Factors associated with bone mineral content in adults: a population-based study.

OBJECTIVE: To determine the association among bone mineral content, sociodemographic, anthropometric and behavioral factors, and health status of Brazilian adults.
METHODS: This was a cross-sectional, population-based study including 701 individuals from both sexes aged between 20 and 59 years. DEXA was used to evaluate dependent variable. The associations were evaluated using linear regression models stratified by sex.
RESULTS: When mean bone mineral content values were compared, we found significant differences related to sex and all the independent variables evaluated. In the adjusted models, we identified an inverse association between bone mineral content and age in both sexes. Among men, to be overweight and/or obese, be highly educated, and have almost sufficiency of 25(OH)D were associated with higher bone mineral content values. On the other hand, among women, to be non-white skin color, overweight and/or obese were associated with better bone health. The main factors associated with low total bone mineral density were advanced age, white skin color, low level of formal education, eutrophy, and 25(OH)D deficiency.
CONCLUSION: Our results may help to identify adults who are at higher risk, and these findings should be used as guidelines for prevention and early diagnosis.

INTRODUCTION

According to the World Health Organization (WHO), life expectancy has been increasing gradually, and according to recent data released, the world age projection for people who were born in 2015 is around 71 years for women and 69 for men. This population aging framework causes an important impact on public health, with significant increase in mortality by chronic non-communicable diseases, such as those related to low bone mineral density (BMD).[1]

To understand the maturation process and consequent decline of bone health throughout development is important, mainly in the adult phase, since this osteometabolic deterioration alters the microarchitecture of tissue, which can also increase the probability of fracture occurrence.[2]

Diseases related to low BMD are multifactorial, and the associations have not yet been well established in adults. Concerning individuals’ age and sex,[3 , 4] bone metabolism is also influenced by genetics,[5] hormone replacement, use of medication,[6 , 7] sunlight exposure deficiency and vitamin D insufficiency,[8 , 9] body composition,[10 , 11] smoking,[12] alcoholism,[13] physical activities,[14] and level of formal education.[15 , 16] However, most studies have evaluated the association BMD, and these factors in older individuals isolately have not been considered in studies as well as the inter-relationship among BMD and behavioral and health conditions.[17 , 18] Studies evaluating bone mineral content (BMC) in adults are scarce.[19 , 20] Although BMC is not often used in clinical practice to assess adult bone health, the use of total BMD and its respective association factors is important, because BMC could be another important evaluation parameter. Moreover, it allows us developing strategies for early diagnosis and prevention of severe bone loss.

OBJECTIVE

To verify the association between bone mineral content and sociodemographic, anthropometric, behavioral and health conditions in Brazilian adults.

METHODS

This is a cross-sectional, population-based study carried out from 2012 to 2014 including individuals of both sexes. Participants’ age ranged from 20 to 59 years, and they were residents of the urban area of the municipality of Viçosa (MG), Brazil.

Sampling process was done by two-stage conglomerates. The first-stage units were composed by the census sectors, and the second-stage units, by households. Once the census sector and the blocks were selected, the steps of the study’s procedures were informed to the residents who met the inclusion criteria.

The following parameters were used to calculate the sample: unknown prevalence of 50% for the outcome (BMC expressed in g); effect of the conglomerate design, which is estimated at 1.50; percentage loss estimated at 10%, and 10% more to control confounding factors. For this reason, it was estimated that a minimum of 692 individuals were required to carry out this study. Dividing the value by number of drawn census sectors 23 people were required for the investigation in each sector, corresponding to every 3 households visited.[21] The final sample of this study consisted of 701 individuals.

Bone mineral content was evaluated using a Lunar Prodigy Advance DXA System Dual energy X-ray absorptriometry (DEXA) device (GE Healthcare, Brazil). This is a high technological imaging system with low radiation, good reproducibility and non-invasive, which is considered as gold standard for bone health assessment, and is recommended by the WHO.[22] The accuracy and safety of the DXA device were assessed before tests were conducted, with the individual in the dorsal decubitus position, and by mapping individuals’ total body bone density. The results were compiled by a medical specialist and presented to the volunteers as a report. Absolute values of BMC (g) were considered for statistical analyses.

The volunteers in the households responded to a semi-structured questionnaire applied by trained interviewers to collect information on sociodemographic, health, and behavioral conditions. The variables in this study were sex (man and woman), age (stratified into 20 to 29, 30 to 39, 40 to 49 and 50 to 59 age groups), skin color (white and non-white), years of formal education (zero to 4, 5 to 8, 9 to 11 and ≥12 years of study), menopause, use of contraceptives and hormone replacement therapy (all of them categorized into yes and no), alcohol consumption (divided into three categories, according to the weekly consumption of alcoholic beverages, which was zero; 1 to 7 and ≥8 drinks), and smoking (non-smokers, former-smokers and smokers).

Data referring to physical activity level (PAL) and body mass index (BMI) were collected in the laboratory. Physical activity level was measured using the International Physical Activity Questionnaire (IPAQ), version 6, long format, validated to be applied to Brazilian young adults population.[23] The PAL score was calculated by summing the time spent with physical activity of moderate intensity (including walking) and vigorous intensity, which was obtained by the time spent with vigorous physical activity multiplied by two [(PAL = moderate physical activity + (vigorous PA × 2)].[24] From this result, the PAL of the evaluated individuals was calculated according to domain 4 in the IPAQ referring to recreational, sports, exercise, and physical leisure activities.[24] The PAL was categorized into irregularly active (50 minutes per week) and physically active (>150 minutes per week).[25] Body mas index was calculated by the formula [weight(kg)/height[2] (m[2] )] and categorized into eutrophic (≤24.9kg/m[2] ), overweight (25.0kg/m[2] to 29.9kg/m[2] ), and obese (≥30.0kg/m[2] ).[26]

The total body mass (kg) for the BMI calculation was weighed on a digital scale (TANITA, model BC-554) with the individuals wearing least as possible clothing and barefoot. Height (cm) was measured directly using a wall stadiometer with standing individuals, barefoot, heels together, touching the measurement bar and with arms hanging naturally down along side the body.

