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Menopause Live - IMS Updates
InFocus

Date of release: 26 August, 2013 (Agosto 26, 2013)

Changes in bone resorption during the menopause transition

Sowers and colleagues have investigated potential associations between changes in bone resorption during the menopause transition and reproductive hormones, body mass index (BMI) and ethnicity [1]. Urinary type I collagen N-telopeptide (NTX), estradiol, and follicle stimulating hormone (FSH) levels were measured annually for up to 8 years spanning the menopause transition in 918 African-American, Chinese, Japanese, or Caucasian women. Urinary NTX began to increase sharply about 2 years before the final menstrual period (FMP), reaching its peak level about 1–1.5 years after the FMP. NTX levels declined modestly from 2–6 years after the FMP but remained about 20% higher than before the menopause transition. The sharp rise in FSH occurred in conjunction with a sharp decline in estradiol and shortly after FSH levels began to increase rapidly. The mean increase in urinary NTX across the menopause transition was greatest in women with BMI < 25 kg/m2 and smallest in women with BMI > 30 kg/m2. Increases in NTX were greatest in Japanese women and smallest in African-Americans. These differences were attenuated, but not eliminated, when analyses were adjusted for covariates, particularly BMI. During the menopause transition, a decline in ovarian function beginning about 2 years before the FMP is followed by an increase in bone resorption and subsequently by bone loss. The magnitude of the increase in bone resorption is inversely associated with BMI. Ethnic differences in changes in bone resorption are attenuated, but not eliminated, by adjustment for BMI. Ethnic differences in BMI, and corresponding ethnic differences in bone resorption, appear to account for much of the ethnic variation in perimenopausal bone loss.

Cambios en la resorción ósea durante la transición menopáusica

Sowers y colegas han investigado las posibles asociaciones entre los cambios en la resorción ósea durante la transición de la menopausia y las hormonas reproductivas, índice de masa corporal (IMC) y la etnia [1]. Se midieron en 918 mujeres afroamericanas, chinas, japonesas o caucásicas el Telopéptido-N del colágeno óseo Tipo I urinario (NTX), estradiol y la hormona folículo estimulante (FSH) anualmente por 8 años, periodo que abarcaría la transición de la menopausia. El NTX urinario comenzó a aumentar agudamente alrededor de 2 años antes de la menstruación final (MF), alcanzando su nivel máximo alrededor de 1 a 1.5 años después de la MF. Los niveles de NTX declinaron modestamente 2–6 años después de la MF, pero se mantuvieron alrededor de 20% más alto que antes de la transición a la menopausia. El aumento agudo de la FSH se produjo en conjunto con una fuerte disminución de los niveles de estradiol y poco después de que los niveles de FSH comenzaran a aumentar rápidamente. El incremento promedio del NTX urinario a lo largo de la transición de la menopausia fue mayor en las mujeres con IMC < 25 kg/m2 y menor en aquellas con un IMC > 30 kg/m2. Los aumentos del NTX fueron mayores en las mujeres japonesas y menores en las afroamericanas. Estas diferencias se atenuaron, pero no eliminaron, cuando el análisis se ajustó para co-variables, particularmente el IMC. Durante la transición de la menopausia, una disminución de la función ovárica que comienza alrededor de 2 años antes de la MF es seguido por un aumento de la resorción ósea y, posteriormente, por pérdida de hueso. La magnitud del aumento de la resorción ósea está inversamente asociada con el IMC. Las diferencias étnicas en los cambios en la resorción ósea se atenúan, pero no eliminan, por el ajuste para el IMC. Las diferencias étnicas en el IMC, y las diferencias étnicas correspondientes en la resorción ósea, parecen explicar gran parte de la variación étnica de pérdida de hueso durante la perimenopausia.

Comment

Hormones are essential for skeletal development and to maintain bone health. During the menopause transition, levels of estrogen decrease to one-tenth or less of what they had been previously. As a result, the hypothalamus stimulates the pituitary gland to increase ovarian activity to produce more FSH. Thus, the concentrations of FSH and luteinizing hormone (LH) in blood serum are increased by more than ten times their former values in the menopause transition phase [2]. Estrogen plays an important role in antagonizing the effect of parathyroid hormone to minimize bone loss. During the perimenopausal phase, there is an increase in bone resorption due to the decline in ovarian function. Similar studies to evaluate the effects of reproductive hormones on bone health have been carried out. Increased BMI is believed to confer protection against osteoporosis. There are enough epidemiological data available to show that BMI is correlated with high bone mineral density and that low BMI causes more bone loss [3]. In the menopause transition, the composition of bone marrow shifts to adipocyte cells and osteoclast activity is increased, resulting in resorption of bone [4]. Adipocytes and osteoblasts originate from a common progenitor, pluripotential mesenchymal stromal cells, and their differentiation is regulated through the peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)-γ pathway [5]. Activation of PPAR-γ drives the differentiation of mesenchymal stromal cells toward adipocytes over osteoblasts [6]. Adipocytes are important sources of estrogen production in postmenopausal women, and estrogen is known to inhibit bone resorption by osteoclasts. It has been proposed that increases in adipose tissue with increasing BMI in postmenopausal women result in increased estrogen production, osteoclast suppression, and a resultant increase in bone mass [7]. The present study shows that urinary FSH and LH are increased in women with low BMI and vice versa. Body mass index is not the only factor affecting bone resorption in the menopausal transition phase; other factors such as nutrition, smoking, medication, associated diseases, vitamin D deficiency, etc. should also be considered. Deficiency of vitamin D plays an important role in calcium absorption and stimulation of osteoblastic activity [8]. There may not be a correlation between increased BMI and bone resorption, because it is excess fat mass rather than total body weight that defines obesity. More studies are needed to evaluate the correlation between BMI and bone mass density. The outcome of these studies should be the reduction of fracture risk and not bone mass density alone in postmenopause because it is the fractures about which we are most concerned, so as to give postmenopausal women a good quality of life and not just years of life.

