Introducción

La osteoporosis es un problema de salud cada vez más frecuente en el mundo. Existe consenso general que aquellos sujetos que pueden alcanzar la masa ósea máxima más alta posible presentan menor riesgo de sufrir fracturas osteoporóticas al envejecer (1). Diferentes estudios han demostrado que la masa ósea máxima se alcanza entre el final de la primera e inicio de la segunda década de vida y en las mujeres ese momento posiblemente ocurre antes que en los hombres (2).

Los estudios de los efectos de la obesidad infantil sobre la masa ósea total han llegado a conclusiones contradictorias, en gran parte relacionadas a los diferentes enfoques utilizados para evaluar las mediciones por densitometría ósea con respecto a edad, tamaño del hueso y peso - talla de los niños y adolescentes. Algunos estudios han demostrado que contenido óseo puede ser normal (3) o estar aumentado en niños y jóvenes obesos (4), mientras que otras investigaciones concluyeron que los niños obesos presentan disminución de la masa ósea total en relación con su talla - peso corporal (5).

La necesidad de evaluaciones más precisas de los potenciales efectos de la obesidad sobre la el contenido de minerales óseos y la densidad ósea está basada en informes con resultados opuestos sobre los efectos del aumento de la masa corporal total y el índice de masa corporal durante la infancia y adolescencia sobre el riesgo de fracturas en la vida adulta (6,7). El objetivo de este estudio fue determinar los factores que afectan la densitometría ósea en niños y adolescentes obesos.

Materiales y métodos

Selección de pacientes.

Se realizó un estudio prospectivo, transversal con un diseño cuasi-experimental entre enero de 2015 y mayo de 2019 para el cual fueron seleccionados 178 niños y adolescentes obesos con edades comprendidas entre 7 y 16 años que asistieron a las consultas de Endocrinología, Nutrición - Dietética y Pediatría del Hospital San Vicente de Paúl, Ibarra, Ecuador. Solo se incluyeron participantes con obesidad simple, sin causa orgánica, en buen estado físico, con exposición normal a la luz solar. Los niños y adolescentes fueron considerados obesos si presentaban valores del índice de masa corporal superior al percentil 95 según las tablas de crecimiento. Se obtuvo consentimiento informado de los padres / representantes a quienes se les explico sobre los riesgos y beneficios del estudio. La investigación fue aprobada por el Comité de Ética del Hospital.

Se excluyeron aquellos niños y adolescentes que presentaban antecedentes de trastornos metabólicos, endocrinos o cualquier otra patología conocida que pudiera afectar el metabolismo óseo (enfermedad renal, hepática, diarrea crónica o cirugía gastrointestinal), que no hubiesen sido tratados con regímenes dietéticos para la reducción de peso antes del estudio. También fueron excluidos niños y adolescentes que recibieran suplementación con vitamina D o calcio en los 6 meses previos al estudio y aquellos que tomaban medicamentos que afectan el metabolismo óseo (antiepilépticos, rifampicina, colestiramina o tratamiento crónico con esteroides).

Mediciones antropométricas y de densitometría ósea.

A todos los participantes se les realizó examen físico completo que incluyó la medición de talla, peso, porcentaje de grasa corporal y evaluación de la etapa puberal. El peso (Kilogramos) fue medido al 0, 5 kg más cercano mientras el sujeto usaba ropa ligera sin zapatos, con el uso de una balanza clínica estándar (SECA® 704s, Alemania). La altura (centímetros) fue medida usando estadiómetro al 0,1 centímetro más cercano montado en la pared mientras el sujeto estaba parado sin zapatos. El índice de masa corporal se calculó con la formula índice de masa corporal peso (Kg) / altura (m2). El estado puberal fue clasificado según el método de Tanner (8).

