P: ¿Cómo influye la obesidad en la mineralización ósea de niños y adolescentes? ¿Más es Más o Más es Menos?

Dra. Raquel Burrows

Unid. Epidemiologia Nutricional

INTA (Universidad de Chile)

rburrows@inta.uchile.cl

Insulina

IR

ANTECEDENTES

▪ Tradicionalmente, el peso corporal se relacionó positivamente con la salud del esqueleto debido al efecto de la carga mecánica sobre la ganancia

de masa ósea. Sin embargo, hay una evidencia creciente que relaciona al exceso de masa grasa, especialmente visceral con menor de masa

ósea. Por otro lado habría una relación directa entre la salud metabólica y la salud ósea 1,2,3

▪ La obesidad puede afectar negativamente el metabolismo óseo a través de varios mecanismos: origen común de adipocitos y osteoblastos,

inflamación crónica, hiperleptinemia, insulinoresistencia, adiponectina baja, disminución absorción calcio por dieta alta en grasa, secuestro Vit D por

tejido graso. 1,3 Sin embargo, la evidencia es aún controversial, especiamente aquella que asocia la hiperleptinemia con masa ósea.

▪ El aumento de grasa en médula ósea suprime la osteoblalstogénesis y por otro, se estimula la osteoclastogénesis por aumento de adipoquinas y

citoquinas inflamatorias producidas por los adipocitos (lipotoxicidad).4 El aumento de la grasa muscular se asocia inversamente a la masa ósea efecto

demostrado tambien en mujeres jóvenes.11

▪ En niños y adolescentes el tejido graso corporal se asoció negativamente con la ganancia de masa ósea y positivamente con el riesgo de fractura.5-7

▪ La IR en adolescentes obesos, se ha visto asociada a menor contenido y densidad mineral ósea .8,9 Por otro lado, niños obesos con IG tienen menor

CMO que sus pares con tolerancia normal a la glucosa después de controlar por confundentes.8

▪ En adolescentes con sobrepeso se observa una relación inversa y significativa entre la DMO (DEXA) y el número de FRCV (MetS) despues de

controlar por confundentes (edad, sexo, raza, talla). 10

1) J Orth Surg Res 2011;6:30 2) Pol Arch Med Wewn 2010;120(9):361 3) J Clin Densitom. 2013 ; 16(4): 450–454. 4) Curr Mol Med 2010; 10:523 5)Bone 2000;27:203 6) J Pediatr 2001;139:509 7)

Clin Orthop Relat Res (2013) 471:1199–1207 8)J Bone Miner Res. 2010; 25:2760 : 9) Bone Miner Metab 2009; 27:613– 10) J Pediatr. 2011 May ; 158(5): 727 11) J Bone Miner Res. 2011;

26:2217

RIESGO DE FRACTURA EN EXTREMIDADES INFERIORES EN NIÑOS Y ADOLESCENTES

SEGÚN ESTADO NUTRICIONAL

Kessler J et al. Clin Orthop Relat Res (2013) 471:1199–1207

DMO DE CUERPO ENTERO EN ADOLESCENTES BRASILEROS SEGÚN NÚMERO DE FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULAR (METS)

Nobrega da Silva et al. Bone 2014; /dx.doi.org/10.1016/14.05.011 Ajustado por sexo, edad, peso y talla

MASA OSEA EN ADOLESCENTES OBESOS AMERICANOS SEGÚN

FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULAR

Pollock et al. J Pediatr. 2011 May ; 158(5): 727–734Ajustado por sexo, raza, edad, peso y talla

MASA OSEA EN NIÑOS PREPUBERALES CON SOBREPESO SEGÚN GLICEMIA

Pollock et al J Bone Miner Res. 2010 December ; 25(12): 2760–2769.Ajustado por sexo, edad, raza, peso y talla

Bone Mass Gain from Adolescence to Emerging Adulthood in a Chilean Birth Cohort: Association with Nutritional, Biological and Environmental Factors

R. Burrows, P. Correa, C. Güichapani, E. Blanco, S. Gahagan

Hormone Res 2016, 86(Suppl. 2): 19 (DOI:10.1159/000451040).

