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Date of release: 27 May, 2013 (Mayo 27, 2013)

Vitamins and bone health in women

Have you heard of a potential interaction between vitamin E and bone health? A recent study from Spain evaluated the relationship between vitamin E status and osteoporosis in early postmenopausal women [1]. Anthropometric data, osteoporosis risk factors, vitamin E serum levels, bone mineral density (BMD) and other serum parameters that may influence bone mineral density in postmenopausal women were analyzed in a cross-sectional study. The associations between osteoporosis and age, age of menopause, body mass index, osteocalcin, calcium, vitamin D, vitamin E (measured as 25-hydroxyvitamin D and as the α-tocopherol : lipid ratio, respectively), bone alkaline phosphatase, smoking status, leisure physical activity and alcohol intake were modeled by a multivariate logistic regression and multi-linear regression analysis in 232 early postmenopausal women. A lower vitamin E : lipid ratio was associated with osteoporosis in multivariate logistic regression. In a multivariate linear model with BMD of the lumbar spine as a dependent variable, the vitamin E : lipid ratio was clearly related with BMD of the lumbar spine (F ratio = 6.30, p = 0.002). BMD of the lumbar spine was significantly higher in the highest tertile of the vitamin E : lipid ratio than in the lowest tertile. The mean vitamin E : lipid ratio was significantly lower in osteoporotic postmenopausal women (T score ≤ -2.5) (3.0 ± 0.6 μmol/mmol) than normal postmenopausal women (T score > -1) (3.5 ± 0.7 μmol/mmol) using multivariable-adjusted BMD. These findings highlight that vitamin E may increase BMD in healthy postmenopausal women.

Las vitaminas y la salud ósea en mujeres

¿Has oído hablar de una posible interacción entre la vitamina E y la salud ósea? Un estudio reciente de España evaluó la relación entre el estado de la vitamina E y la osteoporosis en mujeres postmenopáusicas tempranas [1]. Se analizaron en este estudio transversal los datos antropométricos, factores de riesgo de osteoporosis, los niveles séricos de vitamina E, la densidad mineral ósea (DMO) y otros parámetros séricos que podrían influir en la DMO en mujeres postmenopáusicas. Las asociaciones entre la osteoporosis y la edad, edad de la menopausia, índice de masa corporal, la osteocalcina, calcio, vitamina D, vitamina E (medido como 25-hidroxivitamina D y como índice α-tocoferol/lípido, respectivamente), fosfatasa alcalina ósea, consumo de cigarrillo, actividad física recreativa y la ingesta de alcohol se modelaron en una regresión logística multivariada y análisis de regresión múltiple lineal en 232 mujeres postmenopáusicas tempranas. Un menor nivel de vitamina E: lípido se asoció a osteoporosis en la regresión logística multivariada. En el modelo lineal multivariado con la DMO de la columna lumbar como variable dependiente, la vitamina E/lípido estuvo claramente relacionada con la DMO de la columna lumbar (F índice = 6.30, p = 0.002). La DMO de la columna lumbar fue significativamente mayor en el tercil más alto de la vitamina E/lípido que en el tercil inferior. El índice de vitamina E/lípido promedio fue significativamente menor en las mujeres postmenopáusicas con osteoporosis (puntaje T ≤ -2.5) (3.0 ± 0.6 μmol/mmol) que las mujeres postmenopáusicas normales (puntaje T > -1) (3.5 ± 0.7 μmol/mmol) utilizando ajuste multivariado para DMO. Estos resultados ponen en relieve que la vitamina E puede aumentar la DMO en mujeres postmenopáusicas sanas.

Comment

Vitamins are organic compounds required by an organism as a vital nutrient in limited amounts. An organic chemical compound is called a vitamin when it cannot be synthesized in sufficient quantities by an organism and must be obtained from the diet. Each and every vitamin has its place in human physiology and severe deficiencies are well described; however, medical research probably has not yet reached the point of optimal knowledge on the effects of vitamins in the various bodily organs and systems. Clearly, the most relevant vitamin in the context of bone is vitamin D, which has a pivotal role in calcium–phosphorus metabolism and in maintaining bone health. But what are the effects of other vitamins, less recognized in this respect? Here is a short summary of the data on consumption of vitamins and risk of osteoporosis or fractures. 
 
