30세 이상 건강한 성인 남성에서 혈청 알부민과 골밀도 간의 관계
Original Article
김남희, 오한진*, 박은정, 김동현, 최종수
관동대학교 의과대학 제일병원 가정의학과
Serum Albumin and Bone Mineral Density in Healthy Men above 30 Years Old
Nam-Hee Kim, Han-Jin Oh*, Eun-Jung Park, Dong-Hyon Kim, Jong-Soo Choi
Department of Family Medicine, Cheil General Hospital and Women’s Healthcare Center, Kwandong University College of Medicine, Seoul, Korea
Background: As South Korea enters aging society, the prevalence of osteoporosis and incidence of fracture is increasing.
Consequently, treatment, early diagnosis and prevention of osteoporosis are becoming key issues in the health fi eld. In this study, we evaluated the correlation between serum albumin which represents nutritional status and the bone mineral density (BMD) of the lumbar spine and femoral neck.
Methods: Among 1,061 men who received health screening in the healthcare center of Cheil General Hospital, 541 men who had bone mineral density exam (except 494 men who took drugs that affect bone metabolism, osteoporosis medication or who had illnesses affecting bone metabolism) and who were above 30 years old were chosen. We performed Pearson correlation analysis, multiple regression analysis, and analysis of variance to find out the relationship between BMD and age, body mass index, total protein, serum albumin, hemoglobin, total cholesterol, triglycerides, and high density lipoprotein cholesterol.
Results: After multiple regression analysis adjusted by age and BMI, there was a signifi cant correlation between BMD of the lumbar spine, serum albumin, and hemoglobin as independent variables. Serum albumin was signifi cantly correlated with the bone mineral density of the femoral neck as independent variable. Serum albumin level was significantly increased as increasing BMD of L-spine, femoral neck.
Conclusion: Serum albumin and BMD were positively correlated. To help prevention and treatment of osteoporosis, health offi cials can encourage patients to check BMD, recommend protein intake, and educate about the risk factors for osteoporosis when hypoalbuminemia or low albumin levels are found, even if within normal range by screening.
Keywords: Bone Density; Male Adults; Nutritional Status; Serum Albumin; Hemoglobins
서론
골다공증은 골밀도의 감소와 미세구조의 이상으로 뼈의 강도가 약해져서 골절의 위험이 증가되는 전신적 골질환으로1) 세계보건기구 권고사항에 따라 골밀도가 진단기준으로 사용 되고 있다. 주로 여성에서 골다공증의 중요성이 인식되어 왔 으나,2) 평균 수명의 연장과 이에 따른 고령 인구의 증가로 남 성에서도 골다공증의 유병률과 골절의 발병률이 증가하고 있 Received: August 27, 2012, Accepted: September 12, 2013
*Corresponding Author: Han-Jin Oh
Tel: 02-2000-7158, Fax: 02-2000-7896 E-mail: [email protected]
Korean Journal of Family Practice
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으며3) 골다공증의 치료뿐 아니라 조기진단 및 예방이 보건 분 야의 중요 사안이 되고 있다. 여러 가지 교정 가능한 생활인자 가 골밀도에 영향을 미치고 이 중 영양상태는 중요한 요소로,4) 단백질 및 비타민 D 섭취, 혈청 알부민 수치로 반영되는 영양 상태는 골밀도를 예측할 수 있는 지표가 된다.5,6)
알부민은 간에서 생성되는 단백질로 혈액의 삼투압을 유 지하고, 혈액 속에 있는 여러 가지 물질과 결합하여 다른 곳으 로 이동시키는 역할을 하며 뼈를 구성하는 무기질인 칼슘도 그 물질 중 하나이다. 알부민은 영양상태를 반영하는 표지자 중 하나로서7) 낮은 혈청 알부민 값은 체내 단백질 저하를 반영 한다고 알려져 있고,8) 체내 단백질이 감소하게 되면 인슐린유 사성장인자(insulin-like growth factor-1, IGF-1)의 합성에 장애를 초래해 골 재형성이 감소하게 된다.9)
임상에서 쉽고 흔하게 측정되는 혈청 알부민 값과 골밀도 의 관계에 대한 연구가 활발히 이루어져왔으나 기존의 연구 들은 노인이나 투석 환자, 만성 간질환 환자군을 대상으로 한 연구가 주를 이루고 있고, 한국에서 건강한 성인 남성을 대상 으로 혈청 알부민과 골밀도의 관계를 본 연구결과는 찾아보 기 어렵다. 이에 저자들은 건강한 성인 남성에서 혈청 알부민 값과 골밀도 사이에 어떠한 관련성이 있는가를 알아보고자 본 연구를 시행하였다.
