2021
49
Jo ge Ma ín Puyal o
Relación de la ac i idad y
condición ísicas con la
composición, es uc u a y
me abolismo óseos du an e el
c ecimien o, es a egias pa a la
p e ención emp ana de la
os eopo osis
Depa amen o
Di ec o /es
Fisia ía y En e me ía
Casajús Mallén, José An onio
Vicen e Rod íguez, Ge mán
Gómez Cabello, Alba Ma ía
© Uni e sidad de Za agoza
Se icio de Publicaciones
ISSN 2254-7606
Jo ge Ma ín Puyal o
RELACIÓN DE LA ACTIVIDAD Y CONDICIÓN
FÍSICAS CON LA COMPOSICIÓN, ESTRUCTURA Y
METABOLISMO ÓSEOS DURANTE EL
CRECIMIENTO, ESTRATEGIAS PARA LA
PREVENCIÓN TEMPRANA DE LA OSTEOPOROSIS
Di ec o /es
Fisia ía y En e me ía
Casajús Mallén, José An onio
Vicen e Rod íguez, Ge mán
Gómez Cabello, Alba Ma ía
Tesis Doc o al
Au o
2019
Reposi o io de la Uni e sidad de Za agoza – Zaguan h p://zaguan.uniza .es
UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA
Tesis Doc o al In e nacional [In e na ional Doc o al Thesis]
Cu so Académico 2019-2020
RELACIÓN DE LA ACTIVIDAD Y CONDICIÓN FÍSICAS CON
LA COMPOSICIÓN, ESTRUCTURA Y METABOLISMO
ÓSEOS DURANTE EL CRECIMIENTO. ESTRATEGIAS PARA
LA PREVENCIÓN TEMPRANA DE LA OSTEOPOROSIS.
ASSOCIATIONS BETWEEN PHYSICAL ACTIVITY AND FITNESS
WITH BONE COMPOSITION, STRUCTURE AND METABOLISM
DURING GROWTH. STRATEGIES FOR THE EARLY PREVENTION
OF OSTEOPOROSIS.
JORGE MARÍN PUYALTO
Depa amen o de Fisia ía y En e me ía
Facul ad de Ciencias de la Salud y del Depo e
Uni e sidad de Za agoza

- 2 -
- 3 -
Relación de la ac i idad y condición ísicas
con la composición, es uc u a y me abolismo
óseos du an e el c ecimien o. Es a egias pa a
la p e ención emp ana de la os eopo osis.
Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone
composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
JORGE MARÍN PUYALTO
- 4 -
- 5 -
A Ge mán, José An onio y Alba, mis di ec o es y a mis compañe os del g upo GENUD
A mi amilia y amigos
A Elena
G acias po guia me y acompaña me
- 12 -

- 13 -
P o . JOSÉ ANTONIO CASAJÚS MALLÉN
Ca ed á ico de Uni e sidad
-----------
Depa amen o de Fisia ía y En e me ía
Facul ad de Ciencias de la Salud
Uni e sidad de Za agoza
JOSÉ ANTONIO CASAJÚS MALLÉN, CATEDRÁTICO DE LA UNIVERSIDAD
DE ZARAGOZA, CERTIFICA:
Que la Tesis Doc o al i ulada “Relación de la ac i idad y condición ísicas con la
composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el c ecimien o. Es a egias pa a la
p e ención emp ana de la os eopo osis.” que p esen a D. JORGE MARÍN PUYALTO
al supe io juicio del T ibunal que designe la Uni e sidad de Za agoza, ha sido ealizada
bajo mi di ección du an e los años 2014-2019, siendo exp esión de la capacidad écnica e
in e p e a i a de su au o en condiciones an a en ajadas que le hacen me ecedo del Tí ulo
de Doc o , siemp e y cuando así lo conside e el ci ado T ibunal.
Fdo. José A. Casajús Mallén
En Za agoza, a 23 de sep iemb e de 2019
- 14 -
- 15 -
D a. ALBA MARÍA GÓMEZ CABELLO
P o eso Con a ado Doc o
-----------
Cen o Uni e si a io de la De ensa de Za agoza
ALBA MARÍA GÓMEZ CABELLO, PROFESOR CONTRATADO DOCTOR DEL
CENTRO UNIVERSITARIO DE LA DEFENSA DE ZARAGOZA, CERTIFICA:
Que la Tesis Doc o al i ulada “Relación de la ac i idad y condición ísicas con la
composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el c ecimien o. Es a egias pa a la
p e ención emp ana de la os eopo osis.” que p esen a D. JORGE MARÍN PUYALTO
al supe io juicio del T ibunal que designe la Uni e sidad de Za agoza, ha sido ealizada
bajo mi di ección du an e los años 2014-2019, siendo exp esión de la capacidad écnica e
in e p e a i a de su au o en condiciones an a en ajadas que le hacen me ecedo del Tí ulo
de Doc o , siemp e y cuando así lo conside e el ci ado T ibunal.
Fdo. Alba Ma ía Gómez Cabello
En Za agoza, a 23 de sep iemb e de 2019
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Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
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Tabla de con enidos
Lis ado de publicaciones ........................................................... - 21 -
Ca ac e ís icas de las e is as ................................................... - 23 -
Con ibución del doc o ando .................................................... - 25 -
P oyec os de in es igación ........................................................ - 26 -
Becas .......................................................................................... - 29 -
Lis ado de ab e ia u as ............................................................. - 30 -
Lis ado de ablas y igu as ........................................................ - 32 -
Resumen gene al ....................................................................... - 34 -
Capí ulo 1. In oducción y jus i icación .................................. - 39 -
1.1 Es uc u a y unción del ejido óseo .............................................................................. - 41 -
1.2 E olución de los pa áme os óseos a lo la go de la ida............................................... - 44 -
1.2.1 Remodelado óseo ................................................................................................................... - 44 -
1.2.2 E olución del con enido mine al óseo ................................................................................... - 45 -
1.2.3 E olución de la es uc u a ósea ............................................................................................. - 48 -
1.2.4 E olución de los ma cado es óseos ....................................................................................... - 49 -
1.3 Os eopo osis .................................................................................................................... - 51 -
1.4 Mé odos de medición de la masa ósea ........................................................................... - 52 -
1.4.1 Abso ciome ía de ayos X de ene gía dual (DXA) ............................................................... - 52 -
1.4.2 Tomog a ía axial compu e izada pe i é ica (pQCT) ............................................................. - 54 -
1.4.3 Resonancia magné ica ........................................................................................................... - 54 -
1.4.4 Ul asonidos ........................................................................................................................... - 54 -
1.5 Ac i idad ísica y masa ósea ........................................................................................... - 55 -
1.5.1 Mecanismos de adap ación ósea ............................................................................................ - 56 -
1.5.2 Relación en e ac i idad ísica y hueso .................................................................................. - 57 -
1.5.3 Na ación y ejido óseo ............................................................................................................ - 58 -
1.5.4 En enamien o con pla a o mas ib a o ias .......................................................................... - 59 -
Capí ulo 2. Hipó esis y obje i os .............................................. - 61 -
Hipó esis ............................................................................................................................... - 63 -
Obje i os ............................................................................................................................... - 64 -
Capí ulo 3. Ma e ial y mé odos ................................................ - 69 -
3.1 Conside aciones é icas y legales .................................................................................... - 71 -
3.2 P oyec o PREFIT ........................................................................................................... - 72 -
3.2.1 Diseño y pa icipan es ........................................................................................................... - 72 -

Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
- 18 -
3.2.2 Mediciones an opomé icas y e aluación de la masa ósea .................................................. - 73 -
3.2.3 P uebas de condición ísica ................................................................................................... - 74 -
3.3 P oyec o in e nacional .................................................................................................... - 76 -
3.3.1 Diseño y pa icipan es ............................................................................................................ - 76 -
3.3.2 Mediciones an opomé icas y e aluación de la masa ósea .................................................. - 77 -
3.3.3 Regis o de la p ác ica de ac i idad ísica ............................................................................. - 78 -
3.4 P oyec o RENACIMIENTO ........................................................................................... - 78 -
3.4.1 Diseño y pa icipan es ............................................................................................................ - 79 -
3.4.2 P o ocolo de en enamien o ib a o io .................................................................................. - 80 -
3.4.3 Mediciones an opomé icas y e aluación de la masa ósea .................................................. - 81 -
3.4.4 Bioma cado es de me abolismo óseo ..................................................................................... - 81 -
3.4.5 P uebas de condición ísica ................................................................................................... - 82 -
3.4.6 O as a iables ....................................................................................................................... - 83 -
3.4.7 Re isión de e isiones sis emá icas ........................................................................................ - 83 -
3.5 Análisis es adís icos ........................................................................................................ - 85 -
Capí ulo 4. Resul ados y discusión [en inglés]........................ - 87 -
4.1 Asociación en e la condición ísica y la o aleza y es uc u a óseas en niños de 3 a 5
años ....................................................................................................................................... - 91 -
4.2 La ecuencia y la du ación de las andas de ac i idad ísica igo osa es án asociadas
con el es ado mine al óseo de los adolescen es a ones. Un es udio ans e sal. ............ - 113 -
4.3 Los pa ones de ac i idad ísica igo osa a ec an al c ecimien o óseo du an e la pube ad
emp ana en chicos ............................................................................................................. - 131 -
4.4 ¿Es el en enamien o ib a o io bueno pa a us huesos? Una e isión de e isiones
sis emá icas ......................................................................................................................... - 151 -
4.5 E ec os del en enamien o ib a o io de cue po comple o sob e los ma cado es de
emodelamien o óseo en nadado es adolescen es .............................................................. - 177 -
4.6 Desa ollo de un modelo in o má ico pa a la iden i icación de nadado es adolescen es
con baja densidad mine al ósea ......................................................................................... - 195 -
Capí ulo 5. Conclusiones y apo aciones p incipales ........... - 213 -
Conclusiones ....................................................................................................................... - 215 -
Apo aciones p incipales de la Tesis Doc o al ................................................................... - 219 -
Re e encias.............................................................................. - 223 -
Ag adecimien os ..................................................................... - 259 -
Ma e ial suplemen a io .......................................................... - 267 -
Anexos ..................................................................................... - 277 -
Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
- 19 -
Table o con en s
Lis o publica ions .................................................................... - 21 -
Jou nal cha ac e is ics ............................................................. - 23 -
Con ibu ion o he PhD candida e .......................................... - 25 -
Resea ch p ojec ........................................................................ - 27 -
G an s ........................................................................................ - 29 -
Abb e ia ion lis ........................................................................ - 30 -
Lis o ables and igu es .......................................................... - 33 -
Gene al abs ac ........................................................................ - 36 -
Chap e 1. In oduc ion and jus i ica ion [Spanish] ............... - 39 -
1.1 Bone issue unc ion and s uc u e ................................................................................ - 41 -
1.2 E olu ion o bone pa ame e s ac oss he li espan ........................................................ - 44 -
1.2.1 Bone emodelling ................................................................................................................... - 44 -
1.2.2 E olu ion o bone mine al con en ......................................................................................... - 45 -
1.2.3 E olu ion o bone s uc u e .................................................................................................... - 48 -
1.2.4 E olu ion o bone u no e ma ke s ....................................................................................... - 49 -
1.3 Os eopo osis .................................................................................................................... - 51 -
1.4 Bone measu emen me hods .......................................................................................... - 52 -
1.4.1 Dual-ene gy X- ay abso p iome y (DXA) ............................................................................. - 52 -
1.4.2 Pe iphe al quan i a i e compu ed omog aphy ...................................................................... - 54 -
1.4.3 Magne ic esonance imaging ................................................................................................. - 54 -
1.4.4 Quan i a i e ul asound ......................................................................................................... - 54 -
1.5 Physical ac i i y and bone mass ..................................................................................... - 55 -
1.5.1 Bone adap ion mechanisms .................................................................................................... - 56 -
1.5.2 Rela ionships be ween physical ac i i y and bone ................................................................. - 57 -
1.5.3 Swimming and bone issue ..................................................................................................... - 58 -
1.5.4 Whole body ib a ion aining ............................................................................................... - 59 -
Chap e 2. Hypo hesis and aims ............................................... - 61 -
Hipo hesis ............................................................................................................................. - 63 -
Aims ...................................................................................................................................... - 66 -
Chap e 3. Ma e ial and me hods [Spanish] ........................... - 69 -
3.1 E hical and legal conside a ions .................................................................................... - 71 -
3.2 PREFIT p ojec .............................................................................................................. - 72 -
3.2.1 S udy design and pa icipan s ................................................................................................ - 72 -
Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
- 20 -
3.2.2 An h opome ic and bone measu emen s ............................................................................... - 73 -
3.2.3 Physical i ness es s ............................................................................................................... - 74 -
3.3 In e na ional p ojec ....................................................................................................... - 76 -
3.3.1 S udy design and pa icipan s ................................................................................................ - 76 -
3.3.2 An h opome ic and bone measu emen s ............................................................................... - 77 -
3.3.3 Physical ac i i y egis e ........................................................................................................ - 78 -
3.3 RENACIMIENTO p ojec .............................................................................................. - 78 -
3.4.1 S udy design and pa icipan s ................................................................................................ - 79 -
3.4.2 Vib a ion aining p o ocol .................................................................................................... - 80 -
3.4.3 An h opome ic and bone measu emen s ............................................................................... - 81 -
3.4.4 Bioma ke s o bone me abolism ............................................................................................. - 81 -
3.4.5 Physical i ness es s ............................................................................................................... - 82 -
3.4.6 O he a iables ...................................................................................................................... - 83 -
3.4.7 O e iew o sys ema ic e iews .............................................................................................. - 83 -
3.5 S a is ical analyses .......................................................................................................... - 85 -
Chap e 4. Resul s and discussion ........................................... - 87 -
4.1 Associa ions be ween physical i ness and bone s eng h and s uc u e in 3 o 5-yea -old
child en ................................................................................................................................. - 91 -
4.2 F equency and du a ion o igo ous physical ac i i y bou s a e associa ed wi h
adolescen boys’ bone mine al s a us: A c oss-sec ional s udy ......................................... - 113 -
4.3 Vigo ous physical ac i i y pa e ns a ec bone g ow h du ing ea ly pube y in boys - 131 -
4.4 Is ib a ion aining good o you bones? An o e iew o sys ema ic e iews ......... - 151 -
4.5 E ec s o whole-body ib a ion aining on bone u no e ma ke s in adolescen
swimme s ............................................................................................................................. - 177 -
4.6 Design o a compu e model o he iden i ica ion o adolescen swimme s wi h low BMD
............................................................................................................................................. - 195 -
Chap e 5. Conclusions and main con ibu ions .................. - 213 -
Conclusions ......................................................................................................................... - 217 -
Main con ibu ions o he Thesis ....................................................................................... - 221 -
Re e ences ............................................................................... - 223 -
Acknowledgemen s [Spanish] ................................................ - 266 -
Supplemen a y ma e ial ......................................................... - 267 -
Annexes ................................................................................... - 277 -
Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
- 21 -
Lis ado de publicaciones [Lis o publica ions]
A pesa de que pa a la con ección de la p esen e Tesis Doc o al se ha op ado po
segui la modalidad adicional, pa e del con enido desa ollado ambién se encuen a
disponible como abajos cien í icos p e iamen e publicados, acep ados pa a publicación o
some idos a e isión, cuyas e e encias se p esen an a con inuación:
I. Gomez-B u on A, Ma in-Puyal o J, Muniz-Pa dos B, Lozano-Be ges G, Cadenas-
Sanchez C, Ma u e-Llo en e A, Gomez-Cabello A, Mo eno LA, Gonzalez-Ague o
A, Casajus JA, Vicen e-Rod iguez G. Associa ions be ween physical i ness and
bone s eng h in 3 o 6-yea -old child en. Spo s Heal h. Some ido [Submi ed].
II. Ma in-Puyal o J, Mäes u J, Gomez-Cabello A, Lä E, Remmel L, Pu ge P,
Vicen e-Rod íguez G, Jü imäe J. F equency and du a ion o igo ous physical
ac i i y bou s a e associa ed wi h adolescen boys’ bone mine al s a us. Bone. 2019
Ma ; 120: 141-147. h ps://doi.o g/10.1016/j.bone.2018.10.019
III. Ma in-Puyal o J, Mäes u J, Gomez-Cabello A, Lä E, Remmel L, Pu ge P,
Casajús JA, Vicen e-Rod íguez G, Jü imäe J. Vigo ous physical ac i i y pa e ns
a ec bone g ow h du ing ea ly pube y in boys. Os eopo os In . 2018 Dec; 29(12):
2693-2701. h ps://doi.o g/10.1007/s00198-018-4731-2
IV. Ma in-Puyal o J, Gomez-Cabello A, Gonzalez-Agüe o A, Gomez-B u on A,
Ma u e-Llo en e A, Casajús JA, Vicen e-Rod íguez G. Is ib a ion aining good
o you bones? An o e iew o sys ema ic e iews. Biomed Res In . 2018 No ;
4. h ps://doi.o g/10.1155/2018/5178284
V. Ma in-Puyal o J, Gomez-Cabello A, Gonzalez-Agüe o A, Ma u e-Llo en e A,
Gomez-B u on A, Jü imäe J, Casajus JA, Vicen e-Rod iguez G. E ec s o whole-
body ib a ion aining on bone u no e ma ke s. J Pedia Endoc inol Me ab.
Some ido [Submi ed].
Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
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Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
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Becas
Jo ge Ma ín Puyal o ecibió una beca des inada a la Fo mación de P o eso ado
Uni e si a io del Minis e io de Educación, Cul u a y Depo e del Gobie no de España
(FPU014/04302).
G an s
Jo ge Ma ín Puyal o ecei ed a g an om he Minis e io de Educación, Cul u a
y Depo e del Gobie no de España (FPU14/04302).
Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
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Lis ado de ab e ia u as [Abb e ia ion lis ]
ANCOVA
Análisis de co a ianza
[Analysis o co a iance]
ANOVA
Análisis de a ianza
[Analysis o a iance]
AUC
Á ea bajo la cu a
[A ea unde he cu e]
BMAD
Densidad mine al ósea apa en e
[Bone mine al appa en densi y]
BMC
Con enido mine al óseo
[Bone mine al con en ]
BMD
Densidad mine al ósea
[Bone mine al densi y]
BMI
Índice de masa co po al
[Body mass index]
BUA
A enuación del ul asonido de banda ancha
[B oadband ul asound a enua ion]
CON
G upo con ol
[Con ol g oup]
CRF
Condición ca dio espi a o ia
[Ca dio espi a o y i ness]
CTX
Telopép ido ca boxi- e minal del colágeno ipo I
[Collagen ype I ca boxi- e minal elopep ide]
DXA
Abso ciome ía de ayos X de ene gía dual
[Dual-ene gy X- ay abso p iome y]
FN
Cuello emo al
[Femo al neck]
F ac_X
Resis encia a la ac u a en el eje X
[Resis ance o ac u e in he X axis]
LS
Columna lumba
[Lumba spine]
Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
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OC
Os eocalcina
[Os eocalcin]
P1NP
P opép ido amino- e minal del p ocolágeno ipo I
[P ocollagen ype I amino- e minal p opep ide]
PA
Ac i idad ísica
[Physical ac i i y]
pQCT
Tomog a ía axial compu e izada pe i é ica
[Pe iphe al quan i a i e compu ed omog aphy]
Rel_handg ip
Fue za de p ensión manual ela i a
[Rela i e handg ip s eng h]
ROC
Ca ac e ís icas ecep o -ope ado
[Recei e -ope a o cha ac e is ics]
SLJ
Sal o de longi ud a pies jun os
[S anding long jump]
SOS
Velocidad del sonido
[Speed o sound]
SPSS
Paque e es adís ico pa a las Ciencias Sociales
[S a is ical Package o he Social Sciences]
SSIPOL
Índice de ensión-de o mación pola
[Pola s ess-s ain index]
SWI
G upo de nadado es
[Swimming g oup]
BMD
Densidad mine al ósea olumé ica
[Volume ic bone mine al densi y]
VIB
G upo de en enamien o ib a o io
[Vib a ion g oup]
VPA
Ac i idad ísica igo osa
[Vigo ous physical ac i i y]
WB
Cue po comple o
[Whole body]
WBV
Vib ación de cue po comple o
[Whole-body ib a ion]
Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
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Lis ado de ablas y igu as
Tabla 1. Pa áme os del p o ocolo de ib ación
Figu a 1. Es uc u a y p opiedades mecánicas del ejido óseo compac o y esponjoso
Figu a 2. Sección ans e sal de un hueso la go
Figu a 3. E apas del p oceso de emodelado óseo
Figu a 4. P ime as e apas del desa ollo óseo
Figu a 5. Pico de ganancia de masa ósea en chicos y chicas eu opeos
Figu a 6. E olución de la masa ósea du an e el ciclo i al en homb es y muje es
Figu a 7. E olución de la es uc u a ósea du an e el ciclo i al en homb es y muje es
Figu a 8. Valo es no ma i os de os eocalcina en chicos (cí culos somb eados) y chicas
(cí culos cla os) de en e 0 y 18 años
Figu a 9. Umb ales de es imulación ósea p opues os po F os
Figu a 10. Modalidades de ansmisión de la ib ación en pla a o mas ib a o ias
Figu a 11. Eje cicios ealizados du an e la sesión de en enamien o ib a o io
Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
- 33 -
Lis o ables and igu es
Table 1. Vib a ion p o ocol pa ame e s
Figu e 1. S uc u e and mechanical p ope ies o compac and spongy bone issue
Figu e 2. T ans e sal sec ion o a long bone
Figu e 3. Bone emodelling s ages
Figu e 4. Fi s s ages o bone de elopmen
Figu e 5. Peak o bone mass a ainmen in Eu opean boys and gi ls
Figu e 6. Bone mass e olu ion ac oss he li e cycle in men and women
Figu e 7. Bone s uc u e e olu ion ac oss he li e cycle in men and women
Figu e 8. No ma i e alues o os eocalcin in boys ( illed ci cles) and gi ls (whi e ci cles)
be ween 0 and 18 yea s.
Figu e 9. Bone s imula ion h esholds p oposed by F os
Figu e 10. Modes o ib a ion ansmission in ib a ing pla o ms
Figu e 11. Exe cises pe o med du ing whole-body ib a ion aining

Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
- 34 -
Resumen gene al
La p e ención emp ana de la os eopo osis es uno de los g andes e os a los que se
en en an los sis emas sani a ios de los países desa ollados. Una de las mane as de log a
es e obje i o consis e en alcanza un pico de masa ósea lo más ele ado posible en el inicio
de la edad adul a. Pa a ello, un co ec o desa ollo óseo du an e la pube ad esul a decisi o,
pues o que es en es e pe iodo cuando se o ma la mayo pa e de la masa ósea que end á
la pe sona.
La p ác ica de ac i idad ísica de impac o es uno de los ac o es con olables que
más in luencia ienen sob e la ob ención de masa ósea du an e la adolescencia, po lo que
es i al comp ende el mecanismo median e el que se elacionan. Asimismo, siguiendo el
en oque de la p e ención emp ana de la os eopo osis, se debe ía p opone un eje cicio
complemen a io a aquellos adolescen es que p ac iquen depo es que no gene en impac o
como es la na ación.
Po lo an o, el p incipal obje i o de la p esen e Tesis Doc o al es analiza el papel
de la ac i idad ísica en la mine alización ósea du an e las p ime as e apas de la ida,
poniendo pa icula a ención en los adolescen es p ac ican es de na ación y en el
en enamien o ib a o io de cue po comple o.
Es a Tesis Doc o al incluye es udios pe enecien es a es p oyec os di e en es. En
el p oyec o PREFIT se analizó la elación exis en e en e la condición ísica y pa áme os
es uc u ales del hueso en 139 niños y niñas de p eescola . El segundo p oyec o se cen ó
en es udia de alladamen e y de mane a obje i a los dis in os pa ones de p ác ica de
ac i idad ísica en un g upo de 180 adolescen es sanos en e apas emp anas de la pube ad
y cómo es os pa ones a ec an su salud ósea. Po úl imo, en el p oyec o RENACIMIENTO
se e alua on los e ec os de 6 meses de en enamien o ib a o io de cue po comple o en los
Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
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ma cado es de me abolismo óseo median e un ensayo alea o izado en el que pa icipa on
casi una cen ena de nadado es adolescen es.
Los p incipales esul ados son los siguien es:
1) La condición ísica ya de e mina la es uc u a ósea en una edad an emp ana como la
p eescola .
2) La ac i idad ísica ealizada du an e el inicio de la pube ad debe se de ca ác e
igo oso y con una du ación de al menos cinco minu os consecu i os pa a op imiza
su po encial os eogénico.
3) El p o ocolo de ib ación u ilizado no consiguió inc emen a el me abolismo óseo en
nadado es adolescen es.
4) Se ha p opues o una me odología pa a el c ibado e iden i icación de nadado es
suscep ibles de p esen a baja densidad mine al ósea.
Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
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Gene al abs ac
Ea ly p e en ion o os eopo osis is one o he main challenges ha heal hca e
sys ems o de eloped coun ies ace. One o he pa hways o each his goal elies on
ob aining he highes peak bone mass du ing ea ly adul hood. A co ec bone de elopmen
du ing pube y is c i ical o ha pu pose, gi en ha mos o he adul bone is o med du ing
his pe iod.
Weigh -bea ing physical ac i i y is one o he main con ollable ac o s ha a ec
bone acc e ion du ing adolescence and he e o e i is c ucial o comp ehend i s mechanism.
Also, conside ing he app oach o he ea ly p e en ion o os eopo osis, addi ional aining
al e na i es should be o e ed o hose adolescen s engaged in non-weigh -bea ing spo s
such as swimming.
The e o e, he main aim o he p esen Doc o al Thesis is o analyze he ole o
physical ac i i y and i ness on bone mine aliza ion du ing he i s s ages o li e, wi h a
pa icula ocus on adolescen swimme s and whole-body ib a ion aining.
This Doc o al Thesis ea u es s udies om h ee di e en esea ch p ojec s. On he
PREFIT p ojec , he ela ionship be ween he physical i ness and bone s uc u al
pa ame e s o 139 p eschool child en was analyzed. A second p ojec was aimed a he
objec i e assessmen o physical ac i i y pa icipa ion pa e ns and hei ela ionship wi h
bone heal h in 180 heal hy ea ly pube al adolescen s. Finally, wi hin he
RENACIMIENTO p ojec , he e ec s o a 6-mon h ib a ion aining p o ocol on bone
u no e ma ke s we e es ed in a andomized con olled ial wi h almos one hund ed
adolescen swimme s.
Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
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The main esul s ound a e he ollowing:
1) Physical i ness al eady a ec s bone s uc u e a he p eschola s age
2) Vigo ous physical ac i i y should be pe o med in bou s o a leas 5 minu es du ing
ea ly pube y o elici an op imized os eogenic esponse.
3) Rega ding he adolescen swimme s, he ib a ion p o ocol did no inc ease he le els
o bone u no e ma ke s.
4) A ool o he sc eening o swimme s a isk o ha ing low bone mine al densi y was
de ised.
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
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1.2 E olución de los pa áme os óseos a lo la go de la ida
1.2.1 Remodelado óseo
Como ya se ha mencionado, el ejido óseo no se encuen a en un es ado es á ico,
sino que es á some ido cons an emen e a a iaciones en su amaño, o ma y composición
median e los p ocesos de modelado ( o mación de nue o ejido) y emodelado (sus i ución
del ejido exis en e).
Un ciclo de emodelado cons a de cua o ases, como se ep esen a en la igu a 3:
eso ción, in e sión, o mación y man enimien o. Hay es ipos de moléculas in oluc adas
en es e p oceso: los os eoclas os, enca gados de la des ucción del ejido óseo, los
os eoblas os que p oceden a la emine alización y los os eoci os, que se encuen an
a apados en la ma iz ósea y cumplen una unción mecano ecep o a (8).
Du an e un ciclo es ánda , la ase de eso ción ocupa en e 7 y 10 días c eando una
laguna en la que se ins ala án los os eoblas os pa a p ocede a la ase de o mación, que
necesi a dos o es meses pa a comple a se (9). La elocidad de es os p ocesos puede e se
modi icada po la ca ga mecánica o po causas ho monales (10).
Figu a 3. E apas del p oceso de emodelado óseo
Adap ada del a ículo “Biochemical ma ke s o bone u no e – uses and limi a ions” (11)

In oducción y jus i icación [In oduc ion and jus i ica ion]
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En el anscu so de es os p ocesos se gene an esiduos, gene almen e de i ados de
las ib as de colágeno usionadas o seccionadas. La medición de los ni eles en sang e u
o ina de es os componen es, denominados bioma cado es del me abolismo óseo, puede
ayuda a es ima la asa me abólica de o mación y eso ción. Sin emba go, hay que oma
una se ie de p ecauciones an e su in e p e ación ya que es os ma cado es pueden e se
a ec ados po la die a, el i mo ci cadiano o la es ación del año. Asimismo, hay alguno de
es os ma cado es que no es exclusi o del me abolismo óseo o que su e p ocesos de
deg adación den o del o ganismo.
La Fundación In e nacional de Os eopo osis ha publicado unas pau as en
colabo ación con la Fede ación In e nacional de Química Clínica pa a el co ec o mues eo,
almacenamien o, análisis e in e p e ación de los ma cado es del me abolismo óseo (12) en
la que se iden i ican los ma cado es de o mación y eso ción más iables y se de allan las
uen es de a iabilidad a ene en cuen a con cada uno de los me aboli os. Es as en idades
ecomiendan el uso de la os eocalcina (OC) y del p opép ido amino- e minal del
p ocolágeno ipo I (P1NP) como bioma cado es de o mación ósea y el elopép ido ca boxi-
e minal del colágeno ipo I (CTX) como ma cado de eso ción.
1.2.2 E olución del con enido mine al óseo
La can idad de ejido óseo a ía cons an emen e a lo la go de la ida de las pe sonas.
El sis ema esquelé ico empieza a o ma se du an e el desa ollo emb iona io donde
comienza como moldes de ejido hialino que se i á mine alizando comenzando po la
diá isis (13). A lo la go de la in ancia se a acumulando nue o ejido óseo de una mane a
simila en ambos sexos ( igu a 4).
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
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Figu a 4. P ime as e apas del desa ollo óseo.
Ex aída del lib o “A las ilus ado de ana omía” (14)
Pos e io men e, en la adolescencia se llega a un pe iodo c í ico, el pico de ganancia
de masa ósea. Se a a de un epun e en la acumulación de con enido mine al óseo, que se
p oduce an es en las chicas (en o no a los 12,5 años) que en los chicos (al ededo de los
14 años de edad), si bien la ganancia que expe imen an los a ones es de mayo magni ud
(15). La igu a 5 ep esen a de mane a g á ica es e p oceso.
Figu a 5. Pico de ganancia de masa ósea en chicos y chicas eu opeos.
Adap ada del a ículo “The Na ional Os eopo osis Founda ion’s posi ion s a emen on peak bone mass de elopmen
and li es yle ac o s: a sys ema ic e iew and implemen a ion ecommenda ions” (16) Licencia CC BY-NC 4.0
8 sem 9 sem
10 sem Al nace
A los 5 años
A los 10 años
In oducción y jus i icación [In oduc ion and jus i ica ion]
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Al e mina la pube ad se ha o mado ya la mayo pa e del hueso adul o; a pa i
de es e momen o la o mación de nue o ejido óseo con inúa, pe o de mane a mucho más
educida, has a alcanza o o pun o c í ico del desa ollo: el pico de masa ósea. Es e se
en iende como el mayo con enido mine al óseo que end á una pe sona a lo la go de su
ida, el cual suele da se en o no a la e ce a década de la ida (17). En es e pun o ambién
podemos ap ecia dimo ismo sexual, ya que los homb es alcanzan un pico de masa ósea
supe io a las muje es. La ob ención de un pico de masa ósea lo más ele ado posible es uno
de los ac o es que más pueden p o ege en e a la apa ición de os eopo osis en la e apa
anciana, ya que se ha es imado que una ganancia igual a una des iación es ánda en el pico
de masa ósea supone una educción del iesgo de ac u a a la mi ad (18).
Figu a 6. E olución de la masa ósea du an e el ciclo i al en homb es y muje es.
Adap ada del a ículo “The Na ional Os eopo osis Founda ion’s posi ion s a emen on peak bone mass de elopmen
and li es yle ac o s: a sys ema ic e iew and implemen a ion ecommenda ions” (16) Licencia CC BY-NC 4.0
Una ez alcanzado el pico de masa ósea, la ganancia de con enido mine al óseo se
de iene y se man iene un equilib io dinámico p o agonizado po la o mación y eso ción
ósea del p oceso de emodelado (19). Con el paso de los años el equilib io en e es os
p ocesos se de e io a, llegándose a p oduci una pé dida paula ina de masa ósea. En es e
pe iodo de nue o apa ecen di e encias en e los sexos, ya que en el momen o de la llegada
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
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de la menopausia las muje es su en una pé dida más acen uada de su masa ósea (20). Es a
pé dida p olongada de con enido mine al óseo puede da luga a la apa ición de
os eopo osis en las úl imas e apas de la ida, especialmen e en aquellas pe sonas que no
alcanza on un pico de masa ósea ele ado. La igu a 6 esquema iza la e olución del
con enido mine al óseo a lo la go de la ida.
1.2.3 E olución de la es uc u a ósea
Los cambios en el ejido esquelé ico expe imen ados a lo la go de la ida no se limi an a la
me a ganancia o pé dida de ma e ial óseo, sino que el p oceso de o mación y eso ción
ósea a moldeando la es uc u a del hueso con el paso del iempo, modi icando así sus
p opiedades mecánicas.
Figu a 7. E olución de la es uc u a ósea du an e el ciclo i al en homb es y muje es.
Adap ada del a ículo “Bone quali y: he ma e ial and s uc u al basis o bone s eng h” (21)
El c ecimien o óseo du an e la e apa in an il y adolescen e desc i o en el apa ado
an e io no sólo se p oduce en el eje longi udinal, a a és de las placas epi isia ias, sino
que ambién se p oduce un aumen o en el g oso co ical, pues o que la o mación ósea en
el pe ios io excede a la eso ción expe imen ada en el endos io. Du an e la e apa adul a,
es os p ocesos se equilib an, po lo que se ob iene un mayo diáme o óseo man eniéndose
In oducción y jus i icación [In oduc ion and jus i ica ion]
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el g oso co ical (4). En muje es el p oceso de modelado en el pe ios io es de meno
magni ud que en los homb es, esul ando en huesos más pequeños. No obs an e, el g oso
co ical es simila , ya que ambién se inhibe el p oceso de eso ción en el endos io (22). En
la igu a 7 se mues a una ep esen ación esquemá ica de la e olución en el g oso co ical
y el diáme o óseo en homb es y muje es a lo la go de la ida.
Con espec o al hueso abecula , du an e la e apa de c ecimien o no se gene an
nue as abéculas, sino que aumen a la densidad mine al de cada una de ellas (23). Du an e
el en ejecimien o, la pé dida ne a de densidad mine al en las abéculas es simila en
homb es y muje es, sin emba go, el p oceso es cuali a i amen e di e en e. En el caso de los
homb es se p oduce una disminución de la densidad de las abéculas, esul ando en un
es echamien o de es as, mien as que en el caso de las muje es desapa ecen abéculas
comple as, comp ome iendo así la in eg idad es uc u al de odo el en amado (24).
1.2.4 E olución de los ma cado es óseos
En el apa ado an e io se han explicado los ac o es que pueden causa a iaciones
in aindi iduales en los ni eles de los ma cado es de me abolismo óseo en el co o y medio
plazo. En es e apa ado, po el con a io, se desc ibi án las a iaciones en es os pa áme os
a lo la go de los p ime os años de ida, pues o que son las poblaciones de in e és de los
es udios incluidos en la p esen e Tesis Doc o al.
Los ni eles de ma cado es bioquímicos de emodelado óseo son muy al os en el
momen o del nacimien o y an disminuyendo has a los 3 años de edad ap oximadamen e,
co espondiendo con la alen ización del c ecimien o (25). A pa i de es a e apa los alo es
de ma cado es se man ienen es ables, en ni eles supe io es a los encon ados en adul os
pe o in e io es a los encon ados en neona os o adolescen es. Además, no se obse an
di e encias en e chicos y chicas en es os pa áme os. Con la llegada de la pube ad y los
cambios ho monales asociados, aumen an los ni eles de a ios ma cado es, coincidiendo

Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
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con el pe iodo de máximo c ecimien o lineal de los adolescen es (26). Es e aumen o en los
ni eles de ma cado es du an e la adolescencia se da más a de en los chicos que en las
chicas y es asimismo de una du ación y magni ud mayo es (27). Hay que ene en cuen a
ambién que los alo es de alguno de los ma cado es se en a ec ados po los ni eles de
ho monas sexuales y que el p oceso de acumulación mine al ósea du an e la pube ad es
un mecanismo complejo en el que es án in oluc ados la p ác ica de ac i idad ísica, la
composición co po al, y dis in os ac o es ho monales (28).
En la igu a 8 se p esen an los alo es no ma i os de os eocalcina y CTX en niños
y adolescen es eu opeos, publicados po Rauchenzaue y colabo ado es (25).
Figu a 8. Valo es no ma i os de os eocalcina en chicos (cí culos somb eados) y chicas
(cí culos cla os) de en e 0 y 18 años.
Ex aída del a ículo “Sex- and Age-Speci ic Re e ence Cu es o Se um Ma ke s o Bone Tu no e in Heal hy
Child en om 2 Mon hs o 18 Yea s” (25) Licencia: 4665800866439
In oducción y jus i icación [In oduc ion and jus i ica ion]
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1.3 Os eopo osis
Las pe sonas que han expe imen ado de e io o g a e del ejido óseo, ya sea po una
g an pé dida de densidad mine al, po allos es uc u ales o po un desequilib io en la
ac i idad me abólica, p esen an una ele ada suscep ibilidad a su i ac u as, su iendo así
de la en e medad denominada os eopo osis.
La os eopo osis es una en e medad me abólica ósea que cu sa con una educción de
la esis encia ósea, lo que conlle a un aumen o del iesgo de ac u a ósea, de mane a que
e en os de impac o de baja in ensidad que no malmen e no compo a ían ningún p oblema
médico pa a el pacien e os eopo ó ico pueden supone una ac u a (29). Asimismo, en
casos más g a es ambién se pueden da ac u as a aumá icas, es deci , colapsos de la
es uc u a ósea sin necesidad de e en os ex e nos.
Es a en e medad cuen a con una al a p e alencia en e las pe sonas mayo es,
a ec ando a un 6,6% de los homb es y un 22,1% de las muje es mayo es de 50 años den o
de la Unión Eu opea (30). En nues o país, según la Encues a Eu opea de Salud 2014, el
10,4% de las pe sonas en e 65 y 74 años han ecibido un diagnós ico de os eopo osis,
mien as que es e po cen aje aumen a al 14,4% en el g upo de 75 a 84 años y al 16,6% en e
los mayo es de 84 años (31). Podemos comp oba que la p e alencia es mayo en los g upos
de edad más a anzados, de hecho se espe a que el núme o o al de pe sonas a ec adas po
es a en e medad c ezca en los p óximos años, dados los cambios demog á icos de nues a
sociedad (32).
Además, la os eopo osis se ha desc i o como una en e medad “silenciosa” ya que
no causa dolo ni p esen a o os sín omas de mane a que, a menos que se ealicen p uebas
diagnós icas, los a ec ados no son conscien es de la pa ología has a que se p oduce la
ac u a ósea (33).
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
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El ele ado núme o de ac u as os eopo ó icas que ienen luga cada año plan ean
un g a e p oblema pa a los sis emas sani a ios de los países desa ollados (34), ya que han
sido elacionadas con disminuciones de la capacidad uncional y de la calidad de ida,
pé dida de independencia, apa ición de discapacidad e incluso con un aumen o de la
mo alidad (35). Al mismo iempo, a es os cos es sociales ambién hay que añadi les los
cos es económicos. Conc e amen e, en el año 2008 el a amien o de ac u as de cade a
supuso un gas o de casi 400 millones de eu os al sis ema sani a io español público, más del
doble del que se egis ó una década a ás (36).
Po lo an o, uno de los g andes e os a los que se en en an los sis emas sani a ios
es el de la p e ención emp ana de la os eopo osis. Pa a ello es de i al impo ancia la
es imulación os eogénica du an e el pe iodo de pico de ob ención de masa ósea de inido
an e io men e. Una de las es a egias más ecomendadas pa a consegui un desa ollo óseo
adecuado du an e es a e apa es la pa icipación en ac i idad ísica de impac o.
1.4 Mé odos de medición de la masa ósea
Exis en di e sas opciones pa a la e aluación de dis in os pa áme os elacionados
con la salud ósea. A con inuación se p esen a án b e emen e aquellos mé odos de
u ilización más ecuen e en los es udios de in es igación elacionados con la ac i idad
ísica y salud en niños y adolescen es.
1.4.1 Abso ciome ía de ayos X de ene gía dual (DXA)
El DXA es el mé odo de e e encia pa a la de e minación de la densidad mine al
ósea. Se a a de un mé odo po imagen basado en la emisión de adiación ionizan e, la cual
se á ecogida po un ecep o que egis a á la p opo ción de la adiación abso bida as
a a esa el cue po del pacien e. La adiación u ilizada es de dos ecuencias di e en es, de
mane a que una de ellas es abso bida po el ejido óseo mien as que la o a es abso bida
In oducción y jus i icación [In oduc ion and jus i ica ion]
- 53 -
po el ejido blando. De es e modo, se puede ealiza un análisis de dis in os componen es
co po ales de mane a simul ánea, apo ando in o mación no sólo sob e el con enido y
densidad óseos sino ambién sob e la masa g asa y mag a.
Es e mé odo se u iliza pa a el diagnós ico de os eopo osis, a pa i de una
compa ación de los esul ados del pacien e con los de una población de e e encia de
jó enes adul os (en el pico de masa ósea) de su mismo sexo y e nia. Si el esul ado es á al
menos 2.5 des iaciones es ánda po debajo de la media de es a población de e e encia, el
pa icipan e se puede clasi ica como os eopo ó ico (37)
Exis en pau as pa a el co ec o posicionamien o de los pacien es, ealización de las
mediciones e in e p e ación de las imágenes, es ablecidas po la Sociedad In e nacional de
Densi ome ía Clínica (38). El escaneo se puede ealiza an o de cue po comple o como
de egiones especí icas, siendo las de in e és más gene alizado la columna lumba , la cade a
y el an eb azo.
Es impo an e ecalca que las imágenes ob enidas median e es e mé odo sólo
dis inguen dos dimensiones, de mane a que los alo es de densidad ósea ob enidos son
ela i os al á ea del hueso, lo que puede sesga la compa ación en e huesos pequeños y
g andes o la in e p e ación de los da os pe enecien es a pacien es de muy baja es a u a. Po
es o, en algunos casos es ecomendable ealiza un ajus e de los alo es de densidad
encon ados, calculando la densidad mine al olumé ica apa en e (39).
Asimismo, los pa áme os ob enidos sólo se a an de a iables de composición
ósea, sin hace e e encia a su es uc u a, si bien exis en complemen os adicionales en el
so wa e que pe mi en ob ene in o mación es uc u al como la pun uación abecula ósea
(40) o el análisis es uc u al de cade a (41).
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
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La ib ación de cue po comple o se basa en la misma eo ía del mecanos a o,
aplicando la ca ga os eogénica median e ib aciones de ele ada ecuencia y baja ampli ud
en una pla a o ma sob e la que se coloca el pa icipan e. Exis en dos ipos p incipales de
pla a o mas pa a suminis a la ib ación, esquema izados en la igu a 10. En la ib ación
simul ánea el es ímulo ib a o io se ans ie e a ambos pies al mismo iempo, mien as que
la ib ación al e na se p oduce de mane a con ala e al; es deci cuando uno de los la e ales
se encuen a en su pun o más al o el o o se encon a á en su pun o más bajo, lo que educe
la p opagación del es ímulo ib a o io al onco, pe mi iendo ole a mayo in ensidad de
la ib ación (72). Las pla a o mas no sólo di ie en en el ipo de ib ación suminis ada,
sino que ambién a ían en la ecuencia y la ampli ud de su ib ación, ob eniéndose así un
g an ango de acele aciones disponibles.
Como se ha mencionado, la ib ación de cue po comple o ha susci ado el in e és
in es igado y exis en un g an núme o an o de es udios indi iduales como de e isiones
na a i as y sis emá icas cen adas en es e ema. Sin emba go, oda ía exis en disc epancias
en e las e isiones con espec o a la e icacia eal de es e ipo de en enamien o en las
dis in as poblaciones, lo que di icul a su aplicación p ác ica

- 61 -
Capí ulo 2
Hipó esis y obje i os
- 62 -
Hipó esis y obje i os [Hypo hesis and aims]
- 63 -
Hipó esis
Los p eescola es con buena condición ísica gene al p esen a án pa áme os óseos
más saludables que sus pa es con una condición ísica pob e.
La p ác ica de ac i idad ísica igo osa en andas de al menos cinco minu os
con inuados se co elaciona á posi i amen e con la densidad y el con enido mine al óseos
en adolescen es sanos. También se espe a encon a una elación dosis e ec o, de mane a
que la pa icipación en pe iodos más la gos de ac i idad igo osa conlle a á una mayo
mejo ía de la salud ósea.
Un pe iodo de en enamien o sob e pla a o ma ib a o ia de cue po comple o de 6
meses se á su icien e pa a inc emen a los ni eles de ma cado es de o mación ósea en
nadado es adolescen es.
Hypo hesis
Fi p eschoole s will p esen be e bone mine al pa ame e s han hei un i
coun e pa s.
The pa icipa ion in igo ous physical ac i i y in pe iods o a leas i e consecu i e
minu es will be posi i ely co ela ed wi h bone mine al con en and densi y in heal hy
adolescen s. Addi ionally, highe inc eases in hese pa ame e s a e expec ed wi h longe
pe iods o igo ous physical ac i i y, ollowing a dose- esponse e ec .
A 6-mon h whole-body ib a ion p o ocol will inc ease he le els o bone o ma ion
ma ke s in adolescen swimme s.
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 64 -
Obje i os
El obje i o gene al de la p esen e Tesis Doc o al es el de amplia el conocimien o
cien í ico al espec o del papel que juegan la p ác ica de ac i idad ísica y la condición
ísica en la mine alización y es uc u a óseas du an e las p ime as e apas de la ida,
poniendo pa icula a ención en los adolescen es p ac ican es de na ación, al a a se de un
g upo de población más suscep ible de p esen a una de icien e mine alización ósea.
Más conc e amen e, los obje i os especí icos de cada uno de los seis a ículos que
componen es a Tesis Doc o al son:
A ículo I. De e mina la elación en e dis in os pa áme os es uc u ales del hueso
con la condición ísica en su conjun o, así como con cada uno de sus componen es
indi iduales en niños y niñas en edad p eescola .
A ículo II. Analiza la elación en e los dis in os pa ones de p ác ica de ac i idad
ísica y la densidad ósea de adolescen es sanos, poniendo especial in e és en la
dis ibución de la ac i idad igo osa.
A ículo III. Examina el e ec o de dis in as ayec o ias de pa icipación en
ac i idad ísica sob e el c ecimien o óseo en adolescen es sanos, conside ando la
ac i idad ísica ac ual y pasada.
A ículo IV. Resumi la li e a u a cien í ica exis en e al espec o del en enamien o
con pla a o ma ib a o ia de cue po comple o como he amien a pa a la mejo a de
la salud ósea.
Hipó esis y obje i os [Hypo hesis and aims]
- 65 -
A ículo V. Analiza los e ec os de 6 meses de en enamien o sob e pla a o ma
ib a o ia de cue po comple o sob e los ni eles en sue o de los ma cado es de
me abolismo óseo en nadado es adolescen es.
A ículo VI. Desa olla un mé odo de c ibado pa a la iden i icación emp ana de
nadado es adolescen es en iesgo de p esen a una baja densidad mine al ósea,
pa iendo de a iables cuya medición sea accesible pa a los cen os depo i os.

Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 66 -
Aims
The gene al aim o he p esen Thesis is o enla ge he scien i ic knowledge
ega ding he ole o physical ac i i y and i ness on bone mine aliza ion and s uc u e
du ing he i s s ages o li e. An especial ocus is pu on adolescen swimme s, since i is
a sec o o he popula ion a high isk o su e ing om poo bone mine aliza ion.
Mo e conc e ely, he speci ic aims o each o he six a icles ha cons i u e his
Doc o al Thesis a e:
Manusc ip I. To de e mine he ela ionship be ween se e al bone s uc u al
pa ame e s and physical i ness and i s componen s in p eschool child en.
Manusc ip II. To analyze he ela ion among di e en pa e ns o physical ac i i y
pa icipa ion and bone densi y in heal hy adolescen s, ocusing on he dis ibu ion
o igo ous physical ac i i y bou s.
Manusc ip III. To examine he e ec ha di e en physical ac i i y pa icipa ion
ajec o ies ha e on bone g ow h in heal hy adolescen s, aking in o conside a ion
bo h p esen and pas physical ac i i y pa icipa ion.
Manusc ip IV. To summa ize he a ailable scien i ic li e a u e ega ding he use
o whole-body ib a ion aining as a ool o he imp o emen o bone heal h.
Manusc ip V. To analyze he e ec s o 6 mon hs o whole-body ib a ion aining
on he se um le els o bone u no e ma ke s in adolescen swimme s.
Hipó esis y obje i os [Hypo hesis and aims]
- 67 -
Manusc ip VI. To de elop a sc eening me hod o he ea ly de ec ion o
adolescen swimme s ha a e suscep ible o su e ing om low bone mine al
densi y, based on easily measu able a iables on a egula aining se ing.
- 68 -
- 69 -
Capí ulo 3
Ma e ial y mé odos
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 76 -
➢ Condición ca dio espi a o ia
Es a p ueba consis e en una adap ación del es de Lege (78). Los pa icipan es deben
eco e de ida y uel a un amo de 20 me os a una elocidad que se indica con una señal
acús ica al inal de cada ayec o. La p ueba inicia a una elocidad de 6,5 km/h y se
inc emen a en 0,5 km/h cada minu o. Los pa icipan es Es u ie on acompañados en odo
momen o po dos in es igado es, que ayudan a man ene el i mo indicado. La p ueba
inaliza cuando el pa icipan e es incapaz de comple a el ayec o en el iempo indicado en
dos eces consecu i as o se e i a debido a la a iga.
3.3 P oyec o in e nacional
Como ya se ha mencionado, du an e el anscu so de dos es ancias in e nacionales,
el doc o ando u o la ocasión de colabo a en un p oyec o de la Uni e sidad de Ta u
(Es onia), cuyas ca ac e ís icas se de allan en es e apa ado.
3.3.1 Diseño y pa icipan es
Un o al de 264 chicos de en e 11 y 13 años de edad, eclu ados en las escuelas de
la ciudad de Ta u y sus al ededo es, o ma on pa e de es e es udio que iene como obje i o
analiza dis in os ac o es que puedan a ec a a la adquisición de masa ósea du an e oda la
e apa pube al, con especial én asis en la ac i idad ísica. De acue do con el diseño del
p oyec o, el cual con inúa en ac i o, los pa icipan es se án e aluados en epe idas
ocasiones du an e su pe iodo de desa ollo madu a i o si bien se man iene un en oque
obse acional, sin ealiza se ninguna in e ención sob e los pa icipan es. Las a iables
p incipales sob e las que se cen a es e p oyec o son la densidad mine al ósea, ob enida a
pa i de una densi ome ía de ayos-X de ene gía dual y la pa icipación en ac i idad ísica
de dis in as in ensidades, egis ada median e acele ome ía.

Ma e ial y mé odos [Ma e ial and me hods]
- 77 -
Uno de los a ículos pe enecien es a es e p oyec o que o man pa e de la p esen e
Tesis Doc o al u iliza únicamen e los da os ela i os a la e aluación inicial, siguiendo po
lo an o un diseño ans e sal, en el que un o al de 180 pa icipan es suminis a on egis os
de acele ome ía comple os. Po o a pa e, el segundo es udio inco po a los da os
ob enidos en la e aluación de seguimien o, lle ada a cabo un año después de la inicial. T as
es e pe iodo, ue on 140 los pa icipan es que p opo ciona on da os su icien es pa a se
incluidos en el análisis.
3.3.2 Mediciones an opomé icas y e aluación de la masa ósea
Pa a la sesión de e aluación an opomé ica y de la composición co po al, los
pa icipan es pe manecían en opa in e io y descalzos. La alla de los pa icipan es se midió
u ilizando un an opóme o me álico (GPM An h opological Ins umen s, Zu ich, Suiza)
con una p ecisión de 0.1 cm y el pesaje se ealizó con una báscula médica (A&D
Ins umen s L d., Abingdon, Reino Unido) de esolución 0.05 kg.
Pa a la medición de la masa ósea se ealiza on escaneos con DXA (DX-IQ, Luna
Co p., Madison, Wisconsin, Es ados Unidos) en el cue po comple o, la columna lumba
(de L2 a L4) y la cade a no dominan e, ob eniéndose alo es de con enido y densidad
mine al óseos. Se siguie on las ins ucciones del ab ican e an o pa a el posicionamien o
del pa icipan e como pa a el pos e io análisis de las imágenes ob enidas. El mismo écnico
ealizó las mediciones an opomé icas y el análisis de los da os de la densi ome ía en
ambas e aluaciones. El coe icien e de a iación del apa a o se ob u o duplicando las
mediciones (con eposicionamien o) de 20 de los pa icipan es, esul ando in e io al 2%
pa a odas las a iables analizadas.
Po o a pa e, el es ado madu a i o se de e minó median e una p ueba de ayos-X
en la muñeca izquie da, siguiendo el mé odo p opues o po G oulich y Pyle (79,80).
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 78 -
3.3.3 Regis o de la p ác ica de ac i idad ísica
Pa a la e aluación de la p ác ica de ac i idad ísica, los pa icipan es lle a on en su
cade a de echa du an e una semana un acele óme o uniaxial (GT1M Ac ig aph, Mon o ia,
Cali o nia, Es ados Unidos), excep uando los pe iodos de sueño y de ducha o ac i idades
acuá icas.
Los da os en b u o, o iginalmen e de una ecuencia de 30 Hz, se condensa on en
pe iodos (epoch) de 15 segundos pa a acili a su a amien o. Una ez ob enidos los epoch,
se elimina on de los egis os semanales odos aquellos pe iodos iguales o supe io es a 20
minu os sin egis a acele ación alguna, al conside a se iempo no álido (pe iodos en los
que el pa icipan e no ha lle ado el acele óme o consigo). Tan sólo se acep a on pa a el
análisis de ini i o aquellos egis os semanales que incluye an al menos es días con 10 o
más ho as de iempo álido, siendo además es i o al menos uno de esos días.
La in ensidad de la ac i idad ísica se di idió en las ca ego ías de seden a ismo,
ac i idad lige a, mode ada y igo osa de acue do con los pun os de co e p opues os po
E enson y colabo ado es (81). Además, dado que los es udios se o ien a on hacia el análisis
de los pa ones de pa icipación en ac i idad ísica igo osa, se egis a on odas aquellas
andas (bou s) supe io es a cinco minu os con inuados de ac i idad igo osa, con una
ole ancia de un epoch. Se analizó an o el núme o de es as andas dia ias como su du ación
media y máxima.
3.4 P oyec o RENACIMIENTO
Den o de es e p oyec o se enma can es de los manusc i os que componen la
p esen e esis doc o al. No obs an e, uno de ellos, el a ículo IV, p esen a una me odología
pa icula al a a se de un a ículo de e isión sis emá ica, po lo que se le dedica á un
apa ado independien e.
Ma e ial y mé odos [Ma e ial and me hods]
- 79 -
3.4.1 Diseño y pa icipan es
El p oyec o RENACIMIENTO es un ensayo clínico alea o izado ealizado en e
sep iemb e de 2012 y diciemb e de 2015. Si bien el desa ollo e ec i o del p oyec o no se
pudo ajus a comple amen e al diseño inicialmen e concebido y desc i o (75), los
p incipales componen es de es e se man u ie on, con ando con una in e ención de
en enamien o ib a o io de 6 meses y cua o pun os de e aluación; uno an es de comenza
la in e ención, o o al inal de es a pa a obse a los cambias inducidos po la in e ención
y o os dos en los dos años pos e io es a la inalización de la in e ención pa a comp oba
la pe du abilidad de los e ec os.
El p oyec o con ó inicialmen e con 75 con oles no moac i os y 98 nadado es, los
cuales ue on alea o iamen e dis ibuidos en dos g upos, uno de los cuales con inua ía con
su en enamien o habi ual de na ación y o o inco po a ía además el en enamien o sob e
pla a o ma ib a o ia.
Los pa icipan es enían que se caucásicos de una edad comp endida en e los 10 y
los 18 años en el momen o del comienzo del es udio, además de no su i ninguna
en e medad ni oma medicación que a ec ase al hueso. Pa a op a a uni se al es udio den o
del g upo de nadado es, los pa icipan es debían acumula al menos 6 ho as de
en enamien o semanal de na ación, así como ene 3 o más años de expe iencia en
compe ición a ni el egional o supe io .
T as aplica es os c i e ios de inclusión y exclui a los pa icipan es con da os
al an es, la mues a inal incluida ue de 68 nadado es (40 chicos y 28 chicas) y 41
con oles (27 chicos y 14 chicas) en el a ículo V que sigue un en oque longi udinal,
cen ándose en los dos p ime os pun os de e aluación. Po o a pa e, el a ículo VI, que se
cen a exclusi amen e en el g upo de nadado es y sólo iene en cuen a la e aluación inicial
pudo con a con un o al de 78 nadado es (40 chicos y 38 chicas).
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 80 -
3.4.2 P o ocolo de en enamien o ib a o io
Las ca ac e ís icas de la in e ención de en enamien o de ib ación de cue po
comple o se de allan en la abla 1. Como se puede ap ecia , se op ó po un p o ocolo
inc emen al, en el que el aumen o paula ino de la ecuencia y ampli ud de la ib ación
con o me a anza la in e ención esul a en acele aciones p og esi amen e mayo es.
Los pa icipan es enían que asis i la sesión con calzado depo i o y ealizaban po
duplicado una se ie de eje cicios sob e la pla a o ma: sen adilla es á ica a 120º, sen adilla
es á ica a 90º, sen adilla dinámica (oscilando en e las dos posiciones an e io es) y ondos
con cada uno de los pies al en e ( igu a 11). Las sesiones e an supe isadas en odo
momen o po un licenciado en Ciencias de la Ac i idad Física y el Depo e que elaba po
la segu idad de los pa icipan es y se asegu aba de la co ec a ejecución de los eje cicios.
Los pa icipan es acudían a las sesiones po pa ejas, al e nándose los pe iodos de descanso
y eje cicio.
Mes 1
Mes 2
Mes 3
Mes 4
Mes 5
Mes 6
Sesiones
12
12
12
12
12
12
F ecuencia (Hz)
30
30
32
34
36
38
Ampli ud (mm)
1
2
2
2
2
2
Du ación (s)
45
45
45
60
60
60
Descanso (s)
45
45
45
60
60
60
Tiempo o al de ib ación (min)
7.5
7.5
7.5
8
8
8
Du ación de la sesión (min)
15
15
15
16
16
16
Acele ación esul an e (g)
3,6
7,2
8,2
9,3
10,4
11,6
Tabla 1. Pa áme os del p o ocolo de ib ación
Ma e ial y mé odos [Ma e ial and me hods]
- 81 -
Figu a 11. Eje cicios ealizados du an e la sesión de en enamien o ib a o io
Adap ada del a ículo “Do 6 mon he o whole-body ib a ion aining imp o e lean mass and bone mass acquisi ion o
adolescen swimme s?” (82) Licencia: 4665810667489
3.4.3 Mediciones an opomé icas y e aluación de la masa ósea
Al igual que en los p oyec os desc i os con an e io idad, los pa icipan es ue on
medidos (es adióme o SECA 225, SECA, Hambu go, Alemania, esolución 0,1 cm) y
pesados (báscula elec ónica SECA 861, SECA, Hambu go, Alemania, esolución 0,1 kg)
mien as se encon aban en opa in e io y descalzos.
Pos e io men e se p ocedió a la e aluación de su masa ósea (á ea, con enido y
densidad mine al ósea) u ilizando un apa a o de DXA (Hologic Co p., so wa e e sión
pediá ica 12.4, Bed o d, Massachusse s, Es ados Unidos), ealizando escaneos del cue po
comple o, columna lumba (L1-L4) y cade a no dominan e. Todas las mediciones y análisis
de las imágenes ue on ealizadas po el mismo ope ado en enado. Los coe icien es de
a iación del DXA en nues o labo a o io son del 2,3% pa a el con enido mine al óseo y
del 1,3% pa a la densidad mine al ósea (83).
3.4.4 Bioma cado es de me abolismo óseo
Pa a la de e minación de los ni eles en sang e de los ma cado es de me abolismo
óseo se siguie on las indicaciones de la Fundación In e nacional de Os eopo osis y la
Fede ación In e nacional de Química Clínica (12). Se escogie on dos ma cado es de

Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 82 -
o mación ósea: la os eocalcina (OC) y el p opép ido amino- e minal del p ocolágeno ipo
I (P1NP). Como ma cado de eso ción ósea se analizó el elopép ido ca boxi- e minal del
colágeno ipo I (CTX). Con el obje i o de educi la a iación ci cadiana in a-indi idual,
las mues as sanguíneas se ex aje on as un pe iodo de ayuno en el mismo momen o del
día (en e las 8:00 y las 10:00 de la mañana).
T as su ex acción, la mues a se dejaba eposa du an e media ho a y se p ocedía
al cen i ugado a 10.000 e oluciones po minu o du an e 15 minu os y su pos e io
almacenamien o en una cáma a igo í ica a -80ºC. La de e minación de los ni eles de
ma cado es p esen es en el sue o se lle ó a cabo en un labo a o io independien e, median e
inmunoensayos de elec oquimioluminiscencia.
3.4.5 P uebas de condición ísica
Den o del p oyec o RENACIMIENTO se lle a on a cabo di e sas p uebas de
condición ísica. No obs an e, en es e apa ado se desc iben únicamen e aquellas p uebas
incluidas en los análisis ealizados en los a ículos pe enecien es a la p esen e Tesis
Doc o al.
Las p uebas de ue za se ealiza on siguiendo el mismo p ocedimien o desc i o en
el p oyec o PREFIT, e aluando la ue za de los miemb os supe io es median e la p ueba
de dinamome ía manual y la ue za de las ex emidades in e io es con la p ueba de sal o
de longi ud a pies jun os. Pa a la e aluación de la esis encia ca dio espi a o ia se empleó
el es de Lege o iginal (78). Po o a pa e, pa a la medición de la elocidad se c onome ó
el iempo anscu ido en ealiza un sp in de 30 me os en línea ec a u ilizando células
o oeléc icas.
Ma e ial y mé odos [Ma e ial and me hods]
- 83 -
3.4.6 O as a iables
Den o del p oyec o RENACIMIENTO se u ie on en cuen a di e sas a iables que
pueden a ec a al p oceso de c ecimien o óseo du an e la adolescencia y po lo an o se
egis a on pa a pode con ola su e ec o como a iables de con usión o mediado as.
Pa a la de e minación del es ado de desa ollo pube al se acili ó a los pa icipan es
una planilla en la que se ep esen a g á icamen e las e apas desc i as la escala de Tanne y
Whi ehouse (84) de mane a que pudie an p ocede a su au oe aluación.
La inges a dia ia de calcio se calculó a pa i de un cues iona io alidado de
ecuencia de consumo de alimen os icos en calcio como el queso o el pan (85).
Asimismo, los pa icipan es comple a on un cues iona io en el que se ecogía la
p ác ica de ac i idad ísica an o en el p esen e como en el pasado. Además, pa a los
pa icipan es nadado es se ecogió su olumen de en enamien o (en ho as po semana), su
expe iencia en compe ición (en años) y su endimien o en compe ición, comp obando los
iempos o iciales en compe ición y la pun uación o o gada po la Fede ación In e nacional
de Na ación.
3.4.7 Re isión de e isiones sis emá icas
Como se ha mencionado, en es e apa ado se desc ibi án las pau as gene ales
seguidas pa a la ealización de la e isión sis emá ica pe enecien e a es a Tesis Doc o al.
Se puede encon a una desc ipción de allada de odos los pasos seguidos du an e su
elabo ación en el apa ado de me odología del a ículo IV del capí ulo Resul ados y
discusión.
La p ime a pa icula idad que se debe esal a con espec o al abajo de e isión
lle ado a cabo es que su obje i o p incipal no es el de ecopila in o mación ecogida en
dis in os a ículos indi iduales, sino que p e ende ecoge los esul ados ob enidos en
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 84 -
dis in as e isiones, a ándose po an o de una e isión de e isiones sis emá icas, ambién
denominada o e iew en lengua inglesa.
Como al, hay algunos aspec os de su p ocedimien o me odológico que son
simila es a los de una e isión adicional, como la sis ema ización de la ecogida de
in o mación, pe o hay o os aspec os que di ie en, al ene que a a con dos capas de
uen es de in o mación, es o es, an o las e isiones sis emá icas como los es udios
indi iduales que las componen. Po lo an o, pa a la ealización de es a e isión de
e isiones se siguió una me odología diseñada especí icamen e pa a es e ipo de
in es igación (86,87).
Así pues, as de ini los é minos de búsqueda den o de es bases de da os
elec ónicas (PubMed, Coch ane Lib a y y Spo Discus), dos in es igado es examina on
de mane a independien e los a ículos encon ados seleccionando únicamen e los
documen os que consis ie an en e isiones sis emá icas que analiza an los e ec os del
en enamien o en pla a o ma ib a o ia de cue po comple o sob e pa áme os óseos, ya
ue an ela i os a su composición, es uc u a o me abolismo. No se ealizó ninguna
es icción espec o a la población obje i o de la e isión ni a la echa de publicación de
es a.
Una ez ecopiladas las 17 e isiones sis emá icas que e mina on siendo incluidas
en la e isión de e isiones, se p ocedió a la e aluación de la calidad me odológica de es as,
siguiendo la escala AMSTAR (88). Asimismo, se lle ó a cabo una ecopilación sis emá ica
de las ca ac e ís icas p incipales y esul ados ob enidos en cada una de las e isiones,
decidiéndose ealiza una di isión de los esul ados en es ca ego ías en unción de la
población es udiada: muje es pos menopáusicas, adul os jó enes y niños y adolescen es
con baja densidad mine al ósea.
Ma e ial y mé odos [Ma e ial and me hods]
- 85 -
También se u o en cuen a la posible duplicidad de la in o mación ecogida po las
dis in as e isiones, po lo que se ecogió una lis a de los es udios indi iduales que
componían cada e isión sis emá ica y se ealizó una comp obación c uzada de aquellos
es udios indi iduales que igu aban en más de un documen o, calculando además el g ado
de solapamien o de la in o mación según la ó mula p opues a po Piepe y colabo ado es
(89). En el caso de de ec a se con lic os en e dis in as e isiones a la ho a de ealiza la
in e p e ación de los esul ados de algún es udio indi idual, se p ocedió a consul a la
uen e o iginal.
3.5 Análisis es adís icos
Dado que algunos de los mé odos es adís icos u ilizados son comunes a a ios de
los a ículos que componen la p esen e Tesis Doc o al, se ha op ado po desc ibi las
dis in as p uebas es adís icas u ilizadas en es e apa ado conjun o, en el que ambién se
incluyen p ocedimien os más especí icos que no ienen po qué se u ilizados en odos los
manusc i os. No obs an e, en cada uno de los a ículos incluidos en el siguien e capí ulo de
Resul ados y discusión se encuen a disponible una desc ipción de allada de las écnicas
es adís icas empleadas.
El so wa e empleado pa a ealiza la mayo ía de las p uebas es adís icas ue el
S a is ical Package o he Social Sciences (SPSS Inc., e sión 22.0, Chicago, Illinois,
Es ados Unidos), si bien a o el análisis de los da os de acele ome ía como la elabo ación
de los á boles de decisión del manusc i o VI se ealiza on u ilizando el lenguaje de
p og amación es adís ica R (90), u ilizando dis in os paque es pa a amplia su
uncionalidad. El ni el de signi icación es adís ica se ijó en α<0,05.
- 92 -

Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 93 -
ABSTRACT
Backg ound: The posi i e associa ion be ween physical i ness and bone s uc u e has
been widely in es iga ed in child en and adolescen s wi h no s udies e alua ing his
in luence in young child en, i.e. p eschoole s.
Hypo hesis: Fi child en will p esen imp o ed bone a iables when compa ed o un i
child en and no sex di e ences will eme ge in he sample.
S udy design: C oss-Sec ional S udy
Le el o e idence: 2c
Me hods: Handg ip s eng h, s anding long jump (SLJ), speed-agili y, balance and
ca dio espi a o y i ness (CRF) we e assessed wi h he PREFIT ba e y in 92 child en (50
boys; ages om 3 o 5). A pe iphe al quan i a i e compu ed omog aphy scan was
pe o med a he 38% o he non-dominan ibia. Clus e analysis om handg ip s eng h,
SLJ, speed-agili y and CRF was de eloped o iden i y i ness g oups. Bone a iables we e
compa ed be ween sexes and be ween clus e g oups. The associa ion be ween indi idual
physical i ness componen s and di e en bone a iables was also es ed.
Resul s: Th ee clus e g oups eme ged and we e named as FIT (high alues o all he
included physical i ness a iables), STRONG (high s eng h alues and low speed-agili y
and CRF), and UNFIT (low s eng h, agili y and CRF). FIT p esen ed highe alues han
STRONG and UNFIT o o al and co ical bone mine al con en , co ical a ea and pola
s eng h s ain index (all p<0.05). FIT also p esen ed a highe co ical hickness when
compa ed o UNFIT (p<0.05). Handg ip, SLJ and speed-agili y p edic ed all he bone
a iables excep o o al and co ical olume ic bone mine al densi y ( BMD). No
di e ences we e ound o bone a iables be ween sexes.
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 94 -
Conclusions: These esul s sugges ha global i ness is a key de e minan o bone s uc u e
and s eng h, bu no BMD in p eschoole s.
Clinical ele ance: Physical i ness is de e minan o ibial bone mine al con en , s uc u e
and s eng h in e y young child en. Pe o ming physical i ness es s could p o ide use ul
in o ma ion ela ed o bone heal h in p eschoole s.
Keywo ds: Bone mass, p eschool, muscula s eng h, child en, i ness.
Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 95 -
INTRODUCTION
Physical ac i i y is a majo de e minan o body composi ion (91), cogni ion (92), bone
mass (93), bone s eng h (94) and quali y o li e (95) in child en. None heless, some s udies
ha e sugges ed ha he e ec o physical ac i i y on he p e iously men ioned ou comes is
media ed by physical i ness (96). I is clea ha bo h a e posi i ely associa ed and ha
while egis e s o physical ac i i y a e usually based on a 7-day window, physical i ness
is a obus physiological measu e ha could e lec he amoun o physical ac i i y
pe o med du ing he p e ious mon hs.
The e ec s o physical i ness on heal h ha e also been widely s udied in child en (97),
inding posi i e associa ions wi h quali y o li e (95), me abolic isk ac o s (98) and bone
heal h (98), among o he s. Focusing on bone heal h, 12 ou o 17 s udies included in a me a-
analysis de eloped by Smi h e al. (98) showed a posi i e associa ion be ween muscula
i ness and bone mass. G acia-Ma co e al. (99) e alua ed he in luence o se e al
componen s o physical i ness and physical ac i i y on bone mine al con en (BMC) in
adolescen s, inding ha lowe le els o i ness we e associa ed wi h lowe BMC. An
in e es ing inding o he p e ious s udy was ha ca dio espi a o y i ness had no in luence
on BMC in boys, sugges ing ha he de elopmen o di e en i ness componen s migh
ac unequally on bone mass.
Bo h BMC and bone mine al densi y (BMD) measu ed wi h dual ene gy x- ay
abso p iome y (DXA) ha e been he mos esea ched bone- a iables. Ne e heless, DXA
has se e al limi a ions when used in small child en (100), and unlike pe iphe al quan i a i e
compu ed omog aphy (pQCT), DXA only p o ides in o ma ion abou bone quan i y
wi hou e alua ing s uc u e and he e o e bone quali y. This migh be e y impo an
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 96 -
in o ma ion, as bone s eng h, which is a ac u e isk ac o , is de e mined by bo h BMD
and bone s uc u e (101).
Few s udies ha e measu ed he associa ion be ween physical i ness and bone s uc u e in
child en, inding ha muscula i ness p edic s adolescen bone s eng h in 17 yea -olds
(102), and ha ac i e i 7 o 9 yea -old boys p esen g ea e co ical a ea and hickness
compa ed o inac i e-un i boys (103). To he bes o ou knowledge no s udies ha e
e alua ed he associa ion be ween physical i ness and bone s uc u e in e y young
child en as p eschoole s. I is impo an o cla i y his e ec , as poo bone acc ual du ing
g ow h is associa ed wi h inc eased ac u e isk in childhood (104,105) and may in luence
li elong ac u e isk (106).
The e o e, he aims o he p esen s udy we e: 1) o de e mine he associa ion be ween
di e en physical i ness componen s and se e al s uc u al bone pa ame e s in 3 o 5 yea
olds, 2) o analyze he o e all associa ion be ween physical i ness and bone s uc u e, and
3) o de e mine i sex di e ences ega ding bone s uc u e ha e al eady eme ged in 3 o 5
yea olds.
I was hypo hesized ha i child en would p esen imp o ed bone a iables when
compa ed o un i child en and ha no sex di e ences would be p esen in he sample.
METHODS
Design and pa icipan s
This s udy is pa o he PREFIT p ojec (Assessing FITness le els in PREschoole s,
h p://p o i h.ug .es/p e i ), a mul icen ic s udy de eloped in 10 Spanish ci ies, aiming o
include 3000 p e-school child en o de elop physical i ness e e ence alues wi h he
Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 97 -
PREFIT physical assessmen ba e y and also o de e mine he associa ion o physical
i ness and se e al heal h ou comes. The p esen s udy ocused on he sample om
Za agoza (Spain), he only cen e in which bone s uc u e was measu ed, and i is no
ep esen a i e o he whole Spanish popula ion o p eschoole s. The s udy p o ocol was
app o ed by he Re iew Commi ee o Resea ch In ol ing Human Subjec s om he
Uni e si y o G anada (nº 845) and by he E hics Commi ee o he Uni e si y o Za agoza
(CEICA CP18/2014), and i adhe es o he Helsinki Decla a ion o 1961 ( e ision o
Fo aleza 2013). Signed in o med consen was e ie ed om he pa en s o legal gua dians
o he pa icipan s.
In o de o be included, pa icipan s had o be: 1) in p e-school yea s 1, 2 o 3 (s a ing ages
3, 4 and 5 yea s espec i ely), 2) heal hy and no aking medica ions a ec ing bones. Those
pa icipan s ha did no p esen comple e i ness and bone da a, we e excluded om inal
analyses. Bone scans showing any sign o mo emen we e omi ed om all analyses. F om
he ini ial 139 pa icipan s (77 boys and 62 gi ls), 47 scans (27 boys and 20 gi ls) we e
excluded om he analysis due o mo emen a i ac (37%). The e o e, o gua an y high
quali y da a all he analyses o he p esen manusc ip we e conduc ed wi h 92 pa icipan s
(50 boys and 42 gi ls).
Physical i ness assessmen
Physical i ness was assessed wi h he PREFIT ba e y (107) which is known o be easible
and eliable in p eschoole s (108).
The PREFIT ba e y was pe o med o measu e physical i ness. In o de o ob ain he
highes le el o pe o mance pa icipan s we e e bally encou aged du ing he du a ion o
all he es s. The pe o med es s we e:

Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 98 -
1) Handg ip s eng h es s (Handg ip): I was measu ed using a handg ip dynamome e
(TKK 5001, g ip A, Takei, Tokyo; ange 0–100kg; accu acy 0.5 kg). Child en we e
in a s anding posi ion main aining he a m o he es ed side s aigh down wi h he
shoulde sligh ly abduc ed (~10° no ouching he es o he body), he elbow in 0°
lexion, and he o ea m in neu al posi ion and he w is in 0° lexion. The bes
alue o he ou a emp s ( wo ials wi h each hand) was chosen (kg).
2) Lowe limb explosi e s eng h (s anding long jump es ; SLJ): This es consis s o
jumping ho izon ally wi h bo h ee a he same ime he maximum dis ance o e a
non-slippe y and ha d su ace wi h he ee immedia ely behind he s a ing line and
sepa a e om each o he app oxima ely a he shoulde ’s wid h. Child en pe o med
h ee jumps wi h 1–2 min es be ween a emp s. The bes alue o h ee a emp s
in cen ime e s was used o he analysis
3) Balance (s anding on one leg es ; balance): One-leg s ance es was used o e alua e
he s a ic balance. An a emp was made on each leg sco ing he ime i go o keep
i he e.
Child en we e allowed o use hei a ms i i was necessa y o main ain he balance
posi ion as long as possible. The ime was ac i a ed when he ee leg le he
g ound. The es ended when he child en we e no able o main ain he equi ed
posi ion, i.e. mo ed he suppo ing oo , heel o oe o he o iginal posi ion. The
mean o wo a emp s was egis e ed in seconds.
4) Speed-agili y (4x10m shu le un es ; agili y): Pa icipan s an back and o h ou
imes along a 10-m ack a he highes speed possible. A he end o each ack
sec ion, he pa icipan s had o ouch he hand o a esea che c ossing he limi line
wi h bo h ee . Child en pe o med he es wice wi h 1–2 min es be ween
a emp s. The bes esul (minimum sco e in seconds) was used o he analysis.
Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 99 -
5) Ca dio espi a o y i ness (PREFIT 20-m shu le un es ; laps): This es equi ed
pa icipan s o un back and o h be ween wo lines se 20m apa . Running pace
was de e mined by audio signals emi ed om a p e eco ded compac disc: he
ini ial eloci y was 6.5 km/h, which was inc eased by 0.5 km/h/min. The es also
equi es ha wo esea che s an wi h he p eschool child en one in on and
ano he behind hem o ming an imagina y band in mo ion ha helps o main ain
he co ec speed. The es was inished when he pa icipan ailed o each he end
lines concu en wi h he audio signals on wo consecu i e occasions o he child
s opped because o a igue
6) Rela i e handg ip s eng h (Rel_Handg ip) was calcula ed as he absolu e handg ip
s eng h di ided by he body weigh .
The PREFIT ba e y also includes an h opome ic measu emen s wi h weigh measu ed o
he nea es 0.1 kg wi h a body composi ion analyze (TANITA BC420 SMA, Hambu g,
Ge many) and heigh assessed o he nea es 0.1 cm wi h a s adiome e (SECA 213,
Hambu g, Ge many).
Bone measu emen s
A S a ec XCT-2000 L scanne (S a ec Medizin echnik, P o zheim, Ge many) ha has
been p o ed o be a alid de ice o measu e bone in 3 o 4 yea -old child en (109) was used
o e alua e he non-dominan ibia. This de ice is a ansla e- o a e, small compu ed
omog aphy scanne ha acqui es a ans-axial image and allows he measu emen o ibia
and adius. In o de o he ob ained image o be alid o pos e io analyses pa icipan s
mus s ay o ally s ill o he en i e du a ion o he scans. We ha e seen ha he adius is
mo e sensi i e o mo emen han he ibia (110,111), he e o e only he ibia was analyzed.
Pa icipan s we e dis ac ed wi h a ca oon chap e ha was played du ing he whole scan
wi h he aim o educing mo emen .
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 100 -
The coe icien o a ia ion be ween measu emen s o he phan om is < 1%. In i o
coe icien s o a ia ion o se e al measu es o pQCT in ou labo a o y ha e been
desc ibed elsewhe e (112). The non-dominan ibia was selec ed o measu emen s as
ecommended by he In e na ional Socie y o Clinical Densi ome y (113). The diaphyseal
ibia esul s (loca ed a he 38% o he o al ibia leng h) we e used, always placing he
e e ence line a he ibial endpla e. Pa icipan s we e sea ed in a s a iona y chai , adjus ed
o he app op ia e heigh . The ibia leng h om he dis al end o he medial malleolus o he
medial knee join cle was measu ed. A ibial adjus able as en bel was used o hold he
limb and o limi mo ion du ing he scans. E e y limb was cen e ed in he imagining ield.
The scanne was posi ioned on he dis al ibia, and a co onal compu ed adiog aph (scou
iew) was pe o med o manually loca e a e e ence line on he dis al end o he ibia. The
measu emen si es we e loca ed p oximal o his e e ence line by a dis ance co esponding
o 38% (diaphyseal ibia) o he ibia leng h.
Bone ou comes
Da a o o al and co ical bone a he 38% o he ibia leng h we e egis e ed. Volume ic
BMD ( BMD), BMC and a ea, we e de i ed o bo h co ical and o al bone. Addi ionally,
co ical hickness was measu ed. Bone s eng h was es ablished wi h espec o o sion
(Pola s eng h s ain index: SSIPOL), and bending wi h espec o he X axis (F ac_X).
S a is ical analyses
Powe calcula ion and sample size es ima ions we e compu ed based on he p ima y
ou come o he mul icen ic PREFIT p ojec (114). The p esen s udy is based on a
seconda y analysis only using da a om a esea ch cen e om he mul icen ic p ojec (as
only one cen e collec ed bone da a). None heless, sample size is simila o a p e ious
Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 101 -
impo an s udy ha also measu ed bone s uc u e in p eschool child en ha p esen ed a
sample o 101 child en (53 boys) (109).
Sample cha ac e is ics a e p esen ed wi h mean and s anda d de ia ions o equencies.
Sex di e ences o bone a iables we e e alua ed using Analyses o Co a iance
(ANCOVA) adjus ing by age and ibia leng h.
The associa ion be ween di e en i ness a iables and bone was e alua ed h ough linea
eg ession models. Fo each physical i ness a iable wo models we e c ea ed, wi h Model
1 only including age, sex and ibia leng h ( he same model o all physical i ness a iables).
Model 2 included all he a iables om Model 1 plus he physical i ness a iable.
Clus e analysis was pe o med o iden i y g oups o physical i ness and compa e bone
a iables among g oups. As no sex-di e ences o bone a iables we e ound, clus e
analyses we e pe o med o he whole sample.
Fi s ly, Z-sco es we e calcula ed o Rel_handg ip, SLJ, agili y and laps. As Rel_handg ip
and SLJ bo h exp ess s eng h, hey we e g ouped in o one a iable ((SLJ Z-sco e +
Rel_handg ip Z-sco e) / 2), called S eng h. Balance was no included as he linea
eg ession coe icien s we e all non-signi ican sugges ing ha i was no associa ed wi h
bone s uc u e o s eng h. Al hough he linea eg ession coe icien s o ca dio espi a o y
i ness we e also non-signi ican , we decided o include his a iable in he clus e analysis
as p e ious s udies sugges ha i is an impo an i ness a iable ega ding bone mass in
child en and adolescen s (115).
Secondly, hie a chical clus e analysis was pe o med wi h he 3- i ness Z-sco e alues
(S eng h, Agili y and Laps), inding ha he inal clus e solu ions we e always highly
in luenced by age, wi h hose classi ied as FIT mos ly 5-yea -old pa icipan s ( om hi d
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 108 -
simila alues han he STRONG g oup o he s eng h a iables, and also p esen ed high
alues o bo h speed-agili y and Laps. Finally, Clus e 3 was labelled as UNFIT as i
showed he lowes alues o s eng h and agili y and simila alues o Laps han he
STRONG g oup. S a is ical di e ences among he g oups a e desc ibed in Figu e 1.
Desc ip i e cha ac e is ics and g oup composi ion a e displayed in Table 4.
Rega ding bone a iables, adjus ed age and ibia leng h esul s a e p esen ed in Figu e 1.
No di e ences we e ound among g oups o o al and co ical BMD, o al a ea and
FRAC_X. The FIT p esen ed highe alues han he STRONG and UNFIT o he SSIPOL,
co ical a ea and o al and co ical BMC (all p<0.05; Figu e 1). Addi ionally, FIT also
p esen ed highe alues han he UNFIT o co ical hickness (p<0.05; Figu e 1). No
di e ences we e ound be ween he STRONG and UNFIT o any o he measu ed bone
a iables.
DISCUSSION
Bone sexual dimo phism
No bone sexual dimo phism, as epo ed la e in li e by p e ious s udies (119,120), was
ound in ou s udy. Ve y ew s udies ha e e alua ed bone s uc u e in he same age ange
sample, wi h Moon e al. (121) who measu ed a he 38% o he non-dominan ibia also
inding no di e ences be ween 6 yea -old boys and gi ls. Binkley and Specke (109) in a
s udy aiming o e alua e he alidi y o pQCT measu es in 3 o 4 yea olds epo ed no
di e ences be ween boys’ and gi ls’ ibial alues wi h he same de ice used in he p esen
s udy (S a ec XCT 2000). These indings, in line wi h ou s, sugges ha BMC, BMD and
bone s uc u al sexual dimo phism could eme ge la e in li e, al hough u he esea ch is
needed in his age ange popula ion o con i m ou esul s.

Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 109 -
Associa ions be ween physical i ness and bone
The indings o he p esen s udy sugges ha physical i ness migh modi y bone s uc u e
wi hou s imula ing BMD, which is in line wi h p e ious s udies. Fo example, Schöenau
(122) e alua ed he associa ion o handg ip and bone s eng h in 6 o 13 yea -old child en
inding age-dependen inc eases in bone s eng h indexes, c oss-sec ional and co ical a eas
wi hou inc eases in BMD, and mo e impo an ly, inding posi i e associa ions be ween
handg ip and s uc u al pa ame e s wi hou associa ions be ween handg ip and BMD.
Simila esul s can be ound in olde popula ions, o example when compa ing he
dominan adius o he non-dominan adius o ennis playe s (mean age 30 yea s). In his
ega d, Haapsalo e al. (123) ound signi ican di e ences be ween bo h limbs o mos o
he s uc u al a iables wi hou inding di e ences in BMD. These indings, in line wi h
ou s, sugges ha physical i ness s imula es bone s uc u e and no BMD. Inc eases in
co ical hickness and in c oss-sec ional a eas en ail inc eases in a eal BMD as measu ed
wi h DXA, which would explain why so many s udies ha e ound bene i s o exe cise
in e en ions on a eal BMD (53,124).
The nega i e esul s o he balance es we e expec able as Cadenas-Sanchez e al. (108)
ecen ly published a s udy e alua ing he eliabili y o he es s included in he PREFIT
ba e y showing a low eliabili y o he one leg balance es , sugges ing ha his es should
be elimina ed om he ba e y. None heless, because da a o he p esen s udy we e al eady
collec ed be o e he publica ion o he a o emen ioned s udy i was decided o p esen all
he collec ed physical i ness da a and hen explo e possible associa ions wi h bone
a iables. Simila ly, esul s om he adap ed shu le un es , which is pe o med o es
ca dio espi a o y i ness, did no p edic any o he measu ed bone a iables.
Ca dio espi a o y i ness has shown con o e sial esul s when e alua ing i s associa ion
wi h bone a iables in p e ious s udies. Some esea che s ha e ound posi i e associa ions
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 110 -
be ween ca dio espi a o y i ness and bone a iables measu ed wi h DXA in c oss-
sec ional s udies e alua ing adolescen s (125,126), while o he s in longi udinal s udies
ound no associa ion be ween ca dio espi a o y i ness and he enhancemen o bone mass
(127). Da a om long ollow-up s udies sugges ha only neu omo o i ness (muscula
s eng h and speed), is ela ed o BMD a adul hood (128,129).
Al hough he e is no clea explana ion o he con o e sial esul s ound when examining
li e a u e ega ding ca dio espi a o y i ness and bone, i is possible ha i , ins ead o
analyzing each i ness componen sepa a ely, a holis ic analysis was pe o med clea e
esul s would eme ge. The clus e analysis esul s suppo his idea, as hose classi ied as
FIT who p esen ed highe ca dio espi a o y le els han bo h he STRONG and UNFIT,
p esen ed enhanced bone a iables. These esul s a e simila o hose ound by Duckham
e al. (103) who e alua ed 7 o 9 yea -old child en inding ha hose classi ied as i
p esen ed be e s uc u al bone a iables han hose classi ied as un i . Summa izing, hese
esul s sugges ha al hough when independen ly assessed, muscula i ness and agili y a e
de e minan o bone mass, ca dio espi a o y i ness is also impo an in p eschool child en.
The ac ha no di e ences we e ound be ween he STRONG and UNFIT g oups o any
o he measu ed bone a iables sugges s ha o p eschool child en global i ness (high
le els o all he i ness a iables), is mo e impo an han jus high muscula s eng h.
Simila esul s ha e been ound in child en (103) and adolescen s (99), whe e physical
i ness has been shown o be c i ical o bone heal h. Addi ionally, p e ious s udies ha e
shown ha di e ences in physical i ness du ing adolescence can lead o di e ences in
BMD du ing adul hood2. This migh sugges ha he di e ences in bone heal h ound
al eady a he p eschool s age could be e ained h ough childhood and adolescence o ha
hose who a e ac i e a young ages a e mo e likely o s ay ac i e du ing adolescence and
Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 111 -
consequen ly p esen an imp o ed bone mass du ing hei en i e li e. Fu he , long- e m
longi udinal s udies a e needed o con i m his hypo hesis.
I is impo an o no ice ha simila ly o p e ious s udies de eloped in p eschool child en
(130) and olde child en and adolescen s (131), we ound a high numbe o pQCT blu ed
scans. When compa ing ou esul s o p e ious s udies i seems like he pe cen age o
mo ed scans dec eases wi h an inc ease o pa icipan s’ age, as in s udies de eloped wi h
younge pa icipan s he pe cen age o loss was ound o be e en highe (51% o scans
p esen ed poo quali y) (130), while in s udies including olde pa icipan s he pe cen age
o mo ed scans seems o dec ease as Moon e al. (121) and Cole e al. (132) ound a 20.5%
and 16% o mo ed scans espec i ely when measu ing he diaphyseal ibia in 6 o 7 yea -
olds. I is impo an o acknowledge his loss o scans in ou s udy and in p e ious ones due
o mo emen so ha u he s udies aiming o e alua e bone s uc u e wi h pQCT in young
child en ake his sample loss in o accoun o sample size calcula ions.
S eng hs and limi a ions
Al hough he s udy p esen s se e al s eng hs such as he measu emen o ibia s uc u e
wi h a pQCT and he assessmen o physical i ness wi h a alida ed ba e y i is no exemp
o limi a ions. Fi s ly, his is a c oss-sec ional s udy, and he e o e we canno conclude ha
an inc ease in any o he physical i ness a iables would imp o e bone s uc u e o
s eng h, secondly, physical ac i i y and nu i ion ha could a ec bone a iables we e no
egis e ed and inally, some physical i ness es s like he balance es and he long jump
es ha e shown poo eliabili y in p e ious s udies de eloped in simila age-samples (108).
Conclusions
Rega ding he in luence o i ness on bone, ela i e uppe - and lowe -muscula s eng h,
and speed-agili y p edic ed all he measu ed bone a iables excep o BMD. Al hough
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 112 -
balance and ca dio espi a o y i ness did no di ec ly in luence any o he measu ed bone
a iables, high ca dio espi a o y i ness was one o he main cha ac e is ics o he FIT
g oup ha p esen ed highe bone alues han he STRONG and UNFIT g oups. These
esul s sugges ha global i ness is a key de e minan o bone s uc u e and s eng h, bu
no o BMD in p eschool child en. Consequen ly, pe o ming physical i ness es s could
p o ide use ul in o ma ion ela ed o bone heal h in p eschoole s. Bone mass sexual
dimo phism has s ill no eme ged in 3 o 6 yea olds. Fu he simila s udies wi h
p eschoole s a e needed in o de o co obo a e he p esen esul s.
- 113 -
4.2 F equency and du a ion o igo ous
physical ac i i y bou s a e associa ed wi h
adolescen boys’ bone mine al s a us:
A c oss-sec ional s udy

- 114 -
Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 115 -
ABSTRACT
Pu pose: Vigo ous physical ac i i y (VPA) has been p o en o p omo e os eogenesis in
adolescen s; howe e , he speci ics o he op imal pa e n o equency and du a ion o VPA
a e unknown. The main goal o he p esen s udy was o analyze he associa ions o
di e en leng h o VPA bou s wi h bone heal h.
Me hods: 180 heal hy male adolescen s (11-13 yea s) had hei bone mine al con en and
densi y assessed by dual-ene gy X- ay abso p iome y scans a he whole body, emo al
neck (FN) and lumba spine and hei physical ac i i y measu ed by an accele ome e
du ing one week.
Resul s: VPA was he in ensi y wi h he s onges associa ions wi h bone mine al
pa ame e s especially a he FN. Subjec s whose longes VPA bou was 5 minu es o abo e
had highe FN bone mine al densi y (BMD) han hose who did no comple e any 5-minu e
bou and hese di e ences we e g ea e wi h pa icipan s who eached 15 consecu i e
minu es o VPA (>15’: 0.977 ± 0.020g/cm2; 5’-15’: 0.907 ± 0.009g/cm2; <5’: 0.876 ±
0.009g/cm2; all p<0.05). When compa ing he ele ance o VPA bou s and olume o
physical ac i i y, he g oup wi h low olume and ha ing a VPA bou had be e FN BMD
compa ed o he g oup wi h high olume bu no VPA bou . Addi ionally, he g oup wi h
bo h high olume and VPA bou showed be e FN BMD han he es o he g oups.
Conclusions: VPA may be he mos e ec i e ac i i y in ensi y o imp o e bone mine al
densi y and con en o adolescen boys, wi h g ea e bene i s i VPA pe iods ei he long o
equen .
Keywo ds: Pube y; Os eopo osis; Os eopenia; P e en ion; DXA, Physical ac i i y bou s
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 116 -
INTRODUCTION
Os eopo osis, a disease cha ac e ized by a low bone mine al densi y (BMD), shows a
p e alence o people abo e 50 yea s o age o 6.6% o men and 22.1% o women in he
Eu opean Union (30) and 16% and 29.9% o men and women espec i ely in he Uni ed
S a es (32). This bone agili y esul s in a educed ole ance o s ess and an inc eased
ac u e isk (29). Os eopo o ic ac u es can, in u n, lead o educed unc ionali y,
disabili y and e en dea h (35). Os eopo osis is al eady an economical bu den o heal hca e
sys ems which is expec ed o ise in he coming yea s due o demog aphic changes (30).
The e o e, os eopo osis managemen and p e en ion is a main conce n o de eloped
coun ies (34,133).
One o he key s a egies o p e en ing os eopo osis elies on maximizing he peak BMD
(44,134) eached in ea ly adul hood, since an inc ease o only 10% on his pa ame e has
been shown o delay os eopo osis up o 13 yea s (135). Adolescence is a c i ical s age o
bone de elopmen , as 40% o adul bone mass is accumula ed du ing he pube al yea s
(18). I is es ima ed ha a ound 60% o he in e indi idual a iabili y in bone mass is due
o endogenous ac o s such as ace, sex o gene ics (44). Wi hin he con ollable ac o s
ha a ec bone mass acc ual, weigh -bea ing physical ac i i y (PA) is among he ones wi h
he highes impac and he e o e an adequa e managemen o his beha iou is c ucial o a
heal hy bone de elopmen (65).
The e a e se e al e iews ha show s ong and consis en posi i e e ec s on bone
de elopmen o spo s p ac ice (55,56), exe cise in e en ions (54,136) and e en
pa icipa ion in uns uc u ed weigh -bea ing PA (51,52) du ing childhood and adolescence.
Mo eo e , s uc u al bene i s ob ained du ing pube y a e e ained la e in li e (58,59,137).
Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 117 -
High-impac PA has been p o en o be e ec i e o imp o ing BMD e en in subjec s wi h
a wo se gene ic p edisposi ion o bone de elopmen (57).
Vigo ous weigh -bea ing physical ac i i y (VPA) seems o be he mos e ec i e in ensi y
o bone g ow h (60,61), e en hough some associa ions ha e been ound among bone
mine al pa ame e s and o al, ligh o mode a e PA as well, whe eas he nega i e in luence
o seden a y ime has been obse ed (62,63). Appa en ly, complying wi h he gene al
ecommenda ions o PA du ing childhood and adolescence may no be enough o gua an ee
an adequa e bone de elopmen (64) and hence, speci ic ecommenda ions o daily VPA
ha e been p oposed (62,138). Howe e , equency, du a ion and dis ibu ion o VPA may
al e he e ec i eness o he speci ic adap a ions (66). None heless, o ou bes knowledge,
his has only been s udied in animals (139) and in bone s eng h pa ame e s a he ibia (66).
A be e unde s anding o he op imal pa e n o VPA o he imp o emen o adolescen
bone heal h may be decisi e o he de elopmen o PA ecommenda ions and exe cise
in e en ions aimed o he p e en ion o os eopo osis.
The e o e, he main goal o he p esen in es iga ion was o analyze he epe cussion o
objec i ely measu ed physical ac i i y pa e ns on bone mass in heal hy adolescen s,
ocusing on he analysis o igo ous physical ac i i y bou s and he o e all olume o
physical ac i i y.
METHODS
Pa icipan s and s udy design
A o al o 264 heal hy Caucasian boys be ween 11 and 13 yea s o age om di e en
schools in Ta u and i s su oundings pa icipa ed in his c oss-sec ional s udy be ween
Oc obe 2010 and Ma ch 2011 (140–142). The es s included an h opome y and bone
mine al measu emen s, sexual ma u a ion e alua ion and physical ac i i y egis a ion.
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 124 -
Table 3 – Physical ac i i y p o ile compa ison be ween bone mine al s a us ca ego ies a
Bad o e all s a us
(n= 66)
Good o e all s a us
(n= 63)
Seden a y ime (min/d)
551.6 ± 69.6
540.1 ± 75.2
Ligh PA (min/d)
234.2 ± 43.2
241.5 ± 56.0
Mode a e PA (min/d)
38.5 ± 13.4
41.2 ± 14.1
Vigo ous PA (min/d)
17.0 ± 12.2
22.5 ± 14.3*
To al PA (coun s/min)
456.0 ± 127.8
516.9 ± 168.6*
a Values a e exp essed as mean ± s anda d de ia ion
*Signi ican di e ences be ween he g oups (p<0.05)
PA: Physical ac i i y
Table 4 – Bone mine al pa ame e s a e adjus men by weigh and biological age in
ela ion wi h VPA bou s occu ence, equency and du a ion a
Exis ence o any 5-min
VPA bou
No (n=83)
Yes (n=97)
WB BMC (g)
1662 ± 18
1737 ± 17*
WB BMD (g/cm2)
0.967 ± 0.005
0.984 ± 0.005*
FN BMC (g)
3.92 ± 0.05
4.19 ± 0.05*
FN BMD (g/cm2)
0.876 ± 0.009
0.918 ± 0.008*
LS BMC (g)
26.46 ± 0.49
27.24 ± 0.45
LS BMD (g/cm2)
0.816 ± 0.008
0.828 ± 0.008
F equency o 5-min VPA
bou s
No bou
(n=83)
Less han once
e e y
3 days (n=41)
A leas once
e e y 3 days
(n=56)
WB BMC (g)
1662 ± 18
1723 ± 25
1748 ± 22*
WB BMD (g/cm2)
0.967 ± 0.005
0.979 ± 0.007
0.988 ± 0.006*
FN BMC (g)
3.92 ± 0.05
4.07 ± 0.07
4.28 ± 0.06*
FN BMD (g/cm2)
0.876 ± 0.009
0.903 ± 0.012
0.93 ± 0.011*
LS BMC (g)
26.46 ± 0.49
26.8 ± 0.69
27.56 ± 0.59
LS BMD (g/cm2)
0.816 ± 0.008
0.826 ± 0.012
0.83 ± 0.01
Maximum VPA bou
du a ion
No bou
(n=83)
Less han 15 min
(n=81)
A leas 15 min
(n=16)
WB BMC (g)
1662 ± 18
1730 ± 18*
1773 ± 41*
WB BMD (g/cm2)
0.967 ± 0.005
0.981 ± 0.005
1.000 ± 0.011*
FN BMC (g)
3.92 ± 0.05
4.14 ± 0.05*
4.46 ± 0.12*†
FN BMD (g/cm2)
0.876 ± 0.009
0.907 ± 0.009*
0.977 ± 0.020*†
LS BMC (g)
26.46 ± 0.49
27.04 ± 0.49
28.24 ± 1.10
LS BMD (g/cm2)
0.816 ± 0.008
0.827 ± 0.008
0.832 ± 0.019
a Values a e exp essed as mean ± s anda d e o
* Signi ican di e ences compa ed o he g oup wi h no bou s (p<0.05)
† Signi ican di e ences compa ed o he g oup “less han 15 min” (p<0.05)
VPA: Vigo ous physical ac i i y WB: Whole body; FN: Femo al neck; LS: Lumba spine
BMC: Bone mine al con en ; BMD: Bone mine al densi y