A prospective study from Singapore evaluated the association between any vitamin B (thiamin, riboflavin, niacin, pyridoxine, folate, and cobalamin) and risk of hip fracture in a population-based cohort that enrolled a total of 63,257 men and women aged 45–74 years [2]. After a mean follow-up period of 13.8 years, 1630 hip fracture incident cases were identified. A statistically significant inverse relationship between dietary pyridoxine intake and hip fracture risk was observed among women (p for trend  =  0.002) but not among men. Dietary intakes of the other B vitamins of interest were not related to hip fracture risk. A recent overview reached somewhat similar conclusions [3]: 14 cross-sectional and 13 prospective observational studies and one randomized controlled trial were eligible. Meta-analysis on four prospective studies including 7475 people showed a modest decrease in fracture risk of 4% per 50  pmol/l increase in vitamin B12 levels, which was borderline significant (relative risk (RR) 0.96, 95% confidence interval (CI) 0.92–1.00). Meta-analysis of eight studies including 11,511 people showed an increased fracture risk of 4% per μmol/l increase in homocysteine concentration (RR 1.04, 95% CI 1.02–1.07). A conclusion regarding folate levels and fracture risk could not be drawn as too few studies investigated this association.
 
As for the other major vitamins, there are inconsistent results, as nicely reviewed by Ahmadieh and Arabi [4]. Their conclusion in regard to vitamin A, addressing the worry that high doses may be harmful to bone health, was that studies evaluating the association between serum retinol level or retinol intake and skeletal health in humans showed inconsistent results. Vitamin C (ascorbic acid) intake was investigated in regard to BMD in several large studies including the PEPI and WHI trials. PEPI found a positive association between vitamin C intake and BMD of the spine and hip, whereas, in the WHI study, although there was no significant association between vitamin C intake and BMD, the beneficial effect of hormone treatment on BMD at all skeletal sites was stronger with higher intakes of vitamin C [5]. Data on vitamin C were summarized by Ahmadieh and Arabi in the following way: ‘There is a positive but complex association between vitamin C intake and bone density, which may be related to the interaction of other factors like smoking, estrogen use or hormonal therapy after menopause, calcium intake, and vitamin E intake.’ The relationships between vitamin K (phylloquinone) and bone health are once again a little complicated. Although studies have shown that low circulating levels and/or low dietary intake are associated with low bone density and with increased fracture risk in humans, a protective effect of vitamin K supplementation was not confirmed in randomized controlled trials [4].
 
The fact that different vitamins, which act through seemingly different pathways (i.e. calcium–phosphorus homeostasis (vitamin D), or as anti-oxidants (vitamins E and C), or involved in the coagulation cascade (vitamin K), or being vital for vision (vitamin A), may still have bone effects as well is very intriguing. The relationships between vitamins other than vitamin D on bone are complex and are probably affected by many factors, including menopause and postmenopausal hormone therapy. Vitamins are essential to all cells and tissues, including bone, and therefore a healthy and well-balanced diet is always important.