방법
1. 연구대상
서울 시내 제일병원 종합검진센터에서 2011년 1월부터 2011년 12월까지 건강검진을 받은 1,061명의 남성 중에서 골 밀도의 결과가 있으며 과거력상 당뇨병, 갑상선질환, 뇌하수 체질환, 성선기능저하증, 만성간질환, 만성신장질환 등의 골 대사에 영향을 미치는 질환이 있는 자와 골다공증치료제, 부 신피질호르몬, 이뇨제, 칼슘 등 골대사에 영향을 미치는 약물 복용자 494명을 제외한 567명 중 30세 이상인 541명을 대상으 로 하였다.
2. 연구방법
1) 신체계측 및 혈액검사
신장과 체중은 검진용 가운을 입은 상태로 신장-체중 자동 측정기를 이용하여 신장은 1 cm, 체중은 0.1 kg까지 측정하였 다. 체질량지수(body mass index, BMI)는 Quetelet index인 체중 (kg)을 키(m) 제곱으로 나눈 값으로 계산하였다. 혈액검사는 12시간의 공복을 유지한 상태에서 채혈한 정맥혈을 이용하
여, 총 단백질, 알부민, 헤모글로빈, 총 콜레스테롤, 중성지방, 고밀도지단백 콜레스테롤을 측정하였다.
2) 골밀도의 측정
요추와 대퇴골의 골밀도는 이중에너지 X-선 흡수방법 (dual-energy X-ray absorptiometry)을 이용한 밀도측정기(QDR 4500 Elite X-ray Bone Densitometer; Hologic, Bedford, MA, USA) 로 측정하였고 기계는 매일 아침 검사 시작 전 보정되었다.
정확한 요추 위치 파악을 위해 12번째 늑골과 장골능이 보이 도록 하였고, 장골능과 요추 4–5번의 추간판이 일직선상에 위치하는지를 확인하였다. 대퇴골 촬영 시에는 대퇴골 간부 (femoral shaft)가 영상의 세로 중심축에 직선으로 곧게 위치하 는 것을 원칙으로 하였다. 골밀도 측정치는 각각의 부위별 골 밀도 측정치를 더한 후 단위면적의 합으로 나눈 값(g/cm3)으 로 표시하였다.
3. 통계분석
대상자들의 일반적 특성은 평균±표준편차로 제시하였고, 연령에 따른 혈청 알부민, 요추 골밀도, 대퇴경부 골밀도 평균 값의 변화를 보기 위해 분산분석을 하였다. 골밀도와 연령, 체 질량지수, 총 단백질, 혈청 알부민, 헤모글로빈, 총 콜레스테 롤, 중성지방, 고밀도지단백 콜레스테롤의 관계를 보기 위해 피어슨 상관분석을 하였고, 골밀도를 종속변수로 하여 각 변 수들의 독립적인 영향을 알아보기 위해 다중회귀분석을 시 행하였다. 연령대별로 30세 이상 39세 이하, 40세 이상 49세 이 하, 50세 이상의 세 그룹으로 나누어 연령대별로 골밀도에 독 립적으로 영향을 미치는 변수를 알아보고자 다중회귀분석 을 시행하였다. 골밀도 증가에 따른 혈청 알부민 값의 차이를 보기 위해 요추 골밀도, 대퇴 경부 골밀도 값을 4분위로 나눈 후 분산분석을 하였다 분석에 사용한 프로그램은 PASW SPSS ver. 18.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)이며, 통계적 유의수준은 P-value<0.05로 하였다.
