Knogler og træning, alder og hormonelle forhold. Inge-Lis Kanstrup Overlæge, dr.med., Klinisk fysiologisk afdeling, Herlev Hospital

Transkript

1 Knogler og træning, alder og hormonelle forhold. Inge-Lis Kanstrup Overlæge, dr.med., Klinisk fysiologisk afdeling, Herlev Hospital Resumé/konklusion Tilstrækkelig belastning øger knoglestyrke uafhængigt af alder, køn og hormonel status, men størrelsen af øgningen kan være beskeden (ældre) eller mere udtalt (specialtrænede idrætsudøvere, præpubertets-børn). Træningseffekt hos ældre er snarere en mindre nedgang i BMD end en egentlig øgning. Gevinst i knoglestyrke bevares i nogen grad med alderen (kurven forskydes) Nedsat hormonel produktion (kvinder) i perioder påvirker BMD negativt og hos nogle indhentes tabet ikke. Tilskud af kønshormon er ikke sikkert effektivt, specielt ikke ved fortsat træning. DEXA kontrol af knoglestatus anbefales. Med meget intensiv påvirkning (ex. redskabsgymnaster) kan den mekaniske stimulus overvinde knogleeffekten af nedsat hormon produktion (jf. Frost s Mechanostatmodel, hvor tærsklen ændres). P-piller til yngre kvinder har ingen sikker indvirkning på knoglestyrken, men kombineret med træning kan der være en mindre, negativ virkning. Hos postmenopausale kvinder er der beskeden knogleeffekt af adderet træning til østrogen- eller bisfosfonatbehandling. Træning til forebyggelse af fald er derfor vigtigst i denne gruppe. Stærke knogler livet igennem er vigtigt for at undgå brud, specielt i den senere del af livet, hvor osteoporotiske brud ikke blot er smertefulde, potentielt invaliderende, men også samfundsmæssigt meget omkostningstunge. Denne oversigt vil kort resumere den nuværende viden om knogler og opbygning af styrke i disse respektivt undgåelse af unødigt knogletab i relation til biologisk alder og hormonelle forhold. I det normale livsforløb sker der en opbygning af knoglevæv hos mænd og kvinder til midt i 20 erne. Fra 40-års alderen reduceres knoglestyrken gradvist, hos kvinder med ca. 1 % om året undtagen i menopausen (2-8 % om året), hos mænd ca. 0.8 %. Inaktivitet øger faldhastigheden i BMD (bone mineral density): ca. 1 % pr uge ved immobilisering i gips eller skinne eller under sengeleje, ligesom astronauter, der har været udsat for vægtløshed, også har et betydeligt knogletab (Krølner 1983, Mazess 1983; Smith 1986). Genopbygning af knoglevæv er noget mere tidskrævende (van der Poest 1999), og ved ugunstige hormonelle forhold genvindes tabet måske aldrig. Derfor er det vigtigt at undgå immobilisering/inaktivitet så vidt muligt!

2 Træning i form af hård styrketræning/vægttræning kan øge BMD. I tværsnitsundersøgelser har idrætsudøvere, der dyrker vægtløftning, basketball, volleyball, håndbold, gymnastik % højere BMD end ikke-trænede, mens svømmere har 12 % lavere (Karlsson 2001). Der er altså her tale om vægtbærende idræt med high impact/high intensity.hos tennisspillere har man målt % højere BMD i den dominante arm sammenlignet med den ikke-ketcherbærende arm (Kannus 1995, Bass 2002). I longitudinelle træningsstudier har man fået et mere varieret response, idet studierne har været præget af få deltagere, forskellig (og ikke altid optimal træningsstimulus, varierende aldersklasser og hormonelle forhold. I en metaanalyse af præmenopausale kvinder (Martyn-St James 2010) fandtes en gennemsnitlig stigning på 0.9 % per år (0 3.4%) efter forskellige high impact træningsstimuli. I en anden metaanalyse af indvirkningen af high intensity træning hos postmenopausale kvinder (Martyn-St James 2006) fandtes ligeledes en gennemsnitlig stigning på 0.9 % per år men med en betydelig variation ( % per år). Hos seniore mænd har man i et studie målt større stigning med træning end hos kvinder: 2 % (spine) 3.8 % (femur) efter 16 ugers træning (Menkes 1993). De to seneste metaanalyser omhandlende træning hos postmenopausale kvinder er ikke overensstemmende. Nikander (2010) finder