Abstract Most estimates of osteoporosis in older U.S. adults have been based on its occurrence in white women, even though it is known to affect men and minority women. In the present study, we used dual‐energy X‐ray absorptiometry measurements of femoral bone mineral density (BMD) from the third National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES III, 1988–1994) to estimate the overall scope of the disease in the older U.S. population. Specifically, we estimate prevalences of low femoral BMD in women 50 years and older and explore different approaches for defining low BMD in older men in that age range. Low BMD levels were defined in accordance with an approach proposed by an expert panel of the World Health Organization and used BMD data from 382 non‐Hispanic white (NHW) men or 409 NHW women ages 20–29 years from the NHANES III dataset. For women, estimates indicate 13–18%, or 4–6 million, have osteoporosis (i.e., BMD >2.5 standard deviations [SD] below the mean of young NHW women) and 37–50%, or 13–17 million, have osteopenia (BMD between 1 and 2.5 SD below the mean of young NHW women). For men, these numbers depend on the gender of the reference group used to define cutoff values. When based on male cutoffs, 3–6% (1–2 million) of men have osteoporosis and 28–47% (8–13 million) have osteopenia; when based on female cutoffs, 1–4% (280,000–1 million) have osteoporosis and 15–33% (4–9 million) have osteopenia. Most of the older U.S. adults with low femur BMD are women, but, regardless of which cutoffs are used, the number of men is substantial.

It has been hypothesized that suppression of bone remodeling allows microdamage to accumulate, leading to increased bone fragility. This study evaluated the effects of reduced bone turnover produced by bisphosphonates on microdamage accumulation and biomechanical properties of cortical bone in the dog rib. Thirty-six female beagles, 1-2 years old, were divided into three groups. The control group (CNT) was treated daily for 12 months with saline vehicle. The remaining two groups were treated daily with risedronate (RIS) at a dose of 0.5 mg/kg per day or alendronate (ALN) at 1.0 mg/kg per day orally. After sacrifice, the right ninth rib was assigned to cortical histomorphometry or microdamage analysis. The left ninth rib was tested to failure in three-point bending. Total cross-sectional bone area was significantly increased in both RIS and ALN compared with CNT, whereas cortical area did not differ significantly among groups. One-year treatment with RIS or ALN significantly suppressed intracortical remodeling (RIS, 53%; ALN, 68%) without impairment of mineralization and significantly increased microdamage accumulation in both RIS (155%) and ALN (322%) compared with CNT. Although bone strength and stiffness were not significantly affected by the treatments, bone toughness declined significantly in ALN (20%). Regression analysis showed a significant nonlinear relationship between suppressed intracortical bone remodeling and microdamage accumulation as well as a significant linear relationship between microdamage accumulation and reduced toughness. This study showed that suppression of bone turnover by high doses of bisphosphonates is associated with microdamage accumulation and reduced some mechanical properties of bone.

A critical need exists for efficient, measurable systems of disease management that reconcile conflicts between socioeconomic responsibility and patient welfare. Clinical guidelines have become an important component of these systems because they address elements of care that are effective and that reduce the variability in our approach to patient management.

Abstract We estimated genetic effects on bone density in pre- and postmenopausal twins and critically considered the assumptions of the twin model. Bone mass in the radius, lumbar spine, and hip, anthropometric measurements, usual calcium and caffeine intake, tobacco and alcohol use, number of pregnancies and live births, menstrual history, usual physical activity, and medical history were measured in a volunteer sample of 171 twin pairs [124 monozygotic (MZ) and 47 dizygotic (DZ)], aged 25–80, free of diseases known to affect bone mass or mineral metabolism. At all skeletal sites, MZ intraclass correlations exceeded DZ correlations for both pre- and postmenopausal women, yielding highly significant estimates of heritability for bone mass. Adjustments for height, age, and environmental characteristics did not reduce the heritability estimates. However, many of these estimates were unrealistically high, suggesting some violation(s) of the assumptions of the twin model. Thus, the familial resemblance in bone mass is due primarily to genetic effects at all skeletal sites and at all ages, although the importance of genetic effects is diminished with aging, as evidenced by increasing within-MZ pair variability in older women. Because of failures in the assumptions of the twin model, however, particularly the greater MZ environmental similarity and the probability of gene interaction, heritability estimates are probably too high and require cautious interpretation.

