Revista de Osteoporosis y Metabolismo Mineral

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Volume 10 · Number 3 · November 2018 (only in Spanish)


PRESENTACIÓN
COMITÉS
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COMUNICACIONES PÓSTER
ÍNDICE DE AUTORES

Vitamin D and muscle function

In 1922, at Johns Hopkins University in Baltimore, Professor McCollum discovered a factor, which has since been referred to as vitamin D, following the alphabetical order of the other vitamins identified up to that time. It is capable of curing rickets in children and osteomalacia in adults. Diseases in which, as we know from the first scientific descriptions published in London in the mid-seventeenth century, muscle involvement consisting of weakness and generalized hypotonia is associated with bone involvement, its main characteristic. Therefore, since the discovery of vitamin D, it has been associated not only with bone health but also with muscle health [1]. Paradoxically, at present, there is no consensus on the potential beneficial effects of vitamin D supplementation on muscle function, balance and risk of falls, a situation highlighted in the last meta-analysis published by Bolland et al. [2], who review in 81 randomized clinical trials (RCTs) that include 53,537 participants the effect of vitamin D on fractures and falls as a primary outcome. The pooled analyses showed that vitamin D supplementation had no effect on falls (37 RCTs, n=34,144, RR=0.97, 95% confidence interval -0.93 to 1.02), what the authors concluded that “vitamin D supplementation does not exert significant effects in falls”, affirming that “potential future trials will probably not alter those conclusions, and that, therefore, there is little justification for the use of vitamin D supplements.

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Calcidiol levels and muscle function maintenance, functional capacity and bone mineral bone density in non-selected Spanish population

The aging process is associated with a loss of muscle mass and strength, as well as a decrease in bone mineral density (BMD), which can lead to reduced mobility, greater risk of falls and the appearance of fractures [1,2]. In recent years, special emphasis has been placed on maintaining an adequate vitamin D status to optimize muscle strength and BMD in order to reduce falls and fractures [3-5]. Although a recent meta-analysis questions the usefulness of vitamin D supplements to reduce the risk of falls, BMD decrease and fractures [6], there are sufficient arguments that demonstrate the importance of vitamin D on muscle and bone health. Vitamin D stimulates the absorption of calcium from the intestine and maintains the serum calcium levels that are required for normal bone mineralization and for the maintenance of muscle function [7]. Several in vivo studies suggest vitamin D’s role in regulating muscle mass and its function. Observational studies show that vitamin D deficiency in the elderly is associated with reduced muscle mass and strength [8-10], lower physical performance [8,11], and increased risk of falls [12].

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Vitamina D y función muscular

En 1922, en la Universidad Johns Hopkins de Baltimore, el profesor McCollum descubrió un factor, desde entonces denominado vitamina D siguiendo el orden alfabético de las otras vitaminas identificadas hasta el momento, capaz de curar el raquitismo en niños y la osteomalacia en adultos. Enfermedades en las que, como sabemos desde las primeras descripciones científicas publicadas en Londres a mediados del siglo XVII, se asocia la afectación muscular consistente en debilidad e hipotonía generalizada a la afectación ósea, característica principal de la misma. Por tanto, desde el descubrimiento de la vitamina D, esta se ha asociado no solo a la salud ósea sino también a la salud muscular [1]. Paradójicamente, en la actualidad no hay consenso sobre los efectos beneficiosos potenciales de la suplementación con vitamina D en la función muscular, el equilibrio y los riesgos de caídas, situación destacada en el último metaanálisis publicado por Bolland et al. [2], quienes revisan en 81 ensayos clínicos aleatorizados (ECA) que incluyen 53.537 participantes el efecto de la vitamina D sobre fracturas y caídas como resultado primario.

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Niveles de calcidiol y mantenimiento de la función muscular, capacidad funcional y densidad mineral ósea en población española no seleccionada

El envejecimiento se asocia con una pérdida de masa y fuerza muscular, así como con una disminución en la densidad mineral ósea (DMO), lo que puede condicionar una movilidad reducida, mayor riesgo de caídas y aparición de fracturas [1,2]. En los últimos años se ha hecho especial hincapié en mantener un estado adecuado de vitamina D para optimizar la fuerza muscular y la DMO con objeto de reducir caídas y fracturas [3-5]. Si bien, un reciente meta-análisis cuestiona la utilidad de los suplementos de vitamina D para reducir el riesgo de caídas, disminución de DMO y fracturas [6], existen suficientes argumentos que evidencian la importancia de la vitamina D sobre la salud muscular y ósea. La vitamina D estimula la absorción de calcio del intestino y mantiene los niveles séricos de calcio que se requieren para una mineralización ósea normal y para el mantenimiento de la función muscular [7].

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Effects of mechanical stimulation on communication between bone cells

Mechanical force is one of the most important stimuli that the bone receives to regulate bone mass, shape and microarchitecture. The endoskeleton reacts to an increase in load by forming more bone or decreasing its mass in the absence of mechanical stress [1]. This is because the stimulation triggers the mechanotransduction process in which osteocytes, considered bone’s key mechanosensory cells, when stimulated, send chemical signals that affect the paracrine regulation of osteoblast and osteoclast behavior [2,3]. It also has been found to have an anti-apoptotic effect on osteocytes [4].
With mechanical loading, the expression of sclerostin, which is an inhibitor of the protein signaling pathway Wnt/β-catenin constitutively secreted by osteocytes, decreases thus causing an increase in osteoblastogenesis [5,6]. On the other hand, apoptotic osteocytes induce the secretion of the receptor activator for nuclear factor κ B ligand (RANKL), indirectly stimulating osteoclastogenesis [7]. In addition, some chemokines, a family of chemotactic cytokines, could be involved in bone remodeling when expressed by bone cells and provide key signals to recruit different cellular subpopulations [8].

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Efectos de la estimulación mecánica en la comunicación entre células óseas

Uno de los estímulos más importantes que recibe el hueso para regular la masa ósea, la forma y la microarquitectura es la fuerza mecánica. El endoesqueleto reacciona ante un aumento de carga formando más hueso o disminuyendo su masa ante la falta de tensión mecánica [1]. Esto es debido a que la estimulación desencadena el proceso de mecanotransducción en el cual los osteocitos, que se consideran las células clave mecanosensoras del hueso, cuando son estimulados, envían señales químicas que afectan a la regulación paracrina del comportamiento de los osteoblastos y los osteoclastos [2,3]. También se ha observado que conlleva un efecto antiapoptótico de los osteocitos [4].
Con la carga mecánica, la expresión de esclerostina, que es un inhibidor de la vía de señalización proteica Wnt/β-catenina secretado de manera constitutiva por los osteocitos, disminuye provocando un incremento de la osteoblastogénesis [5,6]. Por otra parte, los osteocitos apoptóticos inducen la secreción del ligando del receptor activador del factor nuclear kB (RANKL, del inglés Receptor Activator for Nuclear Factor κ B Ligand), estimulando indirectamente la osteoclastogénesis [7].

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