Blood samples, which required a 12-period of fasting, were collected from 7 a.m. to 10 a.m in a laboratory using a disposable vacuum collection system. The 25-hydroxyvitamin D [25(OH)D] was evaluated by chemiluminescence using the ARCHITECT 25(OH)D reagents (Abbott Architect I Instrument, Illinois, USA).[27] The 25(OH)D status was determined according to reference values: sufficient (≥30.0ng/mL), insufficient (21.0ng/mL to 29.9ng/mL), and deficient (<20.9ng/mL).[27] Although there is a new proposal for the 25(OH)D reference intervals to the Brazilian population,[28] these values have been recently presented, and therefore, we opted to use the current classification during our study data collection.

The results were entered twice into an EpiData database, version 3.1. After verifying the data consistency, analyses were performed using the Stata 13.1 statistical package. The analysis was weighed based on sex, age, and formal education. Weights were determined by ratio between the proportions of individuals in the study’s sample.[21] Proportions, means, and the respective confidence intervals of the variables studied for the overall sample and the sample stratified by sex were calculated, considering a 95% confidence level (95%CI). The statistical difference between the evaluated samples was verified by comparing confidence intervals, and those not showing overlap were significant. The normal dependent variable BMC was assessed by the Shapiro-Wilk test and histograms, indicating normal distribution. The associations between the BMC and the independent variables were investigated by linear regression, using p<0.25 as an entry criterion into the multiple model, and an overall significance level of α=0.05.

This research was approved by the Ethics Committee Research involving human at the Universidade Federal de Viçosa (UFV) (number 02/2013/CEP/12.07.2013) according to the principles of the Helsinki Declaration and to the resolution of the National Health Council 466/2012. All the volunteers who agreed to participate signed an Informed Consent Form.

RESULTS

Of the total 701 individuals included in the study, 50.3% were women, 26.2% were aged between 30 and 39 years, 61.4% reported themselves as non-white, and 42.8% were highly educated having completed more than 12 years of formal education. The sample presented 50.3% of eutrophic individuals, 72.6% of irregularly active individuals, 65.1% of non-smokers, and 45.9% did not consume alcoholic beverages. Regarding health condition, 49.0% of the evaluated patients presented 25(OH)D sufficiency. Of the total number of evaluated women, 64.7% were non-menopausal, 96.4% did not take hormone replacement, and 81.0% used contraceptives. In relation to comparison of proportions between sexes, we found that 62.0% of women did not consume alcoholic beverages and 23.2% of men consumed eight or more drinks. For this reason, differences in these categories were significant. In addition, men showed a lower proportion of 25(OH)D deficiencies than women, whereas this difference was also significant ( Table 1 ).

Table 1

Characterization of the study population, according to sociodemographic, behavioral and health condition variables, stratified by sex

Variables	Total		Men		Women
	%	CI95%	%	CI95%	%	CI95%
Sex	-	-	49.7	45.2-54.2	50.3	45.8-54.8
Age range, years
20-29	24.3	17.4-33.4	28.9	19.1-41.2	19.8	13.8-27.6
30-39	26.2	21.8-31.0	26.6	20.4-34.0	25.7	21.0-31.0
40-49	24.0	19.1-29.7	21.9	15.2-30.4	26.2	20.6-32.5
50-59	25.5	20.1-31.7	22.6	16.1-30.8	28.3	22.2-35.4
Skin color
White	38.6	31.7-45.9	42.0	32.9-51.7	35.2	28.6-42.3
Non-white	61.4	54.1-68.3	58.0	48.3-67.1	64.8	57.7-71.3
Education, years
0-4	20.1	12.8-29.1	16.7	7.7-32.8	23.4	16.2-32.5
5-8	16.3	11.9-21.7	15.7	10.4-23.0	16.7	11.9-23.0
9-11	20.8	17.4-24.7	20.0	14.1-27.3	21.7	18.7-25.1
≥12	42.8	30.8-55.7	47.6	32.6-63.1	38.2	27.1-50.5
Nutritional status
Eutrophic	50.3	43.2-57.4	47.7	38.7-56.8	53.0	43.5-62.2
Overweight	33.4	28.3-38.8	39.6	31.6-48.2	27.2	22.1-33.0
Obesity	16.3	12.7-20.5	12.7	8.8-17.9	19.8	14.6-26.1
PAL
IA	72.6	66.8-78.4	73.13	63.5-80.9	72.16	65.9-77.6
PA	27.4	21.6-33.9	26.86	19.0-36.5	27.84	22.4-34.0
Smoking
Non-smoker	65.1	57.9-71.6	61.9	50.5-72.1	68.3	60.7-75.1
Smoker	13.0	9.9-16.5	15.2	9.8-22.7	10.7	7.8-14.7
Former-smoker	21.9	15.8-29.5	22.9	13.5-36.3	21.0	15.3-28.0
Alcohol consumption, drinks/week
0	45.9	41.7-50.2	29.8	23.8-36.6*	62.0	55.5-68.0*
1-7	40.3	35.1-45.7	47.0	38.1-55.0	33.7	28.1-39.8
8 or more	13.8	10.0-18.4	23.2	17.4-30.3*	4.3	2.5-7.5*
Menopause					64.7	56.9-71.7
No	-	-	-	-	35.3	28.3-43.1
Yes	-	-	-	-
Hormone replacement therapy
No	-	-	-	-	96.4	94.3-97.7
Yes	-	-	-	-	3.6	2.3-05.7
Contraceptive
No	-	-	-	-	19.0	15.4-23.1
Yes	-	-	-	-	81.0	76.8-84.6
25(OH)D
Sufficient	49.0	42.5-55.5	55.7	47.4-63.6	42.4	35.0-50.0
Insufficient	37.5	32.7-42.6	35.3	28.8-42.3	39.8	34.7-45.0
Deficient	13.5	10.5-17.1	9.0	6.3-12.7*	17.8	13.1-23.8*

The mean BMC values were significantly higher among men. Better bone health was observed among overweight and obese individuals compared to eutrophic from both sexes. A higher mean BMC was only found among younger women (20 to 29-year group) in comparison with older women (50 to 59-year group) who self-reported themselves as non-white, not being in menopause, and not using contraceptives ( Table 2 ).

