Beljakovine, kalcij, osteoporoza

Piše: Gregor Vidmar, 23. maj. 2010

Čeprav popularni mediji objavljajo predvsem informacije, da beljakovine povzročajo "zakislenost / zakisanost telesa", izplavljanje kalcija iz kosti in osteoporozo, ter tudi v tem kontekstu priporočila o omejevanju uživanja živalskih beljakovin, v strokovnih krogih zaenkrat še ni konsenza o vplivu beljakovin iz hrane na presnovo kalcija in kosti oz. pojav osteoporoze.

Osteoporoza

Osteoporoza je degenerativna bolezen kosti, za katero je značilno postopno izgubljanje kostne mase, pri čemer se sama sestava kosti ne spremeni, zmanjša se le njena gostota. Zaradi zmanjševanja kostne mase kosti postanejo krhkejše, bolj lomljive.

Na pojav osteoporoze vplivajo številni notranji in zunanji dejavniki: spol, starost, pojavnost v družini (dedni dejavnik), hormonsko stanje, količina telesne aktivnosti, razne razvade (alkohol, kajenje) in status prehranjenosti (makrohranila (beljakovine, ogljikovi hidrati, maščobe), mikrohranila (vitamini, minerali)).

Beljakovine in osteoporoza

Znano je, da imajo prehranske beljakovine številne učinke na presnovo kalcija, vendar pa je bilo do sedaj opravljenih zelo malo intervencijskih raziskav, ki bi se ukvarjale z vplivom povečanega vnosa prehranskih beljakovin na kostno maso oz. kostno presnovo. (Pri intervencijski raziskavi gre za testiranje hipoteze o vzročno-posledični povezavi v populaciji s spreminjanjem predvidenega vzročnega dejavnika; npr. skupini ljudi v prehrano dodaš 30g beljakovin in v določenem časovnem obdobju spremljaš predvidene posledice.) Rezultati teh raziskav so bili različni:

• raven IGF-1: IGF-1 (inzulinu podoben rastni dejavnik 1 oz. somatomedin C) je hormon, ki ima močan anaboličen vpliv na presnovo kosti (spodbuja nastajanje kostne mase). Raven tega hormona se je dvignila ali ostala nespremenjena,
• biokemični markerji kostne resorbcije so se povečali, ostali nepremenjeni ali so se zmanjšali in
• izločanje kalcija z urinom se je povečalo ali ostalo nepremenjeno.

Do takih razlik v rezultatih je lahko prišlo zaradi razlik v populacijah, ki so jih preučevali, razlik v začetnem vnosu beljakovin preiskovancev, njihovem vnosu kalcija, skupnega kislinsko-baznega ravnovesja njihovih diet, dolžine raziskav oz. obdobij beljakovinskih intervencij in uporabe različnih vrst beljakovin (živalske ali rastlinske, izolirane ali beljakovine iz hrane).

Hipoteza, ki povezuje prehranske beljakovine z osteoporozo pravi, da imajo beljakovine (predvsem živalske beljakovine, ki so bogate z aminokislinami, ki vsebujejo žveplo) velik kislinski potencial oz. pozročajo večjo kislost krvi, zato telo za nevtralizacijo kislin porablja minerale (predvsem kalcij) iz kosti, kar naj bi bilo razvidno iz povečanega izločanja kalcija z urinom. Nekaj dejstev:

1. Ta hipoteza je še danes, po skoraj 90 letih raziskav, samo hipoteza, ne teorija.
2. Do večje kislosti krvi lahko pride zaradi drastičnega omejevanja zaužitih ogljikovih hidratov na račun beljakovin in maščob.
3. Do večje kislosti krvi lahko pride tudi zaradi premalo uživanja živil z bazičnim potencialom, predvsem zelenjave in sadja.
4. V pregledu strokovne literature Kerstetter JEin sodelavci (Kerstetter, 2003) navajajo raziskave, ki dokazujejo, da prehranske beljakovine vplivajo (povečajo) na absorpcijo kalcija iz črevesja, kar bi lahko prispevalo k povečani količini kalcija v urinu.
5. Obstaja najmanj 10 epidemioloških študij (glej literaturo 15 - 24), ki kažejo pozitivno povezavo med višjim vnosom prehranskih beljakovin in višjo mineralno gostoto kosti.
6. Tudi če povišan vnos beljakovin nad priporočeno dnevno količino res vpliva na razvoj osteoporoze, je to le eden od številnih dejavnikov tveganja.
7. Kaj točno naj bi pomenil povišan vnos beljakovin v kontekstu nastanka osteoporoze, še vedno ni definirano. To je tudi eden večjih problemov: ko nekdo piše ali govori o povišanem ali visokem vnosu beljakovin, si splošna populacija (ogromna razhajanja pa so tudi v strokovni) to razlaga po svoje, v večini primerov precej ekstremistično; dodatna 2 dcl jogurta in 3 koščki sira ali 150 g pustega mesa dnevno tako za nekatere predstavlja že nenormalno veliko količino beljakovin, ki se jo lahko okrivi za nastanek osteoporoze. Ekstremizem in populizem se tu seveda ne končata; nekateri za osteoporozo krivijo homogenizirano mleko itd.

