Studio sulla densità ossea della lattazione longitudinale

La gravidanza e l'allattamento sono entrambi stati di alterazione del metabolismo materno del calcio. La mobilizzazione materna del calcio è essenziale per fornire un adeguato apporto di calcio al feto e al bambino in via di sviluppo. Durante la gravidanza sono necessari circa 30 grammi di calcio per lo sviluppo scheletrico del feto. Il calcio extra deriva principalmente dall'aumento dell'assorbimento intestinale materno, mediato dalla 1,25 diidrossivitamina D (1). Durante l'allattamento, si stima che vengano prodotti giornalmente 600-1000 ml di latte con una perdita netta di calcio materno di 200-400 mg al giorno (2,3). Questo calcio deriva dallo scheletro materno, con conseguente perdita ossea fino al 10% dell'osso trabecolare con misurazioni seriali della densità ossea (3). Si pensa che la demineralizzazione sia mediata prevalentemente dalle azioni della proteina correlata all'ormone paratiroideo (PTHrP) in combinazione con uno stato di estrogeni soppresso. È interessante notare che questo stato si inverte rapidamente con lo svezzamento (4,5). Diversi studi hanno dimostrato che le misurazioni iniziali di PTHrP sono significativamente più elevate nelle donne che allattano(3). Il PTHrP durante l'allattamento è prodotto in quantità elevate dalla ghiandola mammaria. Una volta in circolo, il PTHrP aumenta il riassorbimento osseo dallo scheletro materno e aumenta il riassorbimento del calcio a livello del rene (5,6,27). È stato riscontrato che i livelli di PTHrP sono elevati fino a 10.000 volte nel latte rispetto al siero materno e aumentano ulteriormente durante l'allattamento (1,6,28). Nei modelli murini, l'ablazione tessuto-specifica del gene PTHrP nella ghiandola mammaria in allattamento determina una diminuzione della perdita ossea(6).

Data la rapida perdita ossea riportata durante l'allattamento, ci si potrebbe aspettare un aumento dei marcatori di riassorbimento osseo e una diminuzione dei marcatori di formazione ossea. Tuttavia, uno studio recentemente pubblicato dal nostro gruppo ha mostrato che entrambi i marcatori di formazione ossea e riassorbimento osseo erano significativamente elevati nelle donne caucasiche che allattavano (7). Ciò sembra improbabile poiché lo stretto accoppiamento tra formazione ossea e riassorbimento non comporterebbe una mobilizzazione netta del calcio e una rapida perdita ossea durante l'allattamento. Una spiegazione più probabile è che mentre i marker di riassorbimento osseo riflettono accuratamente il robusto riassorbimento osseo osteoclastico, l'aumento dei marker di formazione ossea riflette un aumento di pre-osteoblasti immaturi e parzialmente differenziati che vengono arrestati durante lo sviluppo e quindi incapaci di formare efficacemente nuovo osso. Pertanto, il tasso di riassorbimento supera quello di formazione durante l'allattamento e si traduce in una temporanea perdita netta. A sostegno di questa idea, studi sui ratti hanno dimostrato che l'esposizione continua al PTH e al PTHrP recluta e avvia la differenziazione degli osteoblasti, ma interrompe prematuramente il programma alla transizione preosteoblastica (8,9,10). Ciò suggerirebbe anche un meccanismo per il rapido recupero osservato dopo lo svezzamento: dopo aver ritirato lo stimolo PTHrP, il riassorbimento osseo mediato dagli osteoclasti cesserebbe bruscamente e i precursori degli osteoblasti reclutati in precedenza completerebbero rapidamente il loro programma di differenziazione e ripristinerebbero l'osso perso durante l'allattamento.