Table 2

Bone mineral content, according to sociodemographic, behavioral and health condition variables, stratified by sex

Variables	Men		Women
	Mean	CI95%	Mean	CI95%
Sex	3.040	2.972-3.109	2.323	2.284-2.362
Age range. years
20-29	3.122	3.025-3.219	2.415	2.336-2.495*
30-39	3.042	2.929-3.154	2.408	2.331-2.486
40-49	3.031	2.894-3.169	2.359	2.297-2.421
50-59	2.944	2.816-3.073	2.148	2.050-2.247*
Skin color
White	2.985	2.895-3.075	2.245	2.187-2.302*
Non-white	3.081	2.976-3.186	2.365	2.306-2.425*
Education, years
0-4	2.878	2.716-3.040	2.223	2.102-2.345
5-8	2.968	2.830-3.106	2.373	2.265-2.480
9-11	3.094	2.950-3.238	2.312	2.230-2.394
≥12	3.101	3.006-3.196	2.369	2.313-2.425
Nutritional status
Eutrophic	2.835	2.744-2.927*†	2.225	2.183-2.267*†
Overweight	3.175	3.043-3.307*	2.396	2.313-2.479*
Obesity	3.423	3.307-3.539†	2.499	2.388-2.609†
PAL
IA	2.992	2.923-3.060	2.319	2.268-2.369
PA	3.174	3.032-3.316	2.333	2.264-2.401
Smoking
Non-smokers	3.041	2.952-3.130	2.328	2.285-2.371
Smoker	3.105	2.994-3.217	2.302	2.190-2.414
Former-smoker	2.996	2.894-3.098	2.317	2.224-2.410
Alcohol consumption, drinks/week
0	2.999	2.866-3.133	2.319	2.270-2.368
1-7	3.038	2.945-3.131	2.322	2.251-2.393
8 or more	3.098	2.953-3.243	2.390	2.195-2.586
Menopause
No	-	-	2.396	2.336-2.455
Yes	-	-	2.190	2.103-2.277
Hormone replacement therapy
No	-	-	2.323	2.283-2.363
Yes	-	-	2.309	2.152-2.466
Contraceptive
No	-	-	2.294	2.243-2.346
Yes	-	-	2.429	2.346-2.513
25(OH)D
Sufficient	3.100	3.019-3.181	2.339	2.283-2.395
Insufficient	2.994	2.874-3.113	2.298	2.241-2.356
Deficient	2.861	2.693-3.028	2.338	2.229-2.446

Tables 3 and 4 show unadjusted and adjusted associations between BMC and independent variables according to sex. Bone mineral content decreased with age in both sexes (men: p=0.008; women: p<0.001), and this association is more pronounced after adjustment (men: p=0.007; women: p<0.001). The variable nutritional status was also associated with BMC in the adjusted models for both sexes (men: p<0.001; women: p<0.001), which was a positive association. We observed a significant association between high level of formal education and increased BMC only observed among men (p=0.003), and 25(OH)D deficiency that was significantly associated with low BMC (p<0.001). Bone mineral content was also significantly higher among women who self-reported to be non-white (p=0.010).

Table 3

Coefficients of simple and multiple linear regressions, confidence intervals and p-value for bone mineral content in men

BMC (g)	β	CI95%	p value*	βaj	CI95%	p value†
Age range, years			0.008			0.007
20-29	-	-		-	-
30-39	-0.08	-0.22-0.06		-0.03	-0.16-0.08
40-49	-0.09	-0.24-0.06		-0.14	-0.28- -0.06
50-59	-0.17	-0.31- -0.03		-0.17	-0.31- -0.03
Education, years			0.011			0.003
0-4	-	-
5-8	0.09	-0.12-0.30		0.11	-0.11-0.33
9-11	0.21	-0.02-0.45		0.20	-0.03-0.43
≥12	0.22	0.03-0.41		0.27	0.07-0.48
Nutritional status			<0.001			<0.001
Eutrophic	-	-		-	-
Overweight	0.33	0.18-0.49		0.41	0.28-0.54
Obesity	0.58	0.43-0.74		0.67	0.5-0.85
25(OH)D			0.005			<0.001
Sufficient	-	-		-	-
Insufficient	-0.10	-0.23-0.02		-0.14	-0.26 -0.02
Deficient	-0.23	-0.4- -0.07		-0.32	-0.45- -0.18

Table 4

Coefficients of simple and multiple linear regressions, confidence intervals and p-value for bone mineral content in women

BMC (g)	β	CI95%	p value*	βaj	CI95%	p value†
Age range, years			<0.001			<0.001
20-29	-	-		-	-
30-39	-0.07	-0.10-0.90		-0.08	-0.18- 0.13
40-49	-0.05	-0.16-0.05		-0.17	-0.27 -0.65
50-59	-0.02	-0.04-0.01		-0.38	-0.53- -0.24
Skin color			0.013			0.010
White	-	-
Non-white	0.12	0.02-0.21		0.91	0.24-0.15
Nutritional status			<0.001			<0.001
Eutrophic	-	-		-	-
Overweight	0.17	0.08-0.25		0.22	0.14-0.31
Obesity	0.73	0.16-0.17		0.34	0.26-0.43

DISCUSSION

In our study, the mean BMC in men were significantly higher than in women. In addition, related to the difference between sexes we found that main factors associated with BMC were age and nutritional status. Moreover, an association between formal education and 25(OH)D was observed in men. Among women, this association was related with skin color.

Our findings of the association between sex and bone health for women presented significantly lower mean BMC which is consistent with other studies.[3 , 4] This difference is primarily related to hormonal issues[29] and it intensifies after menopause, when there is a significant reduction in estrogen levels.