Comentario

Las vitaminas son compuestos orgánicos requeridos por un organismo como un nutriente esencial en cantidades limitadas. Un compuesto químico orgánico se llama una vitamina cuando no se puede sintetizar en cantidades suficientes por un organismo y se debe obtener de la dieta. Todas las vitaminas tienen su lugar en la fisiología humana y graves deficiencias están bien descritas; sin embargo, la investigación médica, probablemente aún no ha llegado al punto de máximo de conocimiento sobre los efectos de las vitaminas en los diferentes órganos y sistemas corporales. Claramente, la vitamina más pertinente en el contexto de hueso es la vitamina D, que tiene un papel fundamental en el metabolismo del calcio-fósforo y en el mantenimiento de la salud ósea. Pero ¿cuáles son los efectos de otras vitaminas, menos reconocidas en este sentido? Aquí está un breve resumen de los datos sobre el consumo de vitaminas y riesgo de osteoporosis o fracturas. Un estudio prospectivo de Singapur evaluó la asociación entre cualquier tipo de vitamina B (tiamina, riboflavina, niacina, piridoxina, ácido fólico y cobalamina) y el riesgo de fractura de cadera en una cohorte de base poblacional que incluyó a un total de 63,257 hombres y mujeres de 45-74 años de edad [2]. Después de un período de seguimiento medio de 13.8 años, se identificaron 1630 casos de fractura de cadera. Se observó una relación inversa estadísticamente significativa entre la ingesta de piridoxina de la dieta y el riesgo de fractura de cadera en las mujeres (p para la tendencia = 0.002), pero no en los hombres. Ingestas dietéticas de las otras vitaminas B de interés no se relacionaron con el riesgo de fractura de cadera. Una reciente revisión llegó a conclusiones bastante similares [3]: fueron elegibles 14 estudios transversales y 13 estudios observacionales prospectivos y un ensayo controlado aleatorio. Un meta-análisis de cuatro estudios prospectivos que incluían 7475 personas mostró una modesta disminución en el riesgo de fractura de un 4% por cada 50 pmol/l de aumento de los niveles de vitamina B12, que estaba en el límite de significancia (riesgo relativo (RR) 0.96, intervalo de confianza (IC) del 95% 0.92 a 1.00). Un meta-análisis de ocho estudios que incluían 11,511 personas mostró un aumento del riesgo de fractura del 4% por μmol/l aumento en la concentración de homocisteína (RR 1.04, IC 95% 1.2 a 1.7). Una conclusión con respecto a los niveles de folato y el riesgo de fractura no se pudo extraer ya que muy pocos estudios investigaron esta asociación. En cuanto a las otras vitaminas importantes, hay inconsistencias en los resultados, como muy bien son revisados por Ahmadieh y Arabi [4]. Su conclusión en lo que respecta a la vitamina A, frente a la preocupación de que las dosis altas puedan ser perjudiciales para la salud ósea, fue que los estudios que evalúan la asociación entre la concentración sérica de retinol o la ingesta de retinol y la salud ósea en humanos mostraron resultados inconsistentes. La ingesta de vitamina C (ácido ascórbico) se ha investigado en relación con la DMO en varios estudios grandes, que incluyen el PEPI y estudios del WHI. El PEPI encontró una asociación positiva entre el consumo de vitamina C y la DMO de la columna vertebral y la cadera, mientras que, en el estudio WHI, aunque no había ninguna asociación significativa entre la ingesta de vitamina C y la DMO, el efecto beneficioso del tratamiento hormonal sobre la DMO en todos los sitios del esqueleto era más fuerte con una mayor ingesta de vitamina C [5]. Los datos sobre la vitamina C fueron resumidos por Ahmadieh y Arabi de la siguiente manera: "Hay una relación positiva pero compleja entre la ingesta de vitamina C y la densidad ósea, lo que puede estar relacionado con la interacción de otros factores como el tabaquismo, el uso de estrógenos o terapia hormonal después de la menopausia, el consumo de calcio y la ingesta de vitamina E.” Las relaciones entre la vitamina K (filoquinona) y la salud ósea son, una vez más, un poco complicadas. Aunque los estudios han demostrado que los niveles circulantes bajos y/o la ingesta dietética baja se asocian con una baja densidad ósea y un mayor riesgo de fractura en los seres humanos, el efecto protector de los suplementos de vitamina K no fue confirmado en ensayos controlados aleatorios [4]. Resulta intrigante el hecho de que diferentes vitaminas, que actúan a través de diferentes vías como la homeostasis del calcio-fósforo (vitamina D), o como antioxidantes (vitaminas E y C), o participan en la cascada de coagulación (vitamina K), o ser de vital importancia para visión (vitamina A), puedan tener aún efectos óseos. Las relaciones entre las vitaminas distintas de la vitamina D sobre el hueso son complejas y están probablemente afectadas por muchos factores, incluyendo la menopausia y la terapia hormonal postmenopáusica. Las vitaminas son esenciales para todas las células y tejidos, incluyendo los huesos, y por lo tanto, una dieta saludable y bien balanceada es siempre importante.

Amos Pines


Department of Medicine T, Ichilov Hospital, Tel-Aviv, Israel



    References

  1. Mata-Granados JM, Cuenca-Acebedo R, Luque de Castro MD, Quesada Gómez JM. Lower vitamin E serum levels are associated with osteoporosis in early postmenopausal women: a cross-sectional study. J Bone Miner Metab 2013 Mar 28. Epub ahead of print


    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23536191

  2. Dai Z, Wang R, Ang LW, Yuan JM, Koh WP. Dietary B vitamin intake and risk of hip fracture: the Singapore Chinese Health Study. Osteoporos Int 2012 Dec 13. Epub ahead of print


    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23238962

  3. van Wijngaarden JP, Doets EL, Szczecińska A, et al. Vitamin B12, folate, homocysteine, and bone health in adults and elderly people: a systematic review with meta-analyses. J Nutr Metab 2013;2013:486186.


    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23509616

  4. Ahmadieh H, Arabi A. Vitamins and bone health: beyond calcium and vitamin D. Nutr Rev 2011;69:584-98.


    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21967159

  5. Wolf RL, Cauley JA, Pettinger M, et al. Lack of a relation between vitamin and mineral antioxidants and bone mineral density: results from the Womens Health Initiative. Am J Clin Nutr 2005;82:5818.


    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16155271