ενώ αυξάνεται η ηλικία, το SOS μειώνεται. Thu et al (2004) 2232 γυναίκες από το Βιετνάμ Υπέρηχος (CM-100 ) Μέτρηση στην πτέρνα 20 Ο κίνδυνος οστεοπόρωσης αυξάνεται με την αύξηση της ηλικίας. Filip, and Zagórski (2005) 900 γυναίκες DXA Μέτρηση στην οσφυϊκή μοίρα της ΣΣ Ο 2 -Ο Ενώ αυξάνεται η ηλικία το BMD της ΟΜΣΣ μειώνεται. Θετική συσχέτιση του BMI με το BMD. Θετική συσχέτιση του BMD με την φυσική δραστηριότητα, την πρόσληψη ασβεστίου και την κατανάλωση καφέ.

28 1.13 Επίδραση της προπονητικής κατάστασης Από μελέτες που έγιναν σε ζώα αποδείχθηκε ότι τα οστά σε ζώα μεγαλύτερης ηλικίας επηρεάζονται σε μικρότερο ποσοστό από τη μηχανική φόρτιση σε σύγκριση με τα οστά των νεότερων ζώων (Steinberg 1981). Eαν αυτό είναι αληθές, τότε η παιδική και η εφηβική ηλικία πρέπει να θεωρηθούν ως οι κορυφαίες περίοδοι για να επιτύχει κάποιος τη μέγιστη οστική του μάζα (Drinkwater 1994). Παιδιά που ασχολούνται με δραστηριότητες που περιλαμβάνουν ασκήσεις φόρτισης και ενδυνάμωσης, έχουν σημαντικά υψηλότερη οστική πυκνότητα κυρίως στις θέσεις μεγαλύτερης φόρτισης (ΜcCulloch 1992). Ανεξάρτητα από την ηλικία και το φύλο, τα ενεργητικά άτομα που ασκούνται διαρκώς, ή εκτελούν έντονες δραστηριότητες έχουν μια μεγαλύτερη σκελετική μάζα σε σχέση με εκείνα τα οποία βιώνουν έναν όχι έντονα ενεργητικό η καθιστικό τρόπο ζωής (Heinrich 1991). Η φυσική άσκηση κατά την παιδική ηλικία και την εφηβεία αυξάνει τη συγκέντρωση μετάλλων στα οστά (Fehily 1995, Mori 1993). Όπως φαίνεται και στον πίνακα 3, έρευνες έχουν βρει υψηλή οστική πυκνότητα σε ποδοσφαιριστές (Vicente et al 2003, Fredericson et al 2007, Calbet et al 2001), αθλήτριες χειροσφαίρισης (Vicente et al. 2004), αθλήτριες ενόργανης (Robinson et al 1995) αθλήτριες σωματικής διάπλασης (Heinrich 1990), αρσιβαρίστες (Virvidakis et al 1990, Conroy 1993), χορευτές (Yung et al 2005), κωπηλάτες (Lariviere et al 2003). Η άσκηση γενικά επηρεάζει θετικά την οστική ανάπτυξη κατά τη παιδική ηλικία, ώστε να μειωθεί ο κίνδυνος οστεοπόρωσης αργότερα. Από το πίνακα 3 φαίνεται ότι οι ποδοσφαιριστές οι αρσιβαρίστες οι αθλήτριες γυμναστικής, τένις, χειροσφαίρισης, πετοσφαίρισης, και οι αθλητές σωματικής διάπλασης εμφανίζουν υψηλότερη BMD σε σχέση με τους δρομείς τους

29 κολυμβητές και την ομάδα ελέγχου. Εάν η οστική πυκνότητα και η πιθανότητα εκδήλωσης οστεοπόρωσης προσδιορίζονται από την παιδική ηλικία τότε η ανάγκη μελέτης της άσκησης και οστικής πυκνότητας στις παιδικές ηλικίες είναι επιτακτική. 29

