Revista de Osteoporosis y Metabolismo Mineral

Vitamin D and muscle function

Calcidiol levels and muscle function maintenance, functional capacity and bone mineral bone density in non-selected Spanish population

Resumen Introducción: La vitamina D posee efectos beneficiosos que supuestamente contribuirían a mantener la función músculo-esquelética. Objetivo: Analizar en una población no seleccionada el efecto de los niveles de calcidiol sobre la función muscular en ambas manos, sobre actividades de la vida cotidiana y sobre los cambios en la densidad mineral ósea (DMO). Material y métodos: Se utilizó la cohorte del estudio EVOS que realizó, entre otros, medidas de fuerza muscular de agarre en ambas manos, preguntas relativas a la dificultad para realizar actividades cotidianas, estudio densitométrico en columna lumbar y cadera, y bioquímica para determinar los niveles de calcidiol. Resultados: Valores de calcidiol ≥20 ng/mL se asociaron con mayor fuerza muscular de agarre en ambas manos. Tras ajuste por edad, sexo, IMC y estacionalidad, niveles de calcidiol <20 ng/mL se asociaron independientemente con menor fuerza muscular de agarre solo en la mano izquierda (OR=2,35; IC 95%: 1,03-5,38). Del mismo modo, la incapacidad o tener dificultades para "coger un libro u objeto de una estantería alta" e "incorporarse de la cama" se asociaron significativamente con niveles de calcidiol <20 ng/mL. Niveles de calcidiol <20 ng/mL se asociaron con mayores pérdidas de DMO en cuello femoral y cadera total. Estas asociaciones se mantuvieron en el análisis multivariante. Conclusiones: Mantener niveles de calcidiol ≥20 ng/mL se asociaron con mayor fuerza muscular de agarre en las manos, mantenimiento de actividades cotidianas y menores pérdidas de DMO en cadera. Este estudio corrobora la utilidad de mantener niveles adecuados de vitamina D para mantener la función músculo-esquelética.

Summary Introduction: Vitamin D offers beneficial effects that reportedly help maintain musculoskeletal function. Aim: To analyze the effect of calcidiol levels on muscle function in both hands, on activities of daily life and on changes in bone mineral density (BMD) in an unselected population. Material and methods: The EVOS study cohort was used, which carried out, among others, measures of muscular strength of grip in both hands, questions related to difficulty in performing daily activities, densitometric study in the lumbar and hip spine, and biochemistry to determine the levels of calcidiol. Results: Calcidiol values ≥20 ng/mL were associated with greater grip strength in both hands. After adjusting for age, sex, BMI and seasonality, calcidiol levels <20 ng/mL were independently associated with lower grip strength only in the left hand (OR=2.35; 95% CI: 1.03-5.38). Likewise, the inability or difficulty to "pick up a book or object from a high shelf" and "get up from the bed" were significantly associated with calcidiol levels <20 ng/mL. Levels of calcidiol <20 ng/mL were associated with greater BMD losses in the femoral neck and total hip. These associations were maintained in the multivariate analysis. Conclusions: Maintaining levels of calcidiol ≥20 ng/mL was associated with greater muscular strength of grip in the hands, maintenance of daily activities and lower BMD losses in the hip. This study corroborates the utility of maintaining adequate levels of vitamin D to maintain musculoskeletal function.

