Genetically defined adult-type hypolactasia and self-reported lactose intolerance as risk factors of osteoporosis in Finnish postmenopausal women. Eur J Clin Nutr

Department of Medical Genetics, University of Helsinki, Helsinki, Finland.
European Journal of Clinical Nutrition (Impact Factor: 2.71). 11/2005; 59(10):1105-11. DOI: 10.1038/sj.ejcn.1602219
Source: PubMed


To study the relationships of molecularly defined lactose malabsorption (LM) and self-reported lactose intolerance (LI) to bone mineral density (BMD) and fractures among Finnish postmenopausal women.
A cross-sectional study of two cohorts.
Helsinki University Central Hospital.
One cohort was population-based and comprised 453 women, aged 62-78 (mean 69) y. Another comprised 52 women, aged 69-85 (mean 75) y, with osteoporotic fractures and 59 control women, aged 69-83 (mean 74) y, without osteoporosis.
A single nucleotide polymorphism of the lactase (LCT) gene at chromosome 2q21-22 was studied. It shows complete association with intestinal disaccharidase activity, with the genotype CC(-13 910) meaning adult-type hypolactasia (primary LM) and the genotypes CT(-13 910) and TT(-13 910) lactose absorption. BMD of the heel was measured by dual-energy X-ray absorptiometry (DXA).
In the population-based cohort, 16.0% of women had self-reported LI but only 15.3% of them had the CC(-13 910) genotype. Calcium intake from dairy products (P = 0.10) and BMD, adjusted for age, weight, height, exercise, smoking, and estrogen use (P = 0.71) were similar for the genotypes. Women with self-reported LI had reduced calcium intake from dairy products (P < 0.0001) but they were more frequent users of calcium supplements than lactose-tolerants (P < 0.0001). Adjusted BMD was similar for lactose intolerant and tolerant women (P = 0.60). Of 104 women with previous fracture in the population-based cohort, 13.5% had the CC(-13 910) genotype, which did not differ from the prevalence of 19.3% among 347 women without fractures (P = 0.29). The frequency of the CC(-13 910) genotype (23.1%) for 52 women with established osteoporosis was similar as for 59 control women (15.3%) (P = 0.19).
Molecularly defined LM and self-reported LI are not risk factors for osteoporosis, if calcium intake from diet and/or supplements remains sufficient. Our study confirms the poor correlation between self-reported LI and LM established by different techniques.

Download full-text


Available from: Tuula Pekkarinen, Jul 03, 2014
  • Source
    • "Since approximately 80% of the dietary calcium intake of Finns is derived from milk products [35], the low consumption of milk products due to genetic lactase non-persistence could be considered a potential risk factor for bone health in the Finnish population. Previous Finnish studies have shown that genetic lactase non-persistence was not associated with detrimental effects on bone turnover rate or on the acquisition of PBM in young men [36], nor was it a risk factor for osteoporosis in postmenopausal women [37]. However, in Finns aged 85 years and older, genetic lactase non-persistence was associated with bone fractures [38]. "
    [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: Some studies have reported that after attainment of peak bone mass (PBM), slow bone loss may occur in both men and women; however, findings are inconsistent. Genetic factors play a significant role in bone loss, but the available evidence is conflicting. Genetic lactase non-persistence (lactase C/C(-13910) genotype) is suggested to increase risk for inadequate calcium intake predisposing to poorer bone health. We investigated whether this genotype is associated with PBM and bone loss in young Finnish adults. Subjects belong to the Cardiovascular Risk in Young Finns Study that is an ongoing multi-centre follow-up of atherosclerosis risk factors. From the original cohort, randomly selected subjects aged 20-29 participated in baseline bone mineral density (BMD) measurements (n=358), and in follow-up measurements 12 years later (n=157). Bone mineral content (BMC) and BMD at lumbar spine (LS) and femoral neck (FN) were measured at baseline and follow-up with dual energy X-ray absorptiometry (DXA). Lactase C/T(-13910) polymorphism was determined by PCR and allele-specific fluorogenic probes. Information on lifestyle was elicited with questionnaires. During the follow-up, bone loss at both bone sites was greater in males (LS BMD: -1.1%, FN BMD: -5.2%) than in females (LS BMD: +2.1%, FN BMD: -0.7%) (both bone sites p=0.001). Younger age predicted greater loss of FN BMC and BMD in females (p=0.013 and p=0.001, respectively). Increased calcium intake predicted FN BMD gain in both sexes (in females B=0.007 g/cm(2)/mg, p=0.002; in males B=0.006, p=0.045), and increased physical activity LS BMD gain in females (B=0.091 g/cm(2)/physical activity point, p=0.023). PBM did not differ between the lactase genotypes, but males with the CC(-13910) genotype seemed to be prone to greater bone loss during the follow-up (LS BMD: C/C vs. T/T p=0.081). In conclusion, bone loss in young adulthood was more common in males than in females and seemed to occur mainly at the femoral neck. Young males with the lactase CC(-13910) genotype may be more susceptible to bone loss; however, calcium intake predicts changes in bone mass more than the lactase genotype.
    Full-text · Article · Feb 2009 · Bone
  • Source
    [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: Congenital lactase deficiency (CLD) (MIM 223000) is a rare autosomal recessive gastrointestinal disorder characterized by watery diarrhea in infants fed with breast milk or other lactose-containing formulas. The CLD locus was previously assigned by linkage and linkage disequilibrium analyses on 2q21 in 19 Finnish families. In this study, the molecular background of this disorder is reported. The CLD locus was refined in 32 CLD patients in 24 families by using microsatellite and single nucleotide polymorphism (SNP) haplotypes. Mutation analyses were performed by direct sequencing. We identified 5 distinct mutations in the lactase (LCT) gene, encoding the enzyme that hydrolyzes lactose in the intestinal lumen. These findings facilitate genetic testing of CLD in clinical practice and enable genetic counseling. The present data also provide the basis for detailed characterization of the molecular pathogenesis of this disorder. Adult-type hypolactasia (MIM 223100) (lactase non-persistence, lactose intolerance) is an autosomal recessive gastrointestinal condition that is a result of a decline in the activity of lactase in the intestinal lumen after weaning. Adult-type hypolactasia is considered to be a normal phenomenon among mammals and symptoms are remarkably milder than experienced in CLD. Recently, a variant C/T-13910 was shown to associate with the adult-type hypolactasia trait, locating 13.9 kb upstream of the LCT gene. In this study, the functional significance of the C/T-13910 variant was determined by studying the LCT mRNA levels in intestinal biopsy samples in children and adults with different genotypes. RT-PCR followed by solid-phase minisequencing was applied to determine the relative expression levels of the LCT alleles using an informative SNP located in exon 1. In children, the C-13910 allele was observed to be downregulated after five years of age in parallel with lactase enzyme activity. The expression of the LCT mRNA in the intestinal mucosa in individuals with the T-13910 A-22018 alleles was 11.5 times higher than that found in individuals with the C-13910, G-22018 alleles. These findings suggest that the C/T-13910 associated with adult-type hypolactasia is associated with the transcriptional regulation of the LCT gene. The presence of the T-13910 A-22018 allele also showed significant elevation lactase activity. Galactose, the hydrolysing product of the milk sugar lactose, has been hypothesized to be poisonous to ovarian epithelial cells. Hence, consumption of dairy products and lactase persistence has been proposed to be a risk factor for ovarian carcinoma. To investigate whether lactase persistence is related to the risk of ovarian carcinoma the C/T-13910 genotype was determined in a cohort of 782 women with ovarian carcinoma 1331 individuals serving as controls. Lactase persistence did not associate significantly with the risk for ovarian carcinoma in the Finnish, in the Polish or in the Swedish populations. The findings do not support the hypothesis that lactase persistence increases the risk for ovarian carcinoma. Synnynnäinen laktaasin puutos (congenital lactase deficiency, CLD [MIM 223000]) on vakava peittyvästi periytyvä suolistosairaus. Potilailla on tyypillistä runsas vetinen ripuli, joka ilmenee maitoruokinnan alettua. Ripuli johtaa ravintoaineiden imeytymishäiriöön ja kasvun hidastumiseen. Potilaiden laktaasiaktiivisuus on havaittu ohutsuolessa hyvin alhaiseksi. Vaikea ripuli johtuu nimenomaan hydrolysoimattoman laktoosin kertymisestä suolistoon aiheuttaen osmoosin, vaikean kuivumistilan, asidoosin ja painon menetyksen syntymäpainon alapuolelle. Laktoositon ruokavalio poistaa oireet ja palauttaa kehityksen normaaliksi. CLD-vauvoja syntyy Suomessa yksi vuodessa (1:60000). Se kuuluu yhdessä 36 muun harvinaisen Suomessa esiintyvän sairauden kanssa ns. suomalaiseen tautiperintöön. Tutkimuksen tarkoituksena oli tunnistaa CLD:lle altistavat geneettiset tekijät geenien kartoitus- ja sekvensointimenetelmien avulla. Tutkimuksessa analysoitiin 32 CLD-potilasta 24 eri perheestä. Löysimme viisi CLD:lle altistavaa mutaatiota laktaasigeenistä (LCT), joista Y1390X-mutaation havaittiin olevan yleisin ns. Finmajor-mutaatio. Löydökset mahdollistavat sairauden perinnöllisen testauksen ja neuvonnan. Lapsuuden jälkeen tai nuorella aikuisiällä havaittu primääri maitosokerin imeytymishäiriö (MIM 223100) (tunnettu myös laktoosi-intoleranssina) on yleinen laktaasin aktiivisuuden alenemisesta johtuva ilmiö. Laktaasiaktiivisuus alenee suolistossa 5-10% lapsuudesta havaitusta ja laktoosi ruokavaliossa aiheuttaa suolistoperäisiä oireita. Laktaasin puutos on nisäkkäille luonnollinen ilmiö, näin lapsi vierotetaan rinnasta käyttämään kiinteätä ravintoa. Kuitenkin joillain ihmisillä korkea laktaasiaktivisuus säilyy koko elinajan. Kyseiseen ilmiasuun on havaittu liittyvän yhden emäksen muutos C→T-13910 noin 14 kiloemästä laktaasigeenistä ylävirtaan. T-13910-muutoksen perineet henkilöt säilyttävät laktaasiaktiivisuuden ja kyvyn pilkkoa laktoosia. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli määrittää C/T-13910 emäsmuutoksen vaikutus laktaasigeenin ilmentymiseen lähetti-RNA tasolla lapsilla ja aikuisilla. Laktaasigeenin ilmentymistä tutkittiin geenispesifisellä minisekvensointimenetelmällä pohjukaissuolesta otetuista näytteistä. Havaitsimme, että laktaasia säädellään transkriptiotasolla, C-13910-muutos sallii laktaasigeenin lähetti-RNA:n laskun. Ilmiö oli havaittavissa lapsilla viiden ikävuoden jälkeen. Aikuisilla T-13910-emäsmuutos vastasi 92% havaitusta laktaasigeenin lähetti-RNA:n ilmentymisestä, joka näkyi myös korkeana laktaasiaktiivisuutena. Galaktoosi on glukoosin ohella laktoosin hajoamistuote. Galaktoosin on havaittu eläinkokeissa olevan myrkyllinen munasarjojen epiteelisoluille ja sen on epäilty aiheuttavan munasarjasyöpää. Tästä syystä korkean laktaasiaktiivisuuden ja maitotuotteiden runsaan nauttimisen on oletettu nostavan munasarjasyövän riskiä. Tässä tutkimuksessa määritettiin 782 suomalaisen, puolalaisen ja ruotsalaisen munasarjasyöpäpotilaan ja 1331 verrokkinäytteen C/T-13910-genotyyppi tutkiaksemme onko korkealla laktaasiaktiivisuudella yhteyttä syövän syntyyn. Genotyypillä ei havaittu olevan vaikutusta syöpäriskiin tutkituissa väestöryhmissä. Jatkotutkimuksella pyritään selvittämään maitotuotteiden kulutuksen merkitystä munasarjasyöpään eri C/T-13910 genotyypeillä.