Figu e 2 - Body mass and biological age-adjus ed bone mine al con en (g) and densi y (g/cm2) ac oss di e en PA pa e ns
* Signi ican di e ences be ween g oups (p<0.05)
WB: Whole body; FN: Femo al neck; LS: Lumba spine BMC: Bone mine al con en ; BMD: Bone mine al densi y
- 125 -
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 126 -
Fou di e en g oups we e de ined acco ding o he olume and in ensi y o PA. The
compa ison among hese g oups is p esen ed in able 5, which indica es ha he e we e
signi ican di e ences in emo al neck BMD among all ou g oups showing ha he highe
he olume and he in ensi y he highe he bone pa ame e s (all p<0.05, igu e 2).
Addi ionally, bo h “VPA bou ” g oups showed highe alues o whole body and emo al
neck BMC compa ed o he “low olume - no VPA bou ” g oup (all p<0.05; able 5).
Table 5 – Body mass and biological age-adjus ed bone mine al pa ame e s ac oss
di e en PA pa e ns a
Low olume
No VPA bou
(n=41)
High olume
No VPA bou
(n=42)
Low olume
VPA bou
(n=49)
High olume
VPA bou
(n=48)
WB BMC (g)
1640 ± 25
1683 ± 25
1737 ± 23*
1738 ± 24*
WB BMD (g/cm2)
0.969 ± 0.007
0.965 ± 0.007
0.981 ± 0.006
0.987 ± 0.007
FN BMC (g)
3.81 ± 0.07
4.03 ± 0.07
4.11 ± 0.07*
4.28 ± 0.07*
FN BMD (g/cm2)
0.855 ± 0.012
0.897 ± 0.012*
0.91 ± 0.011*†
0.926 ± 0.011*†‡
LS BMC (g)
25.9 ± 0.7
27 ± 0.7
27.3 ± 0.6
27.1 ± 0.6
LS BMD (g/cm2)
0.817 ± 0.012
0.815 ± 0.012
0.833 ± 0.011
0.823 ± 0.011
* Signi ican di e ences compa ed o he “low olume – no VPA bou ” g oup (p<0.05)
† Signi ican di e ences compa ed o he “high olume – no VPA bou ” g oup (p<0.05)
‡ Signi ican di e ences compa ed o he “low olume – VPA bou ” g oup (p<0.05)
PA: Physical ac i i y; WB: Whole body; FN: Femo al neck; LS: Lumba spine
BMC: Bone mine al con en ; BMD: Bone mine al densi y
a Values a e exp essed as mean ± s anda d e o
DISCUSSION
The main inding o he p esen s udy was he acknowledgemen o he impo ance o
accumula ing VPA ac i i y in con inuous pe iods o a leas 5 minu es o he imp o emen
o whole body and emo al neck bone heal h in male adolescen s.
As expec ed, among he di e en in ensi ies o PA, VPA p esen ed he s onges ela ion
wi h bone mine al pa ame e s; being he only in ensi y wi h s a is ically signi ican
ela ionships wi h whole body and lumba spine BMC alues and he highes co ela ion
coe icien s wi h emo al neck BMC and BMD. These esul s a e in ag eemen wi h he
Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 127 -
cu en e idence ega ding he e ec o PA on bone heal h, which poin s owa ds VPA o
mode a e- o- igo ous PA as he ideal in ensi ies o elici bone g ow h (60,146,147). I
should be no ed ha o e all PA also indica ed signi ican ela ionships wi h whole body
and emo al neck BMC and BMD, sugges ing ha PA olume may also play a ole in bone
de elopmen . Simila esul s ha e been epo ed in o he s udies (83,148) and his
ela ionship may be exclusi e o boys (148).
The skele al egion ha seemed o be mo e a ec ed by all mode a e, igo ous and o e all
PA was he emo al neck. This si e is o special impo ance o os eopo osis p e en ion,
since i is one o he mos p e alen loca ions o os eopo o ic ac u es (30). Mo eo e , he
de ec ion o os eopo osis is based on he measu emen o emo al neck BMD (149). These
esul s may be due o he highes esponsi eness o co ical bone in con as o abecula
bone (150,151). Howe e , his canno be in e ed om ou esul s, as he me hods used o
bone mine al assessmen do no allow o he di e en ia ion be ween co ical and abecula
bone.
Rega ding he ROC cu es analyses, e en hough VPA eached s a is ical signi icance o
he classi ica ion o bone mass s a us, he co esponden AUC we e low and he e o e he
accu acy o VPA o s a i y he sample acco ding o bone mine al pa ame e s was limi ed.
I has been p oposed ha VPA and mode a e- o- igo ous PA a e bes i o iden i y hose
indi iduals wi h excellen bone heal h (>2 SD abo e he mean) a he han hose wi h poo
bone mine al s a us (>1 SD below he mean) (64). Un o una ely, we we e no able o es
hese esul s wi hin ou sample, since only 5 pa icipan s p esen ed BMC alues
co esponding o he excellen ca ego y. Howe e , when g ouping he sample acco ding o
he global bone mass s a us, highe le els o igo ous and o al PA we e ound among hose
subjec s who we e consis en ly abo e he median alue o BMC and BMD a e e y
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 128 -
skele al si e han hose pa icipan s ha we e consis en ly below he median. This inding
u he highligh s he impo ance o VPA o bone mass o male adolescen s.
I has been sugges ed ha no only he ime spen in VPA bu also he pa e n o his ac i i y
migh be ele an o bone acc e ion du ing pube y (66). In o de o es ha , accele ome y
egis e s we e scanned and all pe iods o a leas i e consecu i e minu es o VPA we e
e ie ed o each subjec . Bo h he quan i y and he maximum du a ion o hese pe iods
showed a posi i e associa ion wi h whole body and emo al neck BMC and BMD wi hin
he sample. Mo e speci ically, i seems ha i is necessa y o pa icipa e in VPA bou s a
leas once e e y h ee days o 5 consecu i e minu es in o de o bene i om his
imp o emen . Addi ionally, hose pa icipan s who engaged in VPA o longe pe iods (15
consecu i e minu es o mo e) had e en highe bone mass and densi y a he emo al neck
and a he whole body. These esul s sugges ha in o de o op imize he bene icial e ec s
o PA on bone heal h when de eloping PA ecommenda ions o designing exe cise
in e en ions, VPA p ac ice should be agg ega ed in pe iods o a leas 5 minu es, aking
in o accoun ha i i is possible o ex end he du a ion o equency, be e esul s should
be expec ed.
To ou knowledge, one s udy has analyzed he ela i e impo ance o ligh and mode a e o
VPA and ound ha hose subjec s wi h a highe p opo ion o mode a e- o- igo ous PA
p esen ed highe alues o sub o al BMC, BMD and bone a ea (152). In o de o analyze
he impo ance o olume and in ensi y o physical ac i i y he sample was spli acco ding
o he p esence o a leas one 5-min VPA bou and hen bo h g oups we e u he
subdi ided using he median sco e o he daily minu es o ligh and mode a e PA. The
ela i e homogenei y o he sample sizes o he di e en g oups should be highligh ed,
since i shows ha PA olume and in ensi y may be conside ed as independen en i ies.
Acco ding o ou esul s, all ou g oups di e ed in hei emo al neck BMD con en wi h
Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 129 -
he “high olume – VPA bou ” g oup p esen ing he highes alues, ollowed by he “low
olume – VPA bou ” ca ego y. I is in e es ing o no e ha in compa ison o he “low
olume – no VPA bou ” g oup, only hose adolescen s in he “VPA bou ” g oups showed
highe alues o whole body and emo al neck BMC, whe eas he “high olume – no VPA
bou ” ca ego y did no p esen hese imp o emen s. Acco ding o hese esul s, an inc ease
in bo h olume and in ensi y o PA can be bene icial o he leas ac i e subjec s, bu he
ocus should be pu in pa icipa ing in VPA.
This s udy has some limi a ions ha should be acknowledged. The c oss-sec ional design
o he s udy did no allow o in e causal ela ionships. Also, he lack o a nu i ional
assessmen made con olling he calcium in ake impossible. Mo eo e , as i has been
men ioned, e en hough a e e ence s anda d me hod was used o he bone mine al
assessmen i does no allow o di e en ia e be ween co ical and abecula issue and
he e o e bone s uc u e was no analyzed. Addi ionally, he impossibili y o analyzing he
aw accele a ion da a di ec ly hinde ed he p ecise e alua ion o he numbe o impac s a
di e en in ensi y le els and i s e ec s on bone s uc u e, as sugges ed by Vainionpää e
al. (153). I should also be aken in o accoun ha hese esul s a e only applicable o ea ly
pube al boys. Resea ch is needed o cla i y i hese e ec s a e also p esen in gi ls, since
hey ollow a di e en ma u a ion p ocess. Fu he esea ch could also cla i y he speci ic
e ec s o VPA bou s on co ical and abecula bone and longi udinal s udies could analyze
he e olu ion o BMC and BMD in ela ion o di e se VPA pa e ns.
Conclusions
Taking in o accoun ha bo h olume and in ensi y o PA a e ele an , VPA seems o be
he mos e ec i e ac i i y in ensi y o imp o e bone mine al densi y and con en o
adolescen boys, especially a he emo al neck. These bene i s appea when VPA is

Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 130 -
accumula ed in unin e up ed pe iods o 5 minu es o a leas once e e y h ee days and
can be e en g ea e i he du a ion is ex ended o 15 minu es o consecu i e VPA.
Funding
JMP ecei ed a G an FPU014/04302 om ‘Minis e io de Educación Cul u a y Depo es’.
The p esen s udy was unded by he Es onian Minis y o Educa ion and Science (g an
numbe IUT 20-58).
- 131 -
4.3 Vigo ous physical ac i i y pa e ns
a ec bone g ow h du ing
ea ly pube y in boys
- 132 -
Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 133 -
ABSTRACT
Pu pose: The main pu pose o he s udy was o analyze he e ec s o di e en pa e ns o
igo ous physical ac i i y (VPA) on bone de elopmen .
Me hods: One-week accele ome y egis e s and dual-ene gy X- ay abso p iome y scans
a he whole body, hip and lumba spine o 140 heal hy male adolescen s (11-13 yea s, a
baseline) we e pe o med wice wi h a one-yea in e al be ween measu emen s.. Fou
pa e ns o VPA e olu ion (“low-low”, ”low-high”, ”high-low” and “high-high”) and h ee
pa e ns o bone g ow h (“op imal”, ”mean” and “ educed”) we e de ined acco ding o he
median pa icipa ion in VPA and a clus e analysis o he longi udinal changes in BMC and
BMD in all si es measu ed, espec i ely. Bone mine al pa ame e s we e adjus ed o
skele al age and body weigh p io o s a is ical compa ison among g oups.
Resul s: Pa icipan s in he “low-high” g oup had g ea e adjus ed BMD inc eases a bo h
he emo al neck and lumba spine when compa ed o he “low-low” g oup (es ima ed mean
(95%CI): 0.066 (0.047-0.085) s. 0.034 (0.021-0.047) g/cm2 and 0.074 (0.054-0.093) s.
0.049 (0.035-0.062) g/cm2 espec i ely, bo h p<0.05). Femo al neck BMD adjus ed
inc ease was also di e en be ween he “high-high” and he “high-low” g oups (0.053
(0.041-0.066) s. 0.030 (0.011-0.049) g/cm2, p<0.05). Addi ionally, a highe pe cen age
o “op imal” g ow h was ound in he “low-high” g oup han in he “low-low” and “high-
low” ca ego ies (36.3, 12.5 and 13.6% espec i ely, p<0.05).
Conclusions: Engaging in VPA as well as main aining high le els o VPA du ing pube y
a e associa ed wi h g ea e gains in bone mass, which can ha e an impac in u u e bone
heal h.
Keywo ds: Adolescence, accele ome y, g ow h p o ile, clus e analysis
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 140 -
ANCOVA o es he g oup by ime in e ac ion. Changes in body weigh and skele al age
we e used as co a ia es o his analysis. C oss abula ion o he VPA and bone g ow h
g oups was pe o med and he chi-squa e s a is ic was calcula ed o assess he homogenei y
o he g oup dis ibu ions. All s a is ical analyses we e ca ied ou wi h SPSS 22.0 o
Windows (Chicago, IL, USA). S a is ical signi icance was se a p<0.05.
RESULTS
Resul s a e shown only o hose subjec s who a ended bo h bone mine al e alua ions and
p o ided enough alid da a a bo h he baseline and he ollow-up measu emen s ( igu e
A1), which comp ised a o al o 140 pa icipan s. A ull desc ip ion o he sample
cha ac e is ics a baseline can be ound in able 1.
The ela ionship be ween PA e olu ion wi h BMC and BMD change, a e adjus men o
changes in body mass and skele al age, is p esen ed in able A1. Bo h he mean and he
a ia ion o he ime spen p ac icing VPA in ensi ies showed a small posi i e co ela ion
wi h he change in BMD a he WB (mean: 0.214; a ia ion: 0.198, bo h p<0.05, able 1)
and he FN BMD (mean: 0.245; a ia ion: 0.254, bo h p<0.05, able 1). When looking a
he mean o he o e all PA pa icipa ion we can only ind signi ican co ela ions wi h he
FN BMD (0.168, p<0.05, able A1). I should be men ioned ha e en hough hese esul s
a e s a is ically signi ican , he co ela ion coe icien s a e e y small, wi h he highes R2
being 6.5% (VPA di e ence – FN BMD).
Figu e 1 and able 2 show he baseline and ollow-up alues o BMC and BMD (a e
adjus men o body mass and skele al age) a all si es measu ed, whe eas able 3 p esen s
he change in hese a iables o e ime. All he g oups showed s a is ically signi ican
inc eases o e ime o BMC and BMD a all egions measu ed. All he di e ences ound
a baseline (WB, FN and LS BMC and FN BMD) disappea a ollow-up o he “low-high”

