Abstract

Boala renală cronică (CKD) afectează> 20 de milioane de americani și este asociată cu morbiditate și mortalitate ridicată (1). Deteriorarea progresivă a funcției renale în CKD duce la reținerea multor substanțe, inclusiv fosfor (P), care sunt excretate în mod normal de rinichi. Cu toate acestea, concentrația serică de P este menținută de obicei în intervalul normal de 2,5 până la 4,5 mg/dl printr-o varietate de mecanisme compensatorii până când boala renală a progresat la aproximativ stadiul 5 CKD sau ESRD (2). Un mecanism eficient este reducerea absorbției tubulare renale a fosfatului (PO4; adică, creșterea excreției fracționate a P reglată de hormonul paratiroidian [PTH] și factorul de creștere al fibroblastelor de fosfatonină 23) (3,4).

surselor

În ultimii ani, o serie de studii epidemiologice au arătat o asociere între nivelurile serice ridicate de P și riscul crescut de deces atât la pacienții dependenți de dializă cu ESRD (5,6), cât și la indivizii cu stadii mai puțin avansate de CKD (7), hiperfosfatemie în aceste acești pacienți din urmă par, de asemenea, asociați cu o rată mai rapidă de progresie a CKD (8). Într-adevăr, datele emergente indică faptul că la indivizii care nu au CKD aparentă și au niveluri serice P ridicate, riscul de calcificare și mortalitate a arterei coronare este crescut (9-11). Prin urmare, hiperfosfatemia relativă poate reprezenta un nou factor de risc cardiovascular și de deces (12). În mod similar, este posibil, deși nu a fost încă implementat, ca intervențiile care vizează restricția dietetică a P pot îmbunătăți profilul cardiovascular și supraviețuirea chiar și la indivizii cu niveluri serice ridicate sau limită ale P serice.

Elementul Fosfor

P, un element multimetric nemetalic al grupei azotate (grupa 15) din tabelul periodic, se găsește în mod natural în roci PO4 anorganice. Datorită reactivității sale ridicate, P nu se găsește aproape niciodată ca element liber în natură, dar este prezent aproape exclusiv în forma anionică, PO4. Prima generație înregistrată de P elementar a fost la sfârșitul secolului al XVII-lea dintr-un preparat de urină, care conține de obicei cantități considerabile de PO4 dizolvat (13). Cenușa osoasă a fost o altă sursă majoră de P până la mijlocul secolului al XIX-lea. Cea mai importantă utilizare comercială a produselor chimice pe bază de P este producția de îngrășăminte. Compușii P sunt de asemenea folosiți pe scară largă în explozivi, toxine nervoase, chibrituri de frecare, artificii, pesticide, paste de dinți, detergenți și aditivi alimentari (14).

Ca element biologic esențial, P este necesar de toate celulele pentru funcționarea normală și este o componentă critică a tuturor organismelor vii (15). În organism, marea preponderență a P se găsește sub formă de PO4, dintre care 85% există în os și dinți ca hidroxiapatită a sării de calciu PO4. Fosfolipidele (de exemplu, fosfatidilcolina) sunt componentele structurale majore ale membranelor celulare (16). Producția de energie și stocarea chimică a energiei depind de compușii fosforilați, cum ar fi adenozin trifosfatul și creatina PO4. Acizii nucleici sunt lanțuri lungi de molecule care conțin PO4 (17). Un număr de enzime, hormoni și molecule de semnalizare intracelulare depind de fosforilare pentru activitate. P este un tampon important de ion hidrogen în fluidele corporale. Molecula 2,3-difosfoglicerat care conține P se leagă de hemoglobină în celulele roșii din sânge și facilitează livrarea oxigenului în țesuturile corpului (15).

P dietetic și metabolizarea acestuia

Deoarece P există practic în toate organismele vii, se găsește în majoritatea alimentelor. Principalele surse alimentare de P sunt grupele alimentare bogate în proteine, inclusiv produse lactate, carne și pește (vezi mai jos). Potrivit Comitetului pentru Alimentație și Nutriție al Institutului de Medicină, alocația dietetică recomandată pentru P este de 700 mg/zi la adulții sănătoși; la copiii mai mari și la femeile însărcinate, a fost sugerată o alocație de până la 1250 mg/zi (17). Există o absorbție netă a P prin tractul intestinal (măsurată ca dietă minus fecale) de aproximativ 40 până la 80% din P din dietă, pe baza tipului de dietă (vezi mai jos) și a efectelor unor hormoni precum compușii activi ai vitaminei D neselective (calcitriol), care cresc absorbția intestinală a P (18).

