Does height catch‐up in schoolchildren have an effect on bone mass in adolescents? Analysis in a Brazilian birth cohort

Abstract

Objective

To analyze the effect of height catch‐up at school age on the bone mass of adolescents of a Brazilian birth cohort.

Methods

A cohort study using data obtained from the three moments (birth, 7/9 years and 18/19 years of age) of the Cohorts‐RPS study. Height catch‐up was defined based on the difference between the schoolchild's z‐score and birth z‐score. The adolescents’ bone mineral mass was analyzed using the z‐score index for the lumbar spine measured by dual emission X‐ray absorptiometry. A theoretical model was developed for the proposed analysis using directed acyclic graphs paired through the nearest‐neighbor matching propensity score using the STATA software, version 14.0. The level of significance was set at 5%.

Results

Of the 297 studied children, 24.5% achieved height catch‐up. The bone mass below the expected for age was observed in 5.39% of the subjects. The mean lumbar spine z‐score was −0.34 (±1.01). After the adjustment, no effect was observed between height catch‐up at school age and bone mass in adolescents (Coeff = 0.598; 95% CI −0.117 to 1.313; p = 0.101).

Conclusion

Even using the directed acyclic graphs and the causal inference method by adjusting the propensity score, the height catch‐up did not seem to affect bone mass in adolescents, a result perhaps related to the sample size.

Resumo

Objetivo

Analisar o efeito do catch‐up de estatura na idade escolar na massa óssea em adolescentes em uma coorte brasileira de nascimento.

Métodos

Estudo de coorte, utilizando dados dos três momentos (nascimento, aos 7/9 anos e 18/19 anos) da pesquisa Coortes‐RPS. Catch‐up de estatura foi definida a partir da diferença entre o Z‐score do escolar e Z‐score do nascimento. Para a análise da massa óssea em adolescentes foi utilizado o índice Z‐score da coluna lombar medido pela densitometria por dupla emissão de raio X. Para análise proposta, foi construído modelo teórico usando os gráficos acíclicos direcionados e pareado por escore de propensão do tipo vizinho mais próximo utilizando o software STATA versão 14.0. O nível de significância adotado foi de 5%.

Resultados

Das 297 crianças, 24,58% realizaram o catch‐up estatural. Massa óssea abaixo do esperado para a idade foi de 5,39%. O Z‐score médio da coluna lombar foi −0,34 (± 1,01). Após ajuste, não foi observado efeito entre catch‐up de estatura na idade escolar e massa óssea no adolescente (Coef = 0,598; IC 95% −0,117–1,313; p = 0,101).

Conclusão

Mesmo com os gráficos acíclicos direcionados e o método de inferência causal por ajuste do escore de propensão, o catch‐up de estatura parece não afetar a massa óssea em adolescentes, resultado talvez relacionado ao tamanho da amostra.

Introdução

O processo de mineralização óssea inicia‐se na vida intrauterina e estende‐se da infância até o início da idade adulta. No entanto, é durante a infância e a adolescência que ocorre o maior crescimento e desenvolvimento do tecido ósseo, esses períodos são fundamentais para aquisição de massa óssea.^1,2

O aumento do acúmulo da massa óssea está diretamente relacionado a menor risco de fraturas e osteoporose no futuro e é sensível à influência de múltiplos fatores modificáveis e não modificáveis.³ Determinantes que ocorrem nos períodos da gestação e primeira infância podem afetar os valores de massa mineral óssea na adolescência, é possível que o catch‐up de estatura na infância também possa ter efeitos na massa óssea.