30 Πίνακας 3:Συγκριση οστικής πυκνότητας μεταξύ νεαρών αθλητών από διάφορα αθλήματα. Έρευνα Δείγμα Μηχάνημα Ηλικία Αποτελέσματα Bass et al (1998) Cassell et al (1996) 45 αθλήτριες γυμναστικής 36 πρωιν αθλήτριες γυμναστικής 50 ομάδα ελέγχου 14 γυμνάστριες 14 κολυμβήτριες 17 ελέγχου DXA DXA 7-9 Οι αθλήτριες γυμναστικής παρουσίασαν αύξηση στο BMD στην σπονδυλική στήλη στα πόδια και σε ολόκληρο το σώμα μετά από 12 μήνες. Οι γυμνάστριες που είχαν εγκατάλειψη το άθλημα είχαν καλύτερο BMD από την ομάδα ελέγχου. Το BMD τον κολυμβητριών ήταν παρόμοιο με το BMD της ομάδας ελέγχου. Οι γυμνάστριες είχαν μεγαλύτερο BMD από τής κολυμβήτριες και την ομάδα ελέγχου. Η αύξηση του BMD των γυμναστριών ήταν ανάλογη με την αύξηση του βάρους τους. Jodi et al (2006) 28 αθλήτριες ρυθμικής γυμναστικής και 28 κορίτσια ομάδα ελέγχου χωρίστηκαν σε δυο κατηγορίες (παιδική ηλικία, προεφηβία). DXA στον πήχη τον μηρο, ΟΜΣΣ Υψηλή συσχέτιση της ηλικίας με το μέγεθος του σώματος και το BMD. Οι γυμνάστριες είχαν μεγαλύτερο BMD από την ομάδα ελέγχου. Μη σημαντικές διαφορές μεταξύ της παιδικής και της προεφηβικής ηλικίας στο BMD. Falk et al (2007) 266 αγόρια 3ομάδες (παιδιά, έφηβοι, ενήλικοι) 2 κατηγορίες αθλημάτων ποδόσφαιρο πόλο Ποσοτικός υπέρηχος στην κνήμη και την κερκίδα Η ταχύτητα του ήχου SOS αυξήθηκε με την ηλικία στην κερκίδα και στην κνήμη. Παιδιά και έφηβοι πολίστες και ποδοσφαιριστές δεν είχαν διαφορές στην SOS της κνήμης. Οι αθλητές είχαν μεγαλύτερη SOS στην κνήμη από την ομάδα ελέγχου. Falk et al (2004) Δυο ομάδες 61 κολυμβήτριες 71 ομάδα ελέγχου Ποσοτικός υπέρηχος, στην κερκίδα και κνήμη 8,5-26,5 Η SOS στην κερκίδα αυξήθηκε με την ηλικία αλλά δεν υπήρχαν διαφορές μεταξύ των κολυμβητριών και της ομάδας ελέγχου. Η SOS στην κνήμη αυξήθηκε με την ηλικία και στης δυο ομάδες αλλά ήταν υψηλότερη στης κολυμβήτριες σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Falk et al (2003) 25 αθλήτριες ακροβατικής γυμναστικής 21 κολυμβήτριες 21 ομάδα ελέγχου Ποσοτικός υπέρηχος στην κερκίδα και κνήμη Δεν υπήρχαν διαφορές στην SOS μεταξύ κυρίαρχου και μη κυρίαρχου άκρου. Οι γυμνάστριες είχαν υψηλότερη SOS στην κερκίδα από της άλλες ομάδες Οι κολυμβήτριες και οι γυμνάστριες είχαν υψηλότερη SOS στην κνήμη από την ομάδα ελέγχου. Δεν υπήρχαν διαφορές στην SOS της κνήμης μεταξύ κολυμβητριών και γυμναστριών.

