Systemic and dietary risk factors for knee osteoarthritis:associations of serum vitamin D, metabolic syndrome, dietary magnesium intake and serum C-reactive protein with the risk of knee osteoarthritis

Abstract The knee joint is the most usual site of osteoarthritis (OA). Knee OA is a leading cause of knee pain and loss of function, especially among older age groups. In Finland, in the Health 2000 Survey, 6% of men and 8% of women had prevalent knee OA. The disease’s course is chronic and progressive, and no curative treatment options are currently known. The basis of the treatment consists of conservative methods including weight loss, physical therapy, pain medication and other methods that relieve symptoms and improve functional ability. Surgical interventions, most commonly total joint replacement, are considered when conservative methods prove inadequate. Knee OA has shown to have several load-based risk factors, such as overweight, work-related loading factors and knee malalignment. Of the systemic knee OA risk factors, most evidence exists on female gender and genetic factors. There is growing interest in the potential systemic risk factors of knee OA, such as low serum vitamin D levels, metabolic syndrome and its components, low-grade systemic inflammatory state, and low dietary magnesium intake. Many aspects in the results of previous studies have been conflicting. The objective of the present study was to examine the potential systemic risk factors of knee OA. For this prospective cohort study, patient data were obtained from the nationally representative Mini-Finland Health survey and Health 2000 survey databases. Follow-up data on incident knee OA cases were obtained from the national Care Register for Health Care database. In the present study, none of the studied potential risk factors for knee OA — low serum 25-hydroxyvitamin D, metabolic syndrome or its individual components, serum high sensitivity C-reactive protein or lower dietary magnesium intake — were associated with an increased risk of developing knee OA. Instead, elevated fasting plasma glucose levels decreased the risk of incident knee OA. We also found that serum 25-hydroxyvitamin D seemed to predict the risk of knee OA indirectly during the season with more sunlight and directly during the season with less sunlight, but this association was probably not causal.Tiivistelmä Polvi on yleisin nivelrikon kohdenivel. Polven nivelrikko on yleinen polvikivun sekä toiminnanvajauksen syy etenkin iäkkäämmässä väestössä. Suomessa polven nivelrikkoa sairasti Terveys 2000 -terveystutkimuksen aineistossa noin 6 % miehistä ja 8 % naisista. Taudinkulku on krooninen ja etenevä. Polven nivelrikolle ei tunneta parantavaa hoitoa, ja hoidon peruspilarit ovatkin painon pudotus, omaehtoinen kuntoutus, kipulääkitys sekä muut konservatiiviset, oireita lievittävät ja toimintakykyä parantavat hoitomuodot. Konservatiivisen hoidon osoittautuessa riittämättömäksi, harkitaan kirurgisia hoitomuotoja, joista yleisin on polven tekonivelleikkaus. Polven nivelrikolle tunnetaan useita kuormituksellisia riskitekijöitä, kuten ylipaino ja työhön liittyvät kuormitustekijät sekä polven virheasennot. Systeemisistä polven nivelrikon riskitekijöistä eniten tieteellistä näyttöä on naissukupuolesta ja geneettisistä tekijöistä. Mielenkiinto mahdollisia polven nivelrikon systeemisiä riskitekijöitä, kuten seerumin alhaista D-vitamiinitasoa, metabolista oireyhtymää ja sen komponentteja, elimistön matala-asteista tulehdustilannetta sekä vähäistä magnesiumin saantia kohtaan on kasvussa, mutta aiempien tutkimusten tulokset ovat monelta osin ristiriitaisia. Tämän tutkimuksen tavoite oli tutkia polven nivelrikon potentiaalisia koko elimistön kautta vaikuttavia eli systeemisiä riskitekijöitä. Prospektiivisessa kohorttitutkimuksessa käytettiin aineistoina kansallisesti edustavia Mini-Suomi - ja Terveys 2000 -terveystutkimusten aineistoja sekä Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen hoitoilmoitusrekisteristä poimittuja polven nivelrikkoa sairastavia potilaita. Osatutkimuksissa ei todettu minkään tutkituista mahdollisista riskitekijöistä — matalien seerumin D-vitamiinitasojen, metabolisen oireyhtymän tai sen komponenttien, seerumin herkän C-reaktiivisen proteiinin tai ravinnon matalamman magnesiumin saannin tilastollisesti merkitsevästi lisäävän polven nivelrikon ilmaantumisen riskiä. Sen sijaan, kohonneen paastosokerin todettiin merkitsevästi vähentävän polven nivelrikon riskiä. Seerumin D-vitamiinipitoisuus vaikutti ennustavan polven nivelrikon riskiä käänteisesti valoisana vuodenaikana ja suoraan vähäisemmän auringonvalon aikaan, mutta tämä yhteys ei luultavasti ole kausaalinen