결과
1. 일반적 특성
연구에 참여한 대상자는 총 541명으로 평균 연령 41.33세, 평균 체질량지수 24.78 kg/m2, 혈청 총 단백질 평균값 7.03 g/
dL, 혈청 알부민은 4.37 g/dL, 헤모글로빈 14.95 g/dL, 총 콜레스 테롤 194.29 mg/dL, 중성지방 148.50 mg/dL, 고밀도지단백 콜 레스테롤 48.77 mg/dL이었다. 골밀도의 평균값은 요추 0.99 g/
cm2, 대퇴 경부 0.82 g/cm2이었다(Table 1).
2. 골밀도와 관련된 변수
골밀도와 관련된 변수를 확인하기 위해 피어슨 상관분 석을 시행한 결과 요추 골밀도는 신장(r=0.092, P<0.05), 체중 (r=0.204, P<0.001), 체질량지수(r=0.188, P<0.001), 혈청 알부민 (r=0.167, P <0.001), 헤모글로빈(r=0.137, P=0.001)과 의미 있는 양의 상관관계를 보였다. 대퇴경부 골밀도는 연령(r=-0.239, P<0.001)과 의미 있는 음의 상관관계가 있고, 신장(r=0.227, P
<0.001), 체중(r=0.407, P<0.001), 체질량지수(r=0.352, P<0.001),
혈청 알부민(r=0.178, P<0.001), 헤모글로빈(r=0.150, P<0.001) 과 의미 있는 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다(Table 2).
3. 골밀도에 영향을 미치는 독립변인
총 단백질, 혈청 알부민, 헤모글로빈, 총 콜레스테롤, 중성 지방, 고밀도지단백 콜레스테롤과 요추 골밀도, 대퇴경부 골 밀도의 독립적인 연관성을 알아보기 위해 연령, 체질량지수 로 보정하여 다중회귀분석을 시행하였다. 그 결과 혈청 알부 민(P<0.001), 헤모글로빈(P=0.02)이 독립변인으로서 유의하 게 요추 골밀도와 양의 상관관계를 보였고, 대퇴 경부에 대하 여는 혈청 알부민(P=0.01)이 독립변인으로서 유의한 양의 상 관관계를 가지는 것으로 분석되었다(Table 3).
연령대별로 30세 이상 39세 이하(group A), 40세 이상 49세 이하(group B), 50세 이상(group C)의 세 그룹으로 나누어 각 그 룹에서 골밀도에 독립적으로 영향을 미치는 변수를 알아보고 자 다중회귀분석을 시행하였을 때, A그룹에서는 각 변수들과 요추(P>0.05) 및 대퇴 경부(P>0.05) 골밀도와의 연관성을 찾 아볼 수 없었다. B그룹에서는 혈청 알부민이 요추(P<0.001) 및 대퇴경부(P=0.02)에 독립적으로 유의한 영향을 미치는 것으 로 나타났고, 헤모글로빈(P=0.02)이 요추 골밀도에 독립적으 로 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. C그룹에서는 혈청 알부민 (P<0.01), 헤모글로빈(P=0.04)이 대퇴경부 골밀도에 독립적으로 유의한 영향을 미치는 것으로 분석되었다(Table 4).
Table 2. Correlation between age, height, weight, BMI, total protein, albumin, Hb, total cholesterol, TG, HDL cholesterol, and BMD (n=541)
Variable L-spine BMD Femur neck BMD
r P-value r P-value
Age (y) -0.038 0.38 -0.239 <0.001
Height (cm) 0.092 0.03 0.227 <0.001
Weight (kg) 0.204 <0.001 0.407 <0.001
BMI (kg/m2) 0.188 <0.001 0.352 <0.001
Total protein (g/dL) 0.049 0.26 0.078 0.07
Albumin (g/dL) 0.167 <0.001 0.178 <0.001
Hb (g/dL) 0.137 <0.01 0.150 <0.001
Total cholesterol (mg/dL) 0.022 0.61 0.022 0.60
TG (mg/dL) 0.031 0.47 0.029 0.50
HDL cholesterol (mg/dL) -0.008 0.85 0.004 0.93
r and P-values were from the Pearson correlation analysis.
BMI: body mass index, Hb: hemoglobin, TG: triglyceride, HDL: high density lipoprotein, BMD (g/cm2): bone mineral density.
