Vitamin D Activities for Health Outcomes

Reports describing significant health risks due to inadequate vitamin D status continue to generate considerable interest amongst the medical and lay communities alike. Recent research on the various molecular activities of the vitamin D system, including the nuclear vitamin D receptor and other receptors for 1,25-dihydroxyvitamin D and vitamin D metabolism, provides evidence that the vitamin D system carries out biological activities across a wide range of tissues similar to other nuclear receptor hormones. This knowledge provides physiological plausibility of the various health benefits claimed to be provided by vitamin D and supports the proposals for conducting clinical trials. The vitamin D system plays critical roles in the maintenance of plasma calcium and phosphate and bone mineral homeostasis. Recent evidence confirms that plasma calcium homeostasis is the critical factor modulating vitamin D activity. Vitamin D activities in the skeleton include stimulation or inhibition of bone resorption and inhibition or stimulation of bone formation. The three major bone cell types, which are osteoblasts, osteocytes and osteoclasts, can all respond to vitamin D via the classical nuclear vitamin D receptor and metabolize 25-hydroxyvitamin D to 1,25-dihydroxyvitamin D to activate the vitamin D receptor and modulate gene expression. Dietary calcium intake interacts with vitamin D metabolism at both the renal and bone tissue levels to direct either a catabolic action on the bone through the endocrine system when calcium intake is inadequate or an anabolic action through a bone autocrine or paracrine system when calcium intake is sufficient.

Níveis séricos de homocisteína em crianças e adolescentes com comprometimento da saúde óssea / Serum homocysteine levels in children and adolescents with impaired bone health

INTRODUÇÃO: Foi documentada uma associação entre níveis séricos elevados de homocisteína (S-Hci) e baixa densidade mineral óssea (DMO) e aumento do risco de fratura em mulheres na pós-menopausa. São escassos os dados concernentes à S-Hci e à saúde óssea em crianças. OBJETIVO: Avaliar S-Hci em crianças e adolescentes com comprometimento da saúde óssea e procurar por relações com dados clínicos e laboratoriais. PACIENTES E MÉTODOS: Avaliamos os níveis de S-Hci em 37 crianças e adolescentes (22 meninos e 15 meninas; média de idade, 13,9 ± 3,5 anos) com fraturas prevalentes por trauma de baixa energia (média 3,3 ± 2,3 por paciente) e/ou baixa DMO espinhal/L1-L4 (escore Z abaixo de -2 DP; DXA Lunar GE). Também avaliamos S-ALP, CrossLaps sérico (S-Hci-CrossLaps), osteocalcina (S-OC), altura, peso corporal, índice de massa corporal (IMC) e níveis séricos de folato e vitamina B12. Por ocasião da avaliação, as crianças não estavam tomando qualquer medicação que sabidamente influenciasse o metabolismo ósseo. Os parâmetros dependentes de idade foram expressos como escores Z ± DP. RESULTADOS: O escore Z para S-Hci foi significativamente mais alto (1,3 ± 1,5; P < 0,0001) e o escore Z de para DMO/L1-L4 foi significativamente mais baixo (-1,7 ± 1,3; P < 0,0001), respectivamente, em comparação com os valores de referência. S-ALP não diferiu dos valores de referência (P = 0,88), enquanto S-CrossLaps e S-osteocalcina foram mais elevados (1,2 ± 1,8 e 0,4 ± 0,5; P = 0,0001 e P = 0,001, respectivamente). S-Hci estava inversamente correlacionada com DMO/L1-L4 (r = -0,33; P = 0,05) e S-ALP (r = -0,36; P = 0,04) não tendo relação com o número de fraturas prevalentes (r = 0,01), S-osteocalcina (r = -0,22) ou S-CrossLaps (r = 0,003). CONCLUSÃO: Esses resultados sugerem aumento na remodelação óssea e uma influência negativa da S-Hci elevada na formação óssea e na DMO em crianças e adolescentes com fraturas recorrentes.

