Pitkittäinen imetysluiden tiheystutkimus

Raskaus ja imetys ovat molemmat tiloja, joissa äidin kalsiumaineenvaihdunta on muuttunut. Äidin kalsiumin mobilisaatio on välttämätöntä riittävän kalsiumin saannin takaamiseksi kehittyvälle sikiölle ja lapselle. Raskauden aikana sikiön luuston kehittymiseen tarvitaan noin 30 grammaa kalsiumia. Ylimääräinen kalsium on peräisin enimmäkseen äidin lisääntyneestä imeytymisestä suolistosta 1,25-dihydroksi-D-vitamiinin (1) välittämänä. Imetyksen aikana maitoa tuotetaan arviolta 600-1000 ml päivässä ja äidin nettokalsiumin menetys on 200-400 mg päivässä (2,3). Tämä kalsium on peräisin äidin luurangosta, mikä johtaa jopa 10 %:n luun katoamiseen trabekulaarisesta luusta sarjaluutiheysmittauksilla (3). Demineralisoitumisen uskotaan välittyvän pääasiassa lisäkilpirauhashormoneihin liittyvän proteiinin (PTHrP) vaikutuksesta yhdessä estrogeenitilan kanssa. Mielenkiintoista on, että tämä tila kääntyy nopeasti päinvastaiseksi vieroituksen myötä (4,5). Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että alkuperäiset PTHrP-mittaukset ovat merkittävästi korkeampia imettävillä naisilla (3). Maitorauhanen tuottaa suuria määriä PTHrP:tä imetyksen aikana. Verenkiertoon päästyään PTHrP lisää luun resorptiota äidin luustosta ja lisää kalsiumin resorptiota munuaisten tasolla (5,6,27). PTHrP-tasojen on havaittu nousevan maidossa jopa 10 000-kertaiseksi verrattuna äidin seerumiin ja nousevan edelleen imetyksen myötä (1, 6, 28). Hiirimalleissa PTHrP-geenin kudosspesifinen ablaatio imettävässä rintarauhasessa johtaa luukadon vähenemiseen (6).

Kun otetaan huomioon imetyksen aikana raportoitu nopea luukado, luun resorption merkkiaineiden lisääntyminen ja luun muodostumisen merkkiaineiden väheneminen voidaan odottaa. Ryhmämme äskettäin julkaistu tutkimus osoitti kuitenkin, että sekä luun muodostumisen että luun resorption markkerit olivat merkittävästi kohonneet imettävillä valkoihoisilla naisilla (7). Tämä vaikuttaa epätodennäköiseltä, koska luunmuodostuksen ja resorption tiukka kytkentä ei johtaisi kalsiumin nettomobilisaatioon ja nopeaan luun häviämiseen imetyksen aikana. Todennäköisempi selitys on, että vaikka luun resorptiomarkkerit heijastavat tarkasti vahvaa osteoklastista luun resorptiota, luun muodostumisen markkerien lisääntyminen heijastaa epäkypsien, osittain erilaistuneiden pre-osteoblastien lisääntymistä, jotka ovat pysähtyneet kehityksessä eivätkä siksi pysty muodostamaan tehokkaasti uutta luuta. Siten resorptionopeus ylittää imetyksen aikana muodostumisen ja johtaa tilapäiseen nettohäviöön. Tämän ajatuksen tueksi rottatutkimukset ovat osoittaneet, että jatkuva altistuminen PTH:lle ja PTHrP:lle värvää ja käynnistää osteoblastien erilaistumisen, mutta pysäyttää ohjelman ennenaikaisesti preosteoblastien siirtymävaiheessa (8, 9, 10). Tämä viittaa myös mekanismiin vieroituksen jälkeen havaittuun nopeaan toipumiseen: PTHrP-ärsykkeen poistamisen jälkeen osteoklastien välittämä luun resorptio loppuisi äkillisesti, ja aiemmin värvätyt osteoblastien esiasteet saattaisivat nopeasti päätökseen erilaistumisohjelmansa ja palauttavat imetyksen aikana menetetyn luun.