MATERIAL & METODOS

Participantes

▪ Estudio observational, prospectivo en n=247 jóvenes de NSE medio bajo y bajo (48% hombres), participantes de unacohorte de nacimiento.

Mediciones

▪ A los 16 años se evaluaron IMC, perímetro de cintura, masa grasa y muscular (FM% and LM%) y DMO (gr/m2)por DEXA. Glicemia, insulina y perfil lipídico medidos en ayuna. Se estimó HOMA-IR y SPISE. Hábitos de AFfueron evaluados por autoreporte con cuestionario validado.

▪ DMO fue evaluada (DEXA) nuevamente a los 22 años.

▪ A los 16 y 22 años se calculo DMO-z. La ganancia de masa ósea (GMO) fue calculada diferencia porcentual entreDMO de los 16 y los 22 años. GMO fue calificada como baja, intermedia o alta utilizando distribución tercilar.

Analisis estadístico

Prueba t de Student para compara adolescencia y AE. ANOVA (Bonferroni) y Chi2 para comparar por grupos de GMO.Análisis de covarianza (ANCOVA) examinó la asociación entre calidad de GMO y perfil cardiometabólico de los 16 años.

TABLE 1 ANTHROPOMETRIC AND BONE PROFILE AT 16 YEARS OLD BY BONE MASS GAIN FROMADOLESCENCETO EARLY ADULTHOOD IN A CHILEAN BIRTH COHORT

Low BMD gain

(A) (n=83)

Intermediate BMD gain

(B) (n=83)

High BMD gain

(C)(n=81)

Mean SD Mean SD Mean SD P a ANOVA

Continuous variables

BMI (z-score) 0.88 1.3 0.44 1.1 0.39 1.1 0.015 ABB

Fat Mass (%) 33.8 10.2 28.3 10.9 24.1 11.6 <0.001 ABC

Lean Mass (%) 62.3 10.4 68.1 11.3 72.2 12.0 <0.001 ABC

TLM (Kg/m2) 15.1 2.4 15.3 2.1 16.2 2.1 0.006 AAC

BMDz (16.8y) -0.27 1.2 -0.30 0.9 0.2 1.0 0.004 AAC

BMDz (22.5y) 0.14 0.9 0.49 0.9 1.29 0.9 <0.001 ABC

BMD gain (%) 1.7 2.0 6.0 0.9 11.1 2.0 <0.001 ABC

P values estimated with ANOVA with Bonferroni correction. a= P value

TABLE 2 ASSOCIATION OF THE QUALITY OF BONE MASS GAIN WITH NUTRITIONAL, BIOLOGICAL AND ENVIRONMENTAL VARIABLES (N=247)

Low BMD gain

(n=83)

Intermediate BMD gain

(n=83)

High BMD gain

(n=81)

Female/Male (%) 46.9 /19.8*** 35.2 / 31.9 18.0/48.7***

Obese/Non-obese (%) 51.6 /31.0* 29.0/34.2 19.4 /34.7*

Abdominal obesity / non-Abd Obe 48.8 /25.8*** 25.3 /38.0* 27.2 /36.2

IR(+) / IR(-) (HOMA-IR ; %) 45.1 /30.6* 33.3 /33.7 21.6 /35.7*

IR(+) / IR(-) (SPISE;%) 50.8 /27.7*** 28.6 / 35.3 20.6 / 37.0*

LSI(+) / LSI(-) (%) 46.7 / 29.4* 35.0 / 33.9 18.3 / 36.7**

Inactive/Active (%) 41.8 / 21.8** 28.8 / 40.6 29.5 / 37.6

Obesity: BMIz ≥2 DE. Abdominal obesity: 80 and 90 in males and females, respectively. IR(+): HOMA-IR ≥2.6. IR(+): SPISE Index ≤ 6.27 (25th p). Low-grade

systemic inflammation: hs_CRP ≥ 0.86 (75th p). Significance level (Chi2): * P<0.05. **P<0.01. ***P<0.001