Evidências de estudos em animais sugerem que o catch‐up de estatura ocorra devido, em grande parte, a um atraso na senescência na placa de crescimento.^4,5 Dessa forma, após um período de inibição do crescimento, essas placas mantêm uma maior capacidade de proliferação dos condrócitos, são menos senescentes e, portanto, mostram uma taxa de crescimento maior do que o esperado para a idade, resultam no catch‐up de estatura.⁶

Apesar dessa hipótese mais recente de que o aumento da proliferação de condrócitos com consequente crescimento principalmente dos ossos longos geraria catch‐up, ainda são inconclusivos os possíveis efeitos desse processo sobre massa óssea em longo prazo, aponta que tanto o crescimento em estatura na infância pode associar‐se à massa mineral óssea na vida adulta⁷ como pode indicar que o catch‐up não influencia a massa mineral óssea.⁸

Assim, este estudo objetivou analisar o efeito do catch‐up de estatura na idade escolar sobre a massa óssea em adolescentes pertencentes a uma coorte brasileira de nascimento feita em São Luís‐MA. A hipótese é que possa trazer efeitos benéficos sobre a massa óssea em adolescentes.

Métodos

Estudo de coorte, com informações da pesquisa “Determinantes ao longo do ciclo vital da obesidade, precursores de doenças crônicas, capital humano e saúde mental – Coortes RPS”, desenvolvida pela Universidade Federal do Maranhão, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto e Universidade Federal de Pelotas e financiado pelo Departamento de Ciência e Tecnologia. Para este estudo foram usados os dados de São Luís (MA).

População e coleta de dados

Essa coorte tem três momentos:

Momento 1 ‐ Nascimento

O estudo perinatal da Coorte de São Luís (SL) foi iniciado ao nascimento em dez hospitais públicos e privados da cidade, de março de 1997 a fevereiro de 1998. A amostra, de base populacional, incluiu 96,3% dos nascimentos do período, excluiu os nascimentos não hospitalares e os nascimentos em hospitais onde ocorriam menos de 100 partos por ano. Usou‐se amostragem sistemática com estratificação proporcional de acordo com o número de nascimentos em cada maternidade, de um em cada sete partos. O total de 2.541 nascimentos hospitalares incluiu mulheres residentes em São Luís, nascidos vivos, natimortos e partos únicos e múltiplos. Excluíram‐se partos múltiplos e natimortos e a amostra final totalizou 2.443 nascimentos. As perdas devido a recusa ou impossibilidade de localizar a mãe ocorreram em 5,8% dos casos.⁹

Momento 2 – Idade escolar

A coorte de São Luís foi seguida aos 7/9 anos por meio de delineamento complexo de amostragem, em 2005/06, com o uso da variável peso ao nascer para definir a amostra necessária para a avaliação na idade escolar.¹⁰

Para a investigação do catch‐up de estatura, foi calculado o Z‐score do comprimento ao nascer para a idade gestacional por meio de um aplicativo do Internacional Fetal and Newbord Growth Consortium for the 21st Century (Intergrowth 21^st)¹¹ e o Z‐score da altura na idade escolar foi calculado com o uso como referência das curvas de crescimento da Organização Mundial da Saúde.¹²

A variável catch‐up de estatura na idade escolar foi definida a partir da diferença entre o Z‐score do escolar e o Z‐score do nascimento, com o uso da definição proposta por Ong et al.,¹³ que consiste em definir como catch‐up uma mudança de Z‐score ≥ 0,67. Foram consideradas como crescimento normal aquelas crianças cujas mudanças nos Z‐scores dos índices antropométricos estudados estiveram entre −0,669 e 0,669. Ao definir catch‐up como a diferença entre o Z‐score de altura do escolar e o Z‐score de comprimento do nascimento, das 805 crianças seguidas foram excluídas aquelas em que o comprimento ao nascer for ignorado, total de 691 crianças.

Momento 3 – Adolescência

Em 2015, esses participantes foram convidados a retornar para nova avaliação aos 18/19 anos. Para localizá‐los foram desenvolvidas duas estratégias: busca no alistamento militar (apenas para os meninos) e nas escolas (tanto para os meninos quanto para as meninas). Para a busca nas escolas, foi feita a localização dos participantes a partir do censo escolar de 2014 com a comparação do nome da mãe, da data de nascimento e do nome do participante (para aqueles que vieram em 2005/2006) e do nome da mãe e da data de nascimento do participante (para aqueles que não vieram no seguimento).