31 Πίνακας 4:Συγκριση οστικής πυκνότητας μεταξύ νεαρών αθλητών από διάφορα αθλήματα. Έρευνα Δείγμα Μηχάνημα Ηλικία Αποτελέσματα Sandström et al(2000) 14 αθλήτριες χόκεϊ πάγου 14 ομάδα ελέγχου DXA στο κρανίο στο μηρό στον μείζων τροχαντήρα, στην ΟΜΣΣ και στο σώμα Οι αθλήτριες χόκεϊ είχαν υψηλότερο BMD. Σημαντική συσχέτιση μεταξύ της δύναμης τού τετρακεφάλου και του BMD της κεφαλής του μηρού στην ομάδα χόκεϊ Söderman et al (2000) 51 αθλήτριες ποδοσφαίρου 41 ομάδα ελέγχου DXA στο κρανίο στο μηρό στον μείζων τροχαντήρα, στην ΟΜΣΣ και στο σώμα 16 Τα κορίτσια που έπαιζαν ποδόσφαιρο είχαν μεγαλύτερη δύναμη στον τετρακέφαλο και BMD στο μηρό και ΟΜΣΣ. Τα κορίτσια κάτω από 16 που έπαιζαν ποδόσφαιρο είχαν μεγαλύτερο BMD στον τροχαντήρα σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Τα κορίτσια πάνω από 16 που έπαιζαν ποδόσφαιρο είχαν μεγαλύτερο BMD σε όλες της περιοχές σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Haapasalo et al (1998) 91 αθλήτριες τένις 58 ομάδα ελέγχου DXA στη ΟΜΣΣ και στα άνω άκρα 7-17 Σημαντικές διαφορές στο BMD μεταξύ του κυρίαρχου και του μη κυρίαρχου άνω άκρου σε όλα τα στάδια ανάπτυξης Στην ΟΜΣΣ, σημαντικές διαφορές στο BMD μεταξύ της ομάδας του τένις και της ελέγχου στην εφηβεια. Dook et al (1997) 4 ομάδες υψηλές δύναμης (καλαθοσφαίρισης) μέτριες δύναμης (τρέξιμο, χόκεϊ στο χόρτο) χωρίς κρούσης (κολύμβηση) ομάδα ελέγχου. DXA σε όλο το σώμα Οι ομάδα καλαθοσφαίρισης είχε μεγαλύτερο BMD σε σχέση με την ομάδα κολύμβησης και ελέγχου. Το BMD του βραχίονα ήταν υψηλό σε όλες της ομάδες που ασκούνταν σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Emslander et al (1998) Nordström et al (1998) 3 ομάδες 21 δρομείς 22 κολυμβήτριες 20 ομάδα ελέγχου 3 ομάδες 12 Αθλητές μπατμιντον 28 αθλητές χόκεϊ πάγου 24 ομάδα ελέγχου DXA στην κεφάλη του μηριαίου στην ΟΜΣΣ και σε όλο το σώμα. DXA στην κεφαλή του μηριαίου οστού στην κνημιαια διάφυση του βραχίονα στην ΟΜΣΣ και σε ολό το σώμα Το BMD της κεφαλής του μηριαίου οστού και ολόκληρου του σώματος ήταν μεγαλύτερο στης ομάδες που ασκούνταν σε σχέση με την ελέγχου. Οι αθλητές μπατμιντον ειχαν μεγαλύτερο BMD απο τους αθλητές του χόκεϊ Οι αθλητές του μπατμιτον είχαν μεγαλύτερο BMD σε όλες της περιοχές σε σχέση με την ομάδα ελέγχου.