In addition, the loss of BMC during adulthood may also be related to environmental[30] and genetic factors,[5] as well as a long-term use of contraceptives.[18]

Our results in terms of age corroborate with other studies.[3 , 4] We found that as age increases, the balance between bone formation and absorption changes and bone mineral progressively decreases. This loss is more pronounced after peak bone mass, which occurs around 30 years of age, and then gradually declines, and this intensifies as age advances.[31] Therefore, balanced bone metabolism, during adulthood, will provide adequate maintenance to bone health and may be an important factor in controlling bone mass loss and avoid the risk of fractures in older individuals.

Therefore, after the period of peak bone mass, preventive procedures should be started to avoid a marked bone decline in more advanced ages.

In this sense, regular physical activity is an important factor that can act as a non-pharmacological alternative to prevent the consequences resulting from low bone mineral.[14] Although no significant differences were observed related with this variable in our study, a high mean BMC were found between physically active individuals. Thus, there is a need for further investigations relating bone mineral to individuals’ PAL history throughout their development.

In this study, nutritional status (overweight and obesity) was a factor positively associated with BMC for both men and women. This result is consistent with findings reported by another study with young adults,[10] and this positive association can be explained by the greater mechanical overload among individuals with excessive weight. Such findings reinforce the theory that bone tissue needs to undergo mechanical stress for bone formation and remodeling, thus maintaining active bone metabolism.[11] On the other hand, it should be reinforced that there are hormonal consequences from high body weight that may harm bone health such as type 2 diabetes, metabolic syndrome, insulin resistance, and hyperglycemia, among others.[32]

Positive associations between level of formal education and BMC were also identified among men, indicating that the longer study time the better the bone health. This data corroborate with other studies including adults.[15 , 16] This positive association supposes that for diseases related to bone health, the higher the education level the greater the access to information and knowledge about preventive care and attitudes such as regular physically active and balanced diet, which may positively reflect bone health in more advanced ages.[15 , 16]

Another finding of our study was the direct relationship between 25(OH)D sufficiency and BMC among men, which is similar findings reported by other studies.[8 , 9] Given the importance of 25(OH)D for bone metabolism (absorption and maintenance of calcium and phosphate blood levels),[27] if during adulthood the metabolism of this vitamin is balanced, it may maintain adequate bone health during this development stage and may be an important factor to control BMC loss and avoid the risk of fractures in more advanced ages.

We identified skin color as an association factor for women, because non-white women were positively associated with BMC. A great variation in the concentrations of 25(OH)D exist according to skin color. As reported by other studies, non-white individuals show insufficient 25(OH)D, but they have better bone health and lower risk for fracture.[33]

This association requires further studies because there are still gaps in the published literature regarding skin color, 25(OH)D metabolism, and bone health among different populations.

The positive aspects of this study are its population-based approach, the use of validated instruments, the standardization of data collection procedures, and adoption of quality control strategies. In addition, our study evaluated risk factors for low bone health in healthy men, which is different from the majority of studies that evaluated postmenopausal women, individuals with older age, and relationship of these groups with a specific disease.

Considering that peak bone mass occurs around the age 30 in both sexes and that a gradual decline occurs thereafter, as previously mentioned, we also evaluated if factors associated with BMC differ in individuals younger and older than 30 years. However, no significant changes were observed in relation to the magnitude, direction and statistical significance of the associations in the stratified analyzes.

Other issue considered in our analysis was a possible limitation of BMI as a method to evaluate overweight and obesity. For this reason, to introduce the fat percentage we considered in the final model categories based on three-fold protocol[34 , 35] that replaced the BMI variable. In this analysis, we identified that the final model remained unchanged, and results presented the same association factors both for men and for women. This study evaluated the factors associated with BMC, and results are presented using the BMI since it is a practical, easy-to-apply and low-cost measure recommended by the WHO[26] for nutritional status classification in healthy overweight or underweight individuals.

This is a cross-sectional study and, as such, the identified associations could not be interpreted as a causal relationship. Our results may contribute to better understand bone health in adults, as well as the development of prevention strategies related to bone health.

CONCLUSION

The findings of this study indicate that the main factors associated with low bone mineral content were advanced age, white skin color, low formal education, eutrophy and 25(OH)D deficiency. Differences were observed between men and women. Adult patients with such characteristics should be considered and advised about prevention strategies and early diagnosis. There is need to further the understandings about the behavioral parameters such as physical activity level, smoking habit, and alcoholism because there are still gaps in the published literature regarding association of these parameters with bone health.

INTRODUÇÃO

De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), a expectativa de vida tem aumentado gradualmente e, com base nos dados divulgados recentemente, a expectativa mundial em relação à idade para pessoas nascidas em 2015 é de 71 anos para mulheres e 69 para homens. Esse quadro de envelhecimento populacional causa impacto importante na saúde pública, com aumento significativo da mortalidade por doenças crônicas não transmissíveis, como as relacionadas à baixa densidade mineral óssea (DMO).[1]

É importante entender o processo de maturação e o consequente declínio da saúde óssea ao longo do desenvolvimento, principalmente na fase adulta, uma vez que essa deterioração osteometabólica altera a microarquitetura do tecido e também pode aumentar a probabilidade de ocorrência de fraturas.[2]

Doenças relacionadas à baixa DMO são multifatoriais, e ainda não há associações bem estabelecidas em pacientes adultos. Sobre a idade e o sexo dos indivíduos,[3 , 4] tem sido apontado que o metabolismo ósseo também é influenciado por genética,[5] reposição hormonal, uso de medicamentos,[6 , 7] deficiência de exposição à luz solar e insuficiência de vitamina D,[8 , 9] composição corporal,[10 , 11] tabagismo,[12] alcoolismo,[13] atividade física[14] e nível educacional.[15 , 16] Entretanto, a maioria dos estudos tem avaliado a associação entre DMO, e fatores associados em indivíduos mais velhos e mulheres menopausadas, essencialmente.[17 , 18]

Estudos avaliando o conteúdo mineral ósseo (CMO) em adultos são escassos.[19 , 20] Embora o CMO não seja usado com frequência na prática clínica para avaliar a saúde óssea em adultos, o uso de DMO total e seus respectivos fatores é importante, pois o CMO consiste em parâmetro fundamental de avaliação. Além disso, a avaliação desse parâmetro permite desenvolver estratégias para o diagnóstico precoce e prevenção da perda óssea grave.