Comentario

Las hormonas son esenciales para el desarrollo del esqueleto y para "mantener la salud ósea”. Durante la transición de la menopausia, los niveles de estrógeno disminuyen a una décima parte o menos de lo que había estado anteriormente. Como resultado, el hipotálamo estimula la glándula pituitaria a secrete más FSH y así aumentar la actividad ovárica. Por lo tanto, las concentraciones de FSH y hormona luteinizante (LH) en suero se incrementan diez veces con respecto a los valores antes de la fase de transición de la menopausia [2]. El estrógeno juega un papel importante en antagonizar el efecto de la hormona paratiroidea y reducir al mínimo la pérdida de hueso. Durante la etapa de la perimenopausia, hay un aumento en la resorción ósea debido a la disminución de la función ovárica. Se han llevado a cabo estudios similares que evalúan los efectos de las hormonas reproductivas en la salud ósea. Un IMC incrementado se cree que confiere protección contra la osteoporosis. Hay suficientes datos epidemiológicos disponibles para demostrar que el IMC se correlaciona con densidad mineral ósea elevada y que el IMC bajo provoca pérdida de hueso [3]. Durante la transición de la menopausia, la composición de la médula ósea gira a células adiposas y la actividad de los osteoclastos incrementa, resultando en resorción de hueso [4]. Los adipocitos y osteoblastos se originan a partir de un progenitor común, las células estromales mesenquimales pluripotenciales, y su diferenciación se regula a través de la vía del receptor activado del peroxisoma-proliferador (PPAR)-γ [5]. La activación del PPAR-γ conduce a la diferenciación de las células mesenquimales del estroma hacia adipocitos por sobre los osteoblastos [6]. Los adipocitos son fuentes importantes de producción de estrógeno en las mujeres postmenopáusicas, y se sabe que el estrógeno inhibe la resorción ósea por parte de los osteoclastos. Se ha propuesto que el aumento del tejido adiposo con aumento del IMC en mujeres postmenopáusicas da como resultado un aumento en la producción de estrógenos, supresión de los osteoclastos, y un aumento de la masa ósea [7]. El presente estudio muestra que la FSH y LH urinaria están incrementadas en mujeres con un IMC bajo y viceversa. El IMC no es el único factor que afecta la resorción ósea en la fase de transición a la menopausia; otros factores como la nutrición, el tabaquismo, la medicación, las enfermedades asociadas, la deficiencia de vitamina D, etc, también deberían tenerse en cuenta. La deficiencia de la vitamina D juega un papel importante en la absorción de calcio y la estimulación de la actividad osteoblástica [8]. Puede que no haya una correlación entre el aumento del IMC y la resorción ósea, ya que es el exceso de masa grasa más que el peso total del cuerpo lo que define la obesidad. Se necesitan más estudios para evaluar la correlación entre el IMC y la densidad de masa ósea. Las resultantes de estos estudios deben ser la reducción del riesgo de fractura y no solo la densidad de la masa ósea en la postmenopausia ya que son las fracturas que más nos preocupan, para dar a las mujeres postmenopáusicas una buena calidad de vida y no sólo años de vida.

Alka Kumar


Gynaecologist and Wellness Consultant, Secretary Indian Menopause Society, Nagpur Chapter India, Director of Shalaka Hospital and Menopause Clinic, Nagpur, India



    References

  1. Sowers MR, Zheng H, Greendale GA, et al. Changes in bone resorption across the menopause transition: effects of reproductive hormones, body size, and ethnicity. J Clin Endocrinol Metab 2013;98:2854-63.


    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23666961

  2. Sowers MF, Zheng H, McConnell D, et al. Follicle stimulating hormone and its rate of change in defining menopause transition stages. J Clin Endocrinol Metab 2008;93:3958-64


    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18647816

  3. Paula FJ, Rosen CJ. Obesity, diabetes mellitus and last but not least, osteoporosis. Arq Bras Endocrinol Metabol 2010;54:150-7.


    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20485903

  4. Zhao LJ, Liu YJ, Liu PY, Hamilton J, Recker RR, Deng HW. Relationship of obesity with osteoporosis. J Clin Endocrinol Metab 2007;92:1640-6.


    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17299077

  5. Akune T, Ohba S, Kamekura S, et al. PPARgamma insufficiency enhances osteogenesis through osteoblast formation from bone marrow progenitors. J Clin Invest 2004;113:84655.


    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15067317

  6. Pei L, Tontonoz P. Fats loss is bones gain. J Clin Invest 2004;113:8056.


    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15067310

  7. Kameda T, Mano H, Yuasa T, et al. Estrogen inhibits bone resorption by directly  +6inducing apoptosis of the bone-resorbing osteoclasts. J Exp Med 1997;186:48995.


    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9254647

  8. Zargar AH, Ahmad S, Masoodi SR, et al. Vitamin D status in apparently healthy adults in Kashmir Valley of Indian Subcontinent. Postgrad Med J 2007;83:713-16.


    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17989271