L'incidenza dell'osteoporosi, come quella dell'obesità, è aumentata negli ultimi decenni. Il numero di fratture dell'anca in molti Paesi è raddoppiato negli ultimi 30 o 40 anni (Bergstrom, et al., 2009). Un'eccezione a questa tendenza è stata l'Australia nel periodo tra il 2001 e il 2006, dove l'incidenza annuale delle fratture dell'anca nelle donne di età superiore ai 60 anni è diminuita del 28,3%. In quegli anni, il numero di prescrizioni di "terapia ormonale sostitutiva" è diminuito del 54,6%, mentre il numero di prescrizioni di bifosfonati è aumentato del 245%. La pubblicazione dei risultati della Women's Health Initiative nel 2002 (che mostravano che il trattamento Prem-Pro causava cancro al seno, attacchi cardiaci e demenza), ha portato a una grande diminuzione dell'uso di trattamenti a base di estrogeni ovunque.

Dopo che la FDA ha approvato l'uso degli estrogeni nel 1972 per la prevenzione dell'osteoporosi, il numero di donne che ne fanno uso è aumentato notevolmente e nel 1994 il 44% delle donne negli Stati Uniti ne faceva uso. Dopo la pubblicazione dei risultati del WHI, il numero di prescrizioni per la "terapia ormonale sostitutiva" si è ridotto di oltre la metà e, in seguito a questa diminuzione delle vendite di estrogeni, l'incidenza del cancro al seno è diminuita del 9% nelle donne di età compresa tra i 50 e i 54 anni.

Poiché l'incidenza delle fratture dell'anca è aumentata mentre aumentava la percentuale di donne che facevano uso di estrogeni, sembra probabile che ci sia qualcosa di sbagliato nella teoria secondo cui l'osteoporosi è causata da una carenza di estrogeni. Questa teoria deriva da quella secondo cui la menopausa sarebbe la conseguenza di un'insufficienza ovarica, dovuta alla mancata ovulazione e alla mancata produzione di estrogeni quando la riserva di ovuli si esaurisce. Questa teoria non è mai stata più di una preferenza ideologica, ma l'industria degli estrogeni l'ha vista come un'opportunità per creare un enorme mercato.

Molti studi sembrano indicare che la maggiore incidenza di fratture osteoporotiche tra le donne sia il risultato della loro esposizione agli estrogeni durante l'età riproduttiva. Ciò sarebbe analogo all'idea che sia l'esposizione cumulativa agli estrogeni a invecchiare i nervi dell'ipotalamo che controllano il rilascio ciclico degli ormoni gonadotropi, causando la menopausa.

. . la natura stessa della scienza è cambiata verso la metà del secolo scorso, diventando orientata al prodotto e alla malattia, cosicché ora sono relativamente poche le persone che continuano a studiare le ossa in modo oggettivo.

Gli studi sugli animali dimostrano che gli estrogeni bloccano la crescita, compresa quella delle ossa. Gli elevati livelli di estrogeni nell'adolescenza e nei primi vent'anni delle ragazze spiegano il fatto che le ossa delle donne sono più leggere di quelle degli uomini. In studi sui ratti, è stato riscontrato che il trattamento con estrogeni allarga lo spazio tra l'osso mascellare e i denti, fattore che favorisce la malattia parodontale (Elzay, 1964). I denti sono molto simili alle ossa, quindi è interessante notare che il trattamento di ratti maschi o femmine con estrogeni aumenta l'incidenza della carie, mentre la rimozione delle gonadi è risultata diminuire l'incidenza (Muhler e Shafer, 1952). L'integrazione con ormone tiroideo ha ridotto l'incidenza della carie sia nei maschi che nelle femmine (Bixler et al., 1957).

Uno dei "recettori degli estrogeni" sembra contribuire attivamente alla perdita di massa ossea (Windahl, et al., 1999, 2001). Studi condotti su cani dopo l'asportazione delle ovaie hanno riscontrato un aumento del tasso di rimodellamento e di formazione ossea nel primo mese, seguito da alcuni mesi di rallentamento della formazione ossea, ma a 10 mesi dall'intervento le ossa erano tornate al loro normale tasso di rimodellamento e "in nessun momento è stata rilevata una riduzione significativa del volume osseo" (Boyce, et al., 1990). L'asportazione delle ovaie influisce sulla produzione di progesterone e di estrogeni, ma le ghiandole surrenali e altri tessuti possono produrre questi ormoni.