A group of 118 children, aged 5.3-14 years, were enrolled in a prospective study of calcium supplementation and bone mass. At entry to the study, questionnaires regarding the child's usual physical activity were administered to the children and their mothers. Repeated activity assessments at 6 month intervals indicated good within-person agreement for total activity and for most individual activities. Consistent positive associations were observed between bone mineral densities (BMD) in the radius, spine, and hip and most activities. A summary measure (total hours of weight-bearing activity) was significantly related to BMD in the radius and hip, independently of age or gender effects. Self-reported sports and play activities were associated with BMD, but neither time spent watching television nor hours of physical education classes were associated either positively or negatively with skeletal mass. These data suggest that important increments in skeletal mass may result from physical activity during childhood.

We recently demonstrated that suppression of bone remodeling allows microdamage to accumulate, leading to reduced bone toughness in the rib cortex of dogs. This study evaluates the effects of reduced bone turnover produced by bisphosphonates on microdamage accumulation and biomechanical properties at clinically relevant skeletal sites in the same dogs. Thirty-six female beagles, 1–2 years old, were divided into three groups. The control group was treated daily for 12 months with saline vehicle (CNT). The remaining two groups were treated daily with risedronate at a dose of 0.5 mg/kg per day (RIS), or alendronate at 1.0 mg/kg per day (ALN) orally. The doses of these bisphosphonates were six times the clinical doses approved for treatment of osteoporosis in humans. After killing, the L-1 vertebra was scanned by dual-energy X-ray absorptiometry (DXA), and the L-2 vertebra and right ilium were assigned to histomorphometry. The L-3 vertebra, left ilium, Th-2 spinous process, and right femoral neck were used for microdamage analysis. The L-4 vertebra and Th-1 spinous process were mechanically tested to failure in compression and shear, respectively. One year treatment with risedronate or alendronate significantly suppressed trabecular remodeling in vertebrae (RIS 90%, ALN 95%) and ilium (RIS 76%, ALN 90%) without impairment of mineralization, and significantly increased microdamage accumulation in all skeletal sites measured. Trabecular bone volume and vertebral strength increased significantly following 12 month treatment. However, normalized toughness of the L-4 vertebra was reduced by 21% in both RIS (p = 0.06) and ALN (p = 0.05) groups. When the two bisphosphonate groups were pooled in a post hoc fashion for analysis, this reduction in toughness reached statistical significance (p = 0.02). This study demonstrates that suppression of trabecular bone turnover by high doses of bisphosphonates is associated with increased vertebral strength, even though there is significant microdamage accumulation and a reduction in the intrinsic energy absorption capacity of trabecular bone.

Objective: To establish rates of skeletal mineralization in children and adolescents, and to identify factors that influence these rates. Design: Three-year observational study. Setting: University hospital. Subjects: Ninety white children, aged 6 to 14 years. Measurements: Bone mineral density of the radius, spine, and hip was measured at baseline and 3 years later. Physical activity was assessed by questionnaires at 6-month intervals and dietary calcium intake by diet diary 1 day per month for 36 months. Sexual maturation (Tanner stage) was determined by an endocrinologist at 6-month intervals, as necessary to classify children as prepubertal, peripubertal, or postpubertal. Results: Skeletal mineralization accelerated markedly at puberty in the spine (0.077 vs 0.027 gm/cm 2 Chan GM Hess M Hollis J Book LS Bone mineral status in childhood accidental fractures. Am J Dis Child. 1984; 138: 569-570 PubMed Google Scholar per year, peripubertal vs prepubertal) and greater trochanter (0.050 vs 0.027 gm/cm 2 Chan GM Hess M Hollis J Book LS Bone mineral status in childhood accidental fractures. Am J Dis Child. 1984; 138: 569-570 PubMed Google Scholar per year), less markedly in the femoral neck (0.047 vs 0.030 gm/cm 2 Chan GM Hess M Hollis J Book LS Bone mineral status in childhood accidental fractures. Am J Dis Child. 1984; 138: 569-570 PubMed Google Scholar per year), and only slightly in the radius. Nearly one third (15 gm) of the total skeletal mineral in the lumbar spine of adult women (approximately 52 gm) was accumulated in the 3 years around the onset of puberty. Increases in height and weight were the strongest correlates of skeletal mineralization: weight changes were more strongly correlated with trabecular bone sites and changes in height with cortical bone sites. Increases in calf muscle area were strongly associated with mineralization, particularly in peripubertal children, and physical activity was associated with more rapid mineralization in prepubertal children. Conclusions: Puberty has varying effects on skeletal mineralization depending on skeletal site; trabecular bone is apparently more sensitive to changing hormone concentrations. Physical activity and normal growth are also positively associated with skeletal mineralization, also depending on skeletal site and sexual maturation. (J PEDIATR 1994;125:201-7)