De janeiro a novembro de 2016, esses adolescentes foram agendados para fazer a avaliação, total de 659. Nessa etapa, foram investigadas, entre outras, as condições de nutrição, composição corporal, origem de doenças crônicas complexas, doenças mentais, situação socioeconômica e demográfica, renda, hábitos de vida e habilidades cognitivas por meio de equipamentos como Bodpod e absorciometria de emissão dupla de raios X (DXA), exames laboratoriais e questionários estruturados e validados.

Para a análise da massa óssea neste trabalho foi usado o Z‐score da coluna lombar (L1‐L4), fornecido pelo equipamento DXA Lunar GE, calibrado diariamente. Nessa avaliação, o participante, com roupa padrão, deitava na cama anexa ao aparelho e era feito um scanner do corpo inteiro, da coluna e do fêmur. O adolescente não poderia usar objetos metálicos ou pinos/placas nos ossos. Esse aparelho mede a diferença entre a densidade mineral óssea do paciente e a densidade mineral óssea média da população de mesma idade, sexo e etnia. Adolescentes com Z‐score igual ou abaixo de −2,0 DP (desvio‐padrão) foram considerados “abaixo da faixa esperada para a idade”.¹⁴ Porém, para análise estatística foi usado o Z‐score contínuo.

Neste estudo foi necessária a avalição dos indivíduos que participaram dos três momentos, pois eram necessários o comprimento ao nascer, a altura aos 7/9 anos e a massa óssea na adolescência, total de 297 adolescentes.

Modelo teórico, variáveis e análise estatística

Inicialmente foram feitas análises descritivas para obtenção das frequências absolutas e relativas para variáveis categóricas.

Para analisar o efeito do catch‐up estatural em escolares e massa óssea em adolescentes, foi construído modelo teórico com os gráficos acíclicos direcionados, do inglês Directed Acyclic Graphs (DAG), gerados com auxílio do software DAGitty versão 3.0.¹⁵ Os DAGs são diagramas causais que permitem ao pesquisador visualizar a pergunta de estudo, estabelecer pressupostos causais entre variáveis, definir um conjunto mínimo de variáveis para estimar o efeito da exposição no desfecho, controlar o confundimento e evitar ajustes desnecessários.¹⁶

Neste estudo, com base na literatura, o modelo propõe representar graficamente a influência do catch‐up de estatura na idade escolar sobre a massa óssea na adolescência, conforme a figura 1.

Figura 1.

Modelo teórico elaborado pelos autores do tipo vizinho mais próximo da associação entre catch‐up de estatura e massa óssea.

O conjunto para ajuste mínimo necessário indicado pelo DAG, a fim de controlar confundimento, foi composto pelas variáveis:

• •

  Momento 1 ‐ Nascimento

• •

  Tabagismo na gestação: sim ou não

• •

  Sexo da criança: feminino ou masculino

• •

  Idade gestacional imputada em meses

• •

  Restrição do crescimento intrauterino, definido por Kramer et al.¹⁷ com base na razão de peso ao nascimento calculado pelo aplicativo The Internacional Fetal and Newbord Growth Consortium for the 21^stCentury (Intergrowth 21^st),¹¹ equivalente à razão entre o peso do RN e a média de peso para IG. Segundo Kramer et al.¹⁷ a razão de peso ao nascimento ≥ 0,85 foi definida como sem restrição do crescimento intrauterino (RCIU) e razão de peso ao nascimento < 0,85 foi definida como RCIU

• •

  Idade escolar

• •

  Renda familiar em salários mínimos: menor do que um, de um a menos do que quatro e quatro ou mais

• •

  Alturas materna e paterna: variáveis contínuas (metros)

• •

  A amamentação exclusiva até o sexto mês: sim ou não, obtida a partir do tempo de amamentação e idade da introdução da alimentação complementar.