După absorbția P intestinală, numai cantități mici de P sunt excretate în fecale, sudoare și salivă, dar această proporție din producția totală de P poate fi crescută odată cu agravarea funcției renale (19). La persoanele fără insuficiență renală mult avansată,> 95% din excreția P absorbită se face prin urină (20). În mod normal, aproximativ 70 până la 90% din P filtrat de glomeruli este reabsorbit de celulele tubulare renale; acesta este controlat de PTH și factorul de creștere al fibroblastului 23, ambii scăzând reabsorbția tubulară a P (3). Prin urmare, aportul alimentar mai mare de P duce rar la modificări majore ale concentrațiilor serice de P la persoanele cu funcție renală normală sau parțial atenuată, atâta timp cât excreția fracțională renală de P poate fi proporțional crescută (21).

Nivelurile serice de P pot crește ușor cu o dietă bogată în P, mai ales imediat după o masă bogată în P (3). Concentrațiile ridicate de P seric inhibă 1-α-hidroxilarea renală a vitaminei D, ducând la o reducere a calciului seric (22). Creșterea serului P poate suprima, de asemenea, calciu seric, provocând precipitarea unui produs seric saturat de calciu-P în țesuturi. Acești factori pot promova eliberarea crescută de PTH (23). Creșterile frecvente sau susținute ale nivelurilor de PTH pot avea efecte adverse asupra conținutului și arhitecturii minerale osoase, deși nu este clară semnificația unui astfel de hiperparatiroidism limitar sau temporar fără disfuncție renală (24). Un studiu controlat pe femei tinere nu a constatat efecte adverse ale unei diete bogate în P de până la 3000 mg/zi asupra hormonilor osos și a markerilor biochimici ai reabsorbției osoase, atâta timp cât aporturile de calciu din dietă au fost menținute la aproape 2000 mg/zi (25 ). În prezent, nu există dovezi convingătoare că aportul obișnuit de P din Statele Unite afectează în mod negativ densitatea minerală osoasă la indivizii fără CKD; cu toate acestea, un studiu recent care a folosit un chestionar privind frecvența alimentelor a arătat că aportul dietetic mai mare de P sau raportul P-proteine ​​a fost asociat cu un risc crescut de deces pe 5 ani la 224 de pacienți prevalenți cu hemodializă (26).

P organic și proteine ​​dietetice

Deoarece P organic este în mare măsură legat in vivo de proteine ​​și alte molecule intracelulare care conțin carbon, P se găsește în mod natural în alimentele bogate în proteine ​​(27). Așa cum se arată în Tabelul 1 alimentele pe bază de animale care sunt abundente în P organic includ produse lactate, carne, carne de pasăre și pește. P organic este hidrolizat în tractul intestinal și apoi absorbit în circulație sub formă de PO4 anorganic (28). De obicei, numai 40 până la 60% din P dietetic organic este absorbit (29). Complexitatea este adăugată de digestibilitatea variabilă a nutrienților din dietă și biodisponibilitatea P. din dietă. Digestibilitatea P din alimentele de origine animală este mai mare decât proteinele vegetale (vezi mai jos). Mai mult, produsele din carne sunt adesea „îmbunătățite” prin adăugarea de aditivi PO4 (a se vedea mai jos), care pot crește semnificativ conținutul total de P.

