vendredi 28 avril 2017

Comment la marche profite au cerveau

Traduction : G.M.

How walking benefits the brain

Les chercheurs montrent que l'impact du pied aide à contrôler, augmente la quantité de sang envoyé au cerveau

Researchers show that foot's impact helps control, increase the amount of blood sent to the brain

Date: April 24, 2017
Source: Experimental Biology 2017
Summary: 
Vous savez probablement que la marche fait de votre corps, mais ce n'est pas seulement votre cœur et vos muscles qui en bénéficient. Les chercheurs ont constaté que l'impact du pied pendant la marche envoie des ondes de pression à travers les artères qui modifient de manière significative et peuvent augmenter l'apport de sang au cerveau.
You probably know that walking does your body good, but it's not just your heart and muscles that benefit. Researchers found that the foot's impact during walking sends pressure waves through the arteries that significantly modify and can increase the supply of blood to the brain.

Vous savez probablement que la marche fait du bien à votre corps, mais ce n'est pas seulement votre cœur et vos muscles qui en bénéficient. Des chercheurs de l'Université New Mexico Highlands (NMHU) ont constaté que l'impact du pied pendant la marche envoie des ondes de pression à travers les artères qui modifient de manière significative et peuvent augmenter l'apport de sang au cerveau. La recherche sera présentée aujourd'hui lors de la réunion annuelle de l'APS à Experimental Biology
You probably know that walking does your body good, but it's not just your heart and muscles that benefit. Researchers at New Mexico Highlands University (NMHU) found that the foot's impact during walking sends pressure waves through the arteries that significantly modify and can increase the supply of blood to the brain. The research will be presented today at the APS annual meeting at Experimental Biology 2017 in Chicago.
Jusqu'à récemment, on pensait que l'approvisionnement en sang du cerveau (flux sanguin cérébral ou CBF) était involontairement régulé par le corps et relativement peu affecté par les changements de la pression sanguine causés par l'exercice ou l'effort. L'équipe de recherche de NMHU et d'autres personnes ont déjà constaté que l'impact du pied pendant la course (4-5 forces G) a provoqué des ondes rétrogrades importantes (inverses) liées à l'impact dans les artères qui se synchronisent avec la fréquence cardiaque et la vitesse de foulée pour réguler dynamiquement la circulation sanguine dans le cerveau.
Until recently, the blood supply to the brain (cerebral blood flow or CBF) was thought to be involuntarily regulated by the body and relatively unaffected by changes in the blood pressure caused by exercise or exertion. The NMHU research team and others previously found that the foot's impact during running (4-5 G-forces) caused significant impact-related retrograde (backward-flowing) waves through the arteries that sync with the heart rate and stride rate to dynamically regulate blood circulation to the brain.
Dans l'étude en cours, l'équipe de recherche a utilisé des ultrasons non invasifs pour mesurer les ondes de vitesse du sang de l'artère carotide interne et les diamètres artériels pour calculer le CBF hémisphérique dans les deux côtés du cerveau de 12 jeunes adultes en bonne santé pendant le repos debout et la marche régulière (1 mètre / seconde). Les chercheurs ont constaté que bien qu'il y ait un impact plus léger sur le pied associé à la marche par rapport au fonctionnement, la marche produit encore des ondes de pression plus importantes dans le corps qui augmentent considérablement le flux sanguin vers le cerveau. Alors que les effets de la marche sur CBF étaient moins spectaculaires que ceux causés par la course, ils étaient plus importants que les effets observés pendant le cyclisme,  qui ne comportait aucun impact sur le pied."Les nouvelles données suggèrent fortement que le flux sanguin du cerveau est très dynamique et dépend directement des pressions aortiques cycliques qui interagissent avec les impulsions de pression rétrograde des impacts du pied", ont écrit les chercheurs. "Il existe un continuum d'effets hémodynamiques sur le flux sanguin du cerveau humain dans le pédalage, la marche et la course. Spéculativement, ces activités peuvent optimiser la perfusion cérébrale, la fonction et le sentiment général de bien-être pendant l'exercice".
In the current study, the research team used non-invasive ultrasound to measure internal carotid artery blood velocity waves and arterial diameters to calculate hemispheric CBF to both sides of the brain of 12 healthy young adults during standing upright rest and steady walking (1 meter/second). The researchers found that though there is lighter foot impact associated with walking compared with running, walking still produces larger pressure waves in the body that significantly increase blood flow to the brain. While the effects of walking on CBF were less dramatic than those caused by running, they were greater than the effects seen during cycling, which involves no foot impact at all.
"New data now strongly suggest that brain blood flow is very dynamic and depends directly on cyclic aortic pressures that interact with retrograde pressure pulses from foot impacts," the researchers wrote. "There is a continuum of hemodynamic effects on human brain blood flow within pedaling, walking and running. Speculatively, these activities may optimize brain perfusion, function, and overall sense of wellbeing during exercise."
"Ce qui est surprenant, c'est qu'il nous a fallu beaucoup de temps pour que nous puissions enfin mesurer ces effets hydrauliques évidents sur le flux sanguin cérébral", a expliqué Ernest Greene, principal auteur. "Il existe un rythme d'optimisation entre le flux sanguin du cerveau et la déambulation.  Les taux de foulées et leurs impacts sur les pieds sont dans la gamme de nos fréquences cardiaques normales (environ 120 / minute) lorsque nous progressons très rapidement".
"What is surprising is that it took so long for us to finally measure these obvious hydraulic effects on cerebral blood flow," first author Ernest Greene explained. "There is an optimizing rhythm between brain blood flow and ambulating. Stride rates and their foot impacts are within the range of our normal heart rates (about 120/minute) when we are briskly moving along."