Table 1. Characteristics of the study populations (n=541)
Variable Value
Age (y) 41.33±7.96
Height (cm) 173.31±5.20
Weight (kg) 74.52±10.43
Body mass index (kg/m2) 24.78±3.01
Total Protein (g/dL) 7.03±0.36
Albumin (g/dL) 4.37±0.18
Hemoglobin (g/dL) 14.95±0.88
Total cholesterol (mg/dL) 194.29±32.33
Triglyceride (mg/dL) 148.50±91.97
High density lipoprotein cholesterol (mg/dL) 48.77±10.56 L-spine bone mineral density (g/cm2) 0.99±0.11 Femur neck bone mineral density (g/cm2) 0.82±0.11 Values are presented as mean±SD.
4. 골밀도에 따른 혈청 알부민 값
전체 대상자의 요추, 대퇴 경부 골밀도를 각각 4분위수로 나누어 혈청 알부민의 평균값을 비교하기 위해 one-way analysis of variance를 시행한 결과, 요추(P<0.05), 대퇴 경부(P<0.01) 모 두 골밀도가 높은 4분위에 해당할수록 알부민 값이 유의하게 증가하였다(Figure 1).
고찰
골밀도는 연령이 증가할수록 감소하며, 이는 연령 증가에 따른 신체활동의 감소, 운동 및 영양부족, 식이섭취의 감소에 기인하는 칼슘섭취 감소 및 흡수율 감소, 비타민 D 감소, 부갑 상선호르몬 증가 등에 기인하는 것으로 알려져 있다.13) 본 연 구에서 연령이 증가할수록 요추 및 대퇴부 골밀도가 의미 있 게 감소하였다. 혈청 알부민 역시 나이가 들수록 감소한다고 알려져 있으며14) 이는 이번 연구결과와 일치한다.
Table 3. Multiple regression of total protein, albumin, Hb, total cholesterol, TG, HDL for BMD (n=541)
Variable L-spine BMD* Femur neck BMD†
β SE P-value β SE P-value
Total protein (g/dL) -0.033 0.017 0.05 -0.017 0.015 0.26
Albumin (g/dL) 0.132 0.033 <0.001 0.081 0.029 0.01
Hb (g/dL) 0.013 0.006 0.02 0.009 0.005 0.08
Total cholesterol (mg/dL) 0.000 0.000 0.42 0.000 0.000 0.21
Triglyceride (mg/dL) 0.000 0.000 0.48 0.000 0.000 0.30
HDL cholesterol (mg/dL) 0.000 0.001 0.65 0.001 0.000 0.15
β, SE, P-value from multiple regression analysis after adjusted by age, body mass index .
Hb: hemoglobin, TG: triglyceride, HDL: high density lipoprotein, BMD (g/cm2): bone mineral density, SE: standard error.
*R2=0.077, F=5.529 (P<0.001). †R2=0.199, F=16.549 (P<0.001).
Table 4. Multiple regression of total protein, albumin, Hb, total cholesterol, TG, HDL for BMD by age group (n=541)
Variable
L-spine BMD Femur neck BMD
β SE P-value β SE P-value
Age 30–39 (n=231 )
Albumin (g/dL) 0.021 0.048 0.66 0.046 0.050 0.35
Hb (g/dL) 0.013 0.008 0.11 0.013 0.008 0.12
R2=0.025 R2=0.038
Age 40–49 (n=242 )
Albumin (g/dL) 0.196 0.053 <0.001 0.116 0.050 0.02
Hb (g/dL) 0.021 0.009 0.02 0.017 0.009 0.05
R2=0.082 R2=0.051
Age ≥50 (n=68 )
Albumin (g/dL) 0.197 0.103 0.06 0.198 0.065 <0.01
Hb (g/dL) 0.023 0.020 0.24 0.026 0.012 0.04
R2=0.102 R2=0.211
β, SE, P-value from multiple regression analysis.
Hb: hemoglobin, TG: triglyceride, HDL: high density lipoprotein, BMD (g/cm2): bone mineral density, SE: standard error.