Il metabolismo osseo afroamericano differisce dal metabolismo osseo caucasico in diversi modi. Gli afroamericani mostrano una maggiore densità ossea e sono a minor rischio di sviluppare osteoporosi e fratture osteoporotiche rispetto ai caucasici (15-17,29-31). Ci sono molti fattori che possono spiegare queste differenze razziali nel metabolismo osseo, tra cui l'alterata economia del calcio, le differenze di vitamina D, il picco di massa ossea raggiunta, la massa muscolare e l'obesità, i tassi di rimodellamento, la microarchitettura ossea, la geometria dell'asse dell'anca e altre differenze ereditarie sconosciute. . In particolare, è ben noto che i livelli di 25-idrossivitamina D (25-OH D) sono molto più bassi negli afro-americani, a causa della pigmentazione più scura con conseguente ridotta produzione cutanea di 25-OH D e ridotto apporto di vitamina D ( 11). Questa ipovitaminosi determina un relativo iperparatiroidismo secondario, corroborato da livelli più elevati di PTH e 1,25 diidrossivitamina D, nonché da una ridotta escrezione urinaria di calcio (12-14). Paradossalmente, questi livelli più elevati di PTH non sono correlati a un aumento della perdita ossea. Infatti, il turnover osseo è effettivamente ridotto rispetto ai caucasici, suggerendo che le ossa afro-americane sono più resistenti agli effetti del PTH, mentre la sensibilità renale è mantenuta o aumentata (14,18).

La stragrande maggioranza degli studi che hanno esaminato il metabolismo osseo nelle donne che allattano sono stati condotti su donne caucasiche. Gli studi sul turnover osseo e sugli ormoni calcitropici negli afroamericani in allattamento sono scarsi. Più di dieci anni fa, uno studio ha esaminato i marcatori del metabolismo osseo in una popolazione di donne gambiane in allattamento (in Gambia) e le ha confrontate con una coorte simile di donne britanniche in allattamento (nel Regno Unito). Lo studio ha dimostrato aumenti significativi dei marcatori più vecchi di formazione e riassorbimento osseo durante l'allattamento, ma ha anche mostrato livelli più elevati di PTH, 1,25 vitamina D, fosfato sierico, osteocalcina e fosfatasi alcalina nella popolazione gambiana in allattamento rispetto alla popolazione britannica in allattamento. 19). Tuttavia, le donne gambiane differiscono in modo significativo dalle donne nere nel mondo sviluppato in termini di nutrizione, calorie complessive e assunzione di calcio. Anche in contrasto con gli afroamericani, le donne gambiane nere hanno mostrato una densità minerale ossea inferiore rispetto alle caucasiche. È interessante notare che, in questi studi, le donne gambiane hanno dimostrato perdite significative di BMD in tutto il corpo e nell'anca durante l'allattamento e hanno mostrato poche prove di recupero della massa ossea dopo lo svezzamento. In effetti, le donne gambiane avevano continuato a perdere BMD all'anca, a differenza dei controlli caucasici.

Un recente studio del nostro gruppo (non pubblicato) ha esplorato i marcatori del turnover osseo e il metabolismo del calcio nella lattazione afroamericana. I marker di riassorbimento osseo erano più bassi nelle donne afroamericane rispetto alle caucasiche nelle giovani donne che non allattavano, ma aumentavano di 2-3 volte in entrambi i gruppi durante l'allattamento. La formazione ossea al basale era paragonabile negli afroamericani e nei caucasici, aumentando anche di 2-3 volte in entrambi i gruppi. L'escrezione frazionale di calcio era inferiore negli afroamericani al basale ed è rimasta costante in entrambi i gruppi durante l'allattamento. Non è chiaro se la perdita ossea si verifichi a un ritmo simile durante l'allattamento nella popolazione afroamericana.

Fino a questo punto, non sono stati condotti studi sugli afroamericani che hanno utilizzato la densitometria ossea per quantificare la perdita ossea e il recupero durante l'allattamento. Questo studio mira a dimostrare i cambiamenti nella densità ossea nelle donne afroamericane durante lo stato di allattamento ad alto ricambio osseo. Consentirà inoltre di confrontare le misurazioni del metabolismo del calcio, dei marcatori della formazione e del riassorbimento osseo e degli ormoni calcitropici con le variazioni della densità ossea. Cercheremo anche differenze razziali nel metabolismo osseo durante l'allattamento confrontando direttamente una coorte di donne afroamericane che allattano con una coorte caucasica simile. Non sono stati condotti studi precedenti che confrontassero i cambiamenti della densità minerale ossea nelle donne nere americane e caucasiche che allattano.