Materials provided by Experimental Biology 2017. Note: Content may be edited for style and length.

lundi 10 avril 2017

Activité physique, comportement sédentaire et leurs corrélations chez les enfants avec un diagnostic de trouble du spectre de l'autisme: une revue systématique

Aperçu: G.M.
Le trouble du spectre autistique affecte jusqu'à 2,5% des enfants et est associé à des résultats néfastes pour la santé (par exemple, l'obésité). Les faibles niveaux d'activité physique et les niveaux élevés de comportements sédentaires peuvent contribuer à des résultats néfastes pour la santé. Pour examiner systématiquement la prévalence et les corrélats de l'activité physique et des comportements sédentaires chez les enfants avec un diagnostic de trouble du spectre de l'autisme, les bases de données électroniques (PsycINFO, SPORTDiscus, EMBASE, Medline) ont été recherchées des débuts à novembre 2015.  
Parmi les 35 études incluses, 15 prédominent la prévalence de l'activité physique, 10 rapports liés à l'activité physique, 18 ont déclaré une prévalence du comportement sédentaire et 10 rapports de comportement sédentaire corrélés. Les estimations de l'activité physique des enfants (34-166 minutes / jour, moyenne de 86 minutes / jour) et le comportement sédentaire (126-558 min / jour en temps d'écran, moyenne de 271 minutes / jour, 428-750 minutes / jour dans le comportement sédentaire total, Moyenne de 479 minutes / jour) ont varié selon les études. 
L'âge était constamment associé inversement, et le sexe était inconséquemment associé à l'activité physique. L'âge et le sexe étaient associés de manière incohérente au comportement sédentaire. La taille des échantillons était faible. Tous sauf une des études ont été classés comme ayant un risque élevé de biais.
Peu de corrélats ont été signalés dans des études suffisantes pour fournir des estimations globales des associations. Les corrélations potentielles dans l'environnement physique demeurent largement non examinées. Cette revue met en évidence des niveaux variables d'activité physique et de comportement sédentaire chez les enfantsavec un diagnostic de trouble du spectre de l'autisme. Des recherches sont nécessaires pour identifier systématiquement les corrélats de ces comportements. Il existe un besoin critique d'interventions pour soutenir des niveaux sains de ces comportements.  
 
 
PLoS One. 2017 Feb 28;12(2):e0172482. doi: 10.1371/journal.pone.0172482. eCollection 2017.