Fino a quando l'influenza dell'industria degli estrogeni non l'ha sopraffatta, la scienza ordinaria studiava lo sviluppo osseo in modo completo, comprendendo i suoi ruoli biologici e le influenze dell'ambiente su di esso. Ma la natura stessa della scienza è cambiata verso la metà del secolo scorso, diventando orientata al prodotto e alla malattia, cosicché ora sono relativamente poche le persone che continuano a studiare le ossa in modo oggettivo.

L'eccezionale proprietà fisico-chimica dell'osso è quella di essere un serbatoio-buffer di anidride carbonica, in grado di legare enormi quantità di questo gas nella sua struttura.

Quando l'anidride carbonica aumenta nel flusso sanguigno, all'inizio viene assorbita rapidamente dalle ossa; se il livello di CO2 nel sangue viene mantenuto alto giorno dopo giorno, il tasso di assorbimento rallenta gradualmente, ma negli esperimenti che si sono protratti per diverse settimane le ossa continuavano ad assorbire lentamente altra anidride carbonica; la curva di assorbimento sembra essere asintotica. Quando le persone si spostano da o verso altitudini elevate, le loro ossa sembrano continuare ad adattarsi alle diverse pressioni dei gas per anni. Il minerale dell'osso appena formato è il carbonato di calcio, che si trasforma gradualmente in una grande quantità di fosfato di calcio. Oltre a far parte del minerale, l'anidride carbonica viene incorporata in una proteina (in un processo che richiede la vitamina K), in un processo che porta questa proteina, l'osteocalcina, a legare il calcio. La proteina osteocalcina è saldamente legata a una molecola di collagene. Il collagene costituisce circa il 30% della massa dell'osso; diversi punti percentuali dell'osso sono costituiti da altre molecole organiche, tra cui l'osteocalcina, mentre il resto della massa dell'osso è costituito da minerali.

L'ormone tiroideo è essenziale per la formazione di anidride carbonica. All'inizio degli anni '40, ai conigli da esperimento è stata somministrata la loro dieta standard, con l'aggiunta dell'1% di ghiandola tiroidea essiccata, che equivale a circa 150 grani di tiroide Armour per una persona. I conigli divennero estremamente ipermetabolici e non riuscirono a mangiare abbastanza per soddisfare le loro esigenze nutrizionali per la crescita e il mantenimento dei tessuti. Alla morte, tutti i loro tessuti pesavano molto meno di quelli degli animali che non avevano ricevuto la dose tossica di tiroide, tranne le ossa, che erano più grandi del normale. Gli esperimenti condotti sulle sottili ossa del cranio dei topi hanno dimostrato che l'ormone tiroideo attivo, il T3, aumenta la formazione delle ossa. Per aumentare la respirazione cellulare e la produzione di anidride carbonica, la T3 aumenta l'attività dell'enzima citocromo ossidasi, che utilizza il rame come cofattore. L'aumento dell'attività tiroidea aumenta l'assorbimento del rame dagli alimenti.

Esiste una condizione ereditaria negli esseri umani, chiamata osteopetrosi o malattia delle ossa di marmo, causata dalla mancanza di un enzima anidrasi carbonica, che fa sì che gli esseri umani trattengano un livello molto elevato di anidride carbonica nei loro tessuti. Utilizzando una sostanza chimica che inibisce l'anidrasi carbonica, come il diuretico acetazolamide, è possibile produrre una condizione simile negli animali. L'acetazolamide inibisce le azioni di riassorbimento osseo dell'ormone paratiroideo, compresa la formazione di acido lattico e il rilascio dell'enzima lisosomiale beta-glucuronidasi (Hall e Kenny, 1987).