Figu e 1 – Baseline and ollow-up bone mine al pa ame e s acco ding o igo ous physical ac i i y g oups
- 141 -
Table 2 – Bone mine al pa ame e s (a e adjus emen o skele al age and body weigh ) acco ding o
di e en igo ous ac i i y e olu ion pa e ns
Baseline
Follow up
Bone mine al
pa ame e s
Low
(n=70)
High
(n=70)
Low - Low
(n=48)
High - Low
(n=22)
Low - High
(n=22)
High - High
(n=48)
WB BMC (g)
1660 ± 20
1738 ± 20
1879 ± 32
2023 ± 46*
1974 ± 47
2028 ± 32*
WB BMD (g/cm2)
0.971 ± 0.006
0.984 ± 0.006
0.999 ± 0.008
1.014 ± 0.012
1.020 ± 0.012
1.023 ± 0.008*
WB BMAD (g/cm3)
0.089 ± 0.001
0.088 ± 0.001
0.086 ± 0.001
0.085 ± 0.001
0.087 ± 0.001
0.086 ± 0.001
FN BMC (g)
3.89 ± 0.06
4.22 ± 0.06
4.203 ± 0.081
4.533 ± 0.118*
4.530 ± 0.119*
4.745 ± 0.081*
FN BMD (g/cm2)
0.875 ± 0.010
0.919 ± 0.010
0.898 ± 0.013
0.933 ± 0.019
0.958 ± 0.019*
0.983 ± 0.013*†
FN BMAD (g/cm3)
0.197 ± 0.003
0.202 ± 0.003
0.194 ± 0.003
0.196 ± 0.005
0.204 ± 0.005
0.206 ± 0.003*
LS BMC (g)
26.05 ± 0.55
27.67 ± 0.55
29.49 ± 0.82
32.12 ± 1.20
33.25 ± 1.20*
33.25 ± 0.82*
LS BMD (g/cm2)
0.820 ± 0.009
0.831 ± 0.009
0.863 ± 0.013
0.891 ± 0.019
0.900 ± 0.019
0.894 ± 0.094
LS BMAD (g/cm3)
0.147 ± 0.002
0.144 ± 0.002
0.149 ± 0.002
0.150 ± 0.003
0.149 ± 0.003
0.148 ± 0.002
VPA cu poin a baseline: 15.5 min/day; VPA cu poin a ollow up: 17.75 min/day
Bold cha ac e s indica e signi ican di e ences be ween g oups a baseline
* Signi ican di e ences compa ed o Low-Low g oup (p<0.05)
† Signi ican di e ences compa ed o High-Low g oup (p<0.05)
WB: Whole body; FN: Femo al neck; LS: Lumba spine
BMC: Bone mine al con en ; BMD: Bone mine al densi y; BMAD: Bone mine al appa en densi y
Values a e exp essed as mean ± s anda d e o
- 142 -
Table 3 – Bone g ow h pa ame e s acco ding o di e en igo ous ac i i y e olu ion pa e ns
Low-Low (n=48)
High-Low (n=22)
Low-High (n=22)
High-High (n=48)
G oup by ime
in e ac ion
Δ WB BMC (g)
245 ± 16
(14.9 ± 0.8%)
272 ± 24
(15.7 ± 1.2%)
278 ± 24
(15.6 ± 1.2%)
288 ± 16
(16.5 ± 0.8%)
0.027
Δ WB BMD (g/cm2)
0.030 ± 0.003
(3.2 ± 0.3%)
0.028 ± 0.005
(2.8 ± 0.5%)
0.044 ± 0.005*†
(4.3 ± 0.5%)
0.039 ± 0.003
(3.9 ± 0.3%)
0.059ꜚ
Δ WB BMAD
(mg/cm3)
-2.73 ± 0.54
(-2.9 ± 0.6%)
-3.46 ± 0.80
(-3.7 ± 0.8%)
-0.55 ± 0.80*†
(-0.9 ± 0.8%)
-2.18 ± 0.54
(-2.4 ± 0.5%)
0.053
Δ FN BMC (g)
0.361 ± 0.044
(9.4 ± 1.0%)
0.370 ± 0.065
(9.1 ± 1.5%)
0.562 ± 0.065*†
(13.7 ± 1.6%)
0.481 ± 0.044
(11.6 ± 1.0%)
0.061ꜚ
Δ FN BMD (g/cm2)
0.034 ± 0.007
(4.1 ± 0.7%)
0.030 ± 0.010
(3.4 ± 1.1%)
0.066 ± 0.010*†
(7.3 ± 1.1%)
0.053 ± 0.006*†
(5.6 ± 0.7%)
0.080ꜚ
Δ FN BMAD (mg/cm3)
0.50 ± 1.93
(0.5 ± 1.0%)
-3.00 ± 2.85
(-1.4 ± 1.5%)
2.95 ± 2.86
(1.4 ± 1.5%)
1.17 ± 1.92
(0.7 ± 1.0%)
0.017
Δ LS BMC (g)
4.23 ± 0.44
(16.6 ± 1.5%)
4.56 ± 0.65
(16.9 ± 2.2%)
6.12 ± 0.65*
(21.1 ± 2.1%)
5.22 ± 0.44
(18.2 ± 1.4%)
0.047
Δ LS BMD (g/cm2)
0.049 ± 0.007
(6.0 ± 0.8%)
0.056 ± 0.010
(6.7 ± 1.2%)
0.074 ± 0.010*
(8.7 ± 1.2%)
0.062 ± 0.007
(7.4 ± 0.8%)
0.035
Δ LS BMAD (mg/cm3)
1.52 ± 1.14
(1.1 ± 0.9%)
3.04 ± 1.67
(2.1 ± 1.3 %)
4.46 ± 1.68
(3.1 ± 1.3%)
4.06 ± 1.13
(3.2 ± 0.9%)
0.024
VPA cu poin a baseline: 15.5 min/day; VPA cu poin a ollow up: 17.75 min/day * Signi ican di e ences compa ed o Low-Low g oup (p<0.05)
† Signi ican di e ences compa ed o High-Low g oup (p<0.05) ꜚ Signi ican g oup by ime in e ac ion (p<0.05)
WB: Whole body; FN: Femo al neck; LS: Lumba spine; BMC: Bone mine al con en ; BMD: Bone mine al densi y
BMAD: Bone mine al appa en densi y. Values a e exp essed as mean ± s anda d e o
- 143 -
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 144 -
g oup. Mo eo e , signi ican di e ences wi h he “low-low” we e ound a ollow-up o
emo al neck BMC (low-low: 4.203, low-high: 4.530 g; p<0.05) and BMD (low-low:
0.898, low-high: 0.958 g/cm2; p<0.05). Addi ionally, when compa ing BMC and BMD
changes, i was obse ed ha he “low-high” g oup shows highe inc eases o all bone
mine al a iables excep WB BMC han he “low-low” g oup and also g ea e g ow h han
he “high-low” g oup o WB BMD and FN BMC and BMD ( able 3, all p<0.05). Fo he
change in BMAD, he only signi ican di e ences we e ound a he whole body (low-low:
-2.73, high-low: -3.46, low-high: -0.55, p>0.05).
The clus e analysis and he pos e io ca ego iza ion c ea ed h ee clea ly de ined g oups
acco ding o bone g ow h, as illus a ed in able 4. When compa ing he PA pa icipa ion
o he di e en bone g ow h g oups, i could be obse ed ha he only di e ences be ween
he op imal and he educed g ow h g oups we e ound in he VPA and i s maximum bou
du a ion ( able 4). Rega ding he ela i e dis ibu ion o he bone g ow h and VPA g oups,
shown in igu e 2, a end o an he e ogeneous dis ibu ion o he g oups was ound (2:
10.76, p=0.096). I he “mean g ow h” g oup is excluded om he analysis, s a is ical
signi icance is eached (2: 9.26, p=0.026), wi h he “low-high” g oup showing he highes
pe cen age o subjec s wi h op imal g ow h (36.3%) and he “low-low” (12.5%) and “high-
low” (13.6%) showing he lowes p opo ion o “op imal g ow h” pa icipan s.
DISCUSSION
The main inding o he p esen s udy was ha engaging in VPA du ing pube y s imula es
bone g ow h especially in subjec s who we e in he low-VPA g oup a baseline. This
implies ha adolescen s engaging in VPA du ing ea ly pube y a e s ill able o each BMD
alues ha a e simila in compa ison wi h p e iously ac i e child en. The high
esponsi eness o he bone issue o VPA du ing pube y was indica ed in mos si es by
Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 145 -
Table 4 – Physical ac i i y pa icipa ion (mean o baseline and ollow up) and bone
mine al pa ame e s (di e ence ollow up - baseline) acco ding o di e en bone
de elopmen pa e ns
Physical ac i i y
Op imal g ow h
(n=29)
Mean g ow h
(n=58)
Reduced g ow h
(n=53)
Seden a y ime (min/day)
568.0 ± 61.8
547.8 ± 69.4
563.4 ± 68.1
Ligh PA (min/day)
210.6 ± 38.8
227.1 ± 38.1
218.1 ± 39.7
Mode a e PA (min/day)
36.1 ± 12.9
37.8 ± 12.2
37.8 ± 13.0
Vigo ous PA (min/day)
23.2 ± 14.5
21.3 ± 14.2
17.1 ± 9.1*
O e all PA (coun s/min)
468.7 ± 159.1
483.3 ± 151.4
445.2 ± 111.6
Time in igo ous PA bou s
(min/day)
4.72 ± 4.64
3.70 ± 4.49
2.88 ± 5.32
Maximum bou du a ion (min)
10.38 ± 6.18
8.09 ± 4.59
6.98 ± 5.49*
Di e ence in bone mine al pa ame e s a
WB BMC (g)
441 ± 78
260 ± 75*
184 ± 61*†
WB BMD (g/cm2)
0.065 ± 0.010
0.037 ± 0.009*
0.017 ± 0.008*†
FN BMC (g)
0.897 ± 0.153
0.429 ± 0.160*
0.189 ± 0.125*†
FN BMD (g/cm2)
0.106 ± 0.016
0.048 ± 0.017*
0.008 ± 0.013*†
LS BMC (g)
9.82 ± 1.39
4.75 ± 1.52*
2.43 ± 1.20*†
LS BMD (g/cm2)
0.124 ± 0.015
0.060 ± 0.016*
0.020 ± 0.013*†
Values a e exp essed as mean ± s anda d de ia ion
a Adjus ed o di e ence in skele al age and body weigh
* Signi ican di e ences compa ed o op imal g ow h g oup (p<0.05)
† Signi ican di e ences compa ed o mean g ow h g oup (p<0.05)
PA: Physical ac i i y; WB: Whole body; FN: Femo al neck; LS: Lumba spine
BMC: Bone mine al con en ; BMD: Bone mine al densi y
Figu e 2 – Rela i e dis ibu ion o g ow h p o iles ac oss physical ac i i y g oups
VPA cu poin a baseline: 15.5 min/day; VPA cu poin a ollow up: 17.75 min/day

Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 146 -
highe bone g ow h in subjec s who inc eased hei pa icipa ion in VPA compa ed o hose
subjec s who we e igo ously ac i e a baseline bu we e below he median a ollow-up.
The analysis o he co ela ions be ween mean PA and bone mine al acquisi ion
complemen s p e iously published da a (141). The p e ious analyses ocused solely in he
changes in PA pa icipa ion and consequen ly did no disc imina e hose subjec s who
emained physically ac i e h oughou he s udy om hose who showed low le els o PA
pa icipa ion du ing he same pe iod. The longi udinal associa ions among o e all and VPA
wi h BMC and BMD a e in acco dance wi h p e ious s udies (168). I is impo an o no ice
ha no only he mean pa icipa ion in VPA was ela ed o bone g ow h bu i s a ia ion as
well, indica ing ha bo h engaging in o and main aining high le els o VPA pa icipa ion
can posi i ely a ec bone acc e ion. This is u he suppo ed by he esul s ob ained in he
clus e compa ison, wi h he “op imal g ow h” g oup ha ing he highes le els o VPA
pa icipa ion. The es o he ac i i y in ensi ies did no co ela e wi h bone g ow h, which
is in acco dance wi h p e ious s udies, especially in boys (147,169,170). Howe e , as i
has been men ioned, i should be aken in o accoun ha he co ela ion coe icien s ound
a e e y small and he highes a iance explained was only 6.5%, be ween VPA di e ence
and FN BMD. I should be aken in o accoun ha he cu en one-yea s udy pe iod migh
ha e been oo sho o de ec ing he in luence o lowe in ensi y ac i i ies o bone mine al
pa ame e s. The esul s ound a e in acco dance wi h he mechanos a heo em (45), which
s a es ha he mechanical load exe ed on bone du ing PA can s imula e bone emodeling,
a ec ing bone mine al con en and s uc u e.
The FN is he skele al si e ha showed he highes associa ion wi h PA pa ame e s, which
could be due o he highes esponsi eness o co ical bone o physical s imulus (150,151).
Despi e being unable o es his in ou sample, gi en ha he me hod used does no allow
Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 147 -
o co ical and abecula bone disc imina ion, he esponsi eness o FN bone o con inued
PA is ele an , since a high p opo ion o os eopo o ical ac u es occu in his egion (30).
The e olu ion o he o e all PA and he mode a e o igo ous PA ajec o ies ha e al eady
been ela ed o bone mass and s uc u e (163). The di ision o he sample in o di e en PA
pa e ns was done ollowing he me hod used by Janz e al. (163) wi h he di e ence ha i
was applied using VPA ins ead o o e all ac i i y. A baseline, hose subjec s who we e
abo e and below he median alue o VPA di e ed in hei BMC a all si es and he FN
BMD. A ollow-up, howe e , all hese di e ences disappea ed o he subjec s who s a ed
pa icipa ing in VPA (“low-high” g oup). This inding u he indica es he impo ance o
in ense PA o bone acc ual and he esul ing peak bone mass. Inco po a ing igo ous PA
o daily ou ine migh help op imizing bone acc ual o p e iously inac i e subjec s.
Pa icula ly, a he FN, s a is ically signi ican di e ences eme ged om he “low-high”
g oup and he “low-low” g oup. The “low-high” g oup showed g ea e g ow h in bone mass
and densi y han bo h g oups who we e below he median VPA a ollow-up. In con as ,
subjec s who s opped p ac icing VPA (“high-low” g oup) epo ed lowe BMD alues a
he FN compa ed o “high-high” g oup. None heless, he di e ences wi h he “low-low”
g oup emained signi ican o he WB and FN BMC. This bene i s, howe e seem o be
limi ed o a eal BMD, g ea e inc eases o BMAD we e only ound o he “low-high”
g oup a he whole body. This may be caused by an inc ease in bone size along he inc ease
in a eal BMD.
When analyzing g ow h p o iles, h ee clea ly de ined g oups eme ged. The main
di e ence be ween he “op imal” and he “ educed” g ow h g oups was obse ed in he
VPA and i s maximum bou du a ion. As i has been shown, he “low-high” g oup had he
g ea es pe cen age o pa icipan s who expe ienced an imp o ed gain o BMC and BMD
a all measu ed si es.
Ma in-Puyal o, J. Tesis Doc o al In e nacional
- 148 -
These esul s poin o an enhancing e ec o VPA on bone de elopmen du ing pube y.
As i has been shown, bone o ma ion is s imula ed by he physical s ess p oduced by VPA
p ac ice (171) and ea ly pube y is a s age in which bone is pa icula ly esponsi e o his
s imulus (56,158). I seems ha os eocy es play a c ucial ole in he physiological esponse
o bone, s imula ing os eoblas ic ac i i y in he p esence o mechanical loads while
inc easing bone eso p ion in he absence o mechanical s ain (172). Acco ding o ou
esul s, pa icipa ion in uns uc u ed VPA seems o p o ide a mechanical load ha is
su icien o elici an os eogenic esponse ollowing he mechanos a heo em (45).
This inc ease in BMC and BMD has been obse ed in ou sample wi h pa icipan s who
engaged in VPA du ing he ollow-up independen ly o hei p e ious ac i i y. Howe e i
should be poin ed ou ha ini ial VPA led o a highe bone mine al s a us and hese bene i s
we e main ained a e ac i i y cessa ion, as i has been sugges ed by p e ious esea ch
(158,162).
The one-yea ollow-up design, as well as he app oach used in he analysis o he e olu ion
o PA pa icipa ion a e among he main s eng hs o his s udy, alongside wi h he
employmen o objec i e measu es o he PA e alua ion and gold s anda d e e ence
me hods o he bone mine al assessmen . The lack o a PA in e en ion and a con ol g oup
wi h no exe cise does no allow o in e causal ela ionships and is one o he main
limi a ions ha should be aken in o accoun . Also, bone s uc u e was no e alua ed due o
he bidimensional na u e o he bone assessmen me hod. I should also be acknowledged
ha no nu i ional s a us e alua ion was pe o med and he e o e he possible e ec s o die
on bone pa ame e s we e no con olled in he p esen s udy. The analysis o longi udinal
changes in bone s uc u e o speci ic adap a ions in co ical o abecula bone ela ed o
PA could be he scope o u u e esea ch.
Resul ados y discusión [Resul s and discussion]
- 149 -
As a conclusion, bo h engaging and main aining high le els o VPA pa icipa ion du ing
pube y a e associa ed wi h g ea e gains in bone mass and densi y, especially a he emo al
neck, whe e he inc ease in BMD o he “low-high” g oup almos doubled he inc ease
ound in bo h “high-low” and “low-low” g oups. An in e es ing conclusion ha can be
d awn om ou esul s is ha engaging in VPA du ing ea ly pube y can esul in inc eased
bone g ow h, ega dless o p e ious ac i i y le els. Addi ionally, hese bene i s could be
p ese ed e en a e ac i i y cessa ion.
Funding
JMP ecei ed a g an om ‘Minis e io de Educación Cul u a y Depo es’ (FPU014/04302).
This s udy was unded by he Es onian Minis y o Educa ion and Science (IUT 20-58).
Con lic o In e es
Jo ge Ma in-Puyal o, Ja ek Mäes u, Alba Gomez-Cabello, E elin Lä , Liina Remmel, P ii
Pu ge, Jose A. Casajús, Ge man Vicen e-Rod íguez and Jaak Jü imäe decla e ha hey
ha e no con lic o in e es .
Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
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S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
- 259 -
Ag adecimien os [Acknowledgemen s]
Es e apa ado p obablemen e sea di e en e al es o del documen o, al se más in o mal
y pe sonal, pe o no po ello es menos impo an e pues o que las pe sonas que han hecho
posible que es e abajo salga adelan e me ecen sin duda alguna su econocimien o. El
abajo en equipo es indispensable pa a el a ance cien í ico comple o y e icien e, pe o en
es e caso he enido la sue e de pode con a con algo que a más allá del abajo en equipo;
un g an g upo de pe sonas que han apo ado a es a Tesis no sólo su conocimien o sino
ambién su apoyo, expe iencia y comp ensión. Quizá has a que no me he de enido a
pensa lo no he sido conscien e de la g an ed de pe sonas que me ampa an, y p obablemen e
debe ía econoce más a menudo lo impo an es que sois pa a mi, así que quie o ap o echa
es as páginas pa a mos a mi ag adecimien o.
En p ime luga quie o ag adece la labo de mis di ec o es de esis, comenzando con
Ge mán, la pe sona que me in odujo en el mundo de la in es igación. Cuando oda ía e a
un es udian e de G ado me dis e la opo unidad de conoce ues o abajo, ins alaciones y
equipo, del que un día o ma ía pa e. Dos pe iodos o ma i os de es ancia lejos de nues a
acul ad demo a on ese momen o, pe o cuando es u e p epa ado pa a inicia mis es udios
doc o ales ol is e a ecibi me con los b azos abie os. Desde en onces no sólo has di igido
mi esis, sino ambién el P og ama de Doc o ado, la Facul ad, un Más e P opio y dis in as
sesiones de cocinado de paella. Con an as obligaciones y esponsabilidades es no mal que
no siemp e sea ácil llega has a i, pe o siemp e o eces p opues as inno ado as, soluciones
p ác icas y un a o amigable que con i man el acie o de mi decisión de ealiza la esis
con igo.
José An onio, c eo que no me equi oca ía a i mando que ep esen as las cualidades
que odos los miemb os de GENUD aspi amos a alcanza algún día. No sólo capi aneas el
equipo, siendo el p ime o que se p eocupa po el igo en nues o abajo, sino que además
Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
- 260 -
e asegu as de que es e epe cu a en una con ibución a nues a sociedad, mien as ambién
a iendes al bienes a de cuan os e odean. En lo que a mi pe sona espec a debo ag adece
u cuidado de mi o mación, dándome dis in as opo unidades an o en el campo docen e
como en el in es igado , así como u p eocupación pa a consegui inanciación, desde la
imp esión de un pós e has a las becas p edoc o ales.
Alba, uis e la úl ima en inco po a e como di ec o a de es a Tesis, pe o no po ello
u con ibución ha sido menos impo an e. Como ú misma has dicho, en ocasiones puede
pa ece que no necesi e ayuda ya que soy ela i amen e independien e y au ónomo a la ho a
de saca adelan e el abajo. Sin emba go, ambién e es conscien e de que iendo a pe de
el umbo de mis es ue zos si se me deja a la de i a y ú siemp e has sido capaz de ende eza
el imón, sabiendo an o anima me como pone me los pun os sob e las íes cuando e a
necesa io en cada caso. Muchas g acias po es o y po odo.
En el g upo de in es igación GENUD hay muchos espejos en los que mi a se y soña
en llega a se algún día como ellos. Todos los ya mencionados es a ían incluidos en es a
lis a, pe o Agüe o ambién es uno de ellos. Cuando llegué po aquí, an sólo e as una
his o ia que us di ec o es y compañe os con aban o gullosos: la del compañe o que leyó la
esis y cogió las male as de camino a Gales pa a lucha po su sueño de dedica se a la
docencia y la in es igación. Al poco iempo eg esas e con es os obje i os cumplidos y me
demos as e el mo i o de u éxi o, ya que e es capaz de abaja sin descanso y compa i
algunas de mis endencias más “ ikis” mien as man ienes un alan e que hace que odo el
mundo al ededo uyo quie a se u amigo.
Hablando de espejos, aquellos en los que más a menudo he in en ado e me e lejado
han sido sin duda Ma u e y B u ón. Cuando llegué, e an los es udian es que es aban ce ca
de de ende su esis, si bien ya habían demos ado su icien emen e su excelencia
in es igado a. Aunque a mí, lo que más me llamó la a ención ue la emenda in ensidad
Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
- 261 -
con la que i ían odos los aspec os de su ida, desde la o ganización de las p uebas de
campo has a las discusiones po cualquie on e ía que su gie a en el momen o como la
dis ibución de la p esión de las pa as de una mesa. Con el iempo, sin emba go, he podido
ap ecia y admi a cómo esa in ensidad se aduce en dedicación al abajo que inalmen e
os ha con e ido en e e encias indiscu ibles y casi mí icas pa a los es udian es que hemos
ido de ás (aquellos doc o andos que de endie on sus esis con ¡13 a ículos!). No puedo
más que da os la enho abuena po ues os log os, desea os que sigan llegando buenas
no icias y ag adece os oda la incalculable ayuda e inol idables ecue dos que habéis
supues o pa a mí.
Hay dos pe sonas den o del g upo que empeza on las andanzas del doc o ado
p ác icamen e al mismo iempo que yo, Gab i y Bo ja. Al p ime o u e la o una de
conoce lo du an e nues os es udios de G ado, donde ya empezó a da mues as de la
capacidad de abajo y el compañe ismo que le ca ac e izan, con un co azón bondadoso y
una g an p eocupación po la calidad de su abajo. Bo ja, po su pa e, se encon aba en
una si uación p obablemen e más complicada al encon a se sin posibilidad de inanciación
y cen a se en la ace a de endimien o, menos habi ual den o de es e g upo de
in es igación. Sin emba go supo acomoda pe ec amen e es as ci cuns ancias den o del
equipo de abajo y de los es udios de doc o ado, lo cual conside o que demues a una g an
alía. Con es as dos pe sonas ha sido p obablemen e con las que he compa ido más ho as
de despacho, de lamen os, de ensoñaciones y de e lexiones, de las cuales he dis u ado
odas y cada una de ellas.
An es de con inua con el es o de ag adecimien os, me gus a ía esal a que, si bien
he ido apelando p incipalmen e a las cualidades p o esionales de mis compañe os y
di ec o es se ía amendamen e injus o no menciona ambién el ex ao dina io ambien e
de abajo y a o pe sonal que hace que más que compañe os os llame amigos. Cada iaje
Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
- 268 -

Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
- 269 -
Ma e ial suplemen a io I
Supplemen a y able 1 – Summa y o g oup o ma ion
Ligh o mode a e PA
<230 min/day
≥230 min day
Numbe o 5-min VPA bou s
0
Low olume
No VPA bou
(n=41)
High olume
No VPA bou
(n=42)
≥1
Low olume
VPA bou
(n=49)
High olume
VPA bou
(n=48)
Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
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Ma e ial suplemen a io II
Table A1 – Pa ial co ela ion coe icien s be ween physical ac i i y e olu ion
and bone g ow h, adjus ed by body mass and skele al age change (n=140)
PA mean
Δ WB
BMC (g)
Δ WB BMD
(g/cm2)
Δ FN
BMC (g)
Δ FN BMD
(g/cm2)
Δ LS
BMC (g)
Δ LS BMD
(g/cm2)
Seden a y
(min/day)
-0.020
0.039
-0.079
-0.105
0.030
0.068
Ligh PA
(min/day)
-0.001
0.003
-0.015
0.007
-0.094
-0.089
Mode a e PA
(min/day)
-0.039
-0.004
0.049
0.035
-0.072
-0.103
Vigo ous PA
(min/day)
0.182
0.214
0.208
0.245
0.098
0.070
O e all PA
(coun s/min)
0.101
0.123
0.149
0.168
0.004
-0.032
PA di e ence*
Δ WB
BMC (g)
Δ WB BMD
(g/cm2)
Δ FN
BMC (g)
Δ FN BMD
(g/cm2)
Δ LS
BMC (g)
Δ LS BMD
(g/cm2)
Seden a y
(min/day)
-0.016
-0.118
-0.135
-0.216
-0.094
-0.044
Ligh PA
(min/day)
-0.023
0.044
0.028
0.012
0.009
0.015
Mode a e PA
(min/day)
-0.080
0.064
0.074
0.105
0.074
0.027
Vigo ous PA
(min/day)
0.074
0.198
0.197
0.254
0.143
0.081
O e all PA
(coun s/min)
0.089
0.214
0.215
0.279
0.192
0.139
* Calcula ed as ollow up – baseline alues
Bold cha ac e s indica e signi ican co ela ions (p<0.05)
PA: Physical ac i i y; WB: Whole body; FN: Femo al neck; LS: Lumba spine
BMC: Bone mine al con en ; BMD: Bone mine al densi y
Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
- 271 -
Ma e ial suplemen a io III
Figu e A1 – Flowcha o he s udy sample
Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
- 272 -
Ma e ial suplemen a io IV
Supplemen a y Table 1- Summa y o he a iables
included in he eg ession and decision ees
Va iable ype
Va iable names
P edic ed ou come:
Sub o al (whole body less head) bone mine al densi y
(BMD)
Physical i ness:
Speed: Time o comple e a 30-m sp in un
Handg ip s eng h: Sum o bes a emp s wi h bo h a ms
Lowe -limb s eng h: Dis ance in a s anding long jump
Endu ance: VO2max es ima ed om 20-m shu le- un es
Swimming aining and
pe o mance:
Weekly aining hou s, yea s o swimming his o y, ime
in 50-m swim, FINA poin s
Po en ial con ounde s:
Age, sex, Tanne s age, heigh , weigh , BMI, calcium
in ake, pa icipa ion in o he spo s
The a iables highligh ed in bold we e s a is ically signi ican wi hin he ensemble model
and we e he e o e used o cons uc he indi idual decision ee
Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
- 273 -
Ma e ial suplemen a io V
#loading necessa y packages
lib a y(dply )
lib a y( pa )
lib a y( pa .plo )
lib a y(gbm)
lib a y(ggplo 2)
lib a y( ip)
lib a y(pdp)
lib a y(boo )
lib a y(ggpub )
#loading da a and isola ing he a iables included in model cons uc ion
load("RENACIMIENTO.RDa a")
eeDB<- enacimien o[,c(12,2:9,30:37)]
# o ep oducibili y
se .seed(1)
# andomly selec ing 70% o he sample
andom_index<-sample(1:n ow( eeDB),n ow( eeDB))
eeDB<- eeDB[ andom_index,]
ain<-sample(1:78, ound(78*0.7,0))
#c ea ing a ma ix o es di e en hype -pa ame e alues
hype _g id <- expand.g id(
sh inkage = c(.01, .1, .3),
in e ac ion.dep h = c(1, 3, 5),
n.minobsinnode = c(2, 5, 8),
bag. ac ion = c(.5, .75, 1),
op imal_ ees = 0,
min_RMSE = 0
)
# g id sea ch
o (i in 1:n ow(hype _g id)) {
se .seed(123)
# aining model
gbm. une <- gbm(
o mula = o alBMD ~ .,
dis ibu ion = "gaussian",
da a = eeDB[ ain,],
n. ees = 100,
in e ac ion.dep h = hype _g id$in e ac ion.dep h[i],
sh inkage = hype _g id$sh inkage[i],
n.minobsinnode = hype _g id$n.minobsinnode[i],
bag. ac ion = hype _g id$bag. ac ion[i],
ain. ac ion = .75
)

Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
- 274 -
# adding min aining e o and ees o g id
hype _g id$op imal_ ees[i] <- which.min(gbm. une$ alid.e o )
hype _g id$min_RMSE[i] <- sq (min(gbm. une$ alid.e o ))
}
#checking bes i s
hype _g id %>%
dply ::a ange(min_RMSE) %>%
head(10)
# ine- uning hype -pa ame e based on p e ious esul s
hype _g id_ ine <- expand.g id(
sh inkage = c(.1, .2, .3),
in e ac ion.dep h = c(3,5,7),
n.minobsinnode = c(2,3,4,5),
bag. ac ion = c(.5,.625,.75),
op imal_ ees = 0, # a place o dump esul s
min_RMSE = 0 # a place o dump esul s
)
# new g id sea ch
o (i in 1:n ow(hype _g id_ ine)) {
se .seed(123)
# aining model
gbm. une <- gbm(
o mula = o alBMD ~ .,
dis ibu ion = "gaussian",
da a = eeDB[ ain,],
n. ees = 100,
in e ac ion.dep h = hype _g id_ ine$in e ac ion.dep h[i],
sh inkage = hype _g id_ ine$sh inkage[i],
n.minobsinnode = hype _g id_ ine$n.minobsinnode[i],
bag. ac ion = hype _g id_ ine$bag. ac ion[i],
ain. ac ion = 0.75
)
# adding min aining e o and ees o g id
hype _g id_ ine$op imal_ ees[i] <- which.min(gbm. une$ alid.e o )
hype _g id_ ine$min_RMSE[i] <- sq (min(gbm. une$ alid.e o ))
}
#checking new bes i s
hype _g id_ ine %>%
dply ::a ange(min_RMSE) %>%
head(10)
#building single model wi h he iden i ied pa ame e s
se .seed(123)
boos . i <-gbm( o alBMD~.,
dis ibu ion="gaussian",
Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
- 275 -
da a= eeDB[ ain,],
n. ees=50,
in e ac ion.dep h = 3,
n.minobsinnode = 3,
bag. ac ion=0.75,
sh inkage=0.3,
c . olds=5)
boos . i
#plo ing model pe o mance
png( ilename = "c E o .png",wid h=1600,heigh =1600,uni s="px", es=300)
gbm.pe (boos . i , me hod = "c ")
de .o ()
#plo ing ela i e impo ance o a iables
png( ilename = " ela i eImpo ance.png",wid h=1600,heigh =1600,uni s="px", es=300)
pa (ma = c(5, 8, 1, 1))
ip:: ip(boos . i ,n. ees=50,num_ ea u es=9)+ heme_classic()+ylab("Rela i e in luence (%)")
de .o ()
#p edic ing isk in es da a o include hem in he da abase
p ed<-p edic (boos . i ,n. ees=50,newda a= eeDB[- ain,])
#loading da abase wi h he p edic ed and ac ual BMD alues and i s co esponden Z-sco e
load("p edMa .RDa a")
#calcula ing oo mean squa ed e o
sq (mean((p edMa $ ealBMD-p ed)^2))
#showing he accu acy o he p edic ion
able( eal=!p edMa $ ealAdjZ>-1,p ed=!p edMa $p edAdjZ>-1)
#building single ee o p ac ical applica ion
indT eeDB<- enacimien o[,c(38,2:9,30:37)]
indT eeDB<-indT eeDB[ andom_index,]
indT ee<-
pa ( isk~heigh +weigh + inaPoin s+handg ip+swimYea s+ ime30m+ ime50m+BMI+age,
da a=indT eeDB[ ain,],me hod="class",minspli =20,
pa ms=lis (loss=ma ix(c(0,1,1,0),by ow=TRUE,n ow=2)))
#plo ing con en s o he indi idual ee
png( ilename = "indi idualT ee.png",wid h=1600,heigh =1600,uni s="px", es=300)
pa .plo (indT ee,box.pale e=g ay(seq(.6, 1, leng h.ou =9)), ype=5,ex a=0)
de .o ()
#calcula ing he p edic ion on he emaining 30% o he sampling
indP ed<-p edic (indT ee,newda a=indT eeDB[- ain,])[,2]>1/2
#showing he accu acy o he p edic ion
able( eal=!p edMa $ ealAdjZ>-1,p ed=indP ed)
Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
- 276 -
Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
- 277 -
Anexos
I. Ce i icación del comi é de é ica del p oyec o PREFIT ..................................... .279
II. Consen imien o in o mado del p oyec o PREFIT ............................................... 280
III. In o mación pa a pad es de pa icipan es en el p oyec o PREFIT ...................... 281
IV. Ce i icación del comi é de é ica del p oyec o RENACIMIENTO .................... .283
V. Consen imien o in o mado del p oyec o RENACIMIENTO .............................. 285
VI. In o mación pa a pad es de pa icipan es en el p oyec o RENACIMIENTO ..... 286
VII. Cues iona io u ilizado en el p oyec o RENACIMIENTO ................................... 289
Annexes
I. E hics commi ee clea ance o he PREFIT p ojec ........................................... .279
II. In o med consen o he PREFIT p ojec ........................................................... 280
III. In o ma ion o he gua dians o pa icipan s in he PREFIT p ojec .................. 281
IV. E hics commi ee clea ance o he RENACIMIENTO p ojec ......................... .283
V. In o med consen o he RENACIMIENTO p ojec .......................................... 285
VI. In o ma ion o he gua dians o pa icipan s in he RENACIMIENTO p ojec . 286
VII. Ques ionnai e used in he RENACIMIENTO p ojec ......................................... 289
Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
- 284 -

Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
- 285 -
Anexo V
CONSENTIMIENTO INFORMADO CORRESPONDIENTE A:
Da os del pa icipan e
D./Dª___________________________________________________________
DNI: ____________________ Edad___________
Que p es a su consen imien o:
❑ Po si mismo
❑ Po medio del u o legal:
D./Dª___________________________________________________________
DNI: ____________________
Telé eno 1:__________________ Telé ono 2:__________________
En Za agoza, a ................................ de ................................. de 20....
D..................................................................……………………………………........
mani ies a que ha ecibido in o mación su icien e y en é minos comp ensibles pa a oma la
decisión de acue do con su p opia y lib e olun ad y p es a su consen imien o y au o ización a la
p ác ica de la in e ención eseñada en el p oyec o:
“Repe cusión del en enamien o y la p ác ica de la na acion sob e el desa ollo
me abólico y es uc u al del hueso en c ecimien o. Bene icios de la inco po ación de
en enemien o pliomé ico o ib a o io. (ac ónimo: RENACIMIENTO)” inanciado po el
MICIN, en el que pa icipa el Depa amen o de Fisia ía y En e me ía de la Uni e sidad de
Za agoza, del que es in es igado p incipal el p o eso D . Ge mán Vicen e-Rod íguez, P o eso
Con a ado Doc o de la Uni e sidad de Za agoza (Depa amen o de Fisia ía y En e me ía C/
Domingo Mi al s/n 50008 Za agoza, elé ono 974238422 (ex 853258), e-mail:
ge icen@uniza .es).
Facul a i os que in e ienen:
P o eso D . Ge mán Vicen e-Rod iguez, y pe sonal au o izado.
PARTICIPANTE DOCTOR
Pad e, mad e o u o D . G. Vicen e-Rod íguez
Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
- 286 -
Anexo VI
INFORMACIÓN PARA PADRES PARA EL CONSENTIMIENTO INFORMADO
CORRESPONDIENTE A LA PARTICIPACIÓN EN EL PROYECTO
“RENACIMIENTO”
P oyec o de in es igación pa a el que se solici a el consen imien o in o mado
La pa icipación que se solici a es pa a la ealización de un p oyec o de in es igación sob e
“Repe cusión del en enamien o y la p ác ica de la na acion sob e el desa ollo
me abólico y es uc u al del hueso en c ecimien o. Bene icios de la inco po ación de
en enamien o pliomé ico o ib a o io. (ac ónimo: RENACIMIENTO)” inanciado po el
MICIN, en el que pa icipa el Depa amen o de Fisia ía y En e me ía de la Uni e sidad de
Za agoza, del que es in es igado p incipal el p o eso D . Ge mán Vicen e-Rod íguez, P o eso
Con a ado Doc o de la Uni e sidad de Za agoza (Depa amen o de Fisia ía y En e me ía C/
Domingo Mi al s/n 50008 Za agoza, elé ono 974238422 (ex 853258), e-mail:
ge icen@uniza .es).
Facul a i os que in e ienen:
P o eso D . Ge mán Vicen e-Rod iguez, y pe sonal au o izado.
In e ención pa a la que se solici a el consen imien o in o mado
Realización de una alo ación médico-depo i a.
Finalidad de la in e ención:
Obse a el e ec o de la p ác ica y en enamien o de na ación sob e el me abolismo, la geome ía y
a qui ec u a del hueso y sus posibles elaciones.
Con idencialidad de los esul ados
Se ga an iza la absolu a con idencialidad de los esul ados, de o ma que en ningún caso, sin
consen imien o p e io del pa icipan e, se da á a conoce ningún da o pe sonal ni de los esul ados
de su colabo ación en es e p oyec o.
Na u aleza del es udio
Realización de una p ueba de omog a ía cuan i a i a compu e izada pe i é ica (pQCT) y o a de
densi ome ía dual de ayos X (DXA) pa a ob ene in o mación del es ado, geome ía y a qui ec u a
del hueso y es ima así ac o es de e minan es de la o aleza y esis encia del esquele o. Es as
écnicas conlle an una dosis de adiación o al de en e 5 y 10 m em, que es una dosis 20 eces más
baja que la de una adiog a ía de ó ax y simila a la adiación sola que conlle a un día de playa.
Se ob end án mues as de sang e (punción cubi al) pa a de e minaciones de ma cado es
bioquímicos del me abolismo del hueso.
Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
- 287 -
Además se ealiza án p uebas de condición ísica:
Ca dio ascula
El consumo máximo de oxígeno (VO2max) se es ima á median e una p ueba de campo incluido en
la ba e ía Eu o i pa a escola es ( es de 20 m de ida y uel a).
Tes de elocidad de ca e a
El iempo in e ido en co e 30 m (T30) se medi á u ilizando células o oeléc icas (Byomedics,
Ba celona).
La ue za isomé ica máxima (FIM)
De pie na
Tes de máxima con acción olun a ia isomé ica (MCVI)
Se egis a á la ue za eje cida po el suje o du an e 10 segundos con un ángulo de lexión de odilla
de 110º.
De b azo
La dinamome ía manual se ealiza á con un dinamóme o y el adolescen e de pie, b azos
ex endidos a lo la go del cue po ha á la mayo ue za posible de p ensión manual sin apoya el
b azo en el cue po.
Fue za dinámica de las pie nas.
Las ue zas gene adas du an e el sal o e ical se medi án median e el cálculo de la al u a de uelo
du an e el sal o con una pla a o ma que egis a la ue za ealizada du an e el sal o.
Po encia muscula de en in e io al 10%, 20% y al 30% de la MCVI.
El obje i o de dicha e aluación se á cuan i ica la po encia máxima que se á capaz de imp imi el
adolescen e du an e la ase concén ica del mo imien o de ex ensión de pie nas, u ilizando una
ca ga equi alen e al 10, 20 y 30% de la MCVI que hemos medido an e io men e.
Valo ación de la die a
La die a se alo a á a pa i de es ecue dos de 24 h no consecu i os y en días dis in os de la
semana, ealizados con un so wa e in o má ico.
La du ación o al de la sesión de labo a o io se á de 2 ho as (una a de).
Pa a la ex acción sanguínea se ci a a al pa icipan e un sábado po la mañana a elección del
pa icipan e
Posibles bene icios
• De ección p ecoz de mine alización débil u o os p oblemas de mic oa qui ec u a ósea.
• Mejo a de la mine alización y desa ollo óseo du an e el c ecimien o.
Riesgos
No se ha desc i o ningún e ec o ad e so g a e de i ado de es as p uebas o de la pa icipación en un
p og ama de eje cicio ísico de es as ca ac e ís icas.
Relación de la ac i idad y condición ísicas con la composición, es uc u a y me abolismo óseos du an e el
c ecimien o. Es a egias pa a la p e ención emp ana de la os eopo osis.
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Con aindicaciones
Pa ologías g a es que con aindiquen la p ác ica depo i a escola .
Ad e encias
1. El pa icipan e es ad e ido sob e la posibilidad de u iliza los esul ados del diagnós ico en un
p oceso de in es igación, que en ningún caso pod á compo a iesgo adicional pa a su salud y
que no end á ca ác e come cial.
2. El pa icipan e es ad e ido de que puede e oca lib emen e po esc i o su consen imien o en
cualquie momen o.
3. El pa icipan e es ad e ido de su de echo a que se le dé una copia del documen o i mado.
4. El pa icipan e con a á con la cobe u a de un segu o pa a la ealización de las p uebas.
5. El pa icipan e puede ob ene la in o mación complemen a ia del in es igado p incipal del
p oyec o, cuya di ección igu a en es e esc i o.
6. El pa icipan e puede solici a po esc i o di igido al in es igado p incipal del p oyec o los
esul ados conc e os ob enidos en su mues a donada.
Un saludo
Ge mán-Vicen e Rod íguez
Associa ions o physical ac i i y and i ness wi h bone composi ion, s uc u e and me abolism du ing g ow h.
S a egies o he ea ly p e en ion o os eopo osis.
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Anexo VII