Prevalence of Vitamin D Deficiency in Patients with Minimal Trauma Fractures.

OBJECTIVE: To analyze the serum 25-hidroxyvitamin D [25(OH)D] in patients with minimal trauma fractures, and to verify the profile of these patients and their main fractures.
METHODS: Cross-sectional study in which blood samples were obtained from 40 patients with minimal trauma fracture to evaluate their 25(OH)D levels. Variables analyzed: fracture type; age; sex; Vitamin D supplementation; smoking habits; exercise; sunscreen use.
RESULTS: A total of 29 (72.5%) patients presented with 25(OH)D deficiency, 10 (25%) had insufficiency, and only 1 (2.5%) had sufficient levels. The patients who used vitamin D supplementation had 25(OH)D levels (24.8 ± 12.75) that were significantly ( p  = 0.048) higher than those who did not use it. In addition, patients who practiced exercise 2 to 3 times a week obtained a medium concentration of 25(OH)D (22.5 ± 6.08 ng/mL) significantly ( p  = 0.042) higher compared with those who did not exercise (15.5 ± 7.25 ng/mL).
CONCLUSION: The prevalence of vitamin D deficiency was 72.5%; those patients who exercised 2 to 3 times a week and those who used vitamin D supplementation had higher levels of vitamin D.

Introduction

Osteoporosis fractures have a high incidence, and are among the major causes of morbidity and mortality in the elderly; in addition, these lesions cost approximately 6 million dollars to the Brazilian private health care system. 1 2 3 4 Since projections estimate that the elderly population will continue to grow, the prevalence of these fractures will increase even more. 5 The lifetime risk of developing some osteoporosis fracture is of 40 to 50% in women and 13 to 22% in men. 6

Vitamin D, unlike many other vitamins, is a hormonal precursor that can be obtained through diet and endogenous production by the skin. 7 Vitamin D deficiency reduces calcium absorption and, as a result, increases parathyroid hormone (PTH) levels, which increases serum calcium levels, diminishes phosphate levels, increases osteoclasts activities, and, therefore, exacerbates osteopenia and osteoporosis. 8 9 As such, evidences show that vitamin D deficiency relates to a reduction in bone mineral density even in healthy populations. Moreover, the reduced muscle strength in the elderly increases their risk of fall. 10 11

The present study evaluates the prevalence of vitamin D deficiency in patients admitted with fractures caused by minimal trauma and their possible associated factors.

Material and Methods

Experimental Design and Inclusion and Exclusion Criteria

This is a cross-sectional, observational study. The study was conducted from July 1, 2016 to October 31, 2016 with a population of patients with minimal trauma fractures admitted to Hospital Nossa Senhora da Conceição, in Tubarão, Santa Catarina, Brazil. Fifty-five patients were admitted during this period. Fifteen patients were excluded for not fulfilling the inclusion criteria. The enrolled patients were admitted with minimal trauma fractures; falls from standing height and torsions were considered low-energy traumas. The exclusion criteria were the following: children; refusal in study participation; patients unable to answer the questionnaire or those without a caregiver capable of properly answering it, and patients with incomplete data for search at medical records.

Variables

Data collection was performed through a questionnaire answered by the patients and/or their caregivers, consisting of age, gender, previous fracture history, osteoporosis diagnosis, vitamin D supplementation, solar protection use, smoking habits and physical activities inquiries. Osteoporosis was diagnosed by bone densitometry as preconized by the World Health Organization. 12 Questions regarding vitamin D ascertained its current supplementation or not and the used dose. Patients were also inquired about their past and current tobacco use. Walking, dancing, swimming and riding a bike were considered physical activities and distributed per weekly frequency. Vitamin D levels were evaluated in blood samples collected through peripheral venous puncture; the serum concentration of 25-Hydroxivitamin D [25(OH)D] was determined by chemiluminescence. The results were classified according to Holick, 13 who proposes that levels lower than 20 ng/mL constitute a vitamin D deficiency, levels between 21 and 29 ng/mL, vitamin D insufficiency, and levels higher than 150 ng/mL, toxicity.

Processing and Analysis

The collected data were entered in a database created with the Epi Info software, version 7.2, for analysis. The qualitative variables were described as absolute frequency (n) and percentage (%), whereas central tendency measures and data dispersion (average and standard deviation) described quantitative variables. The subgroups were compared using Student t -tests in case of parametrical distribution or analysis of variance (ANOVA) for multiple comparisons. The significance level adopted was 5%.

The study was approved by the local institution Ethical Committee under number CAAE 51401915.4.0000.5369.

Results

The sample totaled 40 patients, including 12 (30%) men and 28 (70%) women, with a mean age of 78.3 years-old (±8.14), and average vitamin D concentration of 17.10 ng/mL (±7.05); vitamin D classification is showed in Fig. 1 . 13 Thirty-six (90%) of these patients were admitted for proximal femoral fractures, 1 (2.5%) for radial distal fracture, 2 (5%) for humeral proximal fracture and 1 (2.5%) for ankle fracture.