Mentre l'acidosi lattica causa la perdita di tessuto osseo, l'acidosi causata dall'aumento dell'acido carbonico non lo fa; un basso livello di bicarbonato nei fluidi corporei sembra rimuovere il carbonato dall'osso (Bushinsky, et al., 1993) e anche i fosfati minerali (Bushinsky, et al., 2003). L'ormone paratiroideo, che rimuove il calcio dall'osso, provoca la formazione di acido lattico nelle cellule ossee (Nijweide, et al., 1981; Lafeber, et al., 1986). L'acido lattico prodotto dall'esercizio fisico intenso causa la perdita di calcio dalle ossa (Ashizawa, et al., 1997), mentre il bicarbonato di sodio aumenta la ritenzione di calcio da parte delle ossa. La vitamina K2 (Yamaguchi, et al., 2003) blocca la rimozione del calcio dall'osso causata dall'ormone paratiroideo e dalla prostaglandina E2, bloccando completamente la loro stimolazione della produzione di acido lattico da parte dei tessuti ossei. Anche l'aspirina, che, come la vitamina K, sostiene la respirazione cellulare e inibisce la formazione di acido lattico, favorisce la calcificazione ossea. La vitamina K2 stimola la formazione di due importanti proteine ossee, l'osteocalcina e l'osteonectina (Bunyaratavej, et al., 2009), e riduce l'attività degli estrogeni ossidando l'estradiolo (Otsuka, et al, 2005).

La formazione del guscio d'uovo, costituito per lo più da carbonato di calcio, è analoga alla fase iniziale della formazione ossea. Nella stagione calda, quando le galline ansimano e abbassano l'anidride carbonica, formano gusci sottili. Un supplemento di bicarbonato di sodio migliora la qualità del guscio delle uova (Balnave e Muheereza, 1997; Makled e Charles, 1987). Le galline che depongono abitualmente uova con guscio sottile hanno un bicarbonato nel sangue più basso rispetto a quelle che depongono uova con guscio spesso (Wideman e Buss, 1985).

Una delle argomentazioni per fermare la vendita del DDT negli Stati Uniti era che minacciava di causare l'estinzione di varie specie di uccelli, in quanto causava la deposizione di uova con gusci molto deboli. Diverse altre sostanze estrogeniche sintetiche, etinilestradiolo, lindano e PCB, causano l'assottigliamento del guscio delle uova, in parte alterando l'attività dell'anidrasi carbonica (Holm, et al, 2006). Gli estrogeni e la serotonina attivano l'anidrasi carbonica in alcuni tessuti, mentre il progesterone tende a inibirla. Il DDE, un metabolita del DDT, riduce la formazione ossea midollare negli uccelli (Oestricher, et al., 1971) e la densità minerale ossea negli uomini (Glynn, et al., 2000). Tra i suoi effetti estrogenici, il DDE aumenta la prolattina (Watson, et al., 2007); una forma di DDT inibisce la sintesi del progesterone e aumenta gli estrogeni (Wojtowics, et al., 2007).

In gioventù, la mineralizzazione della struttura collagene è leggermente inferiore rispetto alla maturità e le ossa sono più flessibili. Con l'invecchiamento, la mineralizzazione aumenta progressivamente, la percentuale di collagene diminuisce leggermente e le ossa diventano sempre più fragili. (Rogers, et al., 1952; Mbuyi-Muamba, et al., 1987).

Il collagene è una parte importante della sostanza extracellulare ovunque nel corpo e la sua concentrazione aumenta con l'invecchiamento nei tessuti non calcificati. Il collagene si rinnova e si modifica in modo considerevole, con la formazione di nuove molecole e la disgregazione di quelle vecchie, ma la sua struttura media cambia con l'invecchiamento, diventa meno solubile e più rigida, come risultato dei legami chimici incrociati che si formano tra le molecole. Questi legami incrociati sono coinvolti nella regolazione della differenziazione delle cellule ossee (Turecek, et al., 2008). Recentemente (2 agosto 2011), Deasey et al. hanno pubblicato prove che dimostrano che i legami crociati sono necessari per la mineralizzazione dell'osso (2011).

L'eccezionale proprietà fisico-chimica dell'osso è quella di essere un serbatoio-buffer di anidride carbonica, in grado di legare enormi quantità di gas nella sua struttura.

Intorno al 1950, Fritz Verzar ha iniziato a studiare i cambiamenti del collagene che si verificano con l'invecchiamento e il suo lavoro ha portato alla "teoria del collagene dell'invecchiamento". Egli dimostrò che i tendini più vecchi, più rigidi e meno elastici hanno una temperatura di "fusione" o di contrazione più elevata rispetto ai tendini giovani. (Questo effetto è responsabile dell'arricciamento di un pezzo di carne durante la frittura).