A indicação dessas variáveis para ajuste mínimo ocorreu baseada no critério da porta de trás, o qual considera a necessidade de ajuste para uma variável que é causa comum a outras duas, em um determinado caminho causal, e não indica ajuste para uma variável colisora, aquela causadora por outras duas, em um mesmo caminho causal. Por meio do princípio de porta de trás, ajustes equivocados e desnecessários são evitados nas análises de dados, o que poderia levar a erros de estimativa.^15,18,19

Optou‐se pelo método de inferência causal para a esta análise em busca de uma maior aproximação da causalidade, bem como a finalidade de eliminar o viés relacionado a diferenças nas distribuições das variáveis nos grupos expostos e não expostos. Esse método possibilita ainda comparar situações diferentes no mesmo indivíduo, ele é avaliado tanto como tratado (exposto) como não tratado (não exposto), visto que os dados e as estimativas observados (factuais) contribuem para estimar aqueles não observados (contrafactuais).²⁰

Usou‐se a técnica de pareamento por escore de propensão do tipo vizinho mais próximo, na qual o indivíduo tratado é pareado com o controle que tiver o escore de propensão mais próximo através da rotina nnmatch do comando teffects. Pareamento por escore de propensão foi usado para remover viés de seleção associado com diferenças nas distribuições das covariáveis no grupo daqueles que sofreram catch‐up e aqueles que não sofreram. Para cada criança foi atribuído um peso ou uma propensão de estar no grupo. De acordo com Rosenbaum e Rubin,²¹ o escore de propensão é a probabilidade condicional de receber um tratamento dadas as características preestabelecidas, visto que tanto em amostras grandes como em pequenas é comprovada sua eficiência para remover o viés originado das variáveis observadas.²²

Após a obtenção da estimativa de efeito causal, foi verificado o balanceamento por meio da rotina tebalance summ, para checar se o equilíbrio entre os grupos (tratados e não tratados) foi atingido, ou seja, se as variáveis preditoras apresentaram diferenças padronizadas iguais ou próximas a zero e taxas de variâncias iguais ou próximas a um. O nível de significância adotado foi de 5%. Todas as análises foram feitas no software Stata 14.0.

O projeto atende aos critérios da Resolução n° 466/2012 do Conselho Nacional de Saúde e suas complementares. Os entrevistados foram convidados a participar da pesquisa. Ao concordar, assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. Foi facultada a desistência sem qualquer prejuízo para o entrevistado e sua família em qualquer etapa da pesquisa. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Hospital Universitário (UFMA) sob parecer número 1.302.489.

Resultados

Dos participantes que retornaram no seguimento aos 18/19 anos, 73 (24,58%) passaram por catch‐up de estatura na infância; 16 adolescentes (5,39%) apresentaram massa óssea abaixo do esperado para a idade. O Z‐score médio da coluna lombar foi −0,34 (± 1,01).

As características gestacionais e socioeconômicas maternas e as características das crianças pertencentes à coorte de acordo com a massa óssea estão descritas na tabela 1.

Tabela 1.

Características maternas e dos participantes e massa óssea da Coorte RPS, São Luís (MA), 2017

	Massa óssea
Variáveis	Adequada para idade		Abaixo do esperado
	N	%	n	%
Cacth‐up
Não	212	94,64	12	5,36
Sim	69	94,52	4	5,48
Aleitamento materno exclusivo
Sim	119	92,97	9	7,03
Não	131	94,93	7	5,07
Fumo durante a gestação
Não	271	94,76	15	5,24
Sim	10	90,91	1	9,09
Restrição de crescimento intrauterino
Não restrito	246	94,98	13	5,02
Restrito	35	92,11	3	7,89
Renda familiar na idade escolar (salários mínimos)
4 salários ou mais	22	95,65	1	4,35
1 a 4 salários	191	93,63	13	6,37
Até 1 salário	57	100,00	0	0,00
Sexo
Masculino	144	91,72	13	8,28
Feminino	137	97,86	3	2,14

Na análise não ajustada houve associação entre catch‐up de estatura na idade escolar e a massa óssea na adolescência (Coef = 0,35; IC 95% 0,085–0,617; p = 0,010) (tabela 2).

