Impact of weight variability on the risk of fracture : a population based study among Korean over 50

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Background: In Korea, the incidence of hip, vertebral, and upper extremity fractures is increasing and mortality related to fractures is higher compared to that of other countries. We aimed to investigate the relationship between variability in body mass index (BMI), and risk of fractures in this large-scale population-based cohort in Korea.
Methods: Within a population-based cohort of 166,932 men and women aged 50 years or older from the National Health Insurance Service- Health Screening Cohort, weight variability from three follow-up examinations during 2002-2007 was categorized into quartiles. The risk of admission from the fractures in hip, spinal, and upper extremity during 2008-2015 according to BMI variability was determined by calculating the hazard ratios (HRs) and 95% confidence intervals (CIs) using Cox proportional hazards regression analysis.
Results: Compared to those within the first quartile (lowest) of weight variability, those within the second, third, and fourth quartile (highest) of weight variability had increased risk of total fractures (aHR 1.07, 95% CI 1.01-1.15; aHR 1.10, 95% CI 1.03-1.17; aHR 1.16 95% CI 1.09-1.23, respectively). Furthermore, the risk of total fractures increased upon greater degrees of weight variability (p for trend <0.001). Among individuals who had osteoporosis, those within the greatest weight variability had increased risk of fractures (aHR 1.19, 95% CI 1.07-1.32) compared to those within the first quartile of weight variability. Among individuals without osteoporosis, those within greatest weight variability had increased risk of fractures (aHR 1.14, 95% CI 1.06-1.23). The relationship between BMI variability and fracture seemed to be varied according to the presence of osteoporosis (p for interaction=0.003). The risk-increasing effect of weight variability on fracture was preserved regardless of direction of weight change.
Conclusion: Weight variability was associated with increased risk of fracture at hip, spinal, and upper extremity. Weight maintenance, instead of weight fluctuation, may be beneficial in lowering the risk of fracture among over 50 year-old Korean adults.

국문 초록 (Abstract)

연구배경: 한국에서는 고관절, 척추 및 상지 골절의 발생률이 증가하고 골절과 관련된 사망률이 다른 국가에 비해 높은 것으로 보고된다. 본 연구에서는 한국 성인을 대상으로 한 대규모 코호트 연구로써, 체질량 지수 (BMI) 의 변동성과 골절 위험의 연관성을 보았다.

연구 방법: 국민건강보험공단 건강검진 코호트에서 50세 이상의 남녀 166,932 명으로 구성된 인구 기반 코호트 내에서, 2002-2007 년 동안 세 번의 후속 검사에서 얻은 체중 변동은 사분위수로 분류되었다. BMI 변동성에 따른 2008-2015 년 고관절, 요추 및 상지 골절의 입원 위험은 Cox 비례 위험 회귀 분석을 사용하여 위험 비율 (HR) 과 95% 신뢰구간 (CI)을 계산하여 결정되었다.

연구 결과: 체중 변동성의 첫 번째 사분위수 (가장낮은) 내에 있는 것과 비교하여 체중 변동성의 두 번째, 세 번째 및 네 번째 사분위수 (가장높은) 에 있는 것과 비교할 때 골절위험이 증가하였다 (aHR 1.07, 95% CI 1.01-1.15; aHR 1.10, 95% CI 1.03-1.17; aHR 1.16, 95% CI 1.09-1.23; p for trend <0.001). 이는 성별에 관계없이 남/여 모두에서 경향성이 유지되었다 (남: aHR 1.07, 95% CI 0.95-1.20; aHR 1.12, 95% CI 1.00-1.25; aHR 1.22, 95% CI 1.09-1.37; p for trend=0.001 / 여: aHR 1.08, 95% CI 1.00-1.17; aHR 1.09, 95% CI 1.01-1.18; aHR 1.14, 95% CI 1.06-1.22; p for trend=0.001). 골다공증을 진단받은 군에서 체중 변동성의 첫 번째 사분위수 (가장낮은) 내에 있는 것과 비교하여 체중 변동성의 두 번째, 세 번째 및 네 번째 사분위수 (가장높은) 에 있는 것과 비교할 때 골절위험이 증가하였다 (aHR 1.12, 95% CI 0.99-1.25; aHR 1.11, 95% CI 0.99-1.24; aHR 1.19, 95% CI 1.07-1.32; p for trend=0.003). 골다공증을 진단받지 않은 군에서도 동일한 경향성을 보였으며 (aHR 1.05, 95% CI 0.97-1.14; aHR 1.09, 95% CI 1.01-1.18; aHR 1.14, 95% CI 1.06-1.23; p for trend=0.001), BMI 변동성과 골절 사이의 관계는 골다공증 유무에 따라 달라지는 것으로 나타났다 (p for interaction=0.003). 체중이 증가하는 방향이든 감소하는 방향이든 체중변동성에 따른 골절의 위험은 증가하는 것으로 나타났으며 (aHR 1.02, 95% CI 0.93-1.12; aHR 1.07, 95% CI 0.98-1.17; aHR 1.12, 95% CI 1.02-1.23; p for trend=0.002 / aHR 1.13, 95% CI 1.03-1.24; aHR 1.13, 95% CI 1.03-1.24; aHR 1.20, 95% CI 1.09-1.31; p for trend <0.001), BMI 변동성과 골절사이의 관계를 체중 변화의 방향에 따라 달라지는 것으로 나타났다 (p for interaction <0.001).

연구 결론: 체중 변동성은 고관절, 요추, 상지에서의 골절위험을 증가시키는 것으로 나타났다. 따라서 체중을 유지하는 것이 50세 이상의 한국 성인에서 골절 위험을 낮추는데 도움이 될 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. INTRODUCTION 1
• 1. Background 1
• 2. Previous literature 10
• 1) Body weight and fracture 10
• 2) Body weight change and fracture 11
• 3) Body weight variability and fracture 11
• Ⅱ. Purpose 13
• Ⅲ. Methods 14
• 1. Study population 14
• Ⅳ. Results 19
• 1. Baseline characteristics 19
• 2. Test for Cox proportional hazards assumption 25
• 3. Association between weight variability and fracture 30
• Part I. Definition of fracture admission due to fracture 30
• 1) Association between weight variability and fracture according to diagnosis of osteoporosis 43
• 2) Association between BMI variability on risk of fracture according to differentweight fluctuationgroups 47
• 3) Stratified analysis 58
• PartII.Definition of fracture admission or at least three clinic visits in one year 70
• Ⅴ. Discussion 81
• 1. Key variables (weight variability & fracture) 81
• 1) Weight variability estimation 81
• 2) Fracture definition 84
• 2. Stratified analysis and Sensitivity analysis 88
• 3. Mechanism 89
• 4. Strength and Limitation 92
• Ⅵ. Conclusion 105
• Ⅶ. Reference 106
• 국 문 요 약 115