Verzar e i suoi colleghi hanno studiato gli effetti dei trattamenti ormonali sull'invecchiamento del collagene dei ratti, soprattutto nei tendini della coda. Hanno scoperto che il trattamento con estrogeni aumentava la rigidità e la temperatura di fusione dei tessuti collageni. Mentre gli estrogeni aumentavano la reticolazione con l'invecchiamento, la rimozione della ghiandola pituitaria ritardava l'invecchiamento.

In seguito, gli enzimi transglutaminasi e lisilossidasi, che sono indotti dagli estrogeni, sono risultati essere un fattore importante nella reticolazione del collagene e di altre molecole.

Quando si è scoperto che gli estrogeni invecchiano i tessuti connettivi, si è ipotizzato che la riproduzione continua durante la vita di un animale, aumentando notevolmente l'esposizione totale dei tessuti agli estrogeni, avrebbe aumentato la rigidità invecchiata dei tessuti connettivi, ma questi animali si sono rivelati meno rigidi. Durante la gravidanza sono stati aumentati anche altri ormoni, soprattutto il progesterone, e si è ipotizzato che questo inverta gli effetti dell'invecchiamento e degli estrogeni. Poiché la maggior parte delle persone credeva che le gravidanze frequenti avrebbero causato un invecchiamento più rapido della donna, è stata condotta un'ampia indagine sui registri, per confrontare la longevità delle donne con il numero di gravidanze. Si scoprì, negli estesissimi registri ungheresi, che la durata della vita aumentava in proporzione al numero di gravidanze.

Nonostante questi risultati molto interessanti negli anni '50 e '60, la crescente influenza dell'industria degli estrogeni ha cambiato la direzione della ricerca sull'invecchiamento, favorendo la convinzione che la diminuzione degli estrogeni acceleri il deterioramento dei tessuti nell'invecchiamento, La popolarità della "teoria dei radicali liberi dell'invecchiamento" di Denham Harman ha portato molte persone a ritenere che le reazioni casuali prodotte dalla perossidazione lipidica fossero responsabili della maggior parte dei legami crociati, teoria che è stata gradualmente sostituita dalla teoria della "glicazione" dell'invecchiamento, secondo la quale le molecole di zucchero si rompono e formano i legami crociati, attraverso processi casuali e non enzimatici. Il ruolo degli estrogeni nell'invecchiamento è stato completamente ignorato.

L'industria della carne è interessata a ridurre la durezza della carne, influenzando la natura del collagene nel muscolo. È stato riscontrato che gli animali castrati producono carne più tenera di quella dei maschi intatti. Quando gli animali castrati sono stati trattati con testosterone, la quantità di collagene è aumentata, rendendo la carne più dura. Ma quando è stato utilizzato il diidrotestoserone, che non può essere convertito in estrogeno, la carne non è diventata dura. Il trattamento con estrogeni produceva lo stesso aumento di collagene del trattamento con testosterone, dimostrando che l'effetto del testosterone era principalmente il risultato della sua conversione in estrogeni (Miller et al., 1990).

Negli anni '60 e '70 l'industria degli estrogeni cercava un modo per sfruttare le conoscenze sul fatto che nella pubertà gli estrogeni sono responsabili dell'accelerazione della calcificazione della placca di accrescimento alle estremità delle ossa lunghe, e per trovare un motivo per vendere estrogeni a tutte le donne interessate ai problemi dell'invecchiamento. Studiando il metabolismo osseo, si è scoperto che due tipi di cellule sono attive nel rimodellare costantemente la struttura ossea: Osteoclasti (che lo demoliscono) e osteoblasti (che costruiscono nuovo osso). Si scoprì che gli estrogeni rallentavano l'azione degli osteoclasti, così l'idea che avrebbero ritardato l'osteoporosi divenne la base di un'enorme campagna di marketing. Il rallentamento del metabolismo osseo divenne l'obiettivo principale. Sebbene fosse noto che gli estrogeni aumentassero la prolattina e che quest'ultima accelerasse la perdita ossea, quasi tutte le pubblicazioni iniziarono a concentrarsi sulle sostanze presenti nel sangue o nelle urine che corrispondevano al tasso di turnover osseo, con l'implicazione che un aumento del turnover osseo avrebbe corrisposto a una perdita netta di osso.