Tabela 2.

Efeito não ajustado e ajustado do efeito do catch‐up de estatura na idade escolar sobre a massa óssea na adolescência, São Luís, 2017

	Não ajustado			Ajustado
	Coef.	IC (95%)	p‐valor	Coef.	IC (95%)	p‐valor
Catch‐up	0,351	0,085–0,617	0,010	0,598	−0,117‐1,313	0,101

Coef, coeficiente; IC, intervalo de confiança.

Nota: Técnica de pareamento por escore de propensão.

Após pareamento por escore de propensão para as variáveis propostas pelos modelos teóricos dos DAG, não foi observado efeito entre catch‐up de estatura na idade e massa óssea (Coef = 0,598; IC 95% −0,116–,313; p = 0,101) (tabela 2). Isso sugere que, após o pareamento e a remoção das diferenças em relação à altura do pai, altura da mãe, idade gestacional imputada, restrição de crescimento intrauterino, sexo da criança, tabagismo na gestação e renda familiar na idade escolar, parece não houver efeito do catch‐up de estatura na infância sobre a massa óssea de coluna lombar na idade adulta jovem. Foi avaliado o balanceamento entre os grupos (tabela 3).

Tabela 3.

Diferenças padronizadas e taxas de variâncias brutas e ajustadas no balanceamento dos grupos, São Luís (MA), 2017

Variáveis	Diferenças padronizadas		Taxas de variâncias
	Bruta	Ajustada	Bruta	Ajustada
Altura materna	0,1	0,2	1,2	0,8
Altura paterna	0,1	0,2	1,9	1,1
Aleitamento materno exclusivo
Não	0,1	−0,0	1,0	1,0
Fumo durante a gestação
Sim	−0,0	0,0	0,9	1,0
Restrição de crescimento intrauterino
Restrito	0,8	0,1	5,3	1,3
Idade gestacional imputada	0,5	0,4	0,7	0,7
Renda familiar na idade escolar (salários mínimos)
1 a 4 salários	−0,1	0,0	1,0	0,9
Até 1 salário	−0,1	−0,0	0,9	0,9
Sexo
Feminino	0,3	0,1	1,0	1,0

Discussão

No presente estudo, a análise de dados mostrou que provavelmente não há efeito do catch‐up de estatura na massa óssea dos adolescentes (p = 0,101). Acredita‐se que esse resultado no limiar da significância seja devido ao tamanho da amostra, sobretudo no grupo tratado (73 participantes). Outra possível explicação seria o fato de analisar uma amostra jovem, o que dificulta perceber possíveis efeitos. Porém, embora jovens, 16 (5,39%) participantes foram considerados indivíduos com massa óssea abaixo do esperado para a idade, chegaram ao Z‐score de −2,9 na coluna lombar.

Apesar da perda nos seguimentos, o uso do pareamento por escore de propensão foi considerado um ponto forte deste estudo por promover a redução de vieses associados com diferenças nas distribuições das covariáveis no grupo de tratados e não tratados através do emprego da técnica de inferência causal.

Destaca‐se também o fato de a massa óssea ter sido avaliada pelo DXA, considerado padrão‐ouro. Além disso, a saúde óssea durante os primeiros anos de vida, assim como na puberdade, é determinante importante da massa óssea em idades mais avançadas e essa avaliação precoce foi possível neste estudo.

