ストレス骨折のリスクは骨の幾何学デザインから 推測できる？！

ストレス骨折は、身体的に活動的な人々の間で一般的なけがですが、女性の方が男性よりも2倍から4倍高いリスクにさらされています。このリスクの違いの具体的な理由は完全には理解されていませんが、骨の形状や幾何学、密度が影響している可能性があると考えられています。Olivia BruceとBrent Edwardsは、骨の形状と密度が若い活動的な成人の間でどのように変化するかを特徴付けるために、高度な医学画像技術と統計的手法を使用しています。彼らは骨の幾何学と密度が高リスク人口におけるストレス骨折リスクにどのように影響するかを理解するための取り組みを行っています。これにより、予防策やこれらのケガの改善管理策の開発を目指しています。「長い間、女性の方が男性よりもストレス骨折のリスクが高いことは知られてきました。この研究では、骨の形状と密度が男性と女性の間でどのように異なるかを調べています。重要なことは、これらの違いがストレス骨折の発症において実際に意味があるかどうかを機械的に調べることです」と述べています。

若い活動的な成人および男性と女性の間で骨の形状と密度がどのように変化するかを特徴づけるために、高度な医学画像技術と統計的手法を使用して研究を行っています。このデータは、コンピュータモデルと組み合わせられ、これらの変動がストレス骨折のリスクにどのように影響するかを特定します。「最初のモデルでは、女性は男性と比較して脛骨（すね）の微妙な違いにより、ストレス骨折のリスクが高まる可能性があることが示唆されました。女性の脛骨はやや狭く、骨皮質も薄いため、走行中の骨へのひずみ（変形）が大きくなります。非常に興味深いのは、女性と男性の全く新しいデータセットで第二世代のモデルを開発したときに、まったく同じ幾何学的な違いが見つかったことです。」と述べています。

ストレス骨折は最低でも10週間の治癒期間を要し、時には手術が必要となることもあります。これは身体的、経済的、心理的に悪影響を及ぼす可能性があります。ストレス骨折を経験した人は将来再び骨折する可能性も高く、そのため予防は非常に重要です。骨の形状や密度がストレス骨折のリスクにどのように影響するかを理解することは、研究者がスクリーニングツールや介入策、より個別化されたトレーニングプログラムを開発し、ケガのリスクを減少させるのに役立ちます。

この種のけがの高リスク人口のもう一つは軍人です。そのため、このような研究は非常に重要であり、ストレス骨折だけでアメリカ軍に年間1億ドル以上の医療費と訓練時間の損失をもたらしています。「これらの人々では実際に高頻度の発生があることはわかっていますが、なぜそれが起こるのかを完全に理解していません。驚くべきことに、どの3D幾何学的特徴が特に重要なのかという点でメカニズムに踏み込んだ研究はまだ行われていません。」と述べています。骨の形状や密度は大きなパズルの一部に過ぎませんが、これらがストレス骨折のリスクと男性と女性のリスクの差にどのように影響するかを理解することは、より効果的なケガ予防と治療戦略の開発に繋がるでしょう。