INTRODUCTION: Association between high serum homocysteine (S-Hcy) levels and low bone mineral density (BMD) and increased fracture risk in postmenopausal women has been documented. Data concerning S-Hcy and bone health in children are scarce. OBJECTIVE: Our aim was to evaluate S-Hcy in children and adolescents with impaired bone health and look for correlations with clinical and laboratory data. PATIENTS AND METHODS: We assessed S-Hcy levels in 37 children and adolescents (22 boys and 15 girls; mean age 13.9 ± 3.5 years) with prevalent low-energy trauma fractures (mean 3.3 ± 2.3 per patient) and/or low spinal L1-L4 BMD (below -2SD Z-score; DXA Lunar GE). We also evaluated S-ALP, serum CrossLaps, osteocalcin (S-OC), body height, weight, body mass index (BMI) and serum levels of folate and vitamin B12. At the time of assessment, the children were not taking any drugs known to influence bone metabolism. The age-dependent parameters were expressed as Z-scores ± SD. RESULTS: S-Hcy Z-score was significantly higher (1.3 ± 1.5; P < 0.0001) and L1-L4 BMD Z-score was significantly lower (-1.7 ± 1.3; P < 0.0001), respectively, in comparison with reference values. S-ALP did not differ from reference values (P = 0.88), while S-CrossLaps and S-osteocalcin were higher (1.2 ± 1.8 and 0.4 ± 0.5; P = 0.0001 and P = 0.001, respectively). S-Hcy was inversely correlated to L1-L4 BMD (r = -0.33; P = 0.05) and S-ALP (r = -0.36; P = 0.04) and not related to number of prevalent fractures (r = 0.01), S-osteocalcin (r = -0.22) or S-CrossLaps (r = 0.003). CONCLUSION: These results suggest increased bone turnover and negative influence of elevated S-Hcy on bone formation and BMD in children and adolescents with recurrent fractures.

High Serum Osteopontin Levels Are Associated with Low Bone Mineral Density in Postmenopausal Women

Osteopontin (OPN) is an acidic, noncollagenous matrix protein produced by the bone and kidneys. It is reportedly involved in bone resorption and formation. We examined the association between serum OPN levels and bone mineral density in postmenopausal women. Premenopausal women (n=32) and postmenopausal women (n=409) participated in the study. We measured serum osteopontin levels and their relationships with bone mineral density and previous total fragility fractures. The postmenopausal women had higher mean serum OPN levels compared to the premenopausal women (43.6+/-25.9 vs 26.3+/-18.6 ng/mL; P<0.001). In the postmenopausal women, high serum OPN levels were negatively correlated with mean lumbar bone mineral density (BMD) (r=-0.113, P=0.023). In a stepwise multiple linear regression model, serum OPN levels were associated with BMD of the spine, femoral neck, and total hip after adjustment for age, body mass index, smoking, and physical activity in postmenopausal women. However, serum OPN levels did not differ between postmenopausal women with and without fractures. Postmenopausal women exhibit higher serum OPN levels than premenopausal women and higher serum OPN levels were associated with low BMD in postmenopausal women.

Os glicocorticoides e seus efeitos no crescimento e na mineralização óssea / Effects of glucocorticoids on growth and bone mineralization

OBJETIVO: Revisar os mecanismos de ações dos glicocorticoides e sua capacidade de induzir osteoporose e déficits de crescimento. FONTES DOS DADOS: A revisão bibliográfica de artigos científicos foi realizada na base de dados MEDLINE e utilizou as palavras-chave agrupadas nas sintaxes “glicocorticoides”, “mineralização óssea”, “crescimento” e “efeitos colaterais”, nos últimos 10 anos, e das referências destes nos reportamos para as publicações mais antigas, mas com os estudos fundamentais para a compreensão do assunto. SÍNTESE DOS DADOS: Destacam-se ações dos glicocorticoides sobre hormônios e citocinas responsáveis pelo crescimento longitudinal. Os efeitos finais dos glicocorticoides sobre o esqueleto são determinados por ações sistêmicas no metabolismo ósseo e por ações diretas desses esteroides nas células ósseas, levando a mudanças no número e função das mesmas e favorecendo a perda óssea. Discutem-se os mecanismos indutores da recuperação dos canais de crescimento e recuperação da massa óssea após a descontinuação dos glicocorticoides; os métodos diagnósticos do metabolismo e mineralização óssea; assim como medidas terapêuticas e preventivas das alterações óssea induzidas pelos glicocorticoides. CONCLUSÃO: A monitorização de cada paciente é essencial para identificação e potencial reversão dos danos associados ao uso crônico de glicocorticoides.