OBJETIVO

Verificar a associação entre o conteúdo mineral ósseo e as condições sociodemográficas, antropométricas, comportamentais e de saúde em adultos brasileiros.

MÉTODOS

Trata-se de estudo transversal, de base populacional, conduzido de 2012 a 2014, incluindo indivíduos de ambos os sexos. A idade dos participantes variou de 20 a 59 anos, e todos eram moradores de área urbana do município de Viçosa (MG).

O processo de amostragem foi feito por conglomerados em dois estágios. As unidades de primeiro estágio foram compostas pelos setores censitários, e as unidades de segundo estágio, por domicílios. Uma vez que o setor censitário e os blocos foram sorteados, os procedimentos da pesquisa foram informados aos moradores, que preencheram os critérios de inclusão.

Os seguintes parâmetros foram utilizados para calcular a amostra: prevalência desconhecida de 50% para o desfecho (CMO expresso em g); e efeito do desenho de conglomerado estimado em 1,50, percentagem de perda estimada em 10% e consideração de mais 10%, para controle de fatores de confusão. Assim, estimou-se um mínimo de 692 indivíduos para realização do estudo. Dividindo o valor pelo número de setores censitários sorteados, foram necessárias 23 pessoas para a investigação em cada setor, o que foi alcançado a cada 3 domicílios visitados.[21] A amostra final foi composta por 701 indivíduos.

O CMO foi avaliado usando o dispositivo Lunar Prodigy Advance Sistema DXA de absorciometria por raios X de dupla energia (DEXA; GE Healthcare, Brasil). Trata-se de um sistema de imagem de alta tecnologia com baixa radiação, boa reprodutibilidade e não invasivo, considerado padrão-ouro para avaliação da saúde óssea e recomendado pela OMS.[22] A precisão e a segurança do dispositivo DEXA foram avaliadas antes, e os testes foram realizados com o indivíduo em decúbito dorsal e por mapeamento da densidade óssea total dos indivíduos. Os resultados foram compilados por profissional médico e apresentados aos voluntários em formato de relatório. Os valores absolutos de CMO (g) foram adotados para análises estatísticas.

Os voluntários dos domicílios responderam um questionário semiestruturado aplicado por entrevistadores treinados para coletar informações sobre condições sociodemográficas, de saúde e comportamentais. As variáveis desse estudo foram sexo (homem e mulher), idade (estratificada em 20 a 29, 30 a 39, 40 a 49 e 50 a 59 anos), cor da pele (branca e não branca), nível educacional (zero a 4, 5 a 8, 9 a 11 e> 12 anos de estudo), menopausa, uso de contraceptivos e terapia de reposição hormonal (sim e não), consumo de álcool (dividido em três categorias, de acordo ao consumo semanal de bebidas alcoólicas, que foi de zero, 1 a 7 e >8 bebidas) e tabagismo (não fumantes, ex-fumantes e fumantes).

Dados referentes ao nível de atividade física (NAF) e índice de massa corporal (IMC) foram coletados em laboratório. O NAF foi medido por meio do International Physical Activity Questionnaire (IPAQ), versão 6 completa, validado para ser aplicado à população brasileira adulta jovem.[23] O escore do NAF foi calculado pela soma do tempo gasto com atividade física de intensidade moderada (incluindo caminhada) e intensidade vigorosa, obtida pelo tempo gasto com atividade física vigorosa multiplicado por dois [(NAF = atividade física + moderada + atividade física × 2 vigorosa).[24] A partir desse resultado, o NAF dos indivíduos avaliados foi calculado de acordo com domínio 4 no IPAQ, referente às atividades recreativas, esportivas e exercício físico.[24] O NAF foi categorizado em irregularmente ativo (<150 minutos por semana) e fisicamente ativo (>150 minutos por semana).[25] O IMC foi calculado pela fórmula [peso (kg)/ altura[2] (m[2] )] e categorizado em eutrófico (<24,9kg/m[2] ), sobrepeso (25,0kg/m[2] a 29,9kg/m[2] ) e obeso (>30,0kg/m[2] ).[26]

A massa corporal total (kg) para o cálculo do IMC foi obtida por pesagem em balança digital (TANITA, modelo BC-554) com os indivíduos usando o mínimo possível de roupas e descalços. A altura (cm) foi medida diretamente utilizando estadiômetro na parede com indivíduos em pé, descalços, com os calcanhares juntos, tocando a barra de medição e com os braços estendidos naturalmente ao longo do corpo.

As amostras de sangue, que necessitaram de 12 horas de jejum, foram coletadas das 7h às 10h, em laboratório, com uso de sistema descartável de coleta a vácuo. A 25-hidroxivitamina D (25(OH)D) foi avaliada por quimiluminescência com reagentes ARCHITECT 25(OH)D (Abbott Architect I Instrument, Illinois, USA).[27] O status da 25(OH)D foi determinado de acordo com os valores de referência: suficiente se >30,0ng/mL, insuficiente se 21,0ng/mL a 29,9ng/mL, e deficiente se <20,9ng/mL.[27] Embora exista nova proposta para os intervalos de referência da 25(OH)D na população brasileira,[28] esses valores foram recentemente apresentados, e optou-se pela classificação atual durante a coleta de dados do estudo.

Os resultados foram incluídos duas vezes no banco de dados EpiData, versão 3.1. Após verificação da consistência dos dados, as análises foram realizadas por meio de pacote estatístico Stata 13.1. A análise foi ponderada com base no sexo, na idade e educação formal dos indivíduos. Os pesos foram determinados pela razão entre as proporções de indivíduos na amostra do estudo.[21] Foram calculadas as proporções, médias e respectivos intervalos de confiança das variáveis estudadas para a amostra geral e amostra estratificada por sexo, considerando nível de confiança de 95% (IC95%). A diferença estatística entre as amostras avaliadas foi verificada pela comparação de intervalos de confiança, sendo aqueles que não apresentaram sobreposição significativa. A variável dependente normal CMO foi analisada por meio do teste de Shapiro-Wilk e de histogramas, indicando distribuição normal. As associações entre o CMO e as variáveis independentes foram investigadas por regressão linear, utilizando p<0,25 como critério de entrada no modelo múltiplo, e nível de significância global de α=0,05.