32 Πίνακας 5:Συγκριση οστικής πυκνότητας μεταξύ νεαρών αθλητών από διάφορα αθλήματα. Έρευνα Δείγμα Μηχάνημα Ηλικία Αποτελέσματα Rodriguez et al (2004) Kalaï et al (2007) Fredericson et al (2007) 15 ποδοσφαιριστές 11 ομάδα ελέγχου 61 ποδοσφαιριστές 60 ομάδα ελέγχου 15 ποδοσφαιριστές 15 δρομείς μεγάλων αποστάσεων 15 ομάδα ελέγχου DXA Προεφηβία Διάρκεια μελέτης 3 χρόνια DXA σε ολό το σώμα 13,4 ± 0,3 DXA στην ΟΜΣΣ Ο 1 -Ο 4, δεξιό μηρό, κνήμη, φτέρνα, και σε ολό το σώμα Οι ποδοσφαιριστές στο τέλος της ερευνάς είχαν μεγαλύτερο BMD στην κεφάλι του μηριαίου οστού και σε ολόκληρο το μηρό από την ομάδα ελέγχου. Το BMD ήταν σημαντικά μεγαλύτερο στους ποδοσφαιριστές σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Οι ποδοσφαιριστές είχαν μεγαλύτερο BMD σε όλες της περιοχές που μετρήθηκαν σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Οι ποδοσφαιριστές είχαν μεγαλύτερο BMD στο μηρό και την ΟΜΣΣ από τους δρομείς. Οι δρομείς είχαν μεγαλύτερο BMD στην πτέρνα σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Alfredson et al (1997) Jeanne et al (2007) 13 αθλήτριες βόλεϊ 13 0μάδα ελέγχου 161 κορίτσια 2 ομάδες 93 μεγάλη κρούση (ποδόσφαιρο, βόλεϊ, τένις, χόκεϊ στο χόρτο, softball, σπριντερ, άλτες). 68 χαμηλής κρούσης (κολύμπι, δρομείς μεγάλων αποστάσεων άνω 800m). DXA σε ολό το σώμα, κρανίο, ΟΜΣΣ, μηρο, και βραχίονα. DXA ΟΜΣΣ Ο 1 -Ο 4 στην κεφαλή του μηρού και σε ολόκληρο το σώμα. αθλήτριες βόλεϊ 20,9 ± 3,7 0μάδα ελέγχου 25,0 ± 2,4 15,7 ± 1,3 Οι αθλήτριες βόλεϊ σε σχέση με την ομάδα ελέγχου είχαν μεγαλύτερο BMD σε όλες της περιοχές. Μεγαλύτερο BMD στο κυρίαρχο σε σχέση με το μη κυρίαρχο ακρό. Τα κορίτσια που μετείχαν σε δραστηριότητες με μεγάλη κρούση είχαν μεγαλύτερο BMD σε σχέση με τα κορίτσια που συμμετείχαν σε δραστηριότητες χαμηλής κρούση. Alfredson, et al (1996) Rodriguez et al (2004) Fehling et al (1995) 16 αθλήτριες ποδοσφαίρου 13 ομάδα ελέγχου 24 αθλήτριες χαντμπολ 27 ομάδα ελέγχου 4 ομάδες Μεγάλης κρούσης (8 αθλήτριες βόλεϊ, 13 αθλήτριες γυμναστικής) χαμηλής κρούσης(7 κολυμβήτριες, 17 ομάδα ελέγχου) DXA όλο το σώμα,κρανίο, ΟΜΣΣ, μηρό, τρίγωνο του Ward s, μείζων τροχαντηρα, βραχίονα. DXA οι μετρήσεις έγιναν σε όλο το σώμα. DXA στην ΟΜΣΣ, κεφάλη του μηρού, όλο σώμα ,2 ± 0, Οι αθλήτριες ποδοσφαίρου είχαν μεγαλύτερο BMD από την ομάδα ελέγχου. Οι αθλήτριες χαντμπολ είχαν μεγαλύτερο BMD και BMC(οστική μάζα) σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Οι αθλήτριες βόλεϊ και γυμναστικής ειχαν μεγαλύτερο BMD σε σχέση με την ομάδα κολύμβησης και ελέγχου. Δεν υπήρχαν διαφορές στο BMD μεταξύ κολυμβητριών και ομάδας ελέγχου.