Fig. 1

Vitamin D levels according to the Holick classification. 13

In patients who exercised 2 or 3 times a week, the average 25(OH)D levels (22.5 ng/mL and ± 6.08) were statistically significant ( p  = 0.042) in comparison with the group referring no physical activity (15.5 ng/mL ± 7.25).

In individuals referring continuous vitamin D use, average 25(OH)D levels (24.8 ± 12.75) were statistically significant ( p  = 0.048) when compared with those from patients with no vitamin D supplementation (16.47 ± 6.28).

The remaining variables were not statistically significant and are presented in Table 1 .

Table 1

Vitamin concentration measurement according to the variables

Variables	Subgroups	n	Average	Standard deviation	p
Gender	Male	12	17.76	7.27	0.7 a
	Female	28	16.81	7.07
Age	60–65 years-old	2	13.85	7.84	0.71 b
	66–70 years-old	5	15.9	5.56
	71–75 years-old	7	16.97	7.62
	76–80 years-old	12	19.46	6.62
	> 80 years-old	14	16.03	7.9
Smoking	Smoker	2	14.4	5.37	0.79 b
	Former smoker	16	16.68	6.74
	Never smoked	22	17.65	7.58
Physical exercises	2–3 times per week	2	22.5	6.08	0.048 c
	None	25	15.55	7.26
Solar protection	Daily use	6	16.08	7.27	0.85 b
	Occasional use	3	18.63	6.22
	Never uses	31	17.15	7.26
Osteoporosis	Present	11	19.38	8.03	0.21 b
	Absent	29	16.23	6.59
Vitamin D supplementation	Yes	3	24.8	12.75	0.048 b
	No	37	16.47	6.28

Student t -test;

ANOVA;

Mann-Whitney test.

Discussion

This research found a prevalence of vitamin D deficiency of 72.5%. This result parallels the 80% prevalence reported by Schweitzer et al 14 in a similar population, but presenting only proximal femoral fractures, with mean age of 84 ± 7 years-old and a positive correlation between age and 25(OH)D level. This correlation might be explained by the older age, and, therefore, higher number of comorbidities, of the population studied by Schweitzer. This can reduce mobility and increase the patients' dependence, resulting in a diminished exposure to sun light.

Guerra et al 15 reported a case control study comparing 110 elderly patients with fractures to 231 control patients without fractures. Among the fracture group, 54, 27.2 and 18.2% of the patients presented vitamin D deficiency, insufficiency and sufficiency, respectively, in addition to lower levels compared with the control group. This study did not reveal significant differences regarding gender and age.

Gumiero et al 16 analyzed vitamin D relation with gait recovery in patients with proximal femoral fractures. The population was similar, with a mean age of 80.2 ± 7.3 years-old and 77% of women. However, unlike the present study, vitamin D deficiency was observed in 33.7% of the patients and it was not related to other variables, such as gender, fracture type or gait recovery.

In the United States, Simonelli et al also evaluated previous vitamin D use in patients with low-energy hip, humerus, wrist, vertebrae and ribs fractures. 17 The study evidenced a prevalence of 25(OH)D deficiency of 82%, with no relation with gender or age. In addition, vitamin D levels in supplemented patients [16.4 (±6.9)] were significantly higher than those from non-supplement individuals [11.9 (±5.5)], corroborating the data from the present research. Importantly, although supplementation is useful to increase serum levels, it is necessary to review the patients' adhesion to the treatment and the therapeutic protocol, since even supplemented individuals may present insufficient and/or deficient levels.

Physical exercises were considered significant in the present study, but other works did not evaluate this variable. Therefore, more evidence is required to confirm this fact, since the higher exposure to sunlight by people who perform physical activities could increase vitamin D levels.

The main weakness of the study is that the questionnaire was answered by the patients themselves and their caregivers, which can lead to a memory bias. Moreover, the comorbidities presented by each patient were not evaluated; although these conditions could interfere with the obtained results, their analysis might introduce confounding factors.

Conclusion

The prevalence of 25(OH)D deficiency and insufficiency were 72.5 and 25%, respectively; only 2.5% of the patients presented sufficient levels. Patients who performed physical exercises and vitamin D supplementation had higher 25(OH)D levels.