骨ストレス障害の部位と骨構造の脆弱部位は関連しない

骨ストレス傷害（BSI）は、微細損傷の蓄積と骨リモデリングによる除去の不均衡が原因で発生する一般的なスポーツ傷害です。つまり、身体活動中に骨に生じた損傷を身体が修復できなくなると、BSIにつながるということです。 -基礎となる骨の表現型（骨の物理的および遺伝的特徴を指す）は、BSIの原因となると考えられてきた。つまり、特定の骨の特徴によってアスリートはBSIにかかりやすくなる可能性があるということだ。 -しかし、BSIを患っているアスリートの骨の微細構造はよくわかっていません。マイクロアーキテクチャとは、骨細胞の配置や骨細胞間の空間など、微視的なレベルでの骨の構造を指します。 -BSIのアスリートの骨微細構造障害が骨組成または解剖学的損傷部位に関連しているかどうかを調べた研究はない。骨組成とは、特定の骨に含まれる皮質骨と小柱骨の相対量を指します。皮質骨は密度が高くコンパクトですが、海綿骨は海綿状で多孔質です。 -この横断研究の目的は、BSIを患っているアスリートの遠位放射状および脛骨基準位置における骨の微細構造を特徴づけることです。遠位放射状および鼠径部の基準位置は、BSIの影響をよく受ける骨の特定の領域です。 -これまでの二重エネルギーX線吸収法（DXA）の結果に基づいて、研究の目的は解剖学的損傷部位を比較することである。DXAは骨密度を測定する画像検査の一種です。仮説は、小柱の組成が大きい骨にBSIを有するアスリートは、皮質組成の大きい骨にBSIを有するアスリートと比較して、骨の微細構造パラメータが損なわれているというものです。つまり、BSIの影響を受ける骨の種類によって、骨の構造が異なる可能性があるということです。
骨ストレス損傷（BSI）を患うアスリートの骨微細構造の障害が解剖学的損傷部位に関連しているかどうかを調査することを目的とした研究の結果を示しています。 -研究には、足、脛骨/、骨盤、大腿骨、胸骨など、体のさまざまな部位にBSIを患っている53人のアスリートが参加しました。 -二重エネルギーX線吸収法（DXA）測定法を用いて、BSIを患っているアスリートの遠位放射状および脛骨基準位置における骨塩密度（BMD）と骨微細構造のパラメータを評価した。 -その結果、アスリートの 60.4% のZスコアが21.0以下で、BMDが低下したことが示されました。さらに、選手の 30.2% のZスコアは22.0以下でした。 -研究では、対照群と比較して、BSIコホートでは遠位半径と脛骨で皮質の面積と厚さの障害が検出されたことがわかりました。しかし、解剖学的損傷部位間でBMDや骨の微細構造に差は認められなかった。 -研究では、BSIを皮質と小柱に富む部位にも分類したが、両群間で骨の微細構造に差は認められなかった。 -この研究の結論は、かなりの数のBSIアスリートにBMDの低下と皮質骨の微細構造障害が見られたということである。しかし、BMDも骨微細構造も損傷部位とは関係がなく、BSIの多因子性病因が浮き彫りになった
骨ストレスによる損傷のあるアスリートを対象に実施された生化学分析の結果も興味深い。-分析の結果、選手の骨形成は低く、骨吸収率が高いことが明らかになった。つまり、骨は骨が破壊されているほど骨が蓄積されていなかったということだ。 -アスリートの半数近くが、骨のリモデリングと体内のカルシウムレベルのバランスの維持に重要なビタミンDが不足していることが判明しました。 -以前の研究では、ビタミンD欠乏症はアスリートによくみられ、骨ストレス、傷害、その他の筋骨格系障害のリスク因子であることが示されています。 -研究では、骨ストレスによる損傷を受けたアスリートのコホートにおいて、ビタミンD欠乏症が主要な生化学的所見であることがわかりました。 -アスリートには、十分な骨石灰化を促進するために、一般的に適切なビタミンD補給が推奨されます。また、定期的なモニタリングを伴う個別の補給療法も推奨されます。 -骨の健康におけるビタミンDの重要性は以前の研究で明らかになっており、さまざまな骨格疾患に関係しています

BSIの発症とは、微細損傷の蓄積と骨リモデリングによる除去との間の不均衡により、アスリートに骨ストレスによる損傷が発生することを指します。 -AbMDの減少とは、骨のミネラル密度が低下することを指し、これにより骨が弱くなり、骨折のリスクが高まる可能性があります。 -コンパートメント特有の微細構造特性の低下とは、骨の構造的特性（小柱骨区画や皮質骨区画の厚さや密度など）を指します。 -HR-pQCTは高解像度の末梢定量的コンピューター断層撮影法であり、骨の微細構造を評価するために使用される非侵襲的画像技術です。 HR-pQCTによる評価では、BSIのアスリートでは放射状および脛骨遠位の基準部位でaBMDが減少し、コンパートメント固有のマイクロアーキテクチャ特性が損なわれていることを示唆している。 -しかし、本稿では、特定の解剖学的部位でのBSIの発生をAbMDと骨の微細構造だけで説明することはできないことも示唆されている。これは、他の要因もアスリートのBSIの発症に寄与している可能性があることを示している

