Physical activity and the young female skeleton

Abstract

The aim of this thesis was to identify the influence of calcium, physical activity and detraining on bone mass and bone size in girls and young women. We hypothesised that calcium intake above a specific level does not enhance the accrual of bone mineral, that exercise predominantly influences the skeleton in the early pubertal period and that reduced training is followed by a loss of exercise-induced skeletal benefits. To scrutinise our hypothesis we followed 103 girls aged 7-9 in a 1-year prospective controlled exercise intervention study, 78 girls aged 13-15 in a 5-year and 130 females aged 13-54 in a 8-year prospective observational study. It seems that an exercise intervention programme during the first school year increases the accrual of bone mass and the gain in bone size. Continued physical activity in the peri- and post-pubertal period seems to be associated with maintenance of a high bone mass. It appears that the bone mass could be enhanced by increasing the intake of calcium in adolescent girls consuming less than 800 to 1000 mg per day. It seems as if exercise-induced benefits in bone mass could be achieved also in post-pubertal women but that the benefits are at least partially reduced with detraining. The thesis supports the view that physical activity could be recommended to increase peak bone mass but it must be further validated whether exercise during growth could be recommended to remain at a high bone mass level decades after an exercise career.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Benskörhet (osteoporos) är en sjukdom som karaktäriseras av låg benmassa och försämrad benkvalitet, en sjukdom som leder till ökad risk för frakturer. Benskörhetsfrakturer uppkommer vanligen i handleder, axelleder, kotor, bäckenben, höftleder och knäleder. Frakturerna drabbar kvinnor oftare än män, något som till stor del beror på att nivåerna av det kvinnliga könshormonet östrogen, det för skelettet kanske viktigaste hormonet, dramatiskt sjunker när menstruationerna upphör. Förekomsten av benskörhetsfrakturer har dessutom fördubblats under de senaste decennierna. Varje år drabbas nu i Sverige runt 70 000 kvinnor och män av en fraktur som kan vara relaterad till benskörhet. Det beräknas också att hälften av alla kvinnor och en tredjedel av alla män kommer att drabbas av en eller flera benskörhetsfrakturer under sin livstid. Ökningen av antalet benskörhetsfrakturer kan delvis förklaras av en förändrad livsstil, där en allt mindre fysisk aktivitet bland befolkningen har framkastats som en viktig förklaring. Det finns även andra riskfaktorer för benskörhet och fraktur som hög ålder, ärftlighet, låg kroppsvikt, rökning, lågt kalciumintag, vissa mediciner som kortison och vissa sjukdomstillstånd. Frakturerna ger inte bara upphov till ett lidande för den enskilde patienten utan även till en hög kostnad. Bara första året efter en höftfraktur beräknas kostnaden för sjukvård och äldreomsorg uppgå till 160 000 kronor per patient. Eftersom 18 000 patienter varje år drabbas av en höftfraktur i Sverige, medför detta en årlig samhällskostnad på cirka 3 miljarder kronor. Dessa fakta gör att vi systematiskt måste arbeta för att minska frakturbördan. Man har då intresserat sig för möjligheterna att med fysiskt aktivitet öka benmassan och minska antalet frakturer.



Syftet med denna avhandling var att studera hur kalkintag och fysisk aktivitet påverkar förändringar i benmassa och skelettstorlek hos växande flickor och unga kvinnor.



