Modelling the lung function of Caucasians during adolescence as a basis for reference values

Abstract

Background: In childhood the relationship between lung size and stature changes during the adolescent growth spurt. This is not allowed for in models of lung function based on stature alone. For spirometric indices inclusion of an age × stature interaction (A × St) can overcome the difficulty. Aim: The study tested the hypothesis that this simple, interactive model might also be effective for total lung capacity and its subdivisions and the single breath transfer factor for carbon monoxide. Subjects and methods: Data were available for 695 asymptomatic non-smokers (Caucasians) aged 7–20 years (440 boys, 255 girls). Each lung function index was described using the above model and the fit was compared with that from a linear, power or polynomial model based on stature alone. Results: After allowing for stature, the A × St interaction term was significant for almost all indices. The improved fit was most apparent for the lung function of older adolescent boys. Reference values using the model are reported. Conclusions: A simple model based on stature and an interaction between stature and age can account for the changing relationship between body habitus during the growth spurt and lung size and transfer factor in a single equation encompassing children and adolescents. Its use is recommended for deriving reference values when the explanatory variables are limited to stature and age.

Résumé. Arrière plan: Les modèles de fonction pulmonaire établis à partir de la seule stature, ne tiennent pas compte du fait que la relation entre taille des poumons et stature évolue au cours de la poussée de croissance de l’adolescence. Cette difficulté peut être surmontée en incluant l’interaction age × stature (A × St) dans les indices spirométriques.

But: Cette étude teste l’hypothèse que ce modèle interactif simple pourrait aussi être efficace pour la capacité pulmonaire totale et ses subdivisions ainsi que pour le facteur de transfert de monoxyde de carbone d’une simple expiration.

Sujets et méthodes: Des données ont été réunies sur 695 non fumeurs caucasiens asymptomatiques, âgés de 7 à 20 ans (440 garçons et 255 filles). Chaque indice de fonction pulmonaire a été décrit en utilisant le modèle ci-dessus et l’ajustement a été comparé à celui d’un modèle linéaire, puissance ou polynomial, fondé sur la seule stature.

Résultats: Après contrôle de la stature, le terme d’interaction (A × St) est significatif pour presque tous les indices. L’amélioration de l’ajustement est plus particulièrement notable pour la fonction pulmonaire des garçons adolescents les plus âgés. On reporte les valeurs de référence utilisant le modèle.

Conclusion: Un simple modèle fondé sur la stature et sur l’interaction entre stature et âge peut rendre compte du changement du rapport entre la conformation corporelle au cours de la poussée de croissance, la taille des poumons et facteur de transfert, par une simple équation regroupant enfants et adolescents. Son usage est recommandé pour extraire des valeurs de référence lorsque les variables explicatives sont limitées à la stature et à l’âge.

Zusammenfassung. Hintergrund: In der Kindheit ändert sich die Relation von Lungengröße und Körperhöhe während des pubertären Wachstumsschubes. Dem wird in Lungenfunktionsmodellen, die allein auf Körperhöhe basieren, nicht Rechnung getragen. Für die spirometrischen Indizes kann die Schwierigkeit durch Einführung einer Alter × Körperhöhen-Interaktion behoben werden.

Ziel: Die Studie untersuchte die Hypothese, dass dies einfache, interaktive Modell auch für totale Lungenkapazität und weitere atemmechanische Parameter und den CO-Transfer-Faktor (sogenannte “Diffusionskapazität”) in der Ein-Atemzug-Methode gültig sein könnte.

Probanden und Methoden: Es waren Daten für 695 asymptomatische 7-20-jährige Nichtraucher kaukasischer Herkunft (440 Knaben, 255 Mädchen) verfügbar. Jeder Lungenfunktionsindex wurde nach obigem Modell beschrieben, und die Güte der Kurvenanpassung wurde mit derjenigen verglichen, die sich aus einem linearen, exponentiellen oder polynomischen Modell auf der Basis von Körperhöhe allein ergibt.

Ergebnisse: Nach Korrektur für Körperhöhe wurde der Terminus Alter × Körperhöhen-Interaktion für fast alle Indizes signifikant. Die verbesserte Anpassung war besonders offensichtlich für die Lungenfunktion älterer männlicher Jugendlicher. Es werden Referenzwerte auf der Basis dieses Modells angegeben.

Zusammenfassung: Ein einfaches Modell auf der Basis von Körperhöhe und einer Interaktion zwischen Körperhöhe und Alter kann der wechselnden Beziehung zwischen der körperlichen Konstitution im Verlauf des Wachstumsschubes und der Lungengröße und einem Transfer-Faktor in einer einzigen Gleichung Rechnung tragen, die gleichermaßen Kinder und Jugendliche einschließt. Die Verwendung des Modells ist empfehlenswert, um Referenzwerte abzuleiten, sobald sich die Bezugsgrößen auf Körperhöhe und Alter beschränken.

Resumen. Antecedentes: Durante la infancia, la relación entre el tamaño pulmonar y la estatura cambia durante el estirón puberal. Este hecho no se tiene en cuenta en los modelos de la función pulmonar basados únicamente en la estatura. La inclusión de una interacción entre la edad y la estatura (A × St) en los índices espirométricos, puede vencer esta dificultad.

Objetivo: El estudio comprobó la hipótesis de que este simple modelo interactivo también podría ser efectivo para la capacidad pulmonar total y sus subdivisiones, así como para la capacidad de difusión (factor de transferencia) de monóxido de carbono mediante respiración única.

Sujetos y métodos: Se disponía de datos de 695 no fumadores asintomáticos (caucásicos) de entre 7 y 20 años de edad (440 chicos, 255 chicas). Cada índice de la función pulmonar fue descrito utilizando el modelo señalado arriba y el ajuste se comparó con el de un modelo linear, potencial o polinómico, basado únicamente en la estatura.

Resultados: Después de tener en cuenta la estatura, el término de interacción A × St fue significativo en casi todos los índices. El ajuste mejorado fue más aparente para la función pulmonar de los chicos adolescentes de más edad. En el trabajo se muestran los valores de referencia.

Conclusiones: Un modelo simple basado en la estatura y una interacción entre la estatura y la edad pueden explicar la relación variable entre la estatura durante el estirón de crecimiento, el tamaño pulmonar y el factor de transferencia, en una ecuación simple que incluye niños y adolescentes. Se recomienda su utilización para derivar valores de referencia cuando las variables explicativas son únicamente la estatura y la edad.

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