Esta pesquisa foi aprovada pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal de Viçosa (UFV) (02/2013/CEP/12.07.2013) conforme princípios da Declaração de Helsinque e da resolução 466/2012 do Conselho Nacional de Saúde. Todos os voluntários que concordaram em participar do estudo assinaram o Termo de Consentimento.

RESULTADOS

Do total de 701 indivíduos incluídos no estudo, 50,3% eram mulheres, 26,2% tinham idade entre 30 e 39 anos, 61,4% identificaram-se como não brancos, e 42,8% tinham concluído mais de 12 anos de estudos. Na amostra, 50,3% dos indivíduos eram eutróficos, 72,6% dos indivíduos eram irregularmente ativo, 65,1% eram não fumantes e 45,9% não consumiam bebidas alcoólicas. Em relação à condição de saúde, 49,0% dos pacientes avaliados apresentaram suficiência de 25(OH)D. Do total de mulheres avaliadas, 64,7% eram não menopausadas, 96,4% não faziam reposição hormonal e 81,0% usavam contraceptivos. Em relação à comparação das proporções entre os sexos, 62,0% das mulheres não consumiam bebidas alcoólicas e 23,2% dos homens consumiam oito ou mais doses de bebida alcoólica. Por esse motivo, as diferenças nessas categorias foram significativas. Além disso, os homens apresentaram menor proporção de deficiências de 25(OH)D do que as mulheres, sendo essa diferença também foi significativa ( Tabela 1 ).

Tabela 1

Caracterização da população do estudo, de acordo com variáveis sociodemográficas, comportamentais e condições de saúde, estratificada por sexo

Variáveis	Total		Homens		Mulheres
	%	IC95%	%	IC95%	%	IC95%
Sexo			49,7	45,2-54,2	50,3	45,8-54,8
Faixa etária, anos
20-29	24,3	17,4-33,4	28,9	19,1-41,2	19,8	13,8-27,6
30-39	26,2	21,8-31,0	26,6	20,4-34,0	25,7	21,0-31,0
40-49	24,0	19,1-29,7	21,9	15,2-30,4	26,2	20,6-32,5
50-59	25,5	20,1-31,7	22,6	16,1-30,8	28,3	22,2-35,4
Cor da pele
Branco	38,6	31,7-45,9	42,0	32,9-51,7	35,2	28,6-42,3
Não branco	61,4	54,1-68,3	58,0	48,3-67,1	64,8	57,7-71,3
Educação formal, anos
0-4	20,1	12,8-29,1	16,7	7,7-32,8	23,4	16,2-32,5
5-8	16,3	11,9-21,7	15,7	10,4-23,0	16,7	11,9-23,0
9-11	20,8	17,4-24,7	20,0	14,1-27,3	21,7	18,7-25,1
≥12	42,8	30,8-55,7	47,6	32,6-63,1	38,2	27,1-50,5
Estado nutricional
Eutrófico	50,3	43,2-57,4	47,7	38,7-56,8	53,0	43,5-62,2
Sobrepeso	33,4	28,3-38,8	39,6	31,6-48,2	27,2	22,1-33,0
Obesidade	16,3	12,7-20,5	12,7	8,8-17,9	19,8	14,6-26,1
NAF
IA	72,6	66,8-78,4	73,13	63,5-80,9	72,16	65,9-77,6
FA	27,4	21,6-33,9	26,86	19,0-36,5	27,84	22,4-34,0
Tabagismo
Não fumante	65,1	57,9-71,6	61,9	50,5-72,1	68,3	60,7-75,1
Fumante	13,0	9,9-16,5	15,2	9,8-22,7	10,7	7,8-14,7
Ex-fumante	21,9	15,8-29,5	22,9	13,5-36,3	21,0	15,3-28,0
Consumo de álcool, dose/semana
0	45,9	41,7-50,2	29,8	23,8-36,6*	62,0	55,5-68,0*
1-7	40,3	35,1-45,7	47,0	38,1-55,0	33,7	28,1-39,8
8 ou mais	13,8	10,0-18,4	23,2	17,4-30,3*	4,3	2,5-7,5*
Menopausa					64,7	56,9-71,7
Não	-	-	-	-	35,3	28,3-43,1
Sim	-	-	-	-
Terapia de reposição hormonal
Não	-	-	-	-	96,4	94,3-97,7
Sim	-	-	-	-	3,6	2,3-5,7
Contraceptivo
Não	-	-	-	-	19,0	15,4-23,1
Sim	-	-	-	-	81,0	76,8-84,6
25(OH)D
Suficiente	49,0	42,5-55,5	55,7	47,4-63,6	42,4	35,0-50,0
Insuficiente	37,5	32,7-42,6	35,3	28,8-42,3	39,8	34,7-45,0
Deficiente	13,5	10,5-17,1	9,0	6,3-12,7*	17,8	13,1-23,8*

Os valores médios de CMO foram significativamente maiores entre os homens. Foi observada melhor saúde óssea entre os indivíduos com sobrepeso e obesidade, comparados aos eutróficos de ambos os sexos. Um CMO médio mais elevado foi encontrado apenas entre mulheres mais jovens (grupo de 20 a 29 anos) comparado com mulheres mais velhas (grupo de 50 a 59 anos), que se autoidentificaram como não brancas, não menopausadas, e que não faziam uso de contraceptivos ( Tabela 2 ).