Introdução

As fraturas osteoporóticas são de grande incidência, além de ser uma das maiores causas de morbidade e mortalidade em idosos, geram um custo de cerca de seis milhões de dólares por ano ao setor privado de saúde no Brasil. 1 2 3 4 Através de projeções estima-se que a população idosa continuará a crescer, portanto aumentará ainda mais a prevalência dessa condição. 5 O risco de uma pessoa desenvolver alguma fratura osteoporótica durante a vida é de 40–50% para mulheres e de 13–22% para homens. 6

A vitamina D é, ao contrário de muitas vitaminas, um precursor hormonal, que pode ser obtido através da dieta e da síntese endógena pela pele. 7 A deficiência da vitamina D causa diminuição da absorção de cálcio e consequentemente aumento do PTH, o que eleva o cálcio sérico e diminui o fosfato, aumenta a atividade dos osteoclastos e, portanto, exacerba a osteopenia e osteoporose. 8 9 De tal modo, evidências apontam estar relacionada a uma diminuição da densidade mineral óssea mesmo na população saudável. Além disso, nos idosos a força muscular está diminuída, o que aumenta o risco de quedas. 10 11

Assim, o presente estudo foi feito para avaliar a prevalência da deficiência de vitamina D nos pacientes internados com fraturas ocasionadas por traumas de baixa energia e possíveis fatores associados.

Delineamento, Critérios de Inclusão e Exclusão

O presente estudo teve um delineamento transversal observacional. A população estudada, de 1 de julho de 2016 até 31 de outubro de 2016, foram os pacientes internados no Hospital Nossa Senhora da Conceição, em Tubarão (SC), devido a fraturas de baixa energia. Nesse período foram internados 55 pacientes. Desses, 15 foram excluídos por não preencher os critérios de inclusão ou exclusão. Foram incluídos os pacientes internados por fraturas causadas por traumas de baixa energia, considerados trauma de baixa energia queda da própria altura e torções. Os critérios de exclusão foram: crianças; recusa em participar do estudo; os pacientes que não tinham capacidade de responder ao questionário ou que não tiveram um acompanhante capaz de responder adequadamente e os pacientes com dados incompletos a serem pesquisados no prontuário.

Variáveis

A coleta dos dados foi feita através de questionário respondido pelos pacientes e/ou acompanhantes, com idade, sexo, histórico de fratura prévia, diagnóstico de osteoporose, uso de vitamina D, uso de protetor solar, tabagismo e prática de exercícios. Foram considerados com osteoporose aqueles pacientes que tiveram esse diagnóstico feito pela densitometria óssea conforme preconiza a Organização Mundial de Saúde. 12 Em relação à vitamina D foi considerado se estava em uso atual ou não, não perguntado sobre posologia. Sobre o uso do tabaco foi perguntado se já fumara, se fumava ou se nunca fumara. Foram considerados atividade física caminhar, dançar, nadar e andar de bicicleta, distribuídos conforme a frequência semanal. A vitamina D foi coletada a partir de amostras de sangue, obtidas através de punção venosa periférica, para avaliar a concentração de 25-HidroxivitaminaD [25(OH)D] sérica, a qual foi obtida pelo método de quimioluminescência. Essa foi classificada de acordo com Holick, 13 o qual propõe que níveis menores do que 20 ng/mL sejam considerados deficiência de vitamina D, níveis entre 21 e 29 ng/mL como insuficiência e a intoxicação em níveis maiores do que 150 ng/mL.

Processamento e Análise

Os dados coletados foram inseridos em um banco de dados criado no programa Epi Info versão 7.2 para análise. As variáveis qualitativas foram descritas por meio de frequência absoluta (n) e percentual (%), enquanto medidas de tendência central e dispersão dos dados (média e desvio-padrão) para as variáveis quantitativas. Para comparação de subgrupos foram usados os testes t de Student quando na presença de distribuição paramétrica e o teste de Mann-Whitney quando não paramétrica e o teste Anova para comparações múltiplas. O nível de significância adotado foi de 5%.

O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética da instituição local, sob número CAAE 51401915.4.0000.5369.

Resultados

A amostra totalizou 40 pacientes, dos quais 12 (30%) foram homens e 28 (70%) mulheres, com uma média de 78,3 anos (±8,14) e uma concentração de vitamina D com média equivalente a 17,10 ng/mL (±7,05), foram classificados de acordo com a Fig. 1 . 13 Desses, 36 (90%) foram internados devido a fraturas de fêmur proximal, um (2,5%) por fratura do rádio distal, dois (5%) por fratura do úmero proximal, um (2,5%) fratura do tornozelo.

Fig. 1

Níveis de vitamina D de acordo com classificação de Holick. 13

Os pacientes que praticavam exercícios físicos duas a três vezes por semana obtiveram uma média da concentração de 25(OH)D (22,5 ng/mL e ± 6,08) estatisticamente significante ( p  = 0,042) em comparação com o grupo que referiu não fazer atividade física (15,5 ng/mL ± 7,25).

Os indivíduos que referiram o uso contínuo de vitamina D apresentaram níveis médios de 25-OH-vitamina D (24,8 ± 12,75) estatisticamente significante ( p  = 0,048) em relação aos que não usavam (16,47 ± 6,28).