Conținutul dietetic de P, proteine ​​și potasiu al produselor alimentare selectate, clasificat în funcție de categoriile raportului P-proteine ​​(64,65)

Există o corelație puternică și pozitivă între aportul de proteine ​​din dietă și aportul de P, care este responsabil pentru asocierea frecventă a aportului ridicat de proteine ​​în dietă cu ingestia excesivă de P și dezvoltarea hiperfosfatemiei la persoanele cu BCR (27). Boaz și Smetana (27) au examinat aportul alimentar al 104 pacienți israelieni cu BCR, inclusiv 73 de bărbați (vârsta medie 65,6 ani), folosind un chestionar privind frecvența alimentelor. Ei au dezvoltat următoarea ecuație de regresie pentru relația dintre aportul de proteine ​​și P, care poate reprezenta 84% din varianța aportului de P din dietă:

P dietetic (mg) = 128 mg P + (proteină dietetică în g) × 14 mg proteină P/g

Într-o abordare similară, am examinat aportul zilnic de P și proteine ​​la 107 pacienți cu hemodializă de întreținere (MHD) din opt clinici DaVita din sudul Californiei care au participat la studiul de evaluare nutrițională și inflamatorie a pacienților cu dializă (NIED) [30,31]. Aportul alimentar a fost evaluat de un jurnal dietetic de 3 zile asociat cu un interviu cu un dietetician; datele au fost analizate folosind Nutrition Data Systems for Research (NDSR), Versiunea 2005 (Minneapolis, MN). Pacienții au avut vârsta de 56,0 ± 12,4 ani (medie ± SD) și au inclus 60% bărbați, 43% negri și 36% pacienți hispanici și 62% cu diabet zaharat, cu o recoltă de dializă de 42,1 ± 33,7 luni. Greutatea uscată după dializă a fost de 75,1 ± 20,8 kg (minim 42,6 kg, maxim 172,1 kg), iar Kt/V mediu pe 3 luni (un singur bazin) a fost de 1,58 ± 0,28. Aportul de proteine ​​din dietă calculat a fost de 874 ± 352 mg/zi (minim 294 mg/zi, maxim 2137 mg/zi), iar aportul de proteine ​​din dietă a fost de 66,6 ± 26,9 g/zi (minim 24,1 g/zi, maxim 160,7 g/zi). A existat o asociere liniară puternică (r = 0,91, P 2 = 0,83)

Aportul zilnic estimat de P (în mg/zi) din aportul zilnic de proteine ​​(în g/zi) la 107 pacienți MHD din studiul NIED (30). Ecuația de regresie: P = 11,8 * proteine ​​+ 78 (r = 0,91, valorile P 2 atât în ​​ecuațiile de regresie ale noastre, cât și în cele ale lui Boaz și Smetana (27) indică o potrivire bună a modelului și nu neapărat o predicție bună pentru valorile individuale (32).

În concordanță cu aceste date, un studiu epidemiologic recent efectuat la 30.075 de pacienți cu MHD a constatat că serul P de prealiză a crescut în mod crescut, odată cu apariția azotului proteic normalizat (nPNA), cunoscut și sub numele de rata catabolică a proteinelor normalizate (nPCR); nPNA reflectă aportul de proteine ​​la pacienții cu MHD (Figura 2) (33). Prin urmare, un aport alimentar mai ridicat de proteine ​​la pacienții cu BCR nu numai că predispune la un aport mai mare de P, dar poate duce și la agravarea hiperfosfatemiei; cu toate acestea, este important să apreciem gama largă de variații în proporția de P din diferite tipuri de alimente care conțin proteine. Un exemplu relevant este albușul de ou, care are doar 1,4 mg de P pe gram de proteine, în timp ce gălbenușul de ou conține 22,8 mg de P pe gram de proteine, sau de 16 ori mai mult P pe gram de proteine ​​(vezi Tabelul 1).

Asocierea între aportul inițial de proteine ​​dietetice, reprezentat de nPNA mediat pe 13 săptămâni (nPCR) și P seric mediu pe 13 săptămâni, la 30.075 pacienți DaVita MHD (P Vizualizați acest tabel:

  • Vizualizați în linie
  • Vizualizați fereastra pop-up

Aditivi fosfat obișnuiți utilizați de industria alimentară

Implicațiile sarcinii P din aditivi

P anorganic, cum ar fi aditivii P, nu sunt legați de proteine; sunt săruri care se disociază mai ușor și sunt absorbite în tractul intestinal (50). Într-adevăr, se crede că> 90% din P anorganic poate fi absorbit în tractul intestinal, spre deosebire de doar 40-60% din P organic prezent în alimentele naturale (51,52). Implicația majoră asupra sănătății publice din aceste considerații este că sarcina P a aditivilor alimentari anorganici care conțin P este disproporționat de mare față de P. organică. La începutul anilor 1990, aditivii P au contribuit cu aproximativ 500 mg/zi P la dieta americană, aditivii pot contribui până la 1000 mg/zi P la dieta americană medie (37,51,53,54).