ikke effekt af træning hos præ- og postmenopausale kvinder, mens Polidoulis (2012) bekræfter en mulig stigning på 0.9 % per år i BMD i tibia hos kvinder op til 10 år efter menopausen. Begge omtaler samtidigt, at undersøgelsesmaterialet stadigt består af små inhomogene grupper med varieret træningsstimuli og længde, og det derfor er svært at drage endelige konklusioner. Træning af børn og unge Træning inden puberteten har været i søgelyset som mulighed for i særlig grad at påvirke knoglemassen. I en hollandsk undersøgelse fandt man, at daglig fysisk aktivitet i barndom og ungdom var signifikant korreleret til knoglemasse i ryg og hofte i 28-års alderen (Kemper 2000). Hos børn, som startede 5 års specialtræning i 7-9 års alderen, har Karlsson (2012) fundet en markant øget knoglestyrke hos de trænede piger (72 % højere end matchede kontroller) og drenge (27 % højere end kontrolgruppen). Træningen var af moderat intensitet i 200 min/uge og bestod i boldspil, løb, hop, klatring, leg dagligt, mens kontrolgruppen fulgte den normale skoleidræt 60 min over 1-2 gange ugentligt. Forfatterne konkluderer, at den periostale knogletilvækst, der finder sted før pubertet/ i tidlig pubertet, er særdeles påvirkelig af træning ( window of opportunity ) og dermed giver øget brudstyrke fremadrettet. Piger modnes til knoglevækst tidligere end drenge, hvilket kan være en del af forklaringen på den tilsyneladende markante kønsforskel i knogletilvækst. Endvidere har drengene øget periostal knoglevækst, hvilket øger knogleresistensen mod bøjning, mens pigerne især har endosteal øgning med tykkere knogler til følge. I undersøgelsen fandtes ikke tegn til øget frakturrisiko i træningsgruppen (Detter 2013). Forfatterne opfordrer derfor til daglig fysisk aktivitet fra skolestart og op gennem skolealderen. Knoglestyrke bevares i nogen grad med alder. Flere studier har vist, at knoglestyrke i en vis grad bevares med stigende alder man har opbygget et stærkere fundament, hvorfra nedbrydning sker. Således har en

3 undersøgelse af tidligere fodboldspillere (Kalsson 2000) vist højere BMD i underekstremitetsknogler end hos en referencepopulation i 16 år (insignifikant højere i op til 40 år) efter stop med den aktive karriere. Men der ses ikke højere BMD i armknoglerne. Hos en gruppe 69 årige mandlige ex-atleter fandtes efter i gennemsnit 34 års ophør med sport ca. 4 % osteoporoserelaterede brud, mens ca. 20 % havde haft brud i en matchet kontrolgruppe (Tveit 2013) som udtryk for en længere frakturfri alder. Dog er det betydningsfuldt at moderat træning bibeholdes, mens total immobilisering/inaktivitet som nævnt indledningsvist hastigt nedbryder enhver knogle. Betydning af kønshormoner i den fertile alder for knoglestyrke. Menstruationsforstyrrelser i form af oligomenoré og sekundær amenoré er hyppige hos idrætskvinder, der dyrker hård udholdenhedstræning, og hvor lav kropsvægt samtidigt er betydningsfuldt for præstationen (inden for elite gymnastik, løb, triathlon, letvægtsroning, ballet rammes mere end 50 %) (Nattiv 1994, Torstveit 2005). Man taler om the female athlete triade, når der forekommer spiseforstyrrelser, amenoré og osteoporose samtidigt. Dvs man har i en række studier påvist, at den (periodevise) manglende kønshormonstimulation nedbryder knogler, så der ligefrem kan komme manifest osteoporose (Rencken 96, Loucks 98, Petersson 99), ligesom frekvensen af træthedsbrud er højere (Barrow 88, Larsen 98). I Drinkwaters klassiske studier viste hun, at idrætspiger med sekundær amenoré kunne stige i knogle-bmd igen ved retableret menstruation (Drinkwater 84, 86). Menstruationerne og kønshormonproduktionen vendte tilbage i forbindelse med en mindre vægtstigning på i gennemsnit 2 kg som udtryk for positiv energibalance. Men da hun 8 år senere genundersøgte en større gruppe idrætspiger var BMD stadig nedsat i gruppen med tidligere amenoré/oligomenoré i f t de