33 Heinrich et al (1990) Conroy et al (1993) Virvidakis, et al (1990) Κολυμβήτριες (13) Δρομείς γυναίκες (5) Ερασιτέχνες δρομείς γυναίκες (11) Αθλήτριες σωματικής διάπλασης (11) Ομάδα ελέγχου (18) 25 αθλητές άρσης βαρών 11 ομάδα ελέγχου 59 αθλητές άρσης βαρών DXA, στην ΟΜΣΣ Ο 2 -Ο 4, μηρό, τρίγωνο του Ward s και μείζων τροχαντήρα. DXA στην ΟΜΣΣ Ο 2 -Ο 4, μηρό, μείζων τροχαντήρα και τρίγωνο του Ward s ,9 17,4 DXA Οι αθλήτριες σωματικής διάπλασης είχαν μεγαλύτερο BMC(οστική μάζα) από όλες της ομάδες. Οι δρομείς και οι κολυμβήτριες δεν είχαν σημαντικές διαφορές στο BMC με την ομάδα ελέγχου. Οι αρσιβαρίστες είχαν μεγαλύτερο BMD από την ομάδα ελέγχου. Οι αρσιβαρίστες είχαν μεγαλύτερο BMC σε σχέση με τα άτομα ιδίας ηλικίας και φύλου. Yung et al (2005) Lariviere, et al (2003) 15 ποδοσφαιριστές 10 χορευτες 15κολυμβητες 10 ομάδα ελέγχου 16 έμπειρες αθλήτριες κωπηλασίας 19 αρχάριες αθλήτριες κωπηλασίας 14 ομάδα ελέγχου quantitative ultrasound (QUS) οι μετρήσεις έγιναν στην δεξιά και αριστερή πτέρνα DXA, στην σπονδυλική στήλη Οι ποδοσφαιριστές και οι χορευτές είχαν μεγαλύτερη ταχύτητα SOS από τους κολυμβητές και την ομάδα ελέγχου. Δεν υπήρχαν διαφορές μεταξύ κυριάρχου και μη κυριάρχου άκρου. Οι έμπειρες κωπηλάτριες μετά από 6 μήνες προπόνηση παρουσίασαν μεγαλύτερο BMD από τις αρχάριες. Robinson, et al (1995) 21 αθλήτριες γυμναστικής 20 αθλήτριες αποστάσεων 19 ομάδα ελέγχου DXA, μηρό, ΟΜΣΣ Ο 2 - Ο 4, όλο το σώμα Προεφηβία Το BMD χαμηλότερο σε αθλήτριες αποστάσεων σε σχέση με της γυμνάστριες και την ομάδα ελέγχου. 33

34 1.15 Φύλο και οστεοπόρωση Τα κορίτσια διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο να υποστούν οστεοπόρωση στην διάρκεια της ζωής (Carolyn et al 2005), ο κίνδυνος είναι μεγαλύτερος μετά την εμμηνόπαυση λόγω της έλλειψης οιστρογόνων. Κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης, η οστική πυκνότητα αυξάνεται μαζί με το μέγεθος των οστών (Seeman 2001). Η οστική πυκνότητα είναι μεγαλύτερη στα αγόρια σε σχέση με τα κορίτσια επειδή το μέγεθος των οστών τους είναι μεγαλύτερο (Seeman 2001). Πριν την εφηβεία, τα αγόρια και τα κορίτσια αναπτύσσουν την οστική μάζα με παρόμοια ποσοστά. Μετά από την εφηβεία τα αγόρια αναπτύσσουν μεγαλύτερη οστική μάζα από τα κορίτσια (Angela 2002). Τα κορίτσια που ανήκουν στην Αφρικάνικη και την Αμερικανική φυλή εμφανίζουν μεγαλύτερη μέγιστη οστική μάζα σε σχέση με τα κορίτσια που ανήκουν στην Ευρωπαϊκή φυλή και διατρέχουν μικρότερο κίνδυνο να εμφανίσουν οστεοπόρωση αργότερα στην ζωή τους (National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases 2005). Είναι προφανές ότι δεν υπάρχουν μελέτες σχετικά με τις διαφορές αγοριών και κοριτσιών ως προς τους δείκτες οστικής πυκνότητας. Επειδή ακριβώς η οστική πυκνότητα και οι μεταβολές της διαφέρουν ανάμεσα στα δυο φύλα, η μελέτη του οστού στα 2 φύλα σε σχέση με την ωρίμανση είναι εξαιρετικά σημαντική. 34