El porcentaje de grasa corporal fue medido usando un monitor de grasa corporal (Omron®-BF306, Alemania). Todas las mediciones se realizaron de acuerdo con las instrucciones del fabricante. La masa ósea en la columna lumbar anteroposterior (vértebras lumbares L2-L4) y del fémur proximal (cuello del fémur y trocánter) fue medida utilizando densitometría ósea con combinación de lápiz y haz de abanico con software pediátrico adaptado por el fabricante (Discovery® QDR®, Hologic, EE.UU.). Las mediciones de densitometría se analizaron para generar medidas del área ósea lumbar y de cadera proyectada (cm2), contenido mineral óseo (gramos) y densidad mineral ósea en el área (g/cm2). La densidad mineral ósea de la columna lumbar y fémur, que se calculó como contenido mineral óseo / área ósea, se utilizó como estimación de la densidad mineral ósea volumétrica (9). Todas las mediciones en los sujetos fueron realizadas en las máquinas previamente citadas utilizando las técnicas de posicionamiento estandarizadas.

Análisis estadístico

Los datos de la investigación se presentan como valores absolutos (promedio +/- desviación estándar) y relativos (porcentajes). Para la evaluación estadística los participantes fueron divididos de acuerdo al sexo. Las comparaciones fueron realizadas con la prueba t de Student para muestras independientes o no relacionadas. La prueba de correlación de Pearson fue utilizada para establecer la correlación entre las variables de absorciometría ósea con las variables antropométricas. Las pruebas de regresión logística múltiple permitieron realizar un modelo para evaluar cuales factores podían afectar el contenido y la densidad mineral ósea de cada una de las regiones estudiadas. La significancia estadística fue fijada en p < 0,05. Todos los análisis fueron realizados utilizando el programa estadístico SPSS para Windows versión 22.

Resultados

Las características de los participantes seleccionados para la investigación se muestran en la tabla 1. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas en edad, peso, talla e índice de masa corporal entre niños y adolescentes de sexo femenino y sexo masculino (p > 0,05). Tampoco se encontraron diferencias significativas en el porcentaje de grasa corporal total y en la distribución del estado puberal evaluado por la escala de Tanner (p> 0,05).

Con respecto a las mediciones óseas por densitometría entre los participantes femeninos y masculinos (tabla 2), se observó que las niñas y adolescentes femeninas tenían un menor puntaje Z de columna vertebral, mientras que el puntaje Z de cadera era mayor comparado con niños y adolescentes masculinos. No obstante, estas diferencias no fueron significativas (p = 0,1122 y p = 0,2435, respectivamente). Las niñas y adolescentes femeninas presentaron valores significativamente más altos de contenido mineral óseo comparado con niños y adolescentes masculinos (31,5 +/- 12,9 comparado con 24,3 +/- 7,3; p < 0,001). El resto de las mediciones de columna vertebral, cuello de fémur y trocánter no mostraron diferencias entre los grupos (p > 0,05).

Con respecto a las correlaciones entre las medidas antropométricas y las mediciones óseas (tabla 3) se observaron correlaciones positivas entre el índice de masa corporal y el porcentaje de grasa corporal con área, contenido mineral óseo, densidad mineral ósea y longitud de columna lumbar, cuello del fémur y trocánter (p < 0,05). La única correlación que no fue significativa fue la correlación entre área de la columna lumbar y porcentaje de grasa corporal (r = 0,101; p > 0,05).

Para realizar el modelo de regresión múltiple fueron incluidas todas las variables edad, sexo, escala de Tanner, talla y área de las vértebras lumbares L2-L4 para la densidad y contenido mineral óseo de la columna vertebral y área del cuello y del trocánter para la densidad y contenido mineral óseo de fémur. En las tablas 4, 5 y 6 se muestran los modelos resultantes. El sexo femenino puede modificar el contenido y densidad mineral ósea de la columna lumbar (p < 0,0001), contenido mineral óseo del cuello del fémur (p = 0,0318) y densidad mineral ósea del trocánter, respectivamente (p = 0,0111). El aumento de la edad también puede modificar el aumento de la densitometría ósea de la columna lumbar y del trocánter (p < 0,0001). El progreso del estado puberal puede explicar los cambios en el contenido y densidad mineral ósea de columna vertebral (p = 0,0060 y p = 0,0176, respectivamente) y del trocánter (p < 0,0001 y p = 0,0016, respectivamente). La talla no presentó ningún efecto en la predicción de la densitometría ósea de la columna lumbar, cuello del fémur y trocánter (p > 0,05).