OBJECTIVE: To review the various mechanisms of glucocorticoid action and the ability of these agents to induce osteoporosis and growth deficits. SOURCES: A review of the scientific literature was conducted on the basis of a MEDLINE search using the keywords and descriptors “glucocorticoids,” “bone mineralization,” “growth,” and “side effects” and limited to articles published in the last decade. The references cited by these articles were used to identify relevant older publications, with an emphasis on landmark studies essential to an understanding of the topic. SUMMARY OF THE FINDINGS: Emphasis was placed on the actions of glucocorticoids on the hormones and cytokines that modulate linear growth. The end effects of glucocorticoids on the skeletal system are the result of systemic effects on bone metabolism and of direct actions on bone cells, which alter bone cell counts and predispose to bone loss. The mechanisms underlying catch-up growth and bone mass recovery after discontinuation of glucocorticoid treatment are discussed, followed by a review of diagnostic methods available for assessment of bone metabolism and mineralization and of measures for prevention and management of glucocorticoid-induced bone changes. CONCLUSION: Patient monitoring on a case-by-case basis plays an essential role in detection and, potentially, reversal of the damage associated with chronic glucocorticoid therapy.

Los huesos son estructuras genéticas, metabólicas, biomecánicas, o todo a la vez? / The bones are genetic structures, metabolic, biomechanical, or all at once?

En las últimas décadas, nuestro grupo de trabajo ha contribuido a desarrollar algunas de las nuevas ideas sobre las verdaderas características estructurales que definen la llamada ôcalidad óseaõ, y sus relaciones con sus determinantes genéticos y con la influencia de los entornos mecánico y sistémico que afectan a las células óseas.La moderna corriente es suficientementeimportante como para haber desviadoel interés de los sponsors internacionales de estudios clínicos controlados. El antiguo estudio densitométrico de masas mineralizadas, y el análisis bioquímico de indicadores del turnover óseo, ceden prioridad hoy al estudio de imágenes seccionales osteo-musculares con criterio biomecánico, y al análisis de las interacciones músculo-hueso. Este conocimiento configura ya una unidadconceptual suficientemente coherentecomo para ser divulgado en forma integrada, para uso del médico práctico. Pese a la obvia complejidad del marco teórico del tema en cuestión, los aspectos más relevantes de la nueva corriente de pensamiento para la correcta interpretación de la Osteología moderna pueden resumirse en 13 puntos críticos, cada uno de ellos defácil comprensión si se lo analiza por separado. A continuación se expone una secuencia didáctica de esos 13 puntos, que enumera y describe, para cada uno de ellos, una triada de aspectos fundamentales para su comprensióny asimilación a la nueva corriente, y deriva de ellos un mensaje práctico para su aplicación fisiopatológica, clínica, o terapéutica.

Clinical application of biochemical markers of bone turnover / Marcadores bioquímicos da remodelação óssea

With the ageing population in most countries, disorders of bone and mineral metabolism are becoming increasingly relevant to every day clinical practice. Consequently, the interest in, and the need for effective measures to be used in the screening, diagnosis and follow-up of such pathologies have markedly grown. Together with clinical and imaging techniques, biochemical tests play an important role in the assessment and differential diagnosis of metabolic bone disease. In recent years, the isolation and characterisation of cellular and extracellular components of the skeletal matrix have resulted in the development of molecular markers that are considered to reflect either bone formation or bone resorption. These biochemical indices are non-invasive, comparatively inexpensive and, when applied and interpreted correctly, helpful tools in the diagnostic and therapeutic assessment of metabolic bone disease. This review provides an overview of the current evidence regarding the clinical use of biochemical markers of bone remodelling in bone disease, with an emphasis on osteoporosis.

Tendo em vista o crescimento da população idosa na maioria dos países, os distúrbios do metabolismo ósseo e mineral estão tornando-se cada vez mais relevantes na prática clínica diária. Conseqüentemente, o interesse e a necessidade de medidas efetivas para serem usadas no rastreamento, diagnóstico e seguimento de tais patologias vêm crescendo acentuadamente. Além da avaliação clínica e de técnicas de imagens, os marcadores bioquímicos desempenham um importante papel na avaliação e diagnóstico das doenças ósseas metabólicas. Recentemente, a melhor caracterização dos componentes intracelulares e extracelulares da matriz óssea resultou no desenvolvimento dos marcadores moleculares, os quais refletem tanto a formação como a reabsorção óssea. Estes marcadores bioquímicos não são invasivos e comparativamente são de mais baixo custo, e quando aplicados e interpretados corretamente são instrumentos úteis no diagnóstico e tratamento das doenças ósseas metabólicas. Esta revisão abordará evidências atuais, levando em consideração o uso clínico dos marcadores bioquímicos da remodelação óssea nas doenças metabólicas ósseas, com ênfase na osteoporose.