Fakultät I
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Die vorliegende Arbeit basiert auf der Studie „Knochengesundheit von Schwäbisch Gmünder SchülerInnen“, in der von 2010 bis 2011 in Schwäbisch Gmünd und Umgebung bei 10- bis 17-jährigen Schülern und Schülerinnen der Knochenstatus sowie verschiedene Einflussfaktoren beobachtet wurden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Zusammenhang zwischen der Knochenmasse und dem Lebensstil (Ernährung, Bewegung, Rauchen), der Körperzusammensetzung sowie soziodemographischen und -ökonomischen Daten (Alter, Geschlecht, Bildungsstand, Migrationshintergrund) untersucht.
Aus den erhobenen Daten der quantitativen Ultrasonometrie am Fersenbein wurden bei 232 Schülern und 250 Schülerinnen die Knochenmasseparameter Breitband-Ultraschall-Abschwächung, Ultraschallgeschwindigkeit und Steifigkeitsindex ermittelt. Im Mittel unterscheiden sich diese Parameter zwischen den Geschlechtern nicht signifikant voneinander. Alle drei Parameter nehmen mit steigendem Alter sowohl bei den Schülern als auch bei den Schülerinnen zu. Der Steifigkeitsindex korreliert bei den Schülern und Schülerinnen signifikant positiv mit dem Alter. Ausgehend von den Ergebnissen der Regressionsanalyse stellt das Alter einen signifikant positiven Prädiktor des Steifigkeitsindex dar.
Bei beiden Geschlechtern besteht eine signifikant positive Korrelation zwischen dem Steifigkeitsindex und dem Körpergewicht. Den Regressionsgleichungen zufolge hat das Körpergewicht sowohl bei den Schülern als auch bei den Schülerinnen einen positiven Einfluss auf den Steifigkeitsindex
Auch der BMI korreliert signifikant positiv mit dem Steifigkeitsindex der Schüler und Schülerinnen. Übergewichtige Schülerinnen haben einen signifikant höheren Steifigkeitsindex als die Unter- oder Normalgewichtigen. Bei den Schülern kann eine Zunahme des Steifigkeitsindex hinsichtlich der Einteilung des BMIs in Unter-, Normal- und Übergewicht beobachtet werden, die allerdings nicht signifikant ist. Der BMI erweist sich bei der Regressionsanalyse als signifikanter Prädiktor des SI sowohl bei den Schülern als auch bei den Schülerinnen.
Bei den Schülern korrelieren die fettfreie Masse sowie der prozentuale Anteil der fettfreien Masse signifikant positiv mit dem Steifigkeitsindex, wohingegen keine Korrelation zwischen der Fettmasse und dem Steifigkeitsindex beobachtet wird. Bei den Schülerinnen gibt es eine signifikant positive Korrelation zwischen der fettfreien Masse und der Fettmasse mit dem Steifigkeitsindex.
Der prozentuale Anteil der fettfreien Masse am Körpergewicht korreliert bei den Schülerinnen indes signifikant negativ mit dem Steifigkeitsindex. Nach den Ergebnissen der Regressionsanalyse weisen bei den Schülern sowohl die absolute als auch die prozentuale fettfreie Masse eine signifikant positive Beziehung mit dem Steifigkeitsindex auf. Bei den Schülerinnen erweisen sich die fettfreie Masse und die Fettmasse als signifikant positive Prädiktoren und die prozentuale fettfreie Masse als signifikant negativer Prädiktor des Steifigkeitsindex.
Zwischen dem Steifigkeitsindex und dem Index für eine knochengesunde Ernährung konnte keine Korrelation bei den Schülerinnen und Schülern nachgewiesen werden. Hinsichtlich des Lebensmittelverzehrs korrelieren bei den Schülern der Fleisch- und Wurstkonsum signifikant positiv mit dem Steifigkeitsindex wohingegen bei den Schülerinnen keine Assoziation zwischen dem Verzehr verschiedener Lebensmittel und dem Steifigkeitsindex beobachtet werden kann. In der Regressionsanalyse hat der Kaffee- und Teekonsum bei beiden Geschlechtern einen positiven Einfluss auf den Steifigkeitsindex. Bei den Schülerinnen erweist sich hier der Wurstverzehr als signifikant negativer Prädiktor und bei den Schülern der Fisch als signifikant positiver Prädiktor des Steifigkeitsindex.
Bei der körperlichen Aktivität gibt es bei den Schülerinnen und Schüler signifikant positive Zusammenhänge zwischen dem Steifigkeitsindex und dem körperlichen Aktivitätslevel (PAL). Der Steifigkeitsindex korreliert bei den Schülerinnen signifikant positiv mit dem Medienkonsum und signifikant negativ mit Schlafen, Fahrrad fahren und Spielen im Freien. Bei den Schülern wiederum können signifikant positive Zusammenhänge zwischen dem Steifigkeitsindex und sportlichen Aktivitäten gesamt, sportlichen Aktivitäten mit schweren Intensitäten sowie Haus- und Gartenarbeit beobachtet werden. Signifikant negative Zusammenhänge ergeben sich beim Schlafen und beim Spielen im Freien. Bezüglich der Ergebnisse der Regressionsanalyse existieren bei beiden Geschlechtern ein signifikant positiver Effekt des PALs sowie ein signifikant negativer Effekt des Schlafens auf den Steifigkeitsindex. Bei den Schülerinnen erweisen sich das Gehen sowie der Medienkonsum als signifikanter Prädiktor des Steifigkeitsindex. Im Gegensatz dazu haben bei den Schülern Sport gesamt und Sport schwer einen signifikant positiven Einfluss auf den Steifigkeitsindex.