Vi gjorde 1 års uppföljning av 103 svenska flickor, 7-9 år gamla där omkring hälften erhöll en lektionstimme med skolgymnastik dagligen men den andra hälften fortsatte som vanligt med 1-2 lektionstimmar i veckan. Vi följde också 78 isländska flickor, 13-15 år gamla i 5 år och jämförde de mer fysiskt aktiva flickorna med de fysiskt mindre aktiva och utvärderade hur kalkintaget och den fysiskt aktiviteten påverkade benmassan, skelettstorleken och muskel massan. Hundratrettio svenska kvinnor 13-54 år gamla följdes under 8 år, där nu aktiva eller före detta aktiva kvinnor som spelade eller hade spelat fotboll jämfördes med kvinnor som ej hade tränat på något speciellt sätt. När vi sammanställer fynden i de olika studierna verkar det som om daglig skolgymnastik givet under ett år under de första skolåren hos flickor kan öka inlagringen av benmassan och skelettstorleken. Fortsatt hög fysisk aktivitet under 5 år hos flickor omkring och efter puberteten verkar bibehålla den höga benmassan som vi ser hos fysiskt aktiva 13-åriga flickor. Under denna period föreligger en stark korrelation mellan fysisk aktivitet, muskel massa, grepp styrka och benmassa. Kalkintaget under dessa år verkar också vara av betydelse där flickorna verkade behöva minst 800-1000 milligram per dag för att inte benmasseutvecklingen skulle påverkas negativt. Om nivån på den fysiska träningen är hög, på tävlingsnivå, omkring och efter puberteten verkar det även som om benmassan kan påverkas i en gynnsam riktning hos postpubertala och unga vuxna kvinnor. Däremot verkar det som om den idrottsbetingade gynnsamma inverkan på benmassan gradvis går förlorad om man slutar att träna. Dessa studier kan dock inte uttala sig om de gynnsamma idrottsbetingade skeletteffekterna på lång sikt försvinner totalt om man slutar träna.

• author: Valdimarsson, Örnolfur
• supervisor: Magnus Karlsson
• opponent: MD, PhD Nordström, Peter, Geriatrics
• organization: Department of Clinical Sciences, Malmö
• publishing date: 2005
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Orthopedics
• keywords: muskelsystem, reumatologi, Skelett, Skeleton, muscle system, rheumatology locomotion, Bone mass, Osteoporosis, Young female skeleton, Physical activity
• pages: 100 pages
• defense location: Medicinska aulan ing 33 Universitetssjukhuset Malmö
• defense date: 2005-05-19 09:00:00
• ISBN: 91-85439-34-7
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: JÖ Kristinsson, Ö Valdimarsson, L Steingrimsdottir and G Sigurdsson. 1994. Relation between calcium intake, grip strength and bone mineral density in the forearms of girls aged 13 and 15. Journal of Internal Medicine, vol 236 pp 385-390.; Ö Valdimarsson, JÖ Kristinsson, SÖ Stefansson, S Valdimarsson and G Sigurdsson. 1999. Lean mass and physical activity as predictors of bone mineral density in 16-20-year old women. Journal of Internal Medicine, vol 245 pp 489-496.; Ö Valdimarsson, G Sigurdsson, L Steingrímsdóttir and K. M. Karlsson. 2005. Physical Activity in the Post-Pubertal Period is Associated with Maintenance of Pre-Pubertal High Bone Density - a 5-Year Follow-up: The Scandinavian Journal of Sport Medicine., vol Online publication 8 Feb.; Ö Valdimarsson, H Ahlborg, H Düppe, F Nyquist and K. M. Karlsson. 2005. Reduced Training is Associated with Increased Loss of Bone Mineral Density. Journal of Bone and Mineral Research, vol Online publication 19 Jan.; Ö Valdimarsson, C Linden, O Johnell, P Gardsell and K. M. Karlsson. . Daily Physical Education in the School Curriculum in Prepubertal Girls for One Year is Followed by an Increase in Bone Mineral Accrual and Bone Size. Data from the Prospective Controlled Malmö Pediatric Osteoporosis Prevention (POP) Study. (submitted) The information about affiliations in this record was updated in December 2015. The record was previously connected to the following departments: Orthopaedics (013242900), Reconstructive Surgery (013240300)
• id: 6f376f6e-3255-401b-ba3d-fd60238b9c7c (old id 544909)
• date added to LUP: 2016-04-01 16:55:01
• date last changed: 2018-11-21 20:45:13