Physical activity, sedentary behavior and their correlates in children with Autism Spectrum Disorder: A systematic review

Author information

1
Deakin University, Institute for Physical Activity and Nutrition, School of Exercise and Nutrition Sciences, Geelong, Victoria, Australia.
2
Early Start Research Institute, Faculty of Social Sciences, University of Wollongong, Wollongong, New South Wales, Australia.
3
Deakin University, Deakin Child Study Centre, School of Psychology, Burwood, Victoria, Australia.
4
Deakin University, School of Health and Social Development, Burwood, Victoria, Australia.
5
University of Melbourne, Department of Paediatrics, Parkville, Victoria, Australia.
6
Murdoch Childrens Research Institute, Parkville, Victoria, Australia.
7
Deakin University, Centre of Social and Early Emotional Development, School of Psychology, Burwood, Victoria, Australia.

Abstract

Autism Spectrum Disorder affects up to 2.5% of children and is associated with harmful health outcomes (e.g. obesity). Low levels of physical activity and high levels of sedentary behaviors may contribute to harmful health outcomes. To systematically review the prevalence and correlates of physical activity and sedentary behaviors in children with Autism Spectrum Disorder, electronic databases (PsycINFO, SPORTDiscus, EMBASE, Medline) were searched from inception to November 2015. The review was registered with PROSPERO (CRD42014013849). Peer-reviewed, English language studies were included. Two reviewers screened potentially relevant articles. Outcomes of interest were physical activity and sedentary behaviour levels and their potential correlates. Data were collected and analysed in 2015. Of 35 included studies, 15 reported physical activity prevalence, 10 reported physical activity correlates, 18 reported sedentary behavior prevalence, and 10 reported sedentary behavior correlates. Estimates of children's physical activity (34-166 mins/day, average 86 mins/day) and sedentary behavior (126-558 mins/day in screen time, average 271 mins/day; 428-750 mins/day in total sedentary behavior, average 479 mins/day) varied across studies. Age was consistently inversely associated, and sex inconsistently associated with physical activity. Age and sex were inconsistently associated with sedentary behavior. Sample sizes were small. All but one of the studies were classified as having high risk of bias. Few correlates have been reported in sufficient studies to provide overall estimates of associations. Potential correlates in the physical environment remain largely unexamined. This review highlights varying levels of physical activity and sedentary behavior in children with Autism Spectrum Disorder. Research is needed to consistently identify the correlates of these behaviors. There is a critical need for interventions to support healthy levels of these behaviors.
PMID: 28245224
PMCID: PMC5330469
DOI: 10.1371/journal.pone.0172482

Niveaux d'activité physique, fréquence et type chez les adolescents avec et sans trouble du spectre autistique

Aperçu: G.M.
Nous avons comparé le temps consacré à l'activité physique modérée et vigoureuse (MVPA), le type et la fréquence de participation aux activités physiques chez les adolescents avec un diagnostic de TSA (n = 35) et les adolescents en développement (TD) typique (n = 60). Les accéléromètres ont mesuré la MVPA et les participants ont été interviewés au sujet de l'engagement dans les activités physiques. Les adolescents avec un diagnostic de TSAont passé moins de temps dans la MVPA par rapport aux adolescents TD (29 min / jour contre 50 min / jour, p <0,001) et moins ont respecté les recommandations sur l'activité physique pour les Américains (14 contre 29%, p> 0,05). Chez les adolescents de moins de 16 ans, ceux avec un diagnostic de TSA ont participé à moins d'activités que les adolescents TD (5,3 contre 7,1 activités, p <0,03). La marche / randonnée et les jeux vidéo actifs faisaient partie des principales activités pour les deux groupes. 
Les résultats confirment la nécessité d'interventions répondant aux besoins des jeunes avec un diagnostic de TSA.

J Autism Dev Disord. 2017 Mar;47(3):785-794. doi: 10.1007/s10803-016-3001-4.

Physical Activity Levels, Frequency, and Type Among Adolescents with and Without Autism Spectrum Disorder

Author information

1
Department of Exercise and Health Sciences, University of Massachusetts Boston, 100 Morrissey Blvd., Boston, MA, 02125, USA. heidi.stanish@umb.edu
2
Eunice Kennedy Shriver Center, University of Massachusetts Medical School, Worcester, MA, 01655, USA.
3
Department of Public Health and Community Medicine, Tufts University School of Medicine, Boston, MA, 02111, USA.
4
Department of Health Sciences, Boston University, Boston, MA, 02215, USA.