Tabela 2

Conteúdo mineral ósseo, de acordo com variáveis sociodemográficas, comportamentais e de condição de saúde, estratificadas por sexo

Variáveis	Homens		Mulheres
	Média	IC95%	Média	IC95%
Sexo	3,040	2,972-3,109	2,323	2,284-2,362
Faixa etária, anos
20-29	3,122	3,025-3,219	2,415	2,336-2,495*
30-39	3,042	2,929-3,154	2,408	2,331-2,486
40-49	3,031	2,894-3,169	2,359	2,297-2,421
50-59	2,944	2,816-3,073	2,148	2,050-2,247*
Cor da pele
Branca	2,985	2,895-3,075	2,245	2,187-2,302*
Não branca	3,081	2,976-3,186	2,365	2,306-2,425*
Educação (anos)
0-4	2,878	2,716-3,040	2,223	2,102-2,345
5-8	2,968	2,830-3,106	2,373	2,265-2,480
9-11	3,094	2,950-3,238	2,312	2,230-2,394
≥12	3,101	3,006-3,196	2,369	2,313-2,425
Estado nutricional
Eutrófico	2,835	2,744-2,927*†	2,225	2,183-2,267*†
Sobrepeso	3,175	3,043-3,307*	2,396	2,313-2,479*
Obesidade	3,423	3,307-3,539†	2,499	2,388-2,609†
NAF
IA	2,992	2,923-3,060	2,319	2,268-2,369
FA	3,174	3,032-3,316	2,333	2,264-2,401
Tabagismo
Não fumante	3,041	2,952-3,130	2,328	2,285-2,371
Fumante	3,105	2,994-3,217	2,302	2,190-2,414
Ex-fumante	2,996	2,894-3,098	2,317	2,224-2,410
Consumo de álcool, doses/semana
0	2,999	2,866-3,133	2,319	2,270-2,368
1-7	3,038	2,945-3,131	2,322	2,251-2,393
8 ou mais	3,098	2,953-3,243	2,390	2,195-2,586
Menopausa
Não	-	-	2,396	2,336-2,455
Sim	-	-	2,190	2,103-2,277
Terapia de reposição hormonal
Não	-	-	2,323	2,283-2,363
Sim	-	-	2,309	2,152-2,466
Contraceptivo
Não	-	-	2,294	2,243-2,346*
Sim	-	-	2,429	2,346-2,513*
25(OH)D
Suficiente	3,100	3,019-3,181	2,339	2,283-2,395
Insuficiente	2,994	2,874-3,113	2,298	2,241-2,356
Deficiente	2,861	2,693-3,028	2,338	2,229-2,446

As tabelas 3 e 4 mostram associações não ajustadas e ajustadas entre o CMO e variáveis independentes, de acordo com o sexo. O CMO diminui com a idade em ambos os sexos (homens: p=0,008; mulheres: p<0,001), e esta associação foi mais pronunciada após o ajuste (homens: p=0,007; mulheres: p<0,001). A variável estado nutricional também foi associada à CMO nos modelos ajustados para ambos os sexos (homens: p<0,001; mulheres: p<0,001), constituindo uma associação positiva. Observou-se associação significativa entre o alto nível de educação formal e o aumento do CMO observado apenas entre homens (p=0,003) e deficiência de 25(OH) D que se associou significativamente ao baixo CMO (p<0,001). O CMO também foi significativamente maior entre as mulheres que se autoidentificaram não brancas (p=0,010).

Tabela 3

Coeficientes de regressões lineares simples e múltiplos, intervalos de confiança e valor de p para o conteúdo mineral ósseo nos homens

CMO (g)	β	IC95%	Valor de p*	βaj	IC95%	Valor de p†
Faixa etária, anos			0,008			0,007
20-29	-	-		-	-
30-39	-0,08	-0,22-0,06		-0,03	-0,16-0,08
40-49	-0,09	-0,24-0,06		-0,14	-0,28- -0,06
50-59	-0,17	-0,31- -0,03		-0,17	-0,31- -0,03
Educação formal, anos			0,011			0,003
0-4	-	-
5-8	0,09	-0,12-0,30		0,11	-0,11-0,33
9-11	0,21	-0,02-0,45		0,20	-0,03-0,43
≥12	0,22	0,03-0,41		0,27	0,07-0,48
Estado nutricional			<0,001			<0,001
Eutrófico	-	-		-	-
Sobrepeso	0,33	0,18-0,49		0,41	0,28-0,54
Obesidade	0,58	0,43-0,74		0,67	0,5-0,85
25(OH)D			0,005			<0,001
Suficiente	-	-		-	-
Insuficiente	-0,10	-0,23-0,02		-0,14	-0,26 -0,02
Deficiente	-0,23	-0,4- -0,07		-0,32	-0,45- -0,18

Tabela 4

Coeficientes de regressões lineares simples e múltiplos, intervalos de confiança e valor de p para o conteúdo mineral ósseo em mulheres

CMO (g)	β	IC95%	Valor de p*	βaj	IC95%	Valor de p†
Faixa etária, anos			<0,001			<0,001
20-29	-	-		-	-
30-39	-0,07	-0,10-0,90		-0,08	-0,18- 0,13
40-49	-0,05	-0,16-0,05		-0,17	-0,27 -0,65
50-59	-0,02	-0,04-0,01		-0,38	-0,53- -0,24
Cor da pele			0,013			0,010
Branco	-	-
Não Branco	0,12	0,02-0,21		0,91	0,24-0,15
Estado nutricional			<0,001			<0,001
Eutrófico	-	-		-	-
Sobrepeso	0,17	0,08-0,25		0,22	0,14-0,31
Obesidade	0,73	0,16-0,17		0,34	0,26-0,43

DISCUSSÃO

Em nosso estudo, o CMO médio nos homens foi significativamente maior que entre as mulheres. Além disso, em relação à diferença entre os sexos, os principais fatores associados ao CMO foram idade e estado nutricional. Outra observação foi a associação entre educação formal e 25(OH)D entre os homens. Nas mulheres, esta associação esteve relacionada com a cor da pele.

Nossos achados sobre a associação entre sexo e saúde óssea para mulheres apresentaram CMO média significativamente menor, o que é consistente com outros estudos.[3 , 4] Essa diferença está relacionada principalmente à problemas hormonais[29] e se intensifica após a menopausa, quando há redução significativa dos níveis de estrogênio.