normalt-menstruerende kontroller, således at det tabte ikke kunne fuldt genvindes (Keen 97). Hun konkluderede derfor, at længere perioder med oligomenoré/amenoré kan have blivende negativ effekt på knoglestyrke og tidlig intervention derfor er påkrævet. Samme konklusion drog Ducher (2009) på baggrund af lavere BMD hos tidligere gymnaster med oligomenoré/amenoré sammenlignet med normalt menstruerende gymnaster. Micklesfield fandt ligeledes ikke normaliseret knoglestyrke efter retableret menstruation hos 7 maratonløbere (1998). Og en tilsvarende negativ effekt er rapporteret hos hårdt-trænende mænd (Malm 1993). Warren (2003) undersøgte effekten af østrogen/progesteron tilskud til balletdansere med amenoré sammenlignet med en gruppe på placebo. Begge grupper lå lavere i BMD end normalt-menstru-erende kontrol-balletdansere, og der var ingen gunstig effekt af det hormonelle tilskud. Kun hos 5 balletdansere, som fik genetableret egen menstruation, sås en stigning i BMD (Warren 2003). Helge (2002) viste, at hos redskabsgymnaster ses højere BMD end hos rytmiske gymnaster trods højere hyppighed af menstruationsforstyrrelser, således at med hård, specifik træning er det muligt at få en knogletilvækst trods manglende hormonel stimulation. På linje med dette fandt et studie højere BMD hos gymnaster end hos løbere trods ens prævalens af menstruationsforstyrrelser (Robinson 1995). Nichols fandt også højere BMD hos teen-age-piger med oligo-amenoré og highimpact træning end hos low-impact trænede både med normal menstruation og med oligo-amenoré (Nichols JF 2007).

4 Disse resultater falder helt i tråd med Frost s mechanostat-teori (Frost 87, 04), der siger, at knoglestyrke reguleres i et feedback system, hvor knogleresponset afhænger af belastningens type og varighed. Optimalt er dynamisk træning af høj styrke og høj frekvens. Der sker formentlig en mætning efter få cykli, og i dyrestudier ses restitution efter timers hvile (4-8 tim). Tærskelværdien for knoglenydannelse påvirkes af niveau et af reproduktive hormoner (østrogen). Hos gymnasterne med lavt østrogenspejl skal der derfor ekstra hård stimulation til for at få knogletilvækst. På denne baggrund må man tilråde, at idrætskvinder med menstruationsforstyrrelser sikres positiv energibalance og hermed mulighed for retableret menstruation/hormonel balance. Sekundært kan stimuleres til high impact træning af hele skelettet eller udsatte regioner. P-piller og knoglestyrke. Med udgangspunkt i ovennævnte kan man frygte, at p-piller kunne have en negativ indvirken på knoglestyrken også hos ikke-idrætsudøvere. I et review fra 2006 om P- piller eller HRT (hormone replacement therapy) og BMD konkluderes, at der ikke er sikkerhed for positiv effekt af OC (oral antikonception) på BMD hos premenopausale kvinder, men heller ikke for negativ indvirken (Liu 2006). Dog har et par senere studier peget i anden retning. Shoepe (2005) undersøgte 98 kvinder i års alderen og fandt 1-2 % lavere BMD i hofter og ryg hos de kvinder, der spiste p-piller samtidig med lavere koncentration af knoglemarkører. Forfatterne fremhæver, at 1 % stigning i BMD vil reducere frakturrisikoen i ryg og hofter med henholdsvis 10 og 7 %, således at det er en betydningsfuld faktor. Fundet blev bekræftet af Hartard (2007) ligeledes i en tværsnitsundersøgelse af 248 kvinder i samme aldersklasse. Kun få studier har undersøgt samspillet mellem træning og oral anticonception (OC) hos premenopausale kvinder og har fundet noget uventede resultater, idet kvinder, som hverken trænede eller tog P-piller, steg i BMD, mens de, der enten trænede eller tog OC, faldt i BMD (Burr 2000). Tilsvarende fandt Weaver (2001) reduktion i lænderygs BMD hos en gruppe, som både tog P-piller og trænede. Dette kunne pege på, at p-piller supprimerer den gunstige indflydelse af exercise på BMD (liu 2006). I deres review fandt Liu og Lebrun mulig ( fair ) positiv indvirkning af OC på