Hinsichtlich der Pubertät können bei beiden Geschlechtern signifikant positive Zusammenhänge zwischen dem Steifigkeitsindex und dem Pubertätsstatus beobachtet werden. Das heißt, dass mit zunehmendem Reifegrad der Steifigkeitsindex signifikant größer wird.
Der Bildungshintergrund, aber nicht der Migrationshintergrund, korreliert signifikant mit dem Steifigkeitsindex.
Darüber hinaus können keine signifikanten Korrelationen zwischen dem Steifigkeitsindex und weiteren Faktoren wie Aufenthalt im Freien und Einnahme von Vitamin D im ersten Lebensjahr beobachtet werden. Das Rauchen korreliert bei beiden Geschlechtern signifikant positiv mit dem Steifigkeitsindex, wohingegen in der Regressionsanalyse ein signifikant negativer Einfluss des Rauchens auf den SI ermittelt wurde. Schülerinnen, die Kontrazeptiva einnehmen, weisen einen höheren Steifigkeitsindex auf als Schülerinnen, die keine Kontrazeptiva einnehmen. Die Ergebnisse der Regressionsanalyse zeigen, dass die Einnahme von Kontrazeptiva keinen Einfluss auf den Steifigkeitsindex ausübt.
Bei der gemeinsamen Betrachtung der genannten Faktoren im Regressionsmodell erweisen sich das Alter, die fettfreie Masse, das Geschlecht und der PAL als signifikante Prädiktoren des Steifigkeitsindex, wohingegen die Fettmasse, die Aufenthaltsdauer im Freien, der Index für eine knochengesunde Ernährung (BHEI), das Rauchen und die Einnahme von Kontrazeptiva keinen Einfluss auf den Steifigkeitsindex haben. Wenn diese Einflussfaktoren getrennt nach Geschlecht in der Regressionsanalyse betrachtet werden, haben bei den Schülern das Alter und der PAL und bei den Schülerinnen die fettfreie Masse und das Alter einen signifikant positiven Einfluss auf den Steifigkeitsindex.
Schüler und Schülerinnen mit einer niedrigen Knochenmasse weisen im Vergleich zu denjenigen mit einer hohen Knochenmasse einen signifikant niedrigeren BMI auf. Zudem sind die Schüler mit einer niedrigen Knochenmasse häufiger von Untergewicht und seltener von Übergewicht betroffen. Die Schülerinnen verzehren signifikant mehr Limonaden. Hinsichtlich der körperlichen Aktivität ist zu erkennen, dass sich die Schüler und Schülerinnen mit einer niedrigen Knochenmasse tendenziell weniger bewegen und weniger im Freien aufhalten.
Ausgehend von den Messergebnissen der bioelektrischen Impedanzanalyse wurde bei 232 Schülern und 251 Schülerinnen die fettfreie Masse mittels 8 Formeln aus der Literatur sowie der integrierten Formel des Herstellers bestimmt. Die Differenz zwischen der niedrigsten und der höchsten berechneten mittleren fettfreien Masse beträgt bei den Schülern 6,1 kg und bei den Schülerinnen 7,0 kg. Zwischen allen eingesetzten Formeln können signifikant positive Korrelationen in einem Bereich von 0,85 bis 1,00 bei den Schülern und Schülerinnen beobachtet werden. Für die Auswahl einer geeigneten Formel wurden verschiedene Kriterien bezüglich der methodischen Grundlagen, des Validierungskollektivs, des Gerätetyps und der Elektrodenplatzierung entwickelt. Anhand dieser Kriterien wurde für die Berechnung der fettfreien Masse die Gleichung von Plachta-Danielzik et al. (2012) ausgewählt.
An der Studie zur Untersuchung der Reproduzierbarkeit der Fragebogenteile zur Ernährung und Bewegung haben 102 Jungen und 90 Mädchen aus Baden-Württemberg teilgenommen. Bezüglich der Ernährung kann festgehalten werden, dass die Verzehrmengen während der zweiten Befragung geringer sind. Zwischen den Verzehrmengen der ersten und zweiten Befragung können bei allen Lebensmitteln signifikant positive Korrelationen beobachtet werden, die von 0,46 bis 0,72 reichen. Bei der körperlichen Aktivität ergeben sich überwiegend keine Unterschiede der mittleren Dauer für verschiedene (In-)Aktivitäten. Hinsichtlich der (In-)Aktivitäten zwischen der ersten und zweiten Befragung ergeben sich signifikant positive Korrelationen (0,38-0,74). Sowohl bei dem Fragebogenteil zur Ernährung als auch zur Bewegung können keine konsistenten Unterschiede bei den Korrelationskoeffizienten zwischen Geschlecht oder Alter beobachtet werden.
In Hinblick auf die Ergebnisse der vorliegenden Studie hat das Aktivitätsverhalten unter Berücksichtigung der Körperzusammensetzung, des Geschlechts und des Alters einen entscheidenden Einfluss auf die Knochenmasse von Kindern und Jugendlichen.