Abstract

We compared time spent in moderate and vigorous physical activity (MVPA), type, and frequency of participation in physical activities between adolescents with ASD (n = 35) and typically developing (TD) adolescents (n = 60). Accelerometers measured MVPA and participants were interviewed about engagement in physical activities. Adolescents with ASD spent less time in MVPA compared to TD adolescents (29 min/day vs. 50 min/day, p < 0.001) and fewer met the Physical Activity Guidelines for Americans (14 vs. 29%, p > 0.05). Among adolescents <16 years old, those with ASD participated in fewer activities than TD adolescents (5.3 vs. 7.1 activities, p < 0.03). Walking/hiking and active video gaming were among the top activities for both groups. Findings support the need for interventions that meet the needs of youth with ASD.
PMID: 28066867
DOI: 10.1007/s10803-016-3001-4

dimanche 9 avril 2017

*Niveaux d'activité physique chez les enfants avec et sans trouble du spectre de l'autisme lors de jeux vidéos actifs et sédentaires avec Xbox Kinect

Aperçu: G.M.
L'étude compare l'activité physique pendant les période de jeux vidéo sédentaire (SVG), de jeux vidéo actifs (AVG) et de marche organisée chez des enfants avec et sans trouble du spectre autistique (ASD) pour déterminer l'efficacité de l'AVG dans la fourniture d'une activité physique modérée à vigoureuse. Un accéléromètre optique a fourni des comptes d'activité (AC) et un pourcentage de temps dans une activité physique modérée à vigoureuse (% MVPA). 
Les comparaisons ont indiqué que l'AVG avait une AC (P <0,001) et un MVPA (P <0,001) significativement plus élevée que le SVG, mais était significativement plus faible que la marche à pied (AC P <0,001;% MVPA P <0,01).  
Dans l'ensemble, les participants ont passé 76,25% de leur temps dans MVPA pendant AVG, contre 99,4% pendant la marche à pied et 2,31% en SVG.  
L'AVG peut fournir un moyen attrayant par lequel tous les individus peuvent augmenter leurs niveaux d'activité physique globale, bien que l'AVG ne soit pas considéré comme un remplacement pour la marche ou d'autres formes d'activité physique.
Les jeux peuvent éventuellement être joués sans modifications ni adaptations, ce qui peut offrir plusieurs avantages en termes d'unité sociale / coût / facilité d'accès. 

Games Health J. 2017 Apr 4. doi: 10.1089/g4h.2016.0083.

Physical Activity Levels in Children With and Without Autism Spectrum Disorder When Playing Active and Sedentary Xbox Kinect Videogames

Author information

1
Department of Kinesiology and Applied Physiology, University of Delaware , Newark, Delaware.

Abstract

OBJECTIVE:

We compare physical activity during bouts of sedentary videogaming (SVG), active videogaming (AVG), and paced walking in children with and without autism spectrum disorder (ASD) to determine the effectiveness of AVG in providing moderate-to-vigorous physical activity.

MATERIALS AND METHOD:

Participants included nine males (8-11 years old) with ASD and eight age-matched males who were typically developing. Both groups had anthropometric and motor proficiency (Movement Assessment Battery for Children II) measures taken before testing. Participants attended three randomly assigned acquisition sessions: 20 minutes of paced walking at 4.5 metabolic equivalents, AVG, and SVG. Videogaming occurred on an Xbox® Kinect. An Actical accelerometer provided activity counts (AC) and percentage of time in moderate-to-vigorous physical activity (%MVPA). These were compared using 3 × 2 repeated measures analysis of variance for each measure.

RESULTS:

Main effects for conditions existed for %MVPA (P < 0.0001) and AC (P < 0.0001). Post hoc Bonferroni comparisons indicated that AVG had significantly higher AC (P < 0.001) and % MVPA (P < 0.001) than SVG, but was significantly lower than paced walking (AC P < 0.001; %MVPA P < 0.01). Overall, participants spent 76.25% of their time in MVPA during AVG compared to 99.4% during paced walking and 2.31% in SVG. No main effects for groups or group by condition interaction effects were found for either measure.