女性長距離ランナーの骨ストレス損傷

2つのNCAAディビジョンI施設の女性長距離ランナーの骨ストレス損傷（BSI）発生率に対する栄養教育介入の影響を評価した。 -
2010年から2013年までの過去のBSI発生率を遡及的に測定し、パイロット段階（2013～2016年）と介入段階（2016-2020年）でランナーをプロスペクティブに追跡調査した。 -介入には、エネルギー供給の最適化に焦点を当てたチーム栄養に関するプレゼンテーションと、女性アスリートトライアドのリスクが高いランナーを対象とした個別の栄養セッションが含まれていました。 -年間BSI率は、年齢と施設に合わせて調整された一般推定方程式ポアソン回帰モデルを用いて計算した。 -事後分析は、施設別およびBSIタイプ（小柱状または皮質層が豊富）別に層別化された。 -履歴フェーズには56人のランナーと90.2人の個人/年が含まれ、介入フェーズには78人のランナーと137.3人/年が含まれていました。 -全体のBSI発生率は、履歴段階から介入段階まで低下しなかった。 -しかし、事後分析により、小柱を豊富に含むBSIの割合は、履歴段階から介入段階にかけて大幅に低下したことが示された。 -フェーズと施設の間には有意な相互作用があり、施設1では履歴段階から介入段階にかけて全体のBSI率が大幅に低下したが、施設2では低下は見られなかった。 -この知見は、エネルギーの利用可能性を重視した栄養介入は、小柱細胞が豊富なBSIに優先的に影響を及ぼし、チームの環境、文化、資源にも左右される可能性を示唆している。

結果を解釈する際に考慮する必要がある特定の制限があります。 -この介入は標準治療として採用されることを想定していたため、比較できる対照群はなかった。 -対照群が存在しないため、研究結果に対する偶然の影響を排除することは困難である。 -研究は、選択バイアスを導入した可能性のある栄養介入への参加を含め、自発的なものでした。 -研究の限界であるエネルギー供給量の変化を検証するために、食事摂取量の変化を直接測定したわけではない。 -リスク要因に関する調査デザインには想起バイアスが生じやすく、収集されたデータの精度に影響を与えた可能性がある。 -大学のプログラムにおけるトレーニング変数やその他の外的要因の変化は、行動や怪我のリスクに影響を与える可能性があり、これも研究のもう1つの限界である。 -栄養に関する行動を完全に測定することは難しく、アンケートによる変化の報告の正確性も検証できない。 -この結果は、栄養改善の取り組みには、行動の変化や、BSIに影響を及ぼす定量化されていない要因も必要である可能性を示唆している。 -介入段階では登録されたサンプルサイズが目標サンプルサイズよりも小さかったため、この研究の検出力はいくぶん低かった可能性があり、COVID-19による研究の早期中止による検出力はさらに限られている可能性がある。 -これらの限界はあるものの、事後分析に関する研究の終了時に2つの施設のうちの1つがBSI発生率の低下を示したため、この研究の結果は有望である。 -いずれの施設でも、トライアド関連のリスク因子が関与し、プレーへの復帰が遅れることが多い大腿骨頸部などの高リスク部位の小柱に富むBSIの有意な減少が認められた。 -著者らは、栄養教育介入とトライアドのリスク層別化システムは、NCAAの大学運営プログラムの標準治療手順の一部となることで大きな恩恵を受けるだろうと示唆している
研究は複数の施設で実施され、プロスペクティブ・デザインに従って実施された。

つまり、データは時間をかけて収集されたということだ。 -研究では、両施設の女性長距離ランナーにおける小柱多発骨ストレス損傷（BSI）の軽減に栄養教育介入が効果的であることがわかりました。 -小柱に富むBSIとは、反復ストレスによる損傷を受けやすい、骨の海綿状部分に発生する損傷を指します。 -この介入により、いずれかの施設におけるBSI全体の発生率（皮質に富む骨と小柱に富む骨の両方）も低下した。 -皮質に富むBSIとは、骨の硬い外層に発生する損傷を指します。 -今後の研究で、この集団におけるトライアドリスクとBSIを軽減するためのさらなる方法を模索すべきであることを示唆している。 -#女性アスリートトライアドは、#摂食障害、#月経機能障害、
#骨密度の低下 などの疾患で、BSIのリスクを高める可能性がある。 -研究では、チームベースの栄養介入が成功するかどうかは、チーム文化、変化に対する個人の覚悟、既存のリソースなどの要因によって決まる可能性があることも示唆されている。