High BM gain Middle BM gain Low BM gain

Intercept SE Coef. SE Coef. SE

Body-Mass Index 22.5 0.5 -0.10 0.8 3.4*** 1.0

Waist perimeter (cm) 79.5 1.4 -1.13 2.2 8.9*** 2.3

Systolic Blood Pressure (mm Hg) 114.8 1.3 -0.1 2.2 3.9 2.2

Diastolic Blood Pressure (mm Hg) 72.1 0.9 0.5 1.5 0.9 1.6

Glucose (mg/dl) 88.6 1.0 3.2 1.7 4.4£ 2.0

Insulin (uUI/ml) 7.7 0.8 0.2 1.3 5.0** 1.6

HOMA-IR 1.67 0.2 0.14 0.3 1.23*** 0.2

SIPISE Index 8.09 0.2 -0.19 0.4 -1.45** 0.5

TG/HLD 2.24 0.2 0.53 0.3 0.89£ 0.4

Triglycerides (mg/dl) 90.7 12.0 7.1 15.7 2.8 15.0

HDL Cholesterol (mg/dl) 36.8 1.0 -0.9 1.8 -2.5 2.0

MetS (z score Brague) 0.05 0.07 0.1 0.1 0.4** 0.1

TABLE 3 NUTRITIONAL AND CARDIO-METABOLIC BIOMARKERS IN MALE PARTICIPANTS

BY QUALITY OF BM GAIN FROM ADOLESCENCE TO EMERGING ADULTHOOD (N=119)

Significance level (ANCOVA): * P<.05, ** P<.01, *** P<.001. £ Trend toward significance (P<.10). Coefficients are the mean difference between a givencategory and the reference group (males in the highest tertile of BM gain).

TABLE 4 NUTRITIONAL AND CARDIO-METABOLIC BIOMARKERS IN FEMALE PARTICIPANTS

BY QUALITY OF BM GAIN FROM ADOLESCENCE TO EMERGING ADULTHOOD (N=128)

High BM gain Middle BM gain Low BM gain

Intercept SE Coef. SE Coef. SE

Body-Mass Index 25.5 0.6 -1.0 0.9 -1.1 0.9

Waist perimeter (cm) 82.7 1.4 -3.2 2.4 -3.2 2.6

Systolic Blood Pressure (mm Hg) 109.0 1.2 -2.1 1.9 -0.1 2.2

Diastolic Blood Pressure (mm Hg) 68.2 0.8 -0.5 1.3 -1.9 1.5

Glucose (mg/dl) 84.3 1.2 3.1 1.8 4.4£ 2.3

Insulin (uUI/ml) 9.0 0.7 -0.2 1.1 -0.8 1.4

HOMA-IR 1.95 0.2 -0.04 0.3 -0.15 0.4

SIPISE Index 7.35 0.3 0.29 0.4 0.14 0.5

TG/HLD 2.58 0.3 0.31 0.4 0.12 0.6

Triglycerides (mg/dl) 87.9 7.9 9.8 12.1 2.8 15.0

HDL Cholesterol (mg/dl) 39.7 1.5 0.2 2.3 2.2 2.9

MetS (z score Brague) 0.10 0.08 -0.004 0.1 -0.03 0.1

Significance level (ANCOVA): * P<.05, ** P<.01, *** P<.001. £ Trend toward significance (P<.10). Coefficients are the mean difference between a givencategory and the reference group (females in the highest tertile of BM gain).