CONCLUSIONS:

AVG may provide an appealing means by which all individuals can increase their overall physical activity levels, although AVG should not be seen as a replacement for walking or other forms of PA. Although further research is necessary, the finding that both groups performed similarly in AVG suggests that games can potentially be played without modifications or adaptations to gaming units, which may provide several advantages in terms of social/cost/ease of accessing unit.
PMID: 28375644
DOI: 10.1089/g4h.2016.0083

samedi 8 avril 2017

L'efficacité d'un programme d'aventure en plein air pour les jeunes enfants avec trouble du spectre de l'autisme: une étude contrôlée

Aperçu: G.M.
Les programmes d'aventure en plein air visent à améliorer les relations interpersonnelles en utilisant des activités aventureuses. L'étude actuelle a examiné l'efficacité d'un programme d'aventure en plein air chez les enfants avec un diagnostic de trouble du spectre de l'autisme.
Les résultats après l'intervention ont révélé une amélioration significative de la communication sociale et des directions différentes dans les deux groupes dans les domaines de la cognition sociale, de la motivation sociale et des maniérismes autistes de l'échelle de réceptivité sociale. Alors que le groupe qui a reçu un programme d'aventure en plein air a montré une tendance à une réduction de la gravité, le groupe témoin a montré l'inverse (p <0,010).
Le programme d'aventure en plein air exigeait des compétences en résolution de problèmes et obligeait l'enfant à communiquer dans des situations passionnantes. Cette étude suggère qu'un programme d'aventure en plein air peut être une intervention efficace en plus des traitements traditionnels chez les jeunes enfants avec un diagnostic de TSA. Les études futures devraient examiner le résultat des programmes d'aventure en plein air livrés pendant des périodes plus longues et la maintenance des réalisations au fil du temps

Dev Med Child Neurol. 2017 May;59(5):550-556. doi: 10.1111/dmcn.13337. Epub 2016 Dec 2.

The effectiveness of an outdoor adventure programme for young children with autism spectrum disorder: a controlled study

Author information

1
Department of Pediatrics, The Autism Center, Assaf Harofeh Medical Center, The Sackler School of Medicine, Tel Aviv University, Zerifin, Israel.
2
Department of Human Services, The Max Stern Yezreel Valley College, Emek Yezreel, Israel.
3
Department of Communication Disorders, Ariel University, Ariel, Israel.
4
The Israeli National Association for Children with Autism (ALUT), Givataim, Israel.

Abstract

AIM:

Outdoor adventure programmes aim to improve interpersonal relationships using adventurous activities. The current study examined the effectiveness of an outdoor adventure programme in children with autism spectrum disorders (ASD).

METHOD:

The study included 51 participants (40 males, 11 females; age 3y 4mo-7y 4mo) enrolled in ASD special education kindergartens. Only the intervention group (n=30) participated in the outdoor adventure programme for 13 weeks, completing challenging physical activities that required cooperation and communication with peers and instructors. The control group (n=21) was not significantly different from the research group in age, sex, cognitive, and adaptive behaviour measures.

RESULTS:

Outcomes after the intervention revealed significant improvement in social-communication and different directions in the two groups in the social cognition, social motivation, and autistic mannerisms subdomains of the Social Responsiveness Scale. While the group that received an outdoor adventure programme showed a tendency toward a reduction in severity, the control group showed the opposite (p<0.010).