As demais variáveis não foram estatisticamente significantes e estão apresentadas na Tabela 1 .

Tabela 1

Medida da concentração de vitamina de acordo com as variáveis

Variáveis	Subgrupos	n	média	DP	P
Sexo	Masculino	12	17,76	7,27	0,7 a
	Feminino	28	16,81	7,07
Idade	60–65 anos	2	13,85	7,84	0,71 b
	66–70 anos	5	15,9	5,56
	71–75 anos	7	16,97	7,62
	76–80 anos	12	19,46	6,62
	>80 anos	14	16,03	7,9
Tabagismo	Tabagista	2	14,4	5,37	0,79 b
	Ex-tabagista	16	16,68	6,74
	Nunca fumou	22	17,65	7,58
Pratica de exercícios físicos	2 a 3 vezes por semana	2	22,5	6,08	0.048 c
	Não faz	25	15,55	7,26
Protetor solar	Uso diário	6	16,08	7,27	0,85 b
	Uso ocasional	3	18,63	6,22
	Nunca usa	31	17,15	7,26
Osteoporose	Tem	11	19,38	8,03	0,21 b
	Não tem	29	16,23	6,59
Suplementação de vitamina D	Em uso de vitamina D	3	24,8	12,75	0,048 b
	Não usa vitamina D	37	16,47	6,28

teste t de Student;

Anova;

teste de Mann-Whitney.

Discussão

A presente pesquisa encontrou uma prevalência de deficiência da vitamina D de 72,5%. Dado semelhante a Schweitzer et al., 14 que analisaram uma população similar, porém apenas aqueles com fraturas proximais do fêmur, encontraram uma prevalência de 80%, com uma média de 84 anos ± 7 anos e uma correlação positiva da idade com a concentração de 25(OH)D. Tal correlação poderia ser explicada pelo fato de Schweitzer ter obtido uma população mais idosa e assim com maior número de comorbidades. Isso pode acarretar em menor mobilidade, bem como maior dependência desses pacientes, com consequente menor exposição solar.

O estudo de Guerra et al., 15 um caso controle que comparou 110 pacientes idosos com fraturas e 231 sem fraturas, encontrou 54%, 27,2% e 18,2% de pacientes com deficiência, insuficiência e suficiência respectivamente naqueles com fratura, os quais tiveram níveis inferiores em relação ao grupo sem fratura. Neste estudo também não foram encontradas diferenças significativas em relação ao sexo e idade.

Já Gumiero et al. 16 analisaram a relação da vitamina D com a recuperação da marcha em pacientes com fraturas proximais de fêmur. Obtiveram uma população semelhante com uma média de 80,2 ± 7,3 anos, 77% mulheres. Porém, diferentemente desse estudo, a deficiência de vitamina D encontrada foi de 33,7%, não está relacionada com outras variáveis como sexo, idade, tipo da fratura ou a recuperação da marcha.

O uso de vitamina D prévia também foi avaliado em pacientes nos Estados Unidos com fraturas de baixa energia no quadril, úmero, punho, vértebras e costelas, por Simonelli et al. 17 O estudo evidenciou uma prevalência da deficiência de 25(OH)D de 82% nos pacientes, sem haver relação entre o sexo ou idade. Também se observou uma diferença significativa dos níveis de vitamina D em pacientes que faziam suplementação [16,4 (±6,9)] contra os que não faziam [11,9 (±5,5)], corroborou os dados encontrados na presente pesquisa. Um fato que chama a atenção é que, embora a suplementação seja útil para aumentar os níveis séricos, é necessário rever a aderência dos pacientes e o próprio esquema terapêutico, uma vez que mesmo assim os pacientes tiveram níveis insuficientes e/ou deficientes.

A prática de exercício físico foi revelada como significante no presente estudo, porém outros trabalhos não avaliaram tal variável. Portanto, são necessárias mais evidências para confirmação dessa, principalmente pela possibilidade de um viés relacionado à maior exposição solar dos pacientes praticantes de atividade física, de tal forma que poderiam obter níveis maiores da vitamina.

A principal fragilidade do estudo atrelou-se ao fato de o questionário ser respondido pelos próprios pacientes e acompanhantes, pode haver viés de memória. Além disso, não foram analisadas as comorbidades de cada paciente, as quais poderiam interferir nos resultados obtidos; nada obstante, caso fossem avaliadas, poderiam ser geradoras de fator de confusão.

Conclusão

A deficiência de 25(OH)D teve uma prevalência de 72,5%, a insuficiência de 25% e apenas 2,5% teve níveis suficientes. Os pacientes que faziam exercícios físicos e os que usavam vitamina D obtiveram níveis mais elevados de 25(OH)D.