35 ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Ο σκοπός της παρούσας έρευνας ήταν να εξεταστούν οι επιδράσεις του φύλου, της ηλικίας και της προπονητικής κατάστασης στην οστική πυκνότητα σε παιδιά. ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Όσο πιο υψηλή είναι η μέγιστη οστική πυκνότητα που επιτυγχάνεται κατά την διάρκεια της παιδικής ηλικίας και της εφηβείας τόσο μειώνεται ο κίνδυνος εμφάνισης οστεοπόρωσης και οστεοπορωτικών καταγμάτων συμβάλλοντας στην βελτίωση της ποιότητας της ζωής κατά την ενηλικίωση. ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Ποιες είναι οι τιμές των δεικτών της οστικής πυκνότητας στα παιδιά; Πως επιδρά η ηλικία στην οστική πυκνότητα; Πως επιδρά το φύλο στην οστική πυκνότητα; Πως επιδρά η προπονητική κατάσταση στην οστική πυκνότητα; ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΕΣ ΥΠΟΘΕΣΕΙΣ Η ερευνητική υπόθεση είναι ότι η οστική πυκνότητα θα είναι μεγαλύτερη στα αγόρια από ότι στα κορίτσια, θα αυξάνεται με την αύξηση της ηλικίας, και θα είναι μεγαλύτερη στα προπονημένα άτομα. 35

36 2. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ 36

37 2.1 Συμμετέχοντες Στην έρευνα συμμετείχαν εθελοντικά (301 αγόρια και κορίτσια ηλικίας 9-20 ετών από 3 διαφορετικά αθλήματα: Ποδόσφαιρο (37), κολύμβηση (67), στίβο (69) και απροπόνητα άτομα (128). Οι ανθρωπομετρικές μετρήσεις έγιναν με βάση τα συνηθισμένα κριτήρια και τις διαδικασίες μέτρησης. Από τη μέτρηση αποκλείονταν άτομα που παρουσίαζαν οίδημα, η κάποια ανωμαλία στο πόδι που θα μπορούσε να επηρεάσει το αποτέλεσμα της μέτρησης. Όλες οι μετρήσεις έγιναν στο ίδιο μηχάνημα. 2.2 Εξοπλισμός Χρησιμοποιήθηκε ο υπέρηχος lunar Achilles Insight 2006 ultrasound system (imagination at work) για τη καταγραφή της οστικής πυκνότητας, Σχήμα1. Υπέρηχος lunar Achilles Insight 2.3 Διαδικασία μέτρησης Προκειμένου να πραγματοποιηθεί η μέτρηση δίνονταν στο μηχάνημα τα προσωπικά στοιχεία του ατόμου που μετριόταν, δηλαδή το ονοματεπώνυμο, το βάρος, το ύψος και η ηλικία του παιδιού. Κατόπιν η μέτρηση γινόταν στο προτιμητέο πόδι του ατόμου το οποίο είχε προσδιοριστεί πριν από κάποιες ερωτήσεις (πχ. με πιο πόδι 37

38 κανείς λάκτισμα). Καθημερινά γίνονταν βαθμονόμηση του συστήματος πριν από την έναρξη των μετρήσεων. 2.4 Προετοιμασία του ατόμου και του μηχανήματος Οι μετρήσεις του Achilles πραγματοποιήθηκαν με το άτομο καθισμένο πάνω σε μια σταθερή καρέκλα και με το πόδι του τοποθετημένο και ακίνητο σε ειδική υποδοχή που διαθέτει η μονάδα. Το πόδι ακινητοποιήθηκε με τη βοήθεια ενός ειδικού εξαρτήματος που προσαρμόστηκε σε αυτό μέχρι το μέσο της κνήμης. Κατά τη μέτρηση, ένα ζευγάρι ελαστομερών εξαρτημάτων έρχονταν σε επαφή με τις δυο εκ διαμέτρου αντίθετες πλευρές του οστού της πτέρνας του εξεταζόμενου (Εικόνα 6). Το πόδι ήταν τοποθετημένο έτσι ώστε η πτέρνα η κνήμη και ο μηρός να είναι ευθυγραμμισμένα (Εικόνα 2). Όταν ήταν απαραίτητο το μηχάνημα ρυθμίστηκε ώστε το μέσο της κνήμης να ακουμπάει ελαφρά πάνω στο στήριγμα του μηχανήματος (Εικόνα 3). Με αυτό τον τρόπο αποφεύχθηκε η πλήρης στήριξη της κνήμης, η όποια θα προκαλούσε πρόσθια μετατόπιση τις με αποτέλεσμα να μην κάνει καλή επαφή με τα ελαστώμετρα (μεμβράνες) και να εξάγονται λανθασμένα αποτελέσματα. Εικόνα 2 Εικόνα 3 Πριν την μέτρηση η πτέρνα του ατόμου και οι μεμβράνες του μηχανήματος ψεκάζονταν με αλκόλη (Εικόνα 4,5). Ο ψεκασμός ήταν απαραίτητος προκειμένου να 38