BMD hos piger med oligo/amenoré (og ingen effekt hos anorektiske premenopausale piger). Betydning af samtidig træning er ikke adresseret. I lyset af ovenstående træningsstudier samt de gennemgåede langtids-follow-ups i forrige afsnit er det et område, som kan skabe bekymring. Som minimum må idrætskvinder med oligo/amenoré undersøges med DEXA skanning for BMD status og helst følges mhp effekt, hvis de sættes i p-pille behandling. Studierne understreger således, at træning og energibalance er vigtige faktorer, der kan indvirke på resultaterne, men herudover findes en række andre som kalk, D- vitamin, rygning m.m., og vi kender langt fra betydningen af alle. Postmenopausale kvinder, hormontilskud, bisfosfonater og træning Talrige studier har dokumenteret positiv effekt på knoglemassen af østrogentilskud efter menopausen (Liu 2006). Metaanalyser har vist en oftest beskeden stigning i BMD med træning (Bonaiuti 2002, Martyn-St James 2006). Imidlertid er effekten af samtidig hormontilskud og træning ikke helt éntydig, igen på grund af meget varierende grupper, forskellige træningsstimuli, ofte korte interventionsperioder

5 m.m. Going (2003) undersøgte 320 postmenopausale kvinder og fandt en gennemsnitlig stigning på hhv. 1% og 0.4% i femur og ryg hos gruppen med såvel træning som østrogentilskud, mens gruppen med udelukkende østrogentilskud kun steg ca. 0.2% i de to regioner. Men der var stor spredning i resultaterne. Et tidligere studie (Bassey 1998) viste endog negativ effekt på knoglemassen hos trænende postmenopausale uden østrogentilskud. I lyset af Frost s mechanostatteori (se tidligere) kan forklaringen meget vel være, at træningsstimulus ikke har været tilstrækkeligt intensivt til den aktuelle tærskelværdi. Også ved manifest osteoporose vil kunne opnås en mindre stigning i knogledensitet efter træning (Krølner 1983, Smith 1986). Dog mener man, at hvis der er sket så store skader på knogletrabeklerne, at kontinuiteten er brudt, er tilstanden irreversibel. Indgift af bisfosfonater (alendronat) til postmenopausale kvinder med etableret osteoporose har vist sig effektive i stimulation af knoglestyrke. Således er der fundet stigning i BMD på % i hhv. hofte og lænderyg efter 12 mdr.s behandling (Uusi-Rasi 2003). Adderet træning influerede i deres undersøgelse ikke på BMD, men forbedrede de belastede knoglers mekaniske egenskaber ud over muskelstyrke og balance. Andre studier har dog vist lille positiv virkning på BMD i ryg og hofter med samtidig træning (for ref se Uusi-Rasi 2003). Faldprofylakse vigtigt Generelt gælder for studierne af ældre, at gevinsten i knoglestyrke er beskeden, der kan blive tale om at begrænse et tab, men næppe at opnå en betydende vækst. En væsentlig årsag til osteoporotiske brud er fald, og derfor arbejder man på at reducere disse. Talrige undersøgelser har vist reduktion i antal med fysisk træning (Gillespie 2001, Day 2002, Robertson 2002). Den anbefalede træning til osteoporotiske personer er derfor koncentreret om muskelstyrke- og balancetræning (Fysisk aktivitet. Håndbog 2011). Negativ påvirkning på ledbrusk ved høj-intens træning? Kraftig påvirkning af led specielt kombineret med retningsskift som det f.eks. forekommer i fodbold kan være forbundet med højere risiko for senere arthrose, specielt hvis der har været bløddelsskader i leddet (Tveit 2012). Derimod ved man, at moderat træning uden ledtraumer øger brusk-kvaliteten i led, og de fleste studier viser ingen øget risiko for hofte- eller knæarthrose efter moderat træning i ungdomsårene (Shrier 2004) HUSKEPUNKTER Knogler styrkes med træning alle aldre - High Impact vigtigt Børn/unge stort potentiale væksten bevares UNDGÅ INAKTIVITET/IMMOBILISERING Undgå amenoré varig påvirkning af knoglestyrke ses - energibalance vigtig P-piller muligvis negativ indvirkning på knogler Ikke kun kvinderelateret problem!! Litteraturliste fås ved henvendelse til ilka@regionh.dk