Kakorkoli, tudi v zadnjih nekaj letih je kar nekaj raziskav pokazalo, da povečan vnos nad priporočenimi količinami (npr. 1,5 g beljakovin na kg telesne teže) prehranskih beljakovin lahko poveča kostno maso.

Ena od raziskav je pokazala povečanje kostne mase stegneničnega vratu pri ljudeh, ki so poleg dodatnih beljakovin uživali tudi dodatek kalcija in vitamina D. Pri preiskovancih, ki dodatkov niso jemali oz. so jemali placebo, povečanje kostne mase ni bilo zabeleženo, kar nakazuje na možen vpliv količine zaužitega kalcija na učinek prehranskih beljakovin na skelet.

Spomnimo glede vitamina D: vitamin D je v maščobah topen vitamin, katerega glavna naloga je ohranjanje normalne količine kalcija v krvi; sodeluje pri absorpciji kalcija iz črevesja, izplavljanju kalcija iz kosti v kri in zmanjšanju izgube kalcija z urinom. Pomanjkanje vitamina D onemogoča absorpcijo zadostnih količin kalcija iz črevesja, zato se zagotavljanje normalne količine kalcija v krvi začne odvijati po drugi poti: paratireoidne žleze začnejo izločati večje količine parathormona, ki omogoča mobilizacijo kalcija iz kosti, s čimer je načeto zdravje skeletnega sistema.

Nekaj raziskav je pokazalo pozitiven vpliv sirotkinih beljakovin, še posebej sirotkine osnovne beljakovinske frakcije (ang. milk basic protein oz. MBP), na nastajanje kostne mase.

V raziskavi, ki jo je opravil Tobo s sodelavci (Toba et al, 2001), je 30 zdravih odraslih moških poleg običajne prehrane 16 dni uživalo še en napitek s 300 mg MBP dnevno. Po 16 dneh sta ostala serumski kalcij in izločanje kalcija z urinom nespremenjena, spremljani biokemični markerji kostne rasti pa so se povišali, kar kaže na povečano nastajanje kostne mase.

Podobna raziskava (Yamamura et al, 2002) je bila opravljena tudi na skupini 33 zdravih odraslih žensk. Ženske so poleg običajne prehrane 6 mesecev uživale še en napitek s 40 mg MBP dnevno. Po 6 mesecih se je ženskam, ki so uživale MBP, mineralna gostota kosti pomembno povečala, pri ženskah iz placebo skupine pa razlik prej / potem ni bilo.

V strokovni reviji The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism je bila leta 2004 objavljena raziskava (Dawson-Hughes B et al, 2004), ki je preučevala vpliv povišanega vnosa prehranskih beljakovin na kostno presnovo in izločanje kalcija z urinom. V raziskavi, ki je trajala 9 tednov, je sodelovalo 33 zdravih moških in žensk, starejših od 50 let, katerih normalna vsakodnevna prehrana ni vsebovala več kot 0,85 g beljakovin na kg telesne teže in 700 mg kalcija. Preiskovanci so bili razdeljeni v 2 skupini: ena skupina je na račun ogljikovih hidratov z mesnim nadomestkom povečala količino zaužitih beljakovin na 1,55 g/kg telesne teže dnevno, druga - kontrolna skupina pa je ohranila enako makrokranilno sestavo prehrane. Kljub povečanemu vnosu beljakovin v prvi skupini ni prišlo do sprememb izločanja kalcija z urinom, bistveno pa se je povečala količina IGF-1, zmanjšala količina biomarkerja kostne resorpcije (N-telopeptid) in povečala skupna količina mineralov v kosteh.

Beljakovine in osteoporoza v praksi

Kot sem omenil že zgoraj, obstaja najmanj 10 epidemioloških študij različnih populacij, ki dokazujejo pozitiven vpliv beljakovin na mineralno gostoto kosti. Tudi številni športniki imajo kljub uživanju nekajkrat večjih količin beljakovin od priporočenih, gostejše, močnejše kosti kot ostala - negibljiva - populacija. Milijoni športnikov in rekreativcev sledijo takemu prehranjevalnemu režimu brez negativnih posledic in še nikjer ni bilo dokazano, da je med bivšimi športniki pojavnost osteoporoze višja kot pri ostali populaciji. Prehranske beljakovine so za telo izrednega pomena, uživanje zmernih količin (npr. 1 - 1,5 g/kg telesne teže) v primerni kombinaciji z ostalimi makro in mikrohranili in ob primerno raznoliki hrani, ki vključuje dovolj zelenjave in tudi sadja, ter seveda ob redni telesni aktivnosti in izogibanju raznim razvadam (alkohol, tobak), pa kostem skoraj zagotovo ne škodi, prej koristi.