A perda de CMO durante a vida adulta também pode estar relacionada a fatores ambientais[30] e genéticos,[5] bem como ao uso prolongado de contraceptivos.[18]

Nossos resultados, em relação à idade, corroboram outros estudos.[3 , 4] Identificou-se que, à medida que a idade aumenta, o equilíbrio entre a formação e a absorção óssea alterado, e o CMO diminui progressivamente. Essa perda é mais pronunciada após o pico de massa óssea, que ocorre por volta dos 30 anos, e então se reduz gradualmente, intensificando-se com o avanço da idade.[31] Portanto, o metabolismo ósseo balanceado, durante a vida adulta, proporciona manutenção adequada à saúde óssea e pode ser fator importante no controle da perda de CMO e para se evitar o risco de fraturas em indivíduos mais velhos.

Após o período de pico de massa óssea procedimentos preventivos devem ser iniciados para evitar declínio ósseo acentuado em idades mais avançadas.

Nesse sentido, a atividade física regular é fator importante, que pode atuar como alternativa não farmacológica para prevenir as consequências decorrentes do baixa massa óssea.[14] Apesar de não terem sido observadas diferenças significativas relacionadas com essa variável em nosso estudo, um CMO médio elevado foi encontrado entre os indivíduos fisicamente ativo. Assim, são necessárias mais investigações relacionando o CMO e o histórico dos indivíduos em relação ao NAF durante todo seu desenvolvimento.

Neste estudo, o estado nutricional (sobrepeso e obesidade) foi fator positivamente associado ao CMO, tanto nos homens quanto nas mulheres. Esse resultado é consistente com achados relatados por outro estudo com adultos jovens,[10] e essa associação positiva pode ser explicada pela maior sobrecarga mecânica entre indivíduos com excesso de peso. Tais achados reforçam a teoria de que o tecido ósseo precisa sofrer estresse mecânico para a formação e remodelação óssea, mantendo o metabolismo ósseo ativo.[11] Por outro lado, deve-se reforçar que existem consequências hormonais de alto peso corporal, que podem prejudicar a saúde óssea, como diabetes tipo 2, síndrome metabólica, resistência à insulina e hiperglicemia, entre outras.[32]

As associações positivas entre nível de educação formal e CMO também foram identificadas entre os homens, indicando que quanto maior o tempo de estudo, melhor a saúde óssea. Esses dados corroboram os de outros estudos que incluíram adultos.[15 , 16] Essa associação positiva supõe que, para doenças relacionadas à saúde óssea, quanto maior o nível de escolaridade, maiores o acesso à informação e o conhecimento sobre cuidados preventivos e atitudes, como prática de atividade física regular e dieta equilibrada, o que pode refletir positivamente na saúde óssea de indivíduos com idade mais avançada.[15 , 16]

Outro achado do nosso estudo foi a relação direta entre a suficiência de 25(OH)D e o CMO entre os homens. Resultados semelhantes foram relatados em outros estudos.[8 , 9] Dada a importância da 25(OH)D para o metabolismo ósseo (absorção e manutenção dos níveis séricos de cálcio e fosfato),[27] se, durante a idade adulta, o metabolismo desta vitamina estiver equilibrado, pode-se manter a saúde óssea adequada nesse estágio de desenvolvimento, e este pode ser fator importante para controlar a perda de CMO e evitar o risco de fratura em indivíduos com idade mais avançada.

Identificamos a cor da pele como fator de associação para as mulheres, estando as mulheres não brancas positivamente associadas ao CMO. Existe grande variação nas concentrações de 25(OH)D de acordo com a cor da pele. Conforme relatado por outros estudos, indivíduos não brancos apresentam 25(OH)D insuficiente, mas apresentam melhor saúde óssea e menor risco para fratura.[33]

Esses achados requerem mais estudos, pois ainda existem lacunas na literatura quanto à associação entre cor da pele, metabolismo de 25(OH)D e saúde óssea nas diferentes populações.

Os aspectos positivos deste estudo são sua abordagem de base populacional, o uso de instrumentos validados, a padronização de procedimentos de coleta de dados, e a adoção de estratégias de controle de qualidade. Além disso, nosso estudo avaliou os fatores de risco para saúde óssea reduzida em homens saudáveis, o que é diferente da maioria dos estudos que avaliaram mulheres no período pós-menopausa, indivíduos com idade avançada e a relação desses grupos com doença específica.

Considerando que o pico de massa óssea ocorre por volta dos 30 anos em ambos os sexos e que um declínio gradual ocorre posteriormente, também avaliamos se os fatores associados à CMO diferem em indivíduos mais jovens comparados com aqueles com mais de 30 anos. No entanto, não foram observadas mudanças significativas em relação à magnitude, direção e significância estatística das associações nas análises estratificadas.

Outra questão considerada em nossa análise foi a possível limitação do IMC como método para avaliar o sobrepeso e a obesidade. Por esse motivo, ao introduzir a percentagem de gordura, consideramos as categorias do modelo final, com base no protocolo triplo,[34 , 35] que substituiu a variável IMC. Nessa análise, identificamos que o modelo final permaneceu inalterado, e os resultados apresentaram os mesmos fatores de associação, tanto para homens quanto para mulheres. Nosso estudo avaliou os fatores associados ao CMO, e os resultados são apresentados pelo IMC, por ser uma medida prática recomendada pela OMS, de fácil aplicação e de baixo custo[26] para classificação do estado nutricional em indivíduos saudáveis com sobrepeso ou baixo peso.

Este é um estudo transversal e, como tal, as associações identificadas não podem ser interpretadas como relação causal. Nossos resultados podem contribuir para melhor compreender a saúde óssea em adultos, bem como para o desenvolvimento de estratégias de prevenção relacionadas à saúde óssea.

CONCLUSÃO

Os achados deste estudo indicam que os principais fatores associados ao baixo conteúdo mineral ósseo foram idade avançada, cor da pele branca, baixa escolaridade, eutrofia e deficiência de 25(OH)D. Diferenças foram observadas entre homens e mulheres. Indivíduos adultos com tais características devem ser considerados e aconselhados sobre as estratégias de prevenção e diagnóstico precoce. Outros estudos são necessários para aprofundar os entendimentos sobre os parâmetros comportamentais, como nível de atividade física, tabagismo e alcoolismo, pois a literatura ainda é escassa quanto à associação desses parâmetros com a saúde óssea.