Într-un studiu, opt voluntari sănătoși au fost hrăniți cu o dietă care conținea aceeași cantitate de proteine ​​dietetice (95 g/zi) și energie (2200 cal/zi) timp de 4 săptămâni. Inițial, alimentele oferite conțineau puțini sau deloc aditivi alimentari care conțin P. După 4 săptămâni, au fost oferite participanților alimente cu o cantitate mare de aditivi P (50). Această intervenție a dus la o creștere a aportului total de P de la 979 la 2124 mg/zi. Introducerea alimentelor care conțin aditivi PO4 a fost asociată cu suferință intestinală, scaune moi și/sau diaree ușoară și a dus la creșteri ale nivelului seric de P și al excreției urinare de P și scăderi ale concentrațiilor serice de calciu și de calciu urinar (50). Aceste modificări sunt similare cu cele observate la animalele experimentale care au fost hrănite cu diete cu conținut ridicat de P, care sunt asociate cu eliberare îmbunătățită de PTH, similar cu hiperparatiroidismul secundar observat în CKD (55). Prin urmare, nu numai că alimentele procesate pot conține o cantitate mare de P în plus față de P prezent în mod natural (adică de până la 2 ori mai mare), dar și P este, de asemenea, mai ușor absorbit, deoarece se află într-o formă anorganică.

Două produse alimentare au o relevanță specială pentru pacienții cu BCR: băuturi răcoritoare și brânză. Cantități substanțiale de acid fosforic sunt de obicei prezente în majoritatea colelor și în multe alte băuturi, dar nu și în berea de rădăcină, de exemplu (Tabelul 3) (53). Multe, dar nu toate băuturile răcoritoare sau ceaiurile de culoare limpede au un conținut scăzut de P (Tabelul 3) (46); cu toate acestea, majoritatea acestor băuturi conțin puține sau deloc proteine ​​sau alți compuși organici, iar P este aproape exclusiv din aditivi. Fiind sub formă lichidă, P anorganic din aceste băuturi este poate și mai ușor absorbibil. Povara ridicată pe bază de aditiv este o provocare alimentară în aproape toate națiunile din întreaga lume. Tabelul 4 ilustrează variațiile conținutului de P în diferite tipuri de brânză în regiunile vorbitoare de limbă germană din Europa. Cantitatea de P dintr-o porție de 50 g de brânză variază de la Vizualizați acest tabel:

  • Vizualizați în linie
  • Vizualizați fereastra pop-up

Conținutul de P al băuturilor selectate, în mare parte ca urmare a aditivilor (pe baza porției de 12 oz)

Tipuri selectate de brânză consumate în regiunile vorbitoare de limbă germană din Europa

Echilibrarea proteinei dietetice și a aportului de P în BCK

Previzibilitatea mortalității concentrației serice medii de prediaaliză P la 3 luni la 30.075 pacienți DaVita MHD. Axa y arată logaritmul raportului de risc al mortalității prin toate cauzele pe parcursul a 3 ani de observație (iulie 2001 până în iunie 2004). Modelele de spline de regresie multivariabile sunt ajustate pentru amestecul de cazuri și măsurile de stare nutrițională și inflamație. Liniile punctate sunt 95% niveluri de încredere punctuale. Adaptat de la referința (33), cu permisiunea.

Previzibilitatea mortalității diferenței dintre percentilele modificărilor aportului de proteine ​​din dietă, reprezentată de nPNA (nPCR) și concentrația serică de P la 30.075 pacienți cu MHD. Diferența dintre concentrația de nPNA și P serică la fiecare pacient este un număr între -0,98 și 0,98. Axa y prezintă logaritmul raportului de risc al mortalității prin toate cauzele pe parcursul a 3 ani pe baza unui model spline de regresie Cox multivariabil, ajustat pentru amestecul de cazuri și măsurile de stare nutrițională și inflamație. Liniile punctate sunt 95% niveluri de încredere punctuale. Fiecare pacient a primit un scor percentilă între 0,01 și 0,99 în funcție de rangul percentilelor modificării nPNA sau serului P. Adaptat de la referință (33), cu permisiunea.