È in questo contesto che, negli anni '80, cominciarono a comparire articoli sul ruolo della tiroxina nel causare l'osteoporosi. L'ormone tiroideo favorisce il rinnovamento osseo e aumenta gli indicatori della disgregazione ossea nel sangue e nelle urine. Se l'uso degli estrogeni doveva essere giustificato dal rallentamento del turnover osseo, allora gli effetti della tiroide, che accelera il turnover osseo, dovevano essere interpretati come una prova di distruzione ossea.

Un problema di fondo di molte pubblicazioni su tiroide e perdita ossea era che si parlava di una pratica medica non fisiologica (la prescrizione del pre-ormone, la tiroxina), che spesso non riusciva a migliorare la funzione tiroidea e poteva addirittura peggiorarla, abbassando la quantità di T3 nei tessuti.

In seguito, si è notato che un TSH elevato era associato ai segni di un minore turnover osseo. Il TSH aumenta quando c'è meno ormone tiroideo, ma (dopo che il TSH ricombinante è diventato disponibile per uso medico) alcune pubblicazioni hanno sostenuto che era il TSH stesso, piuttosto che l'assenza di ormone tiroideo, a "proteggere" le ossa (abbassando l'evidenza del turnover osseo). La dottrina che era stata sviluppata per sostenere la terapia estrogenica veniva ora utilizzata per opporsi alla terapia tiroidea. Mantenere alto il TSH avrebbe rallentato il turnover osseo.

Lavorando in questo contesto culturale, gli ingegneri genetici di Amgen identificarono una proteina che inibiva la formazione di cellule osteoclaste e rallentava il metabolismo osseo. Si ipotizzò che fosse responsabile della soppressione degli osteoclasti da parte degli estrogeni e apparvero molte pubblicazioni che dimostravano che era aumentata dagli estrogeni. Fu chiamata "osteoprotegerina", cioè "proteina protettrice dell'osso". La prolattina aumenta l'osteoprotegerina (OPG), riducendo il riassorbimento osseo proprio come fanno gli estrogeni. Anche la serotonina aumenta l'OPG e si scopre che l'OPG è elevata in tutte le condizioni patologiche associate all'elevata serotonina, tra cui il cancro, l'ipertensione arteriosa polmonare, la calcificazione vascolare e persino la perdita ossea.

Mentre Arthur Everitt, Verzar e altri studiavano gli effetti dell'ipofisi del ratto (e di altre ghiandole) sul collagene, W. D. Denckla studiava gli effetti degli ormoni riproduttivi e dell'asportazione dell'ipofisi in un'ampia varietà di animali, compresi pesci e molluschi. Aveva notato che la riproduzione in varie specie (ad esempio, il salmone) era rapidamente seguita da un rapido invecchiamento e dalla morte. Rimuovendo l'ipofisi (o il suo equivalente) e fornendo l'ormone tiroideo, scoprì che gli animali privi di ipofisi vivevano molto più a lungo di quelli intatti e mantenevano un alto tasso metabolico. Facendo estratti di ghiandole pituitarie, trovò una frazione (strettamente correlata alla prolattina e all'ormone della crescita) che sopprimeva il consumo di ossigeno dei tessuti e accelerava i cambiamenti degenerativi dell'invecchiamento.

L'invecchiamento, gli estrogeni, il cortisolo e una serie di stress, tra cui le radiazioni e la perossidazione lipidica, alterano chimicamente il collagene, producendo legami incrociati che ne aumentano la rigidità e influenzano il modo in cui lega i minerali. Gli enzimi di reticolazione indotti dagli estrogeni sono coinvolti nella normale maturazione del collagene osseo e, durante la pubertà, quando gli estrogeni aumentano, la crescita ossea è rallentata, poiché la reticolazione e la mineralizzazione sono accelerate. Con l'invecchiamento e l'accumulo di metalli pesanti e grassi polinsaturi, i processi ossidativi casuali aumentano la reticolazione. Nelle ossa, le masse relativamente grandi di cartilagine assorbono lentamente l'ossigeno e i nutrienti, per cui all'interno la quantità di ossigeno è molto limitata, circa 1/5 rispetto alla superficie, e questa bassa tensione di ossigeno è un fattore importante nella regolazione della crescita, della differenziazione, della reticolazione e della calcificazione, mantenendo l'integrità ossea. Nei vasi sanguigni, invece, i tessuti connettivi sono abbondantemente riforniti di ossigeno e sostanze nutritive; questo è normalmente un fattore che regola la produzione di collagene e la sua reticolazione e impedisce la calcificazione.