Discusión

Los resultados de la presente investigación demuestran que factores como la edad, sexo, cambios puberales pueden afectar la densitometría ósea de la columna lumbar y el fémur en niños y adolescentes obesos. Durante la infancia y adolescencia, la acumulación de mineral óseo es el resultado de aumentos específicos relacionados al sexo y la maduración en las dimensiones corticales y la densidad trabecular (10-12). Las personas con masa ósea máxima más alta después de la adolescencia tienen ventajas protectoras cuando las pérdidas en la masa ósea que se asocian con el aumento de la edad aumentando el riesgo de fracturas. La masa ósea máxima está fuertemente asociada a factores genéticos, pero este potencial genético para alcanzar la máxima masa ósea solo puede alcanzarse si se optimizan nutrición, actividad física y otros factores del estilo de vida (2).

En la infancia, y a medida que aumenta la edad, existe aumento en la densitometría ósea relacionado al crecimiento y la producción de hormona del crecimiento. Durante la pubertad, las concentraciones de hormona del crecimiento y de esteroides sexuales aumentan y ambos tienen efectos positivos en la densitometría ósea, contribuyendo a la acumulación de material (13,14). Además, existen mecanismos potenciales que intervienen en los cambios de la masa ósea en niños y jóvenes obesos. Factores hormonales, como el aumento de las concentraciones circulantes de leptina o el incremento en la conversión periférica de androstenediona a estrógenos, pueden tener algún papel en las modificaciones descritas (15). La leptina actúa como un factor de crecimiento en los condrocitos ubicados en los centros de crecimiento esquelético, a través de la expresión del receptor del factor de crecimiento I similar a la insulina. Por lo tanto, puede contribuir, en forma potencial, al crecimiento lineal e incremento de la masa esquelética observada en la obesidad infantil (16). La influencia de la pubertad sobre la densidad mineral ósea es mayor en niñas que en niños. Estudios en animales demostraron un papel más importante de los estrógenos que de los andrógenos en la mineralización del esqueleto (13). Los estrógenos son un determinante fundamental de la densidad mineral ósea en las niñas durante la pubertad, ya que promueven la acumulación de masa ósea en la superficie endosteal y en el hueso trabecular. Además, tanto los estrógenos como los andrógenos estimulan la absorción y retención de calcio, dando como resultado un balance neto positivo en el hueso, lo que contribuye a la acumulación en el hueso (17).

Los resultados de este estudio confirman el papel conocido de variables como edad, estadio puberal y sexo en los valores de densitometría ósea en niños y adolescentes (12,18). Las diferencias entre estos resultados pueden deberse probablemente a la elección de las variables para evaluar el tamaño y porcentaje de tejido graso corporal total en esas investigaciones. Una investigación no reportó diferencias en las mediciones óseas al comparar sujetos obesos con controles después del ajuste por talla, peso, masa muscular y masa grasa (10). Otro estudio comparó tanto el contenido mineral como la densidad mineral ósea con relación al peso de niños con sobrepeso y obesidad y no encontró que estos parámetros se adaptaran al aumento del peso corporal en ese grupo de sujetos estudiados (11). No obstante, son necesarios más estudios para determinar el efecto de estas diferencias en el riesgo de fractura y si los cambios en el contenido mineral óseo de la columna vertebral y la cadera persisten en la edad adulta.

Las diferencias entre sexos de la distribución de grasa regional (subcutánea o visceral) también pueden producir efectos sobre las mediciones óseas por densitometría (19). En este estudio, esto no se observó diferencias en los valores óseos regionales entre niñas y niños, excepto en la columna vertebral, en las cuales las niñas presentaron contenido mineral óseo significativamente más alto. La ausencia de diferencias puede atribuirse a las características de los participantes seleccionados, en los cuales las similitudes en talla y desarrollo puberal no estaba asociadas a la influencia hormonal marcada en la distribución grasa de ambos sexos.