알부민은 영양상태를 반영하는 지표로서7) 긴 반감기를 가진 특성 때문에 혈청 알부민의 저하는 만성적인 저영양상 태를 민감하게 반영한다.15,16) 영양부족상태가 지속되어 체질 량과 체단백이 저하되면 골밀도의 감소로 이어지게 된다.17) 또한 단백질 저하로 인해 IGF-1의 합성이 저하되어 골 재형성 감소로 이어진다는 연구결과도 있다.9) Triffitt와 Owen18)은 알 부민, 당단백질 등의 혈청 단백질과 무기질화된 조직의 상호 작용에 대해 연구하였는데, 알부민이 골 재형성에 영향을 미 친다고 밝힌 바 있다. 이러한 직접적인 연관성 외에도, 알부민- 칼슘 또는 알부민-인의 결합에 의해 무기질의 재흡수가 일어 나 알부민은 간접적으로도 골대사에 영향을 미치게 된다.19)
그동안 건강상의 문제가 없는 일반인에서는 혈청 알부민 수치가 대개 정상 범위 내에 있어 임상적 중요성이 간과되었 고, 알부민 생성기능의 저하로 이어지는 간질환이나, 알부민 뇨를 초래하는 신장질환이 있는 환자, 외상이나 화상 환자 등
에서 혈청 알부민 수치는 사망률의 예측인자로서 중요한 요 인으로 여겨져 왔다. 그러나 건강상의 문제가 없는 일반인을 대상으로 한 연구에서도 낮은 알부민 수치가 사망률 증가와 관계가 있다는 결과가 있고,20) 이는 혈청 알부민이 정상 범위 내의 값이라도 낮은 알부민 수치는 건강하지 못한 상태를 반 영하는 지표가 될 수 있음을 시사한다.21)
골다공증의 교정 가능한 원인으로 식이습관에 대한 관심 이 높아지면서 단백질 섭취 정도와 골밀도의 관계, 혈청 알부 민 수치와 골밀도 또는 골절률의 관계에 대한 연구가 활발히 이루어져 왔다. 건강한 노인 여성과 남성에서 혈청 알부민 수 치가 높을수록 고관절 골절의 위험이 낮다는 전향적 연구22) 및 환자-대조군 연구결과23)가 있고, 저체중 노인을 대상으로 한 연구에서는 3.5 mg/dL 미만으로 낮은 혈청 알부민 수치가 높은 골소실률과 관련이 있다고 보고하였다.15) 우리나라에서 투석 환자를 대상으로 낮은 골량의 위험인자를 알아본 단면 Figure 1. Mean bone mineral density (BMD, g/cm2) in quartiles of (A) L-spine BMD, (B) femur neck BMD. (A) P<0.05 by one-way analysis of variance (ANOVA). (B) P<0.01 by one-way ANOVA. (C) Box plot:
min, 25% quartile, median, 75% quartile, max, 100% quartile. IQR:
interquartile range.
연구에서는 체중 및 혈청 알부민이 골량과 역의 상관관계가 있음이 나타났다.24)
30세 이상의 건강한 성인을 대상으로 한 본 연구에서 혈청 알부민의 평균값은 4.37±0.18 mg/dL, 최소값 3.80 mg/dL, 최대 값 4.90 mg/dL으로 정상 범위 내에 있었지만, 혈청 알부민 수 치가 높을수록 요추 및 대퇴 경부 골밀도가 의미 있게 증가하 는 경향을 확인하였으며, 나이와 체질량지수를 보정한 후에 도 혈청 알부민 값은 골밀도와 의미 있는 양의 상관관계가 있 는 독립적인 인자로 나타났다. 또한 혈청 알부민과 골밀도의 상관관계를 알아본 기존의 연구들이 대부분 노인을 대상으로 한 반면, 본 연구에서는 연령 그룹별로 나누어 다중회귀분석 을 시행했을 때 40세 이상 49세 이하의 젊은 연령에서도 혈청 알부민이 요추 골밀도와 의미 있는 양의 상관관계를 보여 의 미가 있다 하겠다.
본 연구는 제일병원의 건강검진센터에 내원한 사람을 대 상으로 하여 일반화하기 어렵고, 연구대상의 수가 적어 우연 에 의하여 혈청 알부민과 골밀도의 연관성이 관찰되었을 가 능성이 있어 추후 대규모를 대상으로 한 연구가 필요하겠다.