INTERPRETATION:

The outdoor adventure programme required problem-solving skills and forced the child to communicate in exciting situations. This study suggests that an outdoor adventure programme may be an effective intervention in addition to traditional treatments in young children with ASD. Future studies should examine the outcome of outdoor adventure programmes delivered for longer periods of time and maintenance of the achievements over time.
PMID: 27911014
DOI: 10.1111/dmcn.13337

jeudi 6 avril 2017

Les effets d'une intervention précoce sur les compétences motrices sur les compétences motrices, les niveaux d'activité physique et la socialisation chez les jeunes enfants avec un diagnostic de trouble du spectre de l'autisme: une étude pilote

Aperçu: G.M.
Bien que les preuves suggérant que l'un des premiers indicateurs d'un éventuel diagnostic du trouble du spectre autistique est un retard moteur précoce, il reste très peu d'interventions visant le comportement moteur comme résultat principal pour les jeunes enfants avec un diagnostic de trouble du spectre de l'autisme.
L'objectif de cette étude pilote était de mesurer l'efficacité d'une intervention intensive en compétences motrices sur les habiletés motrices (Test du développement moteur brut-2), de l'activité physique (accéléromètres) et de la socialisation (Observation du jeu d'entrainement par les pairs) chez les jeunes enfants avec un diagnostic de trouble du spectre de l'autisme.
Au total, 20 enfants Au total, 20 enfants avec un diagnostic de trouble du spectre de l'autisme., âgés de 4 à 6 ans ont participé à l'étude.
Le groupe expérimental (n = 11) a participé à une intervention de 8 semaines consistant en l'enseignement des compétences motrices pendant 4 h / jour, 5 jours par semaine. Le groupe de contrôle (n = 9) n'a pas reçu d'intervention.  
Une analyse des mesures répétées de la covariance a révélé des différences statistiquement significatives entre les groupes dans les trois résultats moteurs, locomoteur (F (1, 14) = 10,07, p <0,001, partiel η2 = 0,42), contrôle des objets (F (1, 14) = 12,90, p <0,001, partiel η2 = 0,48) et le quotient de motricité globale (F (1, 14) = 15,61, p <0,01, partiel η2 = 0,53).  
Les résultats éclairent l'importance d'inclure la programmation motrice dans le cadre des services d'intervention précoce offerts aux jeunes enfants avec un diagnostic de trouble du spectre de l'autisme.

Autism. 2017 May;21(4):481-492. doi: 10.1177/1362361316650611. Epub 2016 Jun 26.

The effects of an early motor skill intervention on motor skills, levels of physical activity, and socialization in young children with autism spectrum disorder: A pilot study

Author information

1
1 Sunfield Center for Autism, ADHD and Behavioral Health, USA.
2
2 Michigan State University, East Lansing, MI, USA.
3
3 Michigan State University, Ann Arbor, MI, USA.

Abstract

Despite evidence suggesting one of the earliest indicators of an eventual autism spectrum disorder diagnoses is an early motor delay, there remain very few interventions targeting motor behavior as the primary outcome for young children with autism spectrum disorder. The aim of this pilot study was to measure the efficacy of an intensive motor skill intervention on motor skills (Test of Gross Motor Development-2), physical activity (accelerometers), and socialization (Playground Observation of Peer Engagement) in young children with autism spectrum disorder. A total of 20 children with autism spectrum disorder aged 4-6 years participated. The experimental group ( n = 11) participated in an 8-week intervention consisting of motor skill instruction for 4 h/day, 5 days/week. The control group ( n = 9) did not receive the intervention. A repeated-measures analysis of covariance revealed statistically significant differences between groups in all three motor outcomes, locomotor ( F(1, 14) = 10.07, p < 0.001, partial η2 = 0.42), object control ( F(1, 14) = 12.90, p < 0.001, partial η2 = 0.48), and gross quotient ( F(1, 14) = 15.61, p < 0.01, partial η2 = 0.53). Findings shed light on the importance of including motor programming as part of the early intervention services delivered to young children with autism spectrum disorder.

PMID: 27354429
DOI: 10.1177/1362361316650611

samedi 1 avril 2017

Microarchitecture osseuse chez les adolescents avec un diagnostic de trouble de spectre de l'autisme

Aperçu: G.M.
Les garçons avec un diagnostic de trouble du spectre de l'autisme (TSA) ont une densité minérale osseuse inférieure (aBMD) à celle généralement des témoins au développement typique (TDC).
Les paramètres microarchitecturaux des os sont altérés dans le TSA, avec des réductions des estimations de la force osseuse (rigidité et charge de défaillance) au radius ultradistal et au tibia distal. Cela peut résulter d'une activité physique et d'une consommation de calcium réduite , et d'une diminution de la réactivité de l'IGF-1

Bone. 2017 Apr;97:139-146. doi: 10.1016/j.bone.2017.01.009. Epub 2017 Jan 11.