Valori pentru gestionarea dietetică a P în CKD: raportul P-la-proteine

P dietetic este de obicei exprimat în miligrame pe consum zilnic de alimente. Doza zilnică recomandată pentru aportul de P la adulții sănătoși este cuprinsă între 700 și 1250 mg (17); cu toate acestea, o persoană care ingeră 70 până la 90 g/zi proteină va consuma, de obicei, mult mai mult P decât cantitatea zilnică. Liniile directoare K/DOQI recomandă până la 1000 mg/zi P dietetică pentru pacienții cu BCR pentru a permite o gustare adecvată a dietei (56). Cu toate acestea, P dietetic este adesea subestimat. Un studiu realizat de Oenning și colab. (58) au comparat trei metode de estimare a conținutului de P dietetic utilizând atât tabele standard de alimente, cât și analize chimice a 20 de mese și au constatat că toate metodele au subestimat semnificativ conținutul de P dietetic cu 15-25%. În acest studiu, tabelele cu alimente au subestimat conținutul de P al meselor comparativ cu analizele chimice cu o medie de 272 mg/zi (58). Evaluarea conținutului de P din dietele cu mai mult de cinci alimente procesate, de conveniență sau de restaurant a subestimat conținutul de P măsurat cu o medie de aproximativ 350 mg/zi. Bazele de date disponibile despre nutrienți nu reflectă conținutul suplimentar de P ca urmare a aditivilor alimentari. Astfel de variații și inexactități în conținutul de P pot face dificilă pentru pacienți și dietetici estimarea corectă a conținutului de P.

Sherman și colab. (43) au măsurat recent conținutul de P și proteine ​​din 44 de alimente, inclusiv 30 de articole din carne, păsări de curte și pește gătite prăjite refrigerate sau congelate, utilizând metoda oficială a Asociației Comunităților Analitice și au constatat că raportul P la proteine ​​variază între 6,1 și 21,5. mg/g. Raportul mediu a fost de 14,6 mg/g în 19 produse alimentare care au fost etichetate ca având P ca aditiv comparativ cu 9,0 mg/g în cele 11 articole care nu au inclus aditivi P. Acești autori raportează, de asemenea, că produsele din carne și păsări de gătit care sunt „îmbunătățite” pot conține aditivi care măresc conținutul de P și potasiu de aproape de două ori, respectiv, de trei ori, și că această modificare nu poate fi menționată în eticheta alimentelor ( 44).

După cum sa discutat, în timp ce P anorganic din aditivi este absorbibil 90%, aproximativ 40-60% din P din alimentele derivate de la animale este absorbit de intestin, iar P din alimentele vegetale poate avea o biodisponibilitate chiar mai mică. Fără a aduce atingere acestor limitări, utilizarea raporturilor metrice P-proteină pare încă valoroasă pentru tratamentul dietetic și educația pacienților cu BCR. În tabelul 1, produsele alimentare sunt clasificate în funcție de raportul lor P-proteine. Cea mai mică cantitate de P proporțional cu cantitatea și calitatea proteinelor provine din alimentele de origine animală (în medie 11 mg de P pe 1 g de proteine), inclusiv albușuri de ou și coji de porc, în timp ce ouă întregi, produse lactate, leguminoase și lintea are un raport P-proteină mai mare (în medie 20 mg de P la 1 g de proteină). Albușul de ou, o sursă neobișnuit de bogată de proteine ​​cu valoare biologică ridicată, are unul dintre cele mai scăzute raporturi P-proteine ​​și este, de asemenea, lipsit de colesterol; prin urmare, este o sursă de proteine ​​alimentară deosebit de sănătoasă pentru pacienții cu dializă. În schimb, gălbenușul de ou este foarte ridicat atât în ​​raportul P-proteine, cât și în colesterol (vezi Tabelul 1).

Concluzii