Estudos que relacionam a adolescência e a saúde dos ossos têm conquistado cada vez mais evidência em pesquisas internacionais. O período da infância e da adolescência é caracterizado por taxa de formação óssea muito importante, com predomínio da formação sobre a reabsorção; na idade adulta, esses processos estabilizam e, a partir dos 45‐50 anos, ocorre predomínio da reabsorção óssea, principalmente no sexo feminino.²³

Apesar de estudos indicarem associação entre o catch‐up na infância e desfechos adversos na idade adulta,²⁴ o presente estudo, numa amostra de adolescentes, obteve resultado concordante ao feito por Leunissen et al.⁸ em uma coorte de 312 adultos jovens, que também não achou associação entre catch‐up de estatura e massa óssea na idade adulta. Os autores demonstraram, por meio de regressão linear, que os indivíduos que nasceram pequenos para a idade gestacional (PIG), com posterior catch‐up que resultou em altura normal na idade adulta, não apresentaram diferenças nos parâmetros de massa óssea quando comparados com os indivíduos nascidos adequados para a idade gestacional (AIG), que alcançaram altura normal (controles).

Ay et al.²⁵ também não observaram associação entre catch‐up de estatura com a massa óssea do corpo todo (OR = 0,7; IC 95% 0,25–1,76) e da coluna lombar (OR = 0,7; IC 95% 0,26–1,81) em estudo de coorte feito na Holanda com o objetivo de examinar a associação entre características familiares, do nascimento, do período pós‐natal e padrões de crescimento na vida fetal e infância com a massa óssea medida através do DXA em 252 crianças em seis meses.

No entanto, Fewtrell et al.,⁷ ao estudar crescimento, conteúdo e densidade mineral óssea, mostraram uma associação do crescimento substancial de altura ocorrido entre o nascimento e o acompanhamento de recém‐nascidos pré‐termo com maior massa óssea. Eles também demonstraram que o comprimento é um forte preditor de massa óssea, isso sugere que o aprimoramento do crescimento linear precoce pode ser benéfico para a saúde óssea.

Com resultado semelhante ao anterior, Mikkola et al.,²⁶ ao examinar a área óssea, o conteúdo mineral ósseo e a densidade mineral óssea em 178 mulheres na idade adulta em uma coorte de Helsinque, mostraram, por meio de modelos de regressão linear, que o crescimento em altura antes dos sete anos foi associado ao conteúdo mineral ósseo no colo do fêmur (p < 0,01) e também ao conteúdo mineral ósseo na coluna vertebral (p < 0,05). Concluíram que o aprimoramento da altura nas meninas é importante para obter esqueleto maior e consequentemente maior massa óssea.

Resultados como esses reforçam a hipótese levantada neste estudo, de que a melhoria do crescimento linear em crianças ??pode ser importante para maximizar a massa óssea. Apesar de não termos investigado dosagem hormonal, é possível que o hormônio do crescimento, GH e fator de crescimento insulina‐símile tipo 1 (IGF‐1), importantes na manutenção da massa óssea e determinantes do crescimento ósseo longitudinal, da maturação esquelética e da aquisição de massa óssea durante a infância, adolescência e na vida adulta,^27–30 possam também participar desse processo por meio de sua ação sobre a proliferação e diferenciação dos condrócitos na placa de crescimento dos ossos longos,³¹ processo que levaria ao catch‐up.

Ainda que a osteoporose seja uma doença da idade adulta, ela deve ser prevenida e monitorada, promover‐se a saúde óssea durante toda infância e a adolescência. Ao pediatra caberia a orientação sobre a importância de hábitos de vida saudáveis e atividade física, com o objetivo de garantir que a criança e o adolescente desenvolvam adequada massa óssea, prevenir agravo.³² Embora não tenhamos encontrado efeito significante do catch‐up de estatura na infância sobre a massa óssea na coluna lombar em uma amostra de adolescentes no nordeste do país, ressalta‐se que este é um dos primeiros estudos brasileiros a investigar essa temática, sugere que novas pesquisas sejam feitas.

Financiamento

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Maranhão (Fapema) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Conflitos de interesse

Os autores declaram não haver conflitos de interesse.