A relação entre alimentação e osso começa desde cedo, no embrião, quando as células pluripotentes dão origem a três sistemas: sistema ósseo, sistema sanguíneo e sistema imunológico. Nesse período, alguns nutrientes são importantes para a síntese de DNA e diferenciação celular, a exemplo do zinco, ácido fólico, vitamina B12 e vitamina A, sendo que a deficiência deste último pode resultar uma inibição da verdadeira formação do osso, com uma falha na remodelagem e reabsorção dos ossos cranianos, aumentando o risco de lesões para o sistema nervoso central. A vitamina C também exerce um papel importante, ocorrendo uma produção deficiente de colágeno e matriz óssea quando ingerida de forma inadequada. A vitamina K auxilia no desenvolvimento precoce do esqueleto e na manutenção do osso maduro.
Outro micronutriente importante é a vitamina D, responsável pela ossificação de cartilagens epifisárias, além de participar do metabolismo do cálcio e do fósforo. Sais de fósforo são encontrados em tecidos mineralizados, sendo fundamental na sua estrutura. O cálcio também é armazenado nos ossos e tem função de fortalecê-los. Para isso, é preciso sempre manter os níveis de calcemia adequados, pois uma deficiência desse mineral acarreta em uma mobilização dessas reservas, contribuindo para a sua fragilidade.
Alguns hormônios estão envolvidos no metabolismo ósseo. Quando há um aumento do cálcio no sangue, a calcitonina inibe a reabsorção óssea, evitando a liberação de cálcio. Em contrapartida, quando ocorre um decréscimo de cálcio na corrente sanguínea, o paratormônio estimula a reabsorção óssea e mobiliza o cálcio. O estrogênio exerce um papel importante, ajudando a preservar a densidade óssea. Por isso, existe um maior risco de osteoporose após a “menopausa”. Já o hormônio do crescimento (GH) contribui para a retenção de cálcio, com consequente enrijecimento e aumento da mineralização dos ossos. Por outro lado, um aumento dos níveis dos glicocorticoides prejudica a função óssea, pois diminui a calcemia e inibe os osteoblastos, diminuindo a formação da matriz óssea.