Quando i fattori che promuovono la sintesi e la maturazione del collagene aumentano a livello sistemico, con l'invecchiamento e lo stress, l'eccesso di reticolazione rallenta il processo di rinnovamento biologico delle ossa, ma nei vasi sanguigni gli stessi processi che creano un eccesso di reticolazione avviano un processo di calcificazione, coinvolgendo i vari fattori che in gioventù sono responsabili della normale maturazione delle ossa.

La prolattina, come gli estrogeni, interferisce con la funzione tiroidea e il consumo di ossigeno (Wade, et al., 1986; Strizhkov, 1991; Spatling, et al., 1982). Molti anni fa, si riteneva che l'allattamento ripetuto causasse osteoporosi e perdita di denti e la prolattina, che mobilita il calcio dalle ossa per la produzione di latte, era riconosciuta come un importante fattore di perdita ossea. Si è scoperto che i farmaci che aumentano la prolattina causano l'osteoporosi. Nei 40 anni trascorsi da quando l'industria farmaceutica ha iniziato a promuovere intensamente gli estrogeni per prevenire e curare l'osteoporosi, si è prestata pochissima attenzione al fatto che gli estrogeni aumentano la prolattina, che contribuisce all'osteoporosi, ma alcune persone (ad esempio, Horner, 2009) hanno notato che i contraccettivi orali e i trattamenti ormonali della menopausa hanno danneggiato le ossa dell'orecchio interno, causando l'otosclerosi e la riduzione dell'udito, e hanno suggerito che la prolattina media l'effetto. Qualche anno fa, si è scoperto che gli antidepressivi "inibitori della ricaptazione della serotonina", già noti per aumentare la prolattina incrementando gli effetti della serotonina, provocano l'osteoporosi dopo un uso prolungato. Gli estrogeni aumentano la serotonina, che oltre a favorire la secrezione di prolattina, stimola anche la produzione di ormone paratiroideo e cortisolo, entrambi in grado di rimuovere il calcio dalle ossa e di contribuire alla calcificazione dei vasi sanguigni. L'associazione tra l'indebolimento delle ossa e l'indurimento delle arterie è ormai ampiamente riconosciuta, ma i ricercatori sono attenti a non indagare sui meccanismi che potrebbero influenzare le vendite di importanti prodotti farmaceutici, soprattutto estrogeni e antidepressivi.

In seguito al riconoscimento che i farmaci SSRI causano l'osteoporosi, si è scoperto che la serotonina prodotta nell'intestino causa la perdita di tessuto osseo e che l'inibizione della sintesi intestinale di serotonina arresterebbe la perdita di tessuto osseo e produrrebbe un effetto anabolizzante (Inose, et al., 2011). Un gruppo che si era concentrato sulle interazioni dei geni ha commentato che, riconoscendo gli effetti della serotonina intestinale, era diventato improvvisamente consapevole della "fisiologia dell'intero organismo" (Karsenty e Gershon, 2011).

In precedenti newsletter ho parlato della capacità dell'irritazione intestinale e dell'aumento di serotonina ad essa associato di causare mal di testa, asma, tosse, malattie cardiache e dei vasi sanguigni, distrofia muscolare, sintomi influenzali, artrite, infiammazione di muscoli e nervi, depressione e malattie infiammatorie del cervello. Con il nuovo riconoscimento che la serotonina è una causa fondamentale dell'osteoporosi, la salute dell'intestino diventa un tema importante nella ricerca sull'invecchiamento.

La proteina che inibisce la formazione intestinale di serotonina è la proteina legata al recettore delle lipoproteine a bassa densità. Questo sembra avere qualcosa a che fare con il fatto che un HDL "basso" è associato a ossa migliori. Un basso livello di LDL è associato a un aumento delle fratture vertebrali (Kaji, et al., 2010).

