Creșterea aportului alimentar de fosfor din aditivi alimentari potențial pentru impact negativ asupra oaselor
Eiji Takeda
4 Departamentul de Nutriție Clinică, Institutul de Bioștiințe în Sănătate, Universitatea din Tokushima Graduate School, Tokushima City, Tokushima, Japonia; și
Hironori Yamamoto
5 Departamentul de Sănătate și Nutriție, Facultatea de Viață Umană, Universitatea Jin-ai, Orașul Echizen, Fukui, Japonia
Hisami Yamanaka-Okumura
4 Departamentul de Nutriție Clinică, Institutul de Bioștiințe în Sănătate, Universitatea din Tokushima Graduate School, Tokushima City, Tokushima, Japonia; și
Yutaka Taketani
4 Departamentul de Nutriție Clinică, Institutul de Bioștiințe în Sănătate, Universitatea din Tokushima Graduate School, Tokushima City, Tokushima, Japonia; și
Abstract
Introducere
Aportul de fosfor este necesar pentru creșterea și mineralizarea oaselor. Fosforul este alimentat abundent în dietă prin carne, cereale și produse lactate. În multe țări, aportul alimentar de fosfor este mai mare (1, 2) decât doza zilnică recomandată și fosforul, ca săruri de fosfor, este adăugat alimentelor ca aditivi alimentari. S-a demonstrat că aportul mare de fosfor inhibă creșterea concentrației serice de 1,25-dihidroxivitamină D [1,25 (OH) 2D] 6 ca răspuns la aportul scăzut de calciu din dietă. În plus, fosforul este considerat a fi o sursă majoră de acid din dietă (3). Este o discuție continuă dacă un aport ridicat de fosfor afectează în mod negativ masa și densitatea osoasă. Prin urmare, rolul excesului de aport alimentar de fosfor din alimentele naturale și alimentele procesate asupra sănătății oaselor este discutat în această revizuire.
Starea actuală a cunoașterii
Aportul de fosfor și sănătatea oaselor.
Aproximativ 80-90% din conținutul mineral al osului este alcătuit din calciu și fosfor, iar 85% din fosforul din corp se află în schelet. Aportul adecvat de fosfor este esențial pentru multe procese biologice, inclusiv mineralizarea scheletului, dar se crede că aportul excesiv poate avea efecte dăunătoare asupra osului. Fosforul poate provoca direct apoptoza în osteoblastele cultivate, precum și o creștere a concentrațiilor hormonului paratiroidian (PTH) (4). Dietele bogate în fosfor și sărace în calciu duc la diminuarea absorbției intestinale a calciului, reducând concentrația serică de calciu și stimulând secreția de PTH, care, la rândul său, determină resorbția osoasă să readucă calciul seric la concentrații homeostatice. Administrarea intermitentă de PTH umană mărește masa osoasă la oameni și șobolani (5, 6), dar concentrațiile ridicate continuu de PTH reduc densitatea minerală osoasă. S-a demonstrat că fosforul alimentar bogat cauzează pierderea osoasă la animale (7).
O creștere susținută a PTH după aportul de fosfor a fost observată atât în studiile la animale, cât și la oameni (8, 9). În plus față de mai multe surse naturale de fosfor din produsele lactate, cărnuri, cereale integrale, nuci și ouă, utilizarea aditivilor de fosfor în industria alimentară este obișnuită și crește și mai mult aportul de fosfor (10, 11). Fosforul din aditivi anorganici este absorbit aproape complet (12) și poate avea efecte diferite de cele ale fosforului natural (13, 14). S-a estimat că aditivii de fosfor pot adăuga până la 1 g de fosfor în dietă, în funcție de alegerile alimentare, în Statele Unite (12). Pe baza unui raport recent, un pacient tipic cu hemodializă din Europa consumă cel puțin 100-300 mg de fosfor suplimentar din aditivi (15). Fosforul reglează în mod direct producția de 1,25 (OH) 2D de către celulele renale în cultură (16) și in vivo (17) FIG. 1 ).
Metabolismul fosforului la om. Consumul ridicat de fosfor din dietă crește concentrațiile serice de fosfor, ceea ce stimulează secreția de PTH și secreția de FGF23. Atât PTH cât și FGF23 induc fosfaturie. PTH și FGF23 activează și inhibă sinteza 2D de 1,25 (OH), ceea ce crește și scade eficiența absorbției fosforului din dietă în intestin, respectiv. PTH stimulează, de asemenea, secreția de FGF23, în timp ce FGF23 inhibă secreția de PTH. FGF23, factor de creștere a fibroblastului 23; Pi, fosfat anorganic; PTH, hormon paratiroidian; 1,25 (OH) 2D, 1,25-dihidroxivitamina D; 25 (OH) D, 25-hidroxivitamină D.
Factorul de creștere a fibroblastelor serice 23 (FGF23) este secretat predominant de osteocite și este un factor major în reglarea homeostaziei fosforului (18, 19). FGF23 își atinge specificitatea celulară în rinichi și glandele paratiroide prin legarea în prezența obligatorie a coreceptorului său proteic transmembranar Klotho, care crește afinitatea FGF23 pentru receptorii FGF exprimați omniprezent (20). FGF23 acționează asupra rinichilor pentru a provoca fosfaturie, o sinteză scăzută de 1,25 (OH) 2D și, eventual, corectează concentrațiile mari de fosfor și 1,25 (OH) 2D. S-a demonstrat că administrarea de FGF23 recombinant suprimă expresia și secreția genei PTH la șobolani cu funcție renală normală și in vitro în culturi de organe ale glandelor paratiroide de șobolan la șobolani cu funcție renală normală (21).
Încărcarea fosforului și metabolismul osos.
Am examinat efectul acut al încărcării orale de fosfor asupra PTH și FGF23 pentru a clarifica rolul lor în ajustarea rapidă a fosforului seric (23). În primul studiu, 8 voluntari bărbați sănătoși au primit alternativ 1 din 3 mese de test care conțin 200 mg calciu și cantități diferite de fosfor [400 mg (P400), 800 mg (P800) și 1200 mg (P1200)] ca prânz.
Excreția fosforului seric și a fosforului urinar a crescut semnificativ și în funcție de doză în decurs de 1 oră după administrarea P400, P800 și P1200. Calciul seric nu s-a modificat pe măsură ce aportul de fosfor a crescut. În mod similar, calciul seric a scăzut după un aport de fosfor de 1995 mg, dar nu s-a modificat după un aport de fosfor de 1245 mg (22). Concentrațiile serice de PTH au crescut semnificativ la 1, 2 și 4 ore după mesele P800 și P1200 comparativ cu cele de după masa P400. PTH seric a arătat o curbă bifazică la 1-2 și 4-6 ore după administrarea P1200 și a fost semnificativ mai mare decât cea după administrarea P400. FGF23 seric a crescut semnificativ la 8 ore după administrarea de P1200 comparativ cu după ambele consumuri de P400 și P800 (23). Aceste date indică faptul că PTH poate fi asociat cu adaptarea rapidă a homeostaziei fosforului, dar că FGF23 poate să nu fie.