El aumento del contenido de minerales óseos es importante en la producción de las fracturas. Estudios sobre el efecto del porcentaje de grasa total y el índice de masa corporal sobre el riesgo de fracturas han presentado resultados contradictorios (20). Mientras que el aumento del contenido mineral óseo parece ser benéfico y está asociada a disminución del riesgo de osteoporosis, algunos investigadores lo consideran un factor de riesgo para fracturas óseas. Estudios de biomecánica ósea en ratas macho adultas con obesidad inducida por la dieta demostró mayor resistencia ósea comparado con ratas no obesas controles. Además, la geometría de la sección transversal y la carga de fractura final del fémur fueron mayores en las ratas obesas que en los controles (21). El aumento de las cargas biomecánica secundaria tanto al aumento del peso corporal como al incremento de las fuerzas mecánicas musculares, pueden contribuir al aumento de las dimensiones y masa ósea observadas en los sujetos obesos. Este aumento de la carga sobre los huesos largos lleva a mayor estrés mecánico sobre la superficie y estimula la formación de hueso por expansión subperióstica (22).

El efecto del exceso de peso sobre la carga mecánica ósea ha sido evaluado en adultos. Un estudio longitudinal en menopáusicas demostró que las mujeres con exceso de peso experimentaron aumento significativo en la porción cortical de la cadera por expansión perióstica (23). Otro estudio en niños sanos sugirió que la carga de peso y las tensiones mecánicas son determinantes de la masa ósea cortical, mientras que la densidad ósea trabecular está afectada por factores hormonales asociados al

Tabla 6. Modelo de regresión múltiple de las mediciones oseas por densitometria del cuello del fémur con otras variables.

desarrollo sexual (24). Algunos estudios en niños y jóvenes obesos han propuesto que este aumento del contenido mineral óseo aumenta la resistencia ósea, pero es insuficiente para superar las fuerzas significativamente superiores generadas cuando, por ejemplo, un niño obeso cae sobre el brazo extendido (7).

Una de las deficiencias técnicas de la densitometría ósea está relacionada con el error potencial de las proyecciones al momento de la evaluación de las medidas óseas en población infantil y adolescente, especialmente en la columna vertebral. El esqueleto está compuesto de estructuras en forma tubular (extremidades) y anchas (pelvis) que varían en profundidad y grosor. La medición del área de superficie ósea es poco eficiente para calcular el volumen sobre el cual se distribuye el contenido mineral óseo. El área ósea medida por densitometría es la función de la talla del sujeto y el ancho del hueso. Este hecho debe tenerse en cuenta, ya que los huesos de los niños no crecen y modelan de forma uniforme, lo que puede llevar a sesgos de estimación en niños con mayor talla al compararlos con aquellos de menor talla (25). Para evitar este error, en esta investigación fueron utilizados los valores de densidad mineral ósea, además del contenido mineral óseo como medidas de medición primarias para expresar la cantidad de masa ósea en el esqueleto en crecimiento. El uso de equipos y programas adaptados a niños minimizo estas potenciales fuentes de error.

Una de las limitaciones de esta investigación es que la edad ósea, la cual es un predictor importante de la madurez esquelética y de la masa ósea total, no fue evaluada. En niños, el aumento de la densidad mineral ósea está afectado por el crecimiento y por la cantidad de tejido blando que rodea al hueso, otra variable que cambia en forma significativa con el crecimiento. Aunque el uso de la tomografía computarizada para medir la masa ósea corregiría este problema, la densitometría continúa siendo la técnica más conveniente para evaluar la masa ósea total en niños, debido al corto periodo de exploración y a la baja dosis de radiación utilizada. Aunque se ha sugerido que el uso de contenido mineral óseo evaluado por densitometría, sin corrección de tamaño, es superior para evaluar la masa ósea (26), esto es controversial y no es el procedimiento utilizado en los estudios en población pediátrica (27,28).

En conclusión y sobre la base de los hallazgos de esta investigación, se puede concluir que la edad, sexo y cambios puberales pueden afectar en forma independiente la densitometría ósea de la columna lumbar y fémur en niños y adolescentes obesos.

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Información adicional

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