Colby J. Vorland

Departamentul de Științe Nutriționale, Universitatea Purdue, West Lafayette, IN

aportului

Elizabeth R. Stremke

Departamentul de Științe Nutriționale, Universitatea Purdue, West Lafayette, IN

Rănit N. Moorthi

Departamentul de Medicină-Divizia de Nefrologie, Școala de Medicină a Universității Indiana, Indianapolis, IN

Kathleen M. Hill Gallant

Departamentul de Științe Nutriționale, Universitatea Purdue, West Lafayette, IN

Departamentul de Medicină-Divizia de Nefrologie, Școala de Medicină a Universității Indiana, Indianapolis, IN

Abstract

Scopul revizuirii

Scopul acestei revizuiri este de a oferi o imagine de ansamblu a fosforului din dietă, a surselor sale, a aporturilor recomandate și a absorbției și metabolismului său în sănătate și în afecțiunile renale cronice și să discute descoperirile recente în acest domeniu, cu accent pe efectele fosfatului anorganic. aditivi în sănătatea oaselor.

Descoperiri recente

Descoperirile recente arată că creșterea fosforului alimentar prin aditivi fosforici anorganici are efecte dăunătoare asupra metabolismului osos și mineral la oameni și animale. Există date noi care susțin o intervenție educațională pentru limitarea aditivilor fosfatici la pacienții cu afecțiuni renale cronice pentru controlul fosfatului seric.

rezumat

Aportul mediu de fosfor în SUA depășește doza recomandată. Aditivii fosforici anorganici, care sunt absorbiți la o rată ridicată, reprezintă o parte substanțială și probabil subestimată a acestui aport excesiv. Acești aditivi au efecte negative asupra metabolismului osos și prezintă o primă oportunitate de a reduce aportul total de fosfor în S.U.A. Sunt necesare dovezi suplimentare pentru a confirma dacă scăderea aportului alimentar de fosfor ar avea efecte benefice pentru a îmbunătăți riscul de fractură.

Introducere

Fosforul este un nutrient important pentru sănătatea oaselor, dar consumă în S.U.A. de obicei depășesc cu mult cerințele. Acest lucru este problematic deoarece fosforul alimentar excesiv a fost asociat cu efecte adverse asupra metabolismului osos și mineral. Noua literatură în acest domeniu evidențiază efectele unei sarcini dietetice ridicate de fosfor din utilizarea predominantă a aditivilor alimentari pe bază de fosfat în S.U.A. Această revizuire oferă o imagine de ansamblu asupra rolului fosforului în sănătatea oaselor, efectele adverse ale consumului excesiv și rezultatele studiilor recente axate pe efectele aditivilor fosfatici asupra metabolismului osos și mineral asupra sănătății și în cazul special al bolilor renale cronice. tulburare osoasă minerală.

Fosforul ca nutrient esențial

Aportul și sursele de fosfor din dietă

Biodisponibilitatea fosforului variază, de asemenea, în funcție de sursă. Sursele de proteine ​​vegetale au, în general, cea mai scăzută biodisponibilitate, urmată de sursele de proteine ​​animale, apoi aditivi fosforici anorganici cu cea mai mare biodisponibilitate. S-a considerat că fosfații anorganici sunt aproape 100% biodisponibili. Cu toate acestea, acest lucru ar putea fi descris mai bine ca fiind aproape 100% bioaccesibil (adică ceea ce este disponibil pentru absorbție), mai degrabă decât biodisponibil (adică ceea ce este absorbit și disponibil pentru țesuturi) (15). Scanni și colab. (16) au arătat la adulții sănătoși că doar 73% din fosfatul anorganic perfuzat prin tubul de hrănire nazoduodenal a fost recuperat în urină, comparativ cu 100% din fosfatul infuzat i.v. Acest lucru sugerează că numai 73% din fosfatul anorganic infuzat în duoden a fost absorbit, în ciuda faptului că bioaccesibilitatea fosfatului de sodiu este

100%. St-Jules și colab. (17) demonstrează în continuare cazul unei biodisponibilități mai mici de 100% a fosfatului anorganic prin evidențierea discrepanței dintre proporția de fosfor excretat în urină versus cantitatea de fosfat dată în mai multe studii de hrănire umană.

Reglarea homeostaziei fosforului

Homeostazia fosforului este menținută printr-o axă cu mai multe țesuturi care implică rinichii, glandele paratiroide, intestinele și oasele. Cei trei hormoni principali responsabili de homeostazia fosforului sunt PTH, FGF23 și 1,25-dihidroxivitamina D (1,25D) (18). Intervalul normal de fosfat seric este de 2,5-4,5 mg/dL. Creșterile tranzitorii ale fosfatului seric determină creșterea producției și secreției de PTH, ceea ce mărește conversia 25-hidroxivitaminei D la 1,25D prin intermediul enzimei renale CYP27B1 (1α-hidroxilază). Atât PTH, cât și 1,25D stimulează producția de FGF23 din osteocite. PTH și FGF23 cresc excreția de fosfat urinar prin inhibarea co-transportorilor renali de sodiu-fosfat (NaPi-2a și NaPi-2c), ceea ce duce la scăderea reabsorbției fosfatului renal. PTH și 1,25D stimulează resorbția osoasă pentru a elibera calciu și fosfor, iar 1,25D mărește absorbția activă atât a calciului, cât și a fosforului din intestin. Homeostazia este menținută în continuare de bucle de feedback negativ care implică acești trei hormoni: FGF23 oferă feedback negativ asupra PTH și 1,25D, iar 1,25D oferă feedback negativ asupra sa și a PTH.

