Genetic variance in the pattern of the growth curve for height: a longitudinal analysis of male twins

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Abstract
Genetic aspects of the pattern of growth and of short-term variations in growth velocity for height were studied in a sample of 44 MZ and 42 DZ twin pairs from the Wroclaw Longitudinal Twin Study. The data consists of serial measurements of height, taken between 8.5 years of age and adulthood. The intra-pair resemblance of the pattern of attained height was quantified by means of the average Euclidean distance coefficient and the coefficient of shape difference, calculated on the raw height-for-age data. Comparison of these resemblance coefficients between the two types of twins indicated that the growth curves of MZ twins are closer to each other, and more similar in shape, than those of DZ twins. The shape of the growth curve was further characterized by a set of biological parameters, derived from Preece Baines model I (PB) fitted to each subject's serial growth data. Genetic analysis of these parameters, according to the model of Christian, Won Kang and Norton (1974), revealed a strong genetic component in the variance of size at particular milestones in the growth process (height at take-off, at peak velocity and at adulthood), and also in the timing of the growth process (age at take-off and at peak velocity). Height velocity at take-off and peak height velocity were also strongly genetically determined. Finally, short-term variations in growth velocity were analysed on the basis of the profiles of the residuals, obtained by the PB fits to each subject's serial measurements of height. Resemblance coefficients were calculated for the profiles of residuals. The results revealed a significantly greater similarity of profile shapes of the residuals in MZ twins than in DZ twins, strongly suggesting that there is a genetic component in the short-term variations of growth velocity. An einer Stichprobe von 44 MZ und 42 DZ Zwillingspaaren aus der Wroclaw Longitudinal Twin Study wurden genetische Aspekte des Wachstumsmusters und kurzzeitiger Variationen in der Wachstumsgeschwindigkeit der Körperhöhe analysiert. Die Daten bestehen aus longitudinalen Messungen der Körperhöhe bei Probanden im Alter von 8.5 Jahren bis ins Erwachsenenalter. Die Ähnlichkeit des Wachstumsmusters der erreichten Körperhöhe innerhalb der Paare wurde mittels des durchschnittlichen Euklidischen Abstandskoeffizienten und des Koeffizienten der Gestaltunterschiede quantifiziert, die auf der Basis der rohen altersspezifischen Körperhöhendaten berechnet wurden. Ein Vergleich dieser Ähnlichkeitskoeffizienten zwischen den zwei Gruppen von Zwillingen ließ erkennen, daß die Wachstumskurven der MZ Zwillinge enger beieinander lagen und in der Gestalt ähnlicher waren als die der DZ Zwillinge. Die Gestalt der Wachstumskurve wurde darüber hinaus durch einen Satz biologischer Parameter charackterisiert, die aus den Preece Baines model I (PB) Kurven abgeleitet wurden, die den longitudinalen Wachstumsdaten individuell angepaßt wurden. Eine genetische Analyse dieser Parameter nach dem Modell von Christian (1974) ließ eine streng genetische Komponente sowohl der Größenvarianz an bestimmten Meilensteinen des Wachstumsprozesses (Körperhöhe bei Beginn des Spurts, zum Zeitpunkt des Maximums und im Erwachsenenalter) als auch des Timings des Wachstumsprozesses (Alter bei Beginn und Maximum des Spurts) erkennen. Die Wachstumsgeschwindigkeit der Körperhöhe zu Beginn des Spurts und die maximale Wachstumsgeschwindigkeit waren ebenfalls streng genetisch determiniert. Schließlich wurden kurzzeitige Variationen in der Wachstumsgeschwindigkeit auf der Basis der Profile der Residuen analysiert, die sich aus den PB-Anpassungen der Longitudinaldaten der Körperhöhe ergeben. Ähnlichkeitskoeffizienten wurden aus den Profilen der Residuen berechnet. Die Ergebnisse ließen eine signifikant größere Ähnlichkeit der Profilmuster der Residuen bei MZ Zwillingen als bei DZ Zwillingen erkennen, was für eine ausgeprägte genetische Komponente in den kurzzeitigen Variationen der Wachstumsgeschwindigkeit spricht. Les aspects génétiques des modalités de croissance et de variations sur de courtes périodes de la vitesse de croissance staturale, ont été étudiées dans un échantillon de jumeaux (44 MZ et 42 DZ) de l'enque˘te gémellaire longitudinale de Wroclaw. Les données consistent en une série de mesures de stature prises entre 8.5 ans et l'état adulte. La ressemblance intra-paire du modèle de stature atteinte a été quantifiée par le coefficient de distance euclidienne moyenne et par le coefficient de différence de forme, calculé à partir des données brutes de stature par ăge. La comparaison de ces coefficients de ressemblance entre les deux types de jumeaux, indique que les courbes de croissance des jumeaux MZ sont plus proches l'une de l'autre et plus semblables de forme, que celles des jumeaux DZ. La forme de la courbe de croissance a également été caractérisée par un groupe de paramètres biologiques dérivés du modèle 1 de Preece-Baines (PB), ajusté pour la série de données de croissance de chaque sujet. Les analyses génétiques de ces paramètres selon le modèle de Christian (1974), révèlent un fort composant génétique de la variance de taille, à des stades particuliers du processus de croissance (ăge au début du pic de croissance et à la vitesse de pic). La vitesse de croissance staturale au début du pic de croissance et la vitesse de pic sont également sous la dépendance d'un fort déterminisme génétique. En fin de compte, les variations à courtterme de la vitesse de croissance sont analysées sur la base de profils des résidus obtenus...