Effects of mechanical stimulation on communication between bone cells

Resumen La fuerza mecánica es importante para el modelado, el remodelado y la regeneración ósea; estimula a los osteocitos provocando una alteración en la producción y secreción de moléculas de señalización que regulan la actividad de los osteoblastos y los osteoclastos. El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto del medio condicionado de células osteocíticas de ratón estimuladas mecánicamente sobre la capacidad proliferativa y migratoria de células mesenquimales y células óseas. Para ello, se analizó la proliferación y migración de las células preosteoblásticas de ratón, células mesenquimales preadiposas humanas y macrófagos de ratón en presencia del medio condicionado de las células osteocíticas, tras 6 y 24 horas después de ser sometidas a un estrés mecánico de 10 dinas/cm2 por flujo de fluido (FF) durante 10 minutos. Se encontró que la migración de células preosteoblásticas aumentó significativamente en presencia de medios condicionados de células osteocíticas con respecto al grupo control estático (SC) (SC=12,63±5,44; FF6h=23,03±11,57; FF24h=29,72±15,76; p<0,0001). De la misma manera, las células preadiposas también incrementaron significativamente su migración en presencia de dichos medios condicionados (SC=11,48±4,75; FF6h=18,43±9,94; FF24h=18,80±10,03; p≤0,0007). Sin embargo, la migración de los macrófagos disminuyó en presencia del medio condicionado recogido a las 24 horas con respecto al grupo control estático (SC=69±22,71; FF24h=26,57±5,47; p<0,0001). Estos efectos se asociaron con la disminución de la expresión proteica de ciertas quimioquinas, como la proteína quimiotáctica de monocitos de tipo I (SC=0,25±0,06; FF24h=0,09±0,005; p=0,0262), la proteína del grupo I de alta movilidad (SC=0,25±0,04; FF24h=0,15±0,05; p=0,0159) y la proteína reguladora de la activación de linfocitos T y monocitos (SC=3,29±0,88; FF6h=1,33±1,09; FF24h=0,97±0,66; p≤0,0314), por parte de los osteocitos en presencia de estímulo mecánico con respecto al grupo control estático. En conclusión, este estudio in vitro demuestra que la mecanotransducción de los osteocitos potencia el reclutamiento de osteoblastos y células mesenquimales preadiposas mientras que reduce la migración de los macrófagos.

Summary Mechanical force is important for modeling, remodeling and bone regeneration. It stimulates the osteocytes, causing an alteration in the production and secretion of signaling molecules that regulate osteoblast and osteoclast activity. The present study aims to evaluate the effect of the conditioned medium of mechanically stimulated mouse osteocytic cells on the proliferative and migratory capacity of mesenchymal cells and bone cells. For this, the proliferation and migration of mouse pre-osteoblastic cells, human pre-adult mesenchymal cells and mouse macrophages in the presence of the conditioned medium of osteocytic cells were analyzed, after 6 and 24 hours after being subjected to a mechanical stress of 10 dynes/cm2 by fluid flow (FF) for 10 minutes. The migration of pre-osteoblastic cells has been found to increase significantly in the presence of conditioned media of osteocytic cells compared to the static control group (SC) (SC=12.63±5.44, FF6h=23.03±11.57, FF24h=29.72±15.76, p<0.0001). In the same way, the pre-adipose cells also significantly increased their migration in the presence of this conditioned media (SC=11.48±4.75, FF6h=18.43±9.94, FF24h=18.80±10.03; p≤0.0007). However, macrophage migration decreased in the presence of the conditioned medium collected at 24 hours with respect to the static control group (SC=69±22.71, FF24h=26.57±5.47, p<0.0001). These effects were associated with decreased protein expression of certain chemokines, such as the monocyte chemotactic protein type I (SC=0.25±0.06, FF24h=0.09±0.005, p=0.0262), the protein of group I of high mobility (SC=0.25±0.04, FF24h=0.15±0.05, p=0.0159) and the regulatory protein of the activation of T lymphocytes and monocytes (SC=3.29±0.88, FF6h=1.33±1.09, FF24h=0.97±0.66, p≤0.0314), by the osteocytes in the presence of mechanical stimulation with respect to the static control group. In conclusion, this in vitro study demonstrates that osteocyte mechanotransduction enhances recruitment of osteoblasts and pre-adipose mesenchymal cells while reducing the migration of macrophages.

The determining role of a resorption marker, carboxyterminal telopeptide of collagen I, in assessing therapeutic compliance in patients treated with oral bisphosphonates