Literatura

1. Kerstetter JE, O'Brien KO, Insogna KL. Low protein intake: the impact on calcium and bone homeostasis in humans. J Nutr, 2003; 133(3): 855S - 861S.
2. Dawson-Hughes B, Harris SS, Rasmussen H, Song L, Dallal GE. Effect of dietary protein supplements on calcium excretion in healthy older men and women. J Clin Endocrinol Metab, 2004; 89(3): 1169 - 73.
3. Ballard TL, Clapper JA, Specker BL, Binkley TL, Vukovich MD. Effect of protein supplementation during a 6-mo strength and conditioning program on insulin-like growth factor I and markers of bone turnover in young adults. Am J Clin Nutr, 2005; 81(6): 1442 - 8.
4. Dawson-Hughes B. Calcium and protein in bone health. Proc Nutr Soc, 2003; 62(2): 505 - 9.
5. Marshall K. Therapeutic applications of whey protein. Altern Med Rev, 2004 Jun; 9(2): 136 - 56.
6. Chevalley T, Hoffmeyer P, Bonjour JP, Rizzoli R. Early serum IGF-I response to oral protein supplements in elderly women with a recent hip fracture. Clin Nutr, 2010; 29(1): 78 - 83.
7. Xu R. Effect of whey protein on the proliferation and differentiation of osteoblasts. J Dairy Sci, 2009; 92(7): 3014 - 8.
8. Huth PJ, DiRienzo DB, Miller GD. Major scientific advances with dairy foods in nutrition and health. J Dairy Sci, 2006; 89(4): 1207 - 21.
9. Uenishi K et al. Milk basic protein increases bone mineral density and improves bone metabolism in healthy young women. Osteoporos Int, 2007; 18(3): 385 - 90.
10. Yamamura J et al. Milk basic protein (MBP) increases radial bone mineral density in healthy adult women. Biosci Biotechnol Biochem, 2002; 66(3): 702 - 4.
11. Uenishi et al. Milk basic protein increases bone mineral density and improves bone metabolism in healthy young women. Osteoporos Int, 2007; 18(3): 385 - 90.
12. Aoe S, Koyama T, Toba Y, Itabashi A, Takada Y. A controlled trial of the effect of milk basic protein (MBP) supplementation on bone metabolism in healthy menopausal women. Osteoporos Int, 2005; 16(12): 2123 - 8.
13. Toba Y et al. Milk basic protein promotes bone formation and suppresses bone resorption in healthy adult men. Biosci Biotechnol Biochem, 2001; 65(6): 1353 - 7.
14. Zou ZY et al. Evaluation of milk basic protein supplementation on bone density and bone metabolism in Chinese young women. Eur J Nutr, 2009; 48(5): 301 - 6.
15. Freudenheim JL, Johnson NE, Smith EL. Relationships between usual nutrient intake and bone-mineral content of women 35–65 years of age: longitudinal and cross-sectional analysis. Am J Clin Nutr, 1986; 44: 863 - 876.
16. Teegarden D et al. Dietary calcium, protein, and phosphorus are related to bone mineral density and content in young women. Am J Clin Nutr, 1998; 68: 749 - 754.
17. Lacey JM et a. Correlates of cortical bone mass among premenopausal and postmenopausal Japanese women. J Bone Miner Res, 1991; 6: 651 - 659.
18. Geinoz G et al. Relationship between bone mineral density and dietary intakes in the elderly. Osteoporos Int, 1993; 3: 242 - 248.
19. Cooper C et al. Dietary protein intake and bone mass in women. Calcif Tissue Int, 1996; 58: 320 - 325.
20. Chiu JF et al. Long-term vegetarian diet and bone mineral density in postmenopausal Taiwanese women. Calcif Tissue Int, 1997; 60: 245 - 249.
21. Lau EM, Kwok T, Woo J, Ho SC. Bone mineral density in Chinese elderly female vegetarians, vegans, lacto-vegetarians and omnivores. Eur J Clin Nutr, 1998; 52: 60 - 64.
22. Hannan MT et al. Effect of dietary protein on bone loss in elderly men and women: the Framingham Osteoporosis Study. J Bone Miner Res, 2000; 15: 2504 - 2512.
23. Kerstetter JE, Looker AC, Insogna KL. Low protein intake and low bone density. Calcif Tissue Int, 2000; 66: 313.
24. Promislow JH, Goodman-Gruen D, Slymen DJ, Barrett-Connor E. Protein consumption and bone mineral density in the elderly: the Rancho Bernardo Study. Am J Epidemiol, 2002; 155: 636 - 644.