Bone microarchitecture in adolescent boys with autism spectrum disorder

Author information

1
Lurie Center for Autism, Massachusetts General Hospital, Lexington, MA 02421, United States; Harvard Medical School, Boston, MA 02115, United States. Electronic address: aneumeyer@mgh.harvard.edu.
2
Lurie Center for Autism, Massachusetts General Hospital, Lexington, MA 02421, United States.
3
Biostatistics Center, Massachusetts General Hospital, Boston, MA 02114, United States.
4
Harvard Medical School, Boston, MA 02115, United States; Biostatistics Center, Massachusetts General Hospital, Boston, MA 02114, United States.
5
Lurie Center for Autism, Massachusetts General Hospital, Lexington, MA 02421, United States; Harvard Medical School, Boston, MA 02115, United States.
6
Harvard Medical School, Boston, MA 02115, United States; Pediatric Endocrine and Neuroendocrine Units, Massachusetts General Hospital, Boston, MA 02114, United States.

Abstract

BACKGROUND:

Boys with autism spectrum disorder (ASD) have lower areal bone mineral density (aBMD) than typically developing controls (TDC). Studies of volumetric BMD (vBMD) and bone microarchitecture provide information about fracture risk beyond that provided by aBMD but are currently lacking in ASD.

OBJECTIVES:

To assess ultradistal radius and distal tibia vBMD, bone microarchitecture and strength estimates in adolescent boys with ASD compared to TDC.

DESIGN/METHODS:

Cross-sectional study of 34 boys (16 ASD, 18 TDC) that assessed (i) aBMD at the whole body (WB), WB less head (WBLH), hip and spine using dual X-ray absorptiometry (DXA), (ii) vBMD and bone microarchitecture at the ultradistal radius and distal tibia using high-resolution peripheral quantitative CT (HRpQCT), and (iii) bone strength estimates (stiffness and failure load) using micro-finite element analysis (FEA). We controlled for age in all groupwise comparisons of HRpQCT and FEA measures. Activity questionnaires, food records, physical exam, and fasting levels of 25(OH) vitamin D and bone markers (C-terminal collagen crosslinks and N-terminal telopeptide (CTX and NTX) for bone resorption, N-terminal propeptide of Type 1 procollagen (P1NP) for bone formation) were obtained.

RESULTS:

ASD participants were slightly younger than TDC participants (13.6 vs. 14.2years, p=0.44). Tanner stage, height Z-scores and fasting serum bone marker levels did not differ between groups. ASD participants had higher BMI Z-scores, percent body fat, IGF-1 Z-scores, and lower lean mass and aBMD Z-scores than TDC at the WB, WBLH, and femoral neck (P<0.1). At the radius, ASD participants had lower trabecular thickness (0.063 vs. 0.070mm, p=0.004), compressive stiffness (56.7 vs. 69.7kN/mm, p=0.030) and failure load (3.0 vs. 3.7kN, p=0.031) than TDC. ASD participants also had 61% smaller cortical area (6.6 vs. 16.4mm2, p=0.051) and thickness (0.08 vs. 0.22mm, p=0.054) compared to TDC. At the tibia, ASD participants had lower compressive stiffness (183 vs. 210kN/mm, p=0.048) and failure load (9.4 vs. 10.8kN, p=0.043) and 23% smaller cortical area (60.3 vs. 81.5mm2, p=0.078) compared to TDC. A lower proportion of ASD participants were categorized as "very physically active" (20% vs. 72%, p=0.005). Differences in physical activity, calcium intake and IGF-1 responsiveness may contribute to group differences in stiffness and failure load.

CONCLUSION:

Bone microarchitectural parameters are impaired in ASD, with reductions in bone strength estimates (stiffness and failure load) at the ultradistal radius and distal tibia. This may result from lower physical activity and calcium intake, and decreased IGF-1 responsiveness.
PMID: 28088646
DOI: 10.1016/j.bone.2017.01.009