Resumen Objetivo: Se estima que al año entre el 50-60% de los pacientes tratados con fármacos para la osteoporosis son incumplidores. Disponemos de diferentes métodos indirectos de valoración del cumplimiento. Nuestro objetivo es testar una única determinación del telopéptido carboxiterminal del colágeno tipo I (CTX) para valorar el cumplimiento en pacientes tratadas con bifosfonatos, de forma aislada o junto al cuestionario de Morinsky-Green. Material y método: Estudio de validación diagnóstica realizado en 10 centros de Cataluña. Mediante muestreo consecutivo se seleccionaron mujeres postmenopáusicas con osteoporosis y tratadas con un mismo fármaco antirresortivo en el último año; se excluyeron aquellas tratadas con un fármaco diferente a bifosfonato, con deterioro cognitivo, enfermedad terminal, o insuficiencia renal avanzada, o fractura en el año previo. Se recogieron datos sobre el diagnóstico de osteoporosis y tipo de tratamiento. Se solicitó analítica con determinación del CTX. Como gold-standard se utilizó la tasa de posesión de medicación (Medication Possession Ratio, MPR). Mediante metodología de la curva ROC se estableció el punto de corte teórico del CTX. Se calculó la sensibilidad, la especificidad y los valores predictivos positivos para estimar el cumplimiento terapéutico. Resultados: Se incluyeron 100 pacientes, de las cuales más de la mitad recibían alendronato. Según la MPR, un 70% eran cumplidoras. El valor medio del CTX fue de 0,193±0,146 ng/ml, siendo inferior en las pacientes cumplidoras. Se estableció como punto de corte para valorar el cumplimiento un valor de 0,196 ng/ml. La valoración conjunta del CTX junto al cuestionario de Morinsky-Green presentó mayor capacidad discriminativa. Conclusiones: La realización de una única determinación del CTX (<0,196 ng/ml) junto al cuestionario de Morinsky-Green permite valorar mejor el cumplimiento terapéutico en pacientes tratadas con bifosfonatos.

Summary Objective: It is estimated that in one year between 50-60% of patients treated with osteoporosis drugs are non-compliant. There are different indirect methods of assessing compliance. Our objective is to test a single determination of the carboxyterminal telopeptide of type I collagen (CTX) to assess compliance in patients treated with bisphosphonates, either on its own or together with the Morinsky-Green questionnaire. Material and method: A diagnostic assessment study was carried out in 10 centers in Catalonia. Through consecutive sampling, postmenopausal women with osteoporosis were selected and treated with the same antiresorptive drug in the last year. Those treated with a drug other than bisphosphonate, with cognitive impairment, terminal illness, advanced renal failure or fracture in the previous year, were excluded. Data were collected on the diagnosis of osteoporosis and type of treatment. Analysis was requested with CTX determination. As a gold standard, the medication possession rate (MPR) was used. Using the ROC curve methodology, the theoretical CTX cut-off point was established. Sensitivity, specificity and positive predictive values were calculated to estimate therapeutic compliance. Results: 100 patients were included, of which more than half were being treated with alendronate. According to the MPR, 70% were compliant. The mean CTX value was 0.193±0.146 ng/ml. It was lower in the compliant patients. A value of 0.196 ng/ml was established as a cut-off point to assess compliance. The joint assessment of the CTX together with the Morinsky-Green questionnaire showed greater discriminatory capacity. Conclusions: Carrying out a single determination of CTX (<0.196 ng/ml) along with the Morinsky-Green questionnaire allows us to more accurately assess the therapeutic compliance in patients treated with bisphosphonates.

Different development of serum sclerostin compared to other bone remodeling markers in the first year after a liver transplant

Resumen Objetivo: Nuestro estudio tiene como objetivo principal valorar la evolución de los niveles de esclerostina en pacientes con trasplante hepático, e investigar su relación con otros marcadores de remodelado óseo. Material y método: Estudio observacional prospectivo. Se incluyeron 83 pacientes con trasplante hepático. Se determinaron los valores de esclerostina, β-crosslaps, fosfatasa alcalina ósea, osteocalcina y proteína C reactiva la semana anterior al trasplante y posteriormente, a los 1, 3, 6 y 12 meses. Se determinaron basalmente la 25 hidroxi-vitamina D y la paratohormona. En cada revisión se evaluó la existencia de fracturas. La evolución de los marcadores respecto del valor basal se determinó mediante la prueba t-Student. Un valor de p inferior a 0,05 se consideró estadísticamente significativo. Resultados: 56 varones y 27 mujeres (edad media: 56,2±10,4 años). Los niveles basales de esclerostina (0,76±0,35 ng/ml) disminuyeron de forma significativa precozmente (0,55±0,22 ng/ml en el primer mes, p=0,034), tendencia que se mantuvo hasta los 12 meses (0,62±0,22 ng/ml, p=0,047). Al contrario, los niveles basales de osteocalcina (17±10,3 ng/ml) y β-crosslaps (0,44±0,3 ng/ml) se incrementaron significativamente a los largo del estudio; en el caso de la osteocalcina, hasta los 12 meses (37,27±26,84 ng/ml, p<0,01) y el β-crosslaps, hasta los 6 meses (0,62±0,34 ng/ml, p<0,01), con un descenso posterior (0,47±0,31 ng/ml, p=0,2). Conclusiones: Tras el trasplante hepático existe un descenso de los niveles de esclerostina, opuesto a la elevación de otros marcadores de remodelado, β-crosslaps y osteocalcina. Son necesarios más estudios para determinar si estos cambios tienen un impacto en la aparición de osteoporosis en pacientes sometidos a trasplante.