În ciuda rolului intestinului în absorbția fosforului, făcându-l astfel biodisponibil pentru numeroasele sale funcții fiziologice, rinichiul este principalul punct de reglare a fosfatului seric (26, 27). Scanni și colab. (16) a demonstrat recent la adulții sănătoși capacitatea rinichilor de a compensa pe deplin sarcina crescută de fosfor absorbit și că intestinul nu a jucat un rol vizibil în acest răspuns. Cu toate acestea, chiar dacă excreția de fosfat renal este capabilă să mențină echilibrul fosfatului și fosfatul seric în intervalul normal, efectele adverse ale fosforului dietetic ridicat asupra metabolismului osos și mineral sunt încă prezente.

Efecte de aport bogat în fosfor pe dieta asupra sănătății oaselor

Studiile timpurii la animale au arătat că fosforul alimentar bogat, în special cu calciu dietetic scăzut, reduce masa osoasă și că acesta este mediat de hiperparatiroidismul secundar (28-31). Draper și colab. (30) au demonstrat că paratiroidectomia a împiedicat creșterea resorbției osoase ca răspuns la o dietă bogată în fosfor la șobolanii adulți. Mai recent, proteina matrice osoasă osteopontină (OPN) a fost identificată ca un alt factor care mediază răspunsul crescut de resorbție osoasă la o dietă bogată în fosfor. Koyama și colab. (32) au hrănit șoareci adulți deficienți în OPN de 4 luni și de tip sălbatic, cu o dietă de 0,5% calciu cu 0,16% sau 0,6% fosfor timp de patru săptămâni. Deficitul de OPN a prevenit o reducere a densității și a masei minerale osoase, a modificărilor modelelor osoase trabeculare și a aspectului și a zonei corticale, a secțiunii transversale, a circumferinței periostale și a grosimii. Formarea osoasă nu a fost afectată de deficitul de OPN, dar răspunsul de resorbție osoasă la o dietă bogată în fosfor a fost prevenit. Astfel, impactul unei diete bogate în fosfor pare a fi mediat parțial atât de OPN, cât și de PTH pentru a crește resorbția osoasă.

Fosforul alimentar bogat afectează negativ acumularea de masă osoasă în timpul creșterii. Huttunen și colab. (33) au alimentat șobolani cu o dietă de 0,6% calciu și 0,6%, 1,2% sau 1,8% fosfor timp de 8 săptămâni. Cele mai mari diete cu fosfor (1,2% și 1,8%) au redus greutatea corporală, conținutul mineral osos și densitatea minerală osoasă areală. Lungimea femurului și PTH au fost reduse la 1,8% P și s-au observat scăderi dependente de doză ale zonei trabeculare, lățimii și perimetrului, precum și creșteri ale perimetrului osteoblastului, numărului de osteoclaste și rată de apoziție minerală. pQCT în metafiza distală și arborele intermediar au arătat o BMC redusă și o secțiune transversală totală, iar proprietățile materialului tibiei au fost reduse la o dietă bogată în fosfor.

Tabelul 1 rezumă studiile clinice de intervenție umană asupra impactului aportului alimentar ridicat de fosfor și a metabolismului osos și mineral. Majoritatea studiilor arată că fosforul bogat în dietă crește PTH (34-46), iar excepțiile tind să fie studii în care aportul de calciu din dietă a crescut și odată cu aportul mai mare de fosfor (41, 47, 48). Efectele asupra markerilor de rotație osoasă sunt mai amestecate, dar când se observă efecte, acestea sunt în general în direcția creșterii resorbției osoase și/sau a scăderii formării osoase cu fosfor alimentar mai ridicat. Studiile observaționale care explorează relația dintre fosforul alimentar bogat și obiectivele osoase au găsit în mod similar rezultate mixte. În sondajele populației numeroase din S.U.A. (49) și Coreea de Sud (50), în general nu au fost observate relații între fosforul din dietă și BMD, BMC sau osteoporoză. În mod similar, la femeile perimenopauzale nu a existat nicio relație între aportul alimentar de fosfor și BMD și BMC (dar raportul mai mare de calciu și calciu: fosfor (Ca: P) a fost pozitiv legat de BMD și BMC) (51). În contrast, într-o cohortă braziliană cu un aport mediu scăzut de calciu (

tabelul 1

Efectele intervențiilor dietetice bogate în fosfor asupra metabolismului osos la subiecții umani