La sintesi e il ricambio della cartilagine sono massimi di notte. È inibita dall'acidosi metabolica (aumento dell'acido lattico), ma non dall'acidosi respiratoria (CO2) (Bushinsky, 1995). Poiché la maggior parte del calcio viene persa dalle ossa durante la notte (Eastell, et al., 1992; anche nei bambini: DeSanto, et al., 1988) in associazione all'aumento notturno delle sostanze cataboliche, come gli acidi grassi liberi, il cortisolo, la prolattina, il PTH e l'adrenalina, gli elementi che riducono al minimo lo stress notturno possono diminuire il turnover osseo. Tra questi vi sono il calcio (Blumsohn, et al., 1994) e lo zucchero. Le sostanze e i processi catabolici aumentano con l'invecchiamento, soprattutto di notte. I bambini crescono maggiormente durante la notte, quando il turnover osseo è elevato, e anche un pisolino diurno accelera il turnover del collagene (Lutchman, et al., 1998).

Le discussioni sul fatto che l'osteoporosi di una certa persona sia "osteoporosi menopausale" o "osteoporosi senile" hanno trascurato la possibilità che l'osteoporosi non inizi in menopausa o in età avanzata, ma che sia il risultato di processi di sviluppo che durano tutta la vita e che interagiscono con tutti i fattori coinvolti nell'invecchiamento. Il fatto che il contenuto di collagene dell'osso vecchio sia inferiore a quello dell'osso giovane (in percentuale del peso dell'osso) dimostra che il problema dell'osteoporosi non è una mancanza di calcificazione, ma una carenza di rinnovamento dei tessuti, parallelamente alla sarcopenia, la diminuzione della massa muscolare con l'invecchiamento. Una diminuzione sistemica del rinnovamento dei tessuti spiegherebbe l'associazione della perdita ossea con altri processi come la calvizie maschile (Morton, et al., 2007) e la malattia di Alzheimer (Zhou, et al., 2011, Duthie, et al., 2011).

L'elevato livello di produzione di energia respiratoria che caratterizza la giovinezza è necessario per il rinnovamento dei tessuti. L'accumulo di fattori che compromettono la respirazione mitocondriale porta a una crescente produzione di fattori di stress, necessari per la sopravvivenza quando l'organismo non è in grado di produrre semplicemente nuovi tessuti energetici secondo le necessità. Il ricorso continuo a queste sostanze rimodella progressivamente l'organismo, ma l'investimento nella sopravvivenza a breve termine, senza eliminare i fattori problematici, tende ad aggravare il problema energetico di base. Questo sembra essere il motivo per cui gli animali di Denckla, privati dell'ipofisi ma dotati di ormone tiroideo, vivevano così a lungo: non erano in grado di mobilitare le molteplici difese che riducono la produzione di energia respiratoria dei mitocondri.

Diverse cose che i genetisti non sarebbero mai riusciti a inserire nei loro schemi di "molecole regolatrici dell'osso", come l'OPG, l'ormone della crescita, l'ormone paratiroideo e gli estrogeni, si adattano perfettamente all'idea che la salute delle ossa sia mantenuta dall'energia respiratoria e dal rinnovamento dei tessuti, sotto l'influenza dell'ormone tiroideo. Ad esempio, l'adrenalina, aumentata dallo stress, dall'invecchiamento e dall'ipotiroidismo (e in molti casi dagli estrogeni), causa la perdita di tessuto osseo. Anche la perdita ossea causata dall'immobilità può essere bloccata da un bloccante dell'adrenalina come il propranololo. (Lo stress dell'immobilità aumenta notoriamente anche la serotonina). L'adrenalina tende a diminuire l'anidride carbonica e ad aumentare l'acido lattico e aumenta fortemente l'ormone paratiroideo (Ljunhgall S, et al., 1984).

Il calcio attiva la respirazione mitocondriale e abbassa l'adrenalina (Luft, et al., 1988), l'ormone paratiroideo (Ohgitani, et al., 1997) e la prolattina (Kruse e Kracht, 1981). Il rame, che è il cofattore dell'enzima citocromo C ossidasi, attivato dalla tiroide, è essenziale per la formazione e il mantenimento delle ossa ed è costantemente carente nell'osteoporosi. L'ormone tiroideo aumenta la capacità dell'organismo di assimilare il rame.