Summary Objetive: Our main objective was to evaluate the development of sclerostin levels in patients with liver transplantation, and to investigate their relationship with other bone remodeling markers. Material and method: Prospective observational study of 83 patients with liver transplantation. Sclerostin, β-crosslaps, bone alkaline phosphatase, osteocalcin and C-reactive protein values were determined the week before the transplant and subsequently, at 1, 3, 6 and 12 months. The hydroxy-vitamin D and the paratohormone were determined basally. In each revision, the existence of fractures was evaluated. The development of the markers compared to the baseline value was determined by the t-Student test. A p-value less than 0.05 was considered statistically significant. Results: 56 men and 27 women (mean age: 56.2±10.4 years). Baseline sclerostin levels (0.76±0.35 ng/ml) decreased significantly early (0.55±0.22 ng/ml in the first month, p=0.034), a trend that remained until 12 months (0.62±0.22 ng/ml, p=0.047). On the contrary, the basal levels of osteocalcin (17±10.3 ng/ml) and β-crosslaps (0.44±0.3 ng/ml) increased significantly throughout the study; in the case of osteocalcin, up to 12 months (37.27±26.84 ng/ml, p<0.01) and β-crosslaps, up to 6 months (0.62±0.34 ng/ml, p<0.01), with a subsequent decrease (0.47±0.31 ng/ml, p=0.2). Conclusions: There is a decrease in the levels of sclerostin after liver transplantation, as opposed to the elevation of other markers of remodeling, β-crosslaps and osteocalcin. More studies are needed to determine if these changes have an impact on the occurrence of osteoporosis in patients undergoing transplantation.

Free vitamin D: an increasing determination

Resumen La vitamina D es un concepto familiar para cualquier profesional que trabaje en biología clínica, pero ahora lo es también para una gran parte de la población. Los colosales esfuerzos de investigación desarrollados durante la última década han conducido a una explosión del número de determinaciones solicitadas del metabolito más cualificado para expresar el estado corporal de la vitamina D, 25-OH vitamina D (25-OHD) libre, representa la pequeña fracción no ligada a las proteínas transportadoras. De acuerdo con la hipótesis de la hormona libre, debería ser considerada como la mejor representación del estado corporal de la vitamina D. Lamentablemente, se ha prestado poca atención a esta determinación ya que, hasta hace poco, la comunidad científica solo disponía de métodos indirectos y tediosos para medirla. Hace unos pocos años que se publicó un método de medición directa del 25-OHD libre ya disponible para efectuar estudios de investigación con resultados prometedores.

Summary Vitamin D has long been a familiar concept for any professional working in clinical biology. Nowadays it is becoming known to a large sector of the population. The great research efforts developed over the past decade have led to an explosion in the number of determinations requested of the most qualified metabolite to express the body state of vitamin D, 25-OH vitamin D (25-OHD) free, represents the small fraction not bound to transporter proteins. According to the free hormone hypothesis, it should be considered the best representation of the body state of vitamin D. Unfortunately, limited attention has been paid to this determination since, until recently, the scientific community only had tedious, indirect methods to measure it. A few years ago, a direct measurement method of free 25-OHD was already available to carry out research studies with promising results.