또한 단면조사연구이기 때문에 혈청 알부민과 골밀도 간의 인과적 관계를 평가하지 못한 한계점이 있으나, 국내에서 건 강한 성인 남성을 대상으로 혈청 알부민과 골밀도가 양의 상 관관계가 있음을 밝힌 첫 연구로 의의가 있다고 하겠다. 연령 그룹별로 분석하였을 때 40세 이상 49세 이하의 젊은 연령에 서도 혈청 알부민이 요추 골밀도와 독립적인 양의 상관관계 를 보여, 잦은 회식 및 탄수화물 위주의 불규칙한 식사를 하기 쉬운 젊은 성인군에 있어서 보건학적으로 골다공증의 예방을 위한 영양섭취에 관심을 기울여야 하겠다.
결론적으로 혈청 알부민과 골밀도는 양의 상관관계가 있 었고, 지금까지의 연구결과를 통해서는 혈청 알부민의 저하 가 골밀도의 저하로 이어지는 명확한 병태생리 기전에 대해 밝혀진 바가 없어 향후 전향적 연구가 필요하다고 생각된다.
이를 통해 건강검진상 저알부민혈증이 있거나 혈청 알부민이 정상 범위 내의 값이라도 낮은 범위에 있다면 적극적으로 골 밀도를 측정하고, 단백질 섭취권고 및 다른 골다공증의 위험 인자들에 대한 교육을 실시함으로써 골다공증 예방에 도움을 줄 수 있겠다.
요약
연구배경: 고령화 사회로 진입하면서 남성에서도 골다공증 의 유병률과 골절의 발병률이 증가하고 있으며 골다공증의
치료뿐 아니라 조기진단 및 예방이 보건 분야의 중요 사안이 되고 있다. 골밀도에 영향을 미치는 교정 가능한 인자 중 영양 상태를 대변하는 혈청 알부민 값과 요추 및 대퇴부 골밀도의 상관관계를 알아보고자 하였다.
방법: 서울 시내 제일병원 종합검진센터에서 2011년 1월부터 2011년 12월까지 건강검진을 받은 1,061명의 남성 중에서 골 밀도의 결과가 있으며 골대사에 영향을 미치는 질환이 있거 나 골다공증치료제 및 골대사에 영향을 미치는 약물 복용자 494명을 제외한 567명 중 30세 이상인 541명을 대상으로, 연 령, 체질량지수, 총 단백질, 혈청 알부민, 헤모글로빈, 총 콜레 스테롤, 중성지방, 고밀도지단백 콜레스테롤과 골밀도의 관 계를 보기 위해 피어슨 상관분석 및 다중회귀분석, 분산분석 을 시행하였다.
결과: 연령, 체질량지수로 보정한 다중회귀분석에서 혈청 알 부민, 헤모글로빈이 독립변인으로서 유의하게 요추 골밀도 와 양의 상관관계를 보였고, 대퇴 경부에 대하여는 혈청 알부 민이 독립변인으로서 유의한 양의 상관관계를 가지는 것으로 분석되었다. 연령 그룹별로 시행한 다중회귀분석에서 40세 이상 49세 이하에서 혈청 알부민, 헤모글로빈이 요추 골밀도 에, 혈청 알부민이 대퇴 경부 골밀도에 독립적으로 유의한 영 향을 미치는 것으로 나타났고 50세 이상에서 혈청 알부민, 헤 모글로빈이 대퇴경부 골밀도에 독립적으로 유의한 영향을 미 치는 것으로 분석되었다. 요추 및 대퇴경부 골밀도가 높은 4분 위에 해당할수록 혈청 알부민 값이 유의하게 증가하였다.
결론: 영양상태를 반영하는 지표인 혈청 알부민이 골밀도와 독립적인 상관관계가 있었고, 저알부민혈증이 있거나 혈청 알부민이 정상 범위 내의 값이라도 낮은 범위에 있다면 적극 적으로 골밀도를 측정하고 단백질 섭취교육 및 다른 골다공 증의 위험인자들에 대한 교육을 실시함으로써 골다공증 예방 및 치료에 도움을 줄 수 있겠다.
중심단어: 골밀도; 성인남성; 영양상태; 혈청 알부민; 헤모글 로빈
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