39 επιτευχθεί καλύτερη μετάδοση του υπερηχητικού κύματος από τη μια πλευρά της πτέρνας στην άλλη. Εικόνα 4 Εικόνα 5 Μετά την εφαρμογή του υγρού, η μέτρηση πραγματοποιούταν γρήγορα γιατί υπήρχε κίνδυνος να εξατμιστεί το υγρό αυξάνοντας το σφάλμα μέτρησης. Εικόνα 6 Τα υπερηχητικά κύματα που εκπέμπονταν από τον ένα πομπό μεταδίδονταν μέσω της φτέρνας και λαμβάνονταν από το δεύτερο πομπό που γίνονταν δέκτης και αντίστροφα. Κατά τη διάρκεια της μέτρησης στην οθόνη του μηχανήματος εμφανίζονταν ψηφιακά η θέση της πτέρνας μέσα στο μηχάνημα έτσι ώστε να γίνεται τροποποίηση της θέσης της, μέχρι που να έρθει το πέλμα στην σωστή θέση. Επίσης, το υπερηχητικό σήμα καταγράφονταν, έτσι ώστε η κυματομορφή να είναι συμμετρική και από τις δυο μεριές προκειμένου να είναι σωστή η μέτρηση και να λαμβάνονται ακριβή αποτελέσματα (Εικόνα 7). 39

40 Εικόνα Μεταβλητές της κατάστασης του οστού Από κάθε μέτρηση καταγράφηκαν η ταχύτητα του ήχου (SOS) και ο δείκτης εξασθένισης των υπέρηχων ευρέως φάσματος (BUA Broadband Ultrasound Attenuation). Με βάση τους παραπάνω δείκτες, υπολογίστηκε ο δείκτης σκληρότητας των υπέρηχων (Quantitative Ultrasound Index Stiffness QUI). Συγκεκριμένα, η μέτρηση SOS εκφράζεται σε m\sec και υπολογίζεται από το λόγο του ακριβούς πλάτους της πτέρνας δια του χρόνου που απαιτήθηκε για να περάσει ο ήχος από την πτέρνα. Η μέτρηση του BUA βασίζεται στην ιδιότητα των ηχητικών κυμάτων να χάνουν μέρος της ενέργειας τους ενώ διαπερνούν μέσω ενός ιστού, μια διαδικασία που ονομάζεται εξασθένηση (attenuation). Ο ήχος εξασθενεί ταχύτερα σε υψηλές συχνότητες και μέσα σε στερεούς και πορώδης ιστούς. Η μέτρηση BUA εκφράζεται σε db\mhz. Με το QUS μπορεί να εντοπισθεί η δομή της οστικής πυκνότητας και τα ελαστικά στοιχεία που συνδέονται με τη δύναμη του οστού και τον κίνδυνο κατάγματος (NichoIson 2000, Njeh 1997, Njeh 1999). Ο ποσοτικός δείκτης υπέρηχων υπολογίστηκε για κάθε άτομο χρησιμοποιώντας την εξίσωση Si = (0.67 BUA) + (0.28 SOS ) 420 (Holi 2005). Ο ποσοτικός δείκτης υπέρηχων είναι ένα ενιαίο κλινικό μέτρο το οποίο υπολογίζεται σε ποσοστό 50% από το BUA και 50% από το 40