Vitamine D voor gezonde botten*
Eerdere studies hebben al laten zien dat er een verband is tussen lage bloedwaaarden
vitamine D en daardoor een verhoogde kans op
botbreuken. Een Amerikaans-Duitse studie nu laat zien dat door te lage
bloedwaarden vitamine D het verouderingsproces van botten versneld wordt, de kwaliteit van de
botten wordt daardoor duidelijk minder door verweking van het bot
(osteomalacie). (Juli 2013)
Vitamin D Deficiency Induces Early Signs of Aging in Human Bone, Increasing the Risk of Fracture
1. Björn Busse1,2,*, Hrishikesh A. Bale2, Elizabeth A. Zimmermann1,2,3, Brian Panganiban2, Holly D. Barth2,3, Alessandra Carriero2, Eik Vettorazzi4, Josef Zustin5, Michael Hahn1, Joel W. Ager III2, Klaus Püschel6, Michael Amling1 and Robert O. Ritchie2,3
+ Author Affiliations
1. 1Department of Osteology and Biomechanics, University Medical Center Hamburg, D-22529 Hamburg, Germany.
2. 2Materials Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720, USA.
3. 3Department of Materials Science and Engineering, University of California, Berkeley, CA 94720, USA.
4. 4Department of Medical Biometry and Epidemiology, University Medical Center Hamburg, D-20246 Hamburg, Germany.
5. 5Institute of Pathology, University Medical Center Hamburg, D-20246 Hamburg, Germany.
6. 6Department of Forensic Medicine, University Medical Center Hamburg, D-20246 Hamburg, Germany.
1. ↵*Corresponding author. E-mail: b.busse@uke.uni-hamburg.de
Abstract
Vitamin D deficiency is a widespread medical condition that plays a major role in human bone health. Fracture susceptibility in the context of low vitamin D has been primarily associated with defective mineralization of collagenous matrix (osteoid). However, bone’s fracture resistance is due to toughening mechanisms at various hierarchical levels ranging from the nano- to the microstructure. Thus, we hypothesize that the increase in fracture risk with vitamin D deficiency may be triggered by numerous pathological changes and may not solely derive from the absence of mineralized bone. We found that the characteristic increase in osteoid-covered surfaces in vitamin D–deficient bone hampers remodeling of the remaining mineralized bone tissue. Using spatially resolved synchrotron bone mineral density distribution analyses and spectroscopic techniques, we observed that the bone tissue within the osteoid frame has a higher mineral content with mature collagen and mineral constituents, which are characteristic of aged tissue. In situ fracture mechanics measurements and synchrotron radiation micro–computed tomography of the crack path indicated that vitamin D deficiency increases both the initiation and propagation of cracks by 22 to 31%. Thus, vitamin D deficiency is not simply associated with diminished bone mass. Our analyses reveal the aged nature of the remaining mineralized bone and its greatly decreased fracture resistance. Through a combination of characterization techniques spanning multiple size scales, our study expands the current clinical understanding of the pathophysiology of vitamin D deficiency and helps explain why well-balanced vitamin D levels are essential to maintain bone’s structural integrity.
Copyright © 2013, American Association for the Advancement of Science
De door de computer vertaalde Engelse tekst (let op: gelet op de vaak technische inhoud van een artikel kunnen bij het vertalen wellicht vreemde en soms niet helemaal juiste woorden en/of zinnen gevormd worden)
Vitamine D-tekort veroorzaakt een vroeg tekenen van veroudering in Menselijke bot, waardoor het risico van Fracture
1. Björn Busse1, 2, *, Hrishikesh A. Bale2, Elizabeth A. Zimmermann1, 2,3, Brian Panganiban2, Holly D. Barth2, 3, Alessandra Carriero2, Eik Vettorazzi4, Josef Zustin5, Michael Hahn1, Joel W. Ager III2, Klaus Püschel6, Michael Amling1 en Robert O. Ritchie2, 3
+ Auteur Affiliations
1. 1Department van Osteology en Biomechanica, University Medical Center Hamburg, D-22529 Hamburg, Duitsland.
2. 2Materials Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720, USA.
3. 3Department van Materials Science and Engineering, University of California, Berkeley, CA 94720, USA.
4. 4Department van Medische Biometrie en Epidemiologie, Universitair Medisch Centrum Hamburg, D-20246 Hamburg, Duitsland.
5. 5Institute of Pathology, University Medical Center Hamburg, D-20246 Hamburg, Duitsland.
6. 6Department van Forensische Geneeskunde, Universitair Medisch Centrum Hamburg, D-20246 Hamburg, Duitsland.
1. ↵ * Overeenkomstige auteur. E-mail: b.busse @ uke.uni-hamburg.de
Abstract
Vitamine D-deficiëntie is een wijdverspreide medische aandoening die een belangrijke rol spelen in de gezondheid van menselijk bot speelt. Fracture gevoeligheid in de context van lage vitamine D is voornamelijk geassocieerd met defecte mineralisatie collagene matrix (osteoid). Echter, been breuk van resistentie door harden mechanismen op verschillende hiërarchische niveaus, van de nano-de microstructuur. Zo veronderstellen wij dat de toename breukrisico met vitamine D deficiëntie kan worden veroorzaakt door talrijke pathologische veranderingen en niet alleen voort uit de afwezigheid van gemineraliseerd bot. We vonden dat de karakteristieke toename osteoïde bedekte oppervlakken in vitamine D-deficiënte bone belemmert remodellering van de resterende gemineraliseerd botweefsel. Met behulp van ruimtelijk opgeloste synchrotron botmineraaldichtheid distributie analyses en spectroscopische technieken, we hebben geconstateerd dat het botweefsel in het osteoïd frame heeft een hoger gehalte aan mineralen met volwassen collageen en minerale bestanddelen, die kenmerkend zijn voor oude weefsel zijn. In situ breukmechanica metingen en synchrotron straling micro-computertomografie van de scheur pad aangegeven dat vitamine D-tekort verhoogt zowel het ontstaan en de verspreiding van scheuren met 22 tot 31%. Zo is vitamine D-deficiëntie niet alleen geassocieerd met verminderde botmassa. Onze analyses blijkt de verouderde karakter van de resterende gemineraliseerd bot en zijn sterk verminderd breukvastheid. Door een combinatie van karakteriseringtechnieken verspreid over meerdere size schalen, onze studie breidt de huidige klinische begrip van de pathofysiologie van vitamine D-deficiëntie en helpt verklaren waarom goed uitgebalanceerd vitamine D-niveaus zijn essentieel om de structurele integriteit van het bot te behouden.
Copyright © 2013, Amerikaanse Vereniging voor de Bevordering van de Wetenschap
Reacties: