The Influence of Thyroid Function on Bone Health and Body Mass

Abstract

Hyperthyroidism is an acknowledged risk factor for osteoporosis, and an increased fracture risk has also been reported. Whether thyroid function below the hyperthyroid levels affects bone mineral density (BMD) and fracture risk is controversial. Furthermore, there is a known association between hyperthyroidism and weight loss, and between hypothyroidism and weight gain. Cross-sectional studies have also shown an association between levels of thyroid function within the normal range and measures of body mass. However, data on the longitudinal relation between thyroid function and body mass are scarce.

The single blood sample analysis that yields most information on thyroid function is thyroid stimulating hormone (TSH). TSH is almost always low if thyroid function is high and high if thyroid function is low.

We used data from the second survey of the Nord-Trøndelag Health Study (HUNT2) to investigate the relationship between TSH and BMD at the distal forearm in women ≥ 40 years of age. Furthermore, in women and men ≥ 40 years, we examined whether there was any relation between levels of TSH at baseline (HUNT2) and the risk of hip and forearm fractures during 12.5 years follow-up. Finally, in men and women ≥ 20 years with TSH measurement in both HUNT2 and HUNT3, we examined the longitudinal relationship between TSH and four different measures of body mass (body weight, body mass index [BMI], waist circumference [WC] and waist-hip ratio [WHR]) from HUNT2 to HUNT3.

In the cross-sectional female BMD-study from HUNT2, we found that women with TSH < 0.5 mU/L had a lower BMD than those with TSH ≥ 0.5 mU/L. The lowest BMD was found among those with TSH < 0.1 mU/L. We found no differences in BMD according to TSH levels if TSH was ≥ 0.5 mU/L.

We found no statistically significant relation between levels of TSH in HUNT2 and the incidence of fractures during follow-up. However, the female data suggested a slightly increased hip fracture risk among those with TSH < 0.5 and > 3.5 mU/L. A subanalysis showed that women with TSH > 4.0 mU/L who were thyroid peroxidase antibodies (TPOAb) negative, had an increased fracture risk, both compared to the reference group of TSH 1.5 – 2.4 mU/L, and compared to women with TSH > 4.0 mU/L who were TPOAb positive.

In the study of the relation between TSH and measures of body mass in HUNT2 and HUNT3, we found that those with the largest gain in body mass from HUNT2 to HUNT3 also had the highest increment in TSH. The relationship was similar whether we used BMI or body weight as measure of body mass, slightly weaker when waist circumference was studied, whereas we did not spot any relation between change in TSH and change in WHR. The women who had lost more than 5 kg had 0.12 mU/L lower TSH in HUNT3 than in HUNT2, while the corresponding figure for men was 0.03 mU/L lower. In men, the change in TSH was not statistically significant. There was no relation between TSH measured in HUNT2 and changes in body mass from HUNT2 to HUNT3, and only a weak negative relation between the level of BMI in HUNT2 and subsequent change in TSH.

Studier på hvordan thyreoideafunksjonen påvirker skjelett og kroppsmasse.

Høyt stoffskifte (hyperthyreose) er en kjent risikofaktor for beinskjørhet (osteoporose), og det har vært rapportert at det også gir en økt risiko for brudd. Om et lavt stoffskifte (hypothyreose) eller variasjoner innen et normalt stoffskifte påvirker beinmasse og bruddrisiko er omstridt. Videre er det en kjent sammenheng mellom hyperthyreose og vekttap, og mellom hypothyreose og vektoppgang. Tverrsnittsundersøkelser har også funnet en sammenheng mellom ulike stoffskiftenivåer innenfor normalområdet og kroppsmasse. Det foreligger imidlertid få langsgående (longitudinelle) studier på en slik sammenheng.

Thyreoideafunksjonen hos en person bedømmes i klinisk hverdag ved hjelp av flere blodprøver. Den enkeltprøven som gir mest informasjon er thyreoidea stimulerende hormon (TSH). Hovedregelen er at TSH er lav hvis stoffskiftet er høyt og høy hvis stoffskiftet er lavt.

Vi benyttet data fra andre datainnsamling av Helseundersøkelsen i Nord- Trøndelag (HUNT2) til å undersøke sammenhengen mellom TSH og beintetthet i distale underarm hos kvinner ≥ 40 år. Vi undersøkte videre om det var noen sammenheng mellom TSH hos kvinner og menn ≥ 40 år i HUNT2 og forekomsten av hoftebrudd og underarmsbrudd i 12,5 års oppfølgingstid. Til slutt så vi på sammenhengen mellom TSH og fire ulike mål på kroppsmasse (kroppsvekt, kroppsmasseindex (KMI), midjeomkrets og ratio midjeomkrets/hofteomkrets) fra HUNT2 til HUNT3 hos kvinner og menn ≥ 20 år.

I tverrsnittsundersøkelsen fra HUNT2 fant vi at kvinnene med TSH < 0,5 mU/L hadde lavere beintetthet enn dem med TSH ≥ 0,5 mU/L. De med TSH < 0,1 mU/L hadde aller lavest beintetthet. Vi fant ingen forskjeller mellom ulike nivåer av TSH hos kvinnene med TSH ≥ 0,5 mU/L.

Vi fant ingen statistisk signifikant sammenheng mellom nivåer av TSH i HUNT2 og risiko for brudd til og med 2008, men hos kvinner var det en svak tendens til økt risiko for hoftebrudd hos dem med TSH < 0,5 mU/L og > 3,5 mU/L. En subanalyse viste at kvinner med TSH > 4,0 mU/L uten anti-tyreoperoxidase antistoff (anti-TPO /TPOAb) hadde økt risiko for hoftebrudd, både sammenlignet med referansegruppen (TSH 1,5 – 2,4 mU/L) og med kvinner med TSH > 4,0 og positiv anti- TPO.

I studien på sammenhengen mellom TSH og kroppsmasse i HUNT2 og HUNT3, fant vi at de med størst økning i TSH også hadde størst økning i kroppsmasse. Sammenhengen var omtrent lik om vi brukte KMI eller kroppsvekt som mål for kroppsmasse. Den var svakere når midjeomkrets ble studert, mens vi ikke fant noen sammenheng mellom TSH og ratio midjeomkrets/hofteomkrets. Kvinnene som hadde gått ned mer enn 5 kg hadde gjennomsnittlig 0,12 mU/L lavere TSH i HUNT3 enn i HUNT2, mens hos mennene var TSH 0,03 mU/L lavere. Hos mennene var ikke endringen i TSH statistisk signifikant. Det var ingen sammenheng mellom TSH-nivåene målt i HUNT2 og endringene i kroppsmasse fra HUNT2 til HUNT3, og bare en svak negativ sammenheng mellom KMI i HUNT2 og endring i TSH.