TABLE 5 BONE MASS GAIN FROM ADOLESCENCE TO EARLY ADULTHOOD BY ALTERED CARDIOMETABOLIC PROFILE (=247)

MODEL 1 Without Risk factor (-) With Risk factor (+)

Intercept SE Coef. SE

Abdominal obesity 6.92*** 0.3 -2.01*** 0.6

Altered Blood Pressure 6.35*** 0.2 -1.54 1.0

Hyperglycemia 6.23*** 0.3 -1.24 0.9

Altered insulin 6.52*** 0.2 -3.01*** 0.8

Insulin resistance (HOMA-IR) 6.58*** 0.3 -1.70* 0.6

Insulin resistance (SPISE) 6.71*** 0.3 -1.90** 0.6

Hypertriglyceridemia 6.37*** 0.2 -1.98£ 1.0

Low HDL Chol 6.39*** 0.6 -0.20 0.5

Altered Aterogenic Index 6.46*** 0.3 -0.87 0.6

Metabolic Syndrome 6.40*** 0.2 -1.85£ 0.9

MODEL 2 Without Risk factor (-) With Risk factor (+)

Intercept SE Coef. SE

Abdominal obesity 5.02*** 0.4 -0.94£ 0.7

Altered Blood Pressure 4.65*** 0.3 -2.72** 0.9

Hyperglycemia 4.59*** 0.3 -0.36 0.8

Altered insulin 4.83*** 0.3 -2.98** 0.8

Insulin resistance (HOMA-IR) 4.91*** 0.4 -1.70** 0.6

Insulin resistance (SPISE) 5.05*** 0.3 -1.87*** 0.5

Hypertriglyceridemia 4.69*** 0.3 -1.37 1.0

Low HDL Chol 4.52*** 0.5 0.06 0.5

Altered Aterogenic Index 4.79*** 0.4 -0.88 0.6

Metabolic Syndrome 4.72*** 0.3 -1.83* 0.8

Model 1 is unadjusted. b Model 2 is adjusted for sex. Significance level: * P<.05, ** P<.01, *** P<.001. £ Trend toward significance (P<.10). Abdominal obesity, altered blood pressure,hyperglycemia, hypertriglyceridemia, low HDL-chol and MetS diagnosed with AHA/IDF references. Altered insulin: insulin >75th p. Insulin Resistance (HOMA-IR): HOMA-IR >2.6. InsulinResistance (SPISE): SPISE < 25th p. Altered Aterogenic Index: TG/HDL >75th p.

CONCLUSIONES

▪ Aún cuando hay controversias, en niños y adolescentes hay una evidencia creciente que muestra a la malnutrición por exceso asociada

negativamente con el contenido y la densidad mineral ósea.

▪ Entre los posibles mecanismos se postula: a) El origen común de adipocitos y osteocitos b) La IR inhibiría la proliferación , diferenciación y

actividad osteoblástica c) citoquinas inflamatorias (TNF-α, IL-6, AGE ) y la leptino resistencia actuarían como reguladores negativos de

actividad osteoblastica y estimularían la actividad osteoclástica d) la menor ingesta de calcio y el déficit de vitamina D propios de la

malnutrición por exceso, sería otro factor contribuyente.

▪ En población chilena de NSE medio-bajo, la ganancia de masa ósea entre la adolescencia y la adultez emergente se asoció

inversamente con el IMC y la masa grasa corporal y directamente con la masa muscular y la DMO de los 16 años.

▪ En esta cohorte, la Obesidad, la IR, la Inflamación y la inactividad física, se asociaron significativamente con una menor ganancia de

masa ósea. Por otro lado, el perfil cardio-metabólico de los 16 años también mostró una asociación significativa con la ganancia de

masa ósea especialmente en los varones,

▪ Habrían efectos aditivos relacionados con la obesidad, que explicarían esta menor ganancia de masa ósea en esta etapa crítica del

desarrollo.

▪ Esta evidencia confirma la relación existente entre la homeostasis metabólica y el desarrollo de la masa esquelética, confirmando a la

malnutrición por exceso como una condición que afectaría negativamente la obtención de una masa ósea máxima, fundamental para el

aumento de los años de vida saludable.

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