Afroamerikkalainen luun aineenvaihdunta eroaa kaukasialaisesta luuaineenvaihdunnasta useilla tavoilla. Afroamerikkalaisilla on suurempi luutiheys, ja heillä on pienempi riski sairastua osteoporoosiin ja osteoporoottisiin murtumiin verrattuna valkoihoisiin (15-17,29-31). Voi olla tekijöitä, jotka voivat selittää nämä rodulliset erot luun aineenvaihdunnassa, mukaan lukien muuttunut kalsiumtalous, D-vitamiinierot, huippusaavutettu luumassa, lihasmassa ja liikalihavuus, uusiutumisnopeus, luun mikroarkkitehtuuri, lonkka-akselin geometria ja muut tuntemattomat perinnölliset erot. . Erityisesti on hyvin todettu, että 25-hydroksi-D-vitamiinin (25-OH D) tasot ovat paljon alhaisemmat afroamerikkalaisilla, mikä johtuu tummemmasta pigmentaatiosta, mikä johtaa 25-OH D:n ihon tuotannon vähenemiseen sekä D-vitamiinin saannin vähenemiseen ( 11). Tämä hypovitaminoosi johtaa suhteelliseen sekundaariseen hyperparatyreoosiin, jota vahvistavat korkeammat PTH- ja 1,25-dihydroksi-D-vitamiinitasot sekä vähentynyt kalsiumin erittyminen virtsaan (12-14). Paradoksaalisesti nämä korkeammat PTH-tasot eivät korreloi luukadon lisääntymisen kanssa. Itse asiassa luun vaihtuvuus on itse asiassa vähentynyt valkoihoisiin verrattuna, mikä viittaa siihen, että afroamerikkalaiset luut ovat vastustuskykyisempiä PTH:n vaikutuksille, kun taas munuaisten herkkyys säilyy tai lisääntyy (14,18).

Suurin osa tutkimuksista, joissa on tutkittu luun aineenvaihduntaa imettävillä naisilla, on tehty valkoihoisilla naisilla. Imettävien afroamerikkalaisten luun vaihtuvuutta ja kalsitrooppisia hormoneja koskevia tutkimuksia on vähän. Yli kymmenen vuotta sitten tehdyssä tutkimuksessa tutkittiin luun aineenvaihdunnan markkereita imettävien gambialaisten naisten populaatiossa (Gambiassa) ja verrattiin niitä samanlaiseen brittiläiseen imettävien naisten kohorttiin (Iso-Britanniassa). Tutkimus osoitti merkittävää lisääntymistä vanhemmissa luun muodostumisen ja resorption markkereissa imetyksen aikana, mutta osoitti myös korkeampia PTH-, 1,25 D-vitamiini-, seerumifosfaatti-, osteokalsiini- ja alkalisen fosfataasipitoisuuksia Gambian imetyspopulaatiossa verrattuna brittiläiseen imetykseen ( 19). Gambian naiset eroavat kuitenkin merkittävästi kehittyneiden maiden mustista naisista ravinnon, sekä kokonaiskalorien että kalsiumin saannin suhteen. Myös toisin kuin afroamerikkalaisilla, mustilla gambialaisilla naisilla oli alhaisempi BMD kuin valkoihoisilla. Mielenkiintoista on, että näissä tutkimuksissa gambialaisilla naisilla havaittiin merkittäviä koko kehon ja lonkan BMD-häviöitä imetyksen aikana ja heillä oli vain vähän todisteita luumassan palautumisesta vieroituksen jälkeen. Itse asiassa gambialaisilla naisilla oli jatkuva luun mineraalitiheyden lasku lonkassa, toisin kuin valkoihoiset kontrollit.

Ryhmämme äskettäinen tutkimus (julkaisematon) tutki luun vaihtuvuuden markkereita ja kalsiumin aineenvaihduntaa afroamerikkalaisen imetyksen aikana. Luun resorption markkerit olivat alhaisempia afroamerikkalaisilla kuin valkoihoisilla nuorilla ei-imettävillä naisilla, mutta lisääntyivät 2-3-kertaisesti molemmissa ryhmissä imetyksen aikana. Lähtötilanteen luunmuodostus oli vertailukelpoinen afroamerikkalaisilla ja valkoihoisilla, myös 2-3-kertaiseksi molemmissa ryhmissä. Kalsiumin fraktioeritys oli alhaisempi afrikkalaisamerikkalaisilla lähtötasolla ja pysyi vakiona molemmissa ryhmissä imetyksen aikana. On edelleen epäselvää, tapahtuuko luukatoa yhtä nopeasti imetyksen aikana afroamerikkalaisväestössä.

Tähän mennessä afrikkalaisamerikkalaisilla ei ole tehty tutkimuksia, jotka olisivat käyttäneet luun tiheysmittausta luun häviämisen ja palautumisen määrittämiseen imetyksen aikana. Tämän tutkimuksen tavoitteena on osoittaa luun tiheyden muutoksia afrikkalais-amerikkalaisilla naisilla imetyksen aikana, kun luu vaihtuu nopeasti. Sen avulla voidaan myös mitata kalsiumin aineenvaihduntaa, luun muodostumisen ja resorption merkkiaineita sekä kalsitrooppisia hormoneja verrata luun tiheyden muutoksiin. Etsimme myös rodullisia eroja imettävien luun aineenvaihdunnassa vertaamalla suoraan afrikkalais-amerikkalaisten imettävien naisten kohorttia samanlaiseen kaukasialaiseen kohorttiin. Mitään aikaisempia tutkimuksia ei ole tehty, joissa verrattaisiin luun mineraalitiheyden muutoksia imettävillä amerikkalaisilla mustilla ja valkoihoisilla naisilla.