L'aspirina, che stimola la formazione ossea, ha altre azioni simili alla tiroide, tra cui l'attivazione della respirazione mitocondriale e della produzione di energia, con un aumento della citocromo C ossidasi (Cai, et al., 1996), e abbassa la serotonina (Shen, et al., 2011). Sembra inoltre che protegga dalla calcificazione dei tessuti molli (Vasudev, et al., 2000), anche se le indagini in merito sono state sorprendentemente poche. "L'aspirina può promuovere il rimodellamento dell'osso trabecolare, migliorare la struttura tridimensionale dell'osso trabecolare e aumentare la densità ossea della cavità cancellosa nei ratti osteoporotici stimolando la formazione ossea. Potrebbe diventare un nuovo farmaco per il trattamento dell'osteoporosi" (Chen, et al., 2011).

Un'ampia gamma di mediatori infiammatori che accelerano l'infiammazione e la perdita ossea inibiscono anche la funzione tiroidea. Le persone che mangiavano più grassi polinsaturi, che inibiscono la tiroide e il metabolismo ossidativo, avevano diverse volte più probabilità di avere fratture osteoporotiche (cioè fratture essenzialmente spontanee) rispetto alle persone che ne mangiavano di meno (Martinez-Ramirez, et al., 2007).

L'acido arachidonico stimola la secrezione di prolattina, che agisce sulla tiroide per diminuirne l'attività e su altri tessuti per aumentarne la glicolisi (con produzione di lattato), diminuendo il metabolismo ossidativo (Spatling, et al., 1982; Strizhkov, 1991).

La vita ad alta quota, che rafforza le ossa, aumenta l'attività della tiroide e diminuisce la prolattina (Richalet, et al., 2010) e l'ormone paratiroideo (Khan, et al., 1996). Riduce gli acidi grassi liberi, che abbassano la massa ossea riducendo la formazione ossea e aumentando il riassorbimento osseo (Chen, et al., 2010). Nelle donne in menopausa, gli acidi grassi polinsaturi e persino i grassi monoinsaturi sono associati alla perdita di massa ossea, mentre il consumo di frutta e verdura protegge dalla perdita di massa ossea (Macdonald, et al., 2004).

Sebbene sia molto interessante che il propranolo, che blocca l'adrenalina, e i farmaci che bloccano la formazione di serotonina abbiano effetti protettivi e ricostituenti per le ossa, essi hanno anche effetti collaterali indesiderati. Le scelte alimentari che ottimizzano il metabolismo ossidativo sono il modo più sicuro ed economico per affrontare il problema dell'osteoporosi e di altre alterazioni degenerative. Una persona può facilmente percepire cambiamenti nell'appetito, nella qualità del sonno, nella pelle, nei capelli, nell'umore e così via, ma gli esami del sangue potrebbero essere utilizzati per confermare che si stanno facendo le scelte giuste. I test per la vitamina D, l'ormone paratiroideo, gli acidi grassi liberi e la CO2/bicarbonato, oltre agli ormoni, possono essere utili se una persona non è sicura che la sua dieta, l'esposizione alla luce solare e l'integrazione della tiroide siano adeguate.

La concezione medica popolare dell'organismo si basa su una visione meccanicistica della causalità, in cui i geni hanno un ruolo centrale, facendo sì che le cose si sviluppino e funzionino in determinati modi, e che gli ormoni e i farmaci possono far aumentare o diminuire l'attività dei geni. I geni che costruiscono le ossa possono essere attivati da una sostanza, mentre i geni che le distruggono possono essere inibiti da un'altra sostanza. La storia dell'"osteoprotegerina" illustra il problema di questo tipo di pensiero.

La descrizione di Vernadsky di un organismo come un "vortice di atomi" è probabilmente un modo migliore per pensare a come funziona la "causalità". L'aria in movimento in un vortice forma un sistema auto-intensificante, con il movimento che riduce la pressione, causando l'attrazione di altra aria nel sistema. Gli atomi che si muovono in coordinamento non agiscono come cose separate, ma come parti di una cosa più grande. Il modo in cui l'aumento del metabolismo nelle ossa agisce favorevolmente sul metabolismo dei reni, dei vasi sanguigni, dei polmoni, del fegato, dell'apparato digerente, ecc. che a sua volta favorisce il rinnovamento delle ossa, è analogo alla tendenza di una tromba d'aria a intensificarsi finché c'è una fonte di energia. L'intensità del metabolismo ossidativo è il fattore di base che permette il coordinamento continuo dell'attività e il rinnovamento armonioso di tutti i componenti dell'organismo.