    Preview · Article ·
  • Source
    [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: Heredity explains a major part of the variation in calcium homeostasis and bone strength, and the susceptibility to osteoporosis is polygenetically regulated. Bone phenotype results from the interplay between lifestyle and genes, and several nutritional factors modulate bone health throughout life. Thus, nutrigenetics examining the genetic variation in nutrient intake and homeostatic control is an important research area in the etiology of osteoporosis. Despite continuing progress in the search for candidate genes for osteoporosis, the results thus far have been inconclusive. The main objective of this thesis was to investigate the associations of lactase, vitamin D receptor (VDR), calcium sensing receptor (CaSR) and parathyroid hormone (PTH) gene polymorphisms and lifestyle factors and their interactions with bone health in Finns at varying stages of the skeletal life span. Markers of calcium homeostasis and bone remodelling were measured from blood and urine samples. Bone strength was measured at peripheral and central bone sites. Lifestyle factors were assessed with questionnaires and interviews. Genetic lactase non-persistence (the C/C-13910 genotype) was associated with lower consumption of milk from childhood, predisposing females in particular to inadequate calcium intake. Consumption of low-lactose milk and milk products was shown to decrease the risk for inadequate calcium intake. In young adulthood, bone loss was more common in males than in females. Males with the lactase C/C-13910 genotype may be more susceptible to bone loss than males with the other lactase genotypes, although calcium intake predicts changes in bone mass more than the lactase genotype. The BsmI and FokI polymorphisms of the VDR gene were associated with bone mass in growing adolescents, but the associations weakened with age. In young adults, the A986S polymorphism of the calcium sensing receptor gene was associated with serum ionized calcium concentrations, and the BstBI polymorphism of the parathyroid gene was related to bone strength. The FokI polymorphism and sodium intake showed an interaction effect on urinary calcium excretion. A novel gene-gene interaction between the VDR FokI and PTH BstBI gene polymorphisms was found in the regulation of PTH secretion and urinary calcium excretion. Further research should be carried out with more number of Finns at varying stages of the skeletal life span and more detailed measurements of bone strength. Research should concern mechanisms by which genetic variants affect calcium homeostasis and bone strength, and the role of diet-gene and gene-gene interactions in the pathogenesis of osteoporosis. Perimä selittää suuren osan kalsiumin aineenvaihdunnassa ja luun vahvuudessa esiintyvästä vaihtelusta ja monet ravintotekijät vaikuttavat luuston hyvinvointiin. Ravinnon ja perimän yhteisvaikutuksia selvittävä nutrigenetiikka on uusi ja merkittävä tutkimusalue osteoporoosin etiologiassa. Nutrigenetiikan saavutusten myötä tulevaisuudessa voidaan mahdollisesti ehkäistä sairauksien puhkeaminen yksilöllisillä ravitsemussuosituksilla, mutta toistaiseksi tutkimustulokset ovat melko ristiriitaisia. Väitöskirjatyössä tutkittiin kalsiumin saantia ja aineenvaihduntaa säätelevissä perintötekijöissä esiintyvän normaalivaihtelun eli geenipolymorfioiden sekä elintapojen yhteyksiä ja yhteisvaikutuksia luuston terveyteen eri-ikäisillä suomalaisilla. Tutkittavilta mitattiin kalsiumin ja luun aineenvaihduntaa kuvaavia merkkiaineita veri- ja virtsanäytteistä sekä luun vahvuutta luuston eri osista. Luuston hyvinvointiin vaikuttavat elintavat kartoitettiin kyselylomakkeilla ja tutkimuskäyntien yhteydessä. Perinnöllinen laktoosi-intoleranssi oli yhteydessä vähäisempään maidon käyttöön lapsuudesta alkaen altistaen erityisesti naiset riittämättömälle kalsiumin saannille. Vähälaktoosisten maitojen ja maitovalmisteiden käyttö suojasi laktoosi-intolerantikkoja suosituksia niukemmalta kalsiumin saannilta. Nuorella aikuisiällä luumassan menetys oli miehillä naisia yleisempää, ja perinnöllisesti laktoosi-intolerantikot miehet saattavat olla alttiimpia luukadolle. Kalsiumin saanti selittää suomalaisväestössä luumassan muutoksia kuitenkin paremmin kuin laktaasigenotyyppi, jonka yhteys luun vahvuuteen on osoitettu muissa väestöissä. D-vitamiinireseptorin geenipolymorfioilla havaittiin yhteyksiä kasvuikäisten luumassaan, mutta iän myötä polymorfiavaihtelun ja luun vahvuuden välinen yhteys heikkeni. Nuorista aikuisista koostuvassa tutkimusaineistossa kalsiumia sitovan reseptorin geenipolymorfia oli yhteydessä verenkierron kalsiumpitoisuuteen, ja lisäkilpirauhashormonin geenipolymorfian havaittiin selittävän luun vahvuudessa esiintyvää vaihtelua. Lisäksi D-vitamiinireseptorin geenipolymorfia sääteli suolan saannin vaikutuksia kalsiumin eritykseen. D-vitamiinireseptorin ja lisäkilpirauhashormonin geenipolymorfioilla havaittiin yhteisvaikutus kalsiumin aineenvaihduntaan, mikä on aiemmin julkaisematon tutkimushavainto. Ravinnon ja geenien yhteisvaikutuksia luuston terveyteen tulisi selvittää laajemmilla eri-ikäistä suomalaisväestöä edustavilla otoksilla. Jatkotutkimuksissa luun vahvuutta tulisi mitata monipuolisemmin ja lisäksi pyrkiä selvittämään tarkemmin mekanismeja, joilla perimä säätelee kalsiumin aineenvaihduntaa ja luun vahvuutta.
    Preview · Article ·
Show more