Utjecaj nutrienata hrane na zdravlje i mineralnu gustoću kostiju

Pregledni članak

Božica Solomun Kolanović i Nina Bilandžić

Božica SOLOMUN KOLANOVIĆ, dipl. ing. biotehnol., dr. sc. Nina BILANDŽIĆ, dipl. ing. biotehnol., znanstvena savjetnica, Laboratorij za određivanje rezidua, Odjel za veterinarsko javno zdravstvo, Hrvatski veterinarski institut, Zagreb

Prenešeno iz časopisa VETERINARSKA STANICA br.5/2014[download/preuzmi pdf ovdje]

Uvod Postizanje vršne koštane mase Nutrijenti i zdravlje kosti Unos kalcija i rast kostiju Vitamin D i rast kostiju Utjecaj prehrambenog unosa na zdravlje kosti u odrasle populacije Utjecaj unosa kalcija i vitamina D na mineralnu gustoću kostiju i učestalost prijeloma Unos proteina i rast kostiju Povezanost unosa proteina i mineralne gustoće kostiju u odrasle populacije Važnost unosa ostalih minerala i vitamina za zdravlje kostiju Povezanost unosa vitamina K i mineralne gustoće kostiju u odrasle populacije Utjecaj različitih režima prehrane na koštano zdravlje u odrasle populacije Sažetak Literatura Abstract

Uvod

Kvaliteta koštanog tkiva ovisi o veličini koštane mase postignute u mladosti, odnosno vršnoj koštanoj masi. Vršna se koštana mase postiže do kraja drugog desetljeća života, a ovisi o naslijeđu i okolišnim faktorima, među kojima ključnu ulogu imaju prehrana i status vitamina D. Postoje dokazi da je fizička aktivnost tijekom adolescencije i rane odrasle dobi ključna determinanta vršne koštane mase (Rizzoli, 2008., Marwaha i sur., 2011.). Nutritivni unos je i ključni okolišni faktor koji utječe na gubitak koštane mase koji se javlja u drugoj polovici života (Puntus i sur., 2011.). Za čvrste i zdrave kosti i prevenciju bolesti kostiju povezanih sa starenjem važno je osigurati dovoljan unos kalcija prehranom te vitamina D i proteina (Rizzoli, 2008., Puntus i sur., 2011.). Fosfor, kalij, magnezij, određeni elementi u tragovima (mangan, bakar, cink) i vitamini (C i K) isto su tako važni za zdravlje kostiju, iako njihova uloga još nije sasvim razjašnjena.
Ulaskom u zrelu životnu dob postupno se smanjuje razina spolnih hormona što rezultira s godinama gubitkom koštane mase (Ackert-Bicknell, 2012.). Uz nedostatak estrogena, ubrzanom gubitku kalcija iz kostiju pogoduju i nepravilna prehrana s premalim unosom kalcija i D vitamina, nedostatna tjelesna aktivnost, prehrana siromašna bjelančevinama, štetne navike (kao što su pušenje, pretjerana konzumacija alkoholnih pića i napitaka koji sadržavaju kofein) i pretjerano soljenje hrane (natrij veže kalcij smanjujući njegovu raspoloživost). Osim navedenih čimbenika, ubrzanom gubitku koštane mase mogu doprinijeti brojne bolesti i mnogi lijekovi (Puntus i sur., 2011.).
Brojne su epidemiološke studije ispitale utjecaj prehrambenog unosa na mineralnu gustoću kostiju te na učestalost pojave prijeloma u osoba starije životne dobi.

▲

Postizanje vršne koštane mase

U određenim godinama života, koštana masa je određena količinom kosti akumulirane pri kraju skeletalnog rasta i količinom izgubljene koštane mase tijekom života. Vršna koštana masa se postiže relativno rano, već između 20. i 25. godine života, ranije u djevojaka nego u mladića. Izgradnja kostiju u djetinjstvu i adolescenciji od osobite je važnosti, jer određuje otpornost na prijelome u kasnijem razdoblju života. Što je veća vršna koštana masa, manja je vjerojatnost razvoja osteoporoze i prijeloma kosti (Rizzoli, 2008.).

Brojni su čimbenici koji određuju vršnu koštanu masu. Oko 50 do 70% razlika u koštanoj masi određeno je genetskim faktorima. Okolišni faktori koji na koštanu masu djeluju uzajamno s genetskim faktorima uključuju spol, etničke karakteristike, količinu sunčeve svjetlosti, fizičku aktivnost i hormonalne faktore. Nadalje, od izvanredne važnosti za postizanje visoke vršne koštane mase je prehrana, odnosno unos kalcija i vitamina D (van Dijk i sur., 2009., Kapetanović i sur., 2011., Marwaha i sur., 2011.).

Izvjesne razlike u veličini koštane mase postoje i između različitih etničkih skupina. Tako Afroamerikanci imaju nešto veću koštanu masu od ostalih rasa, dok Europljani imaju veću mineralnu gustoću kostiju od Azijata (Ackert-Bicknell, 2012.). Postoje dokazi da je fizička aktivnost tijekom adolescencije i rane odrasle dobi ključna determinanta vršne koštane mase. Veća mineralna gustoća kostiju kod sportaša je vjerojatno rezultat režima njihove prehrane koji uključuje povećan unos mikronutrijenata (kalcij, fosfor, folna kiselina), makronutrijenata (proteini, masti i ugljikohidrati) i drugih sastavnica prehrane (vlakna, fitati i oksalati) u odnosu na kontrolne skupine (Marwaha i sur., 2011.).

▲

Nutrijenti i zdravlje kosti

Za zdravlje kostiju tijekom rasta i održanje koštane mase u odrasloj dobi najvažniji je dovoljan dnevni unos kalcija, vitamina D i proteina. Nutrijenti mogu utjecati na metabolizam i strukturu kostiju direktno modificirajući koštanu predgradnju ili indirektno mijenjanjem sekrecije kalcitropnog hormona (Rizzoli, 2008.).

Proizvodi metabolizma nutrijenata mogu izravno modificirati koštanu pregradnju. Primjerice, pretjeran unos proteina povećava proizvodnju kiselina i bubrežno izlučivanje kiselina što može povećati resorpciju kostiju i izlučivanje kalcija urinom. Primjer indirektnog utjecaja su promjene unosa kalcija koje mogu utjecati na izlučivanje cirkulirajućeg paratiroidnog hormona, djelujući tako na nivo koštane pregradnje i koštanu ravnotežu. Drugi primjer je utjecaj prehrambenih proteina na proizvodnju inzulinu sličnog čimbenika rasta (IGF-I) jetre i kostiju, što povećava proliferaciju osteoblasta i njihovu aktivnost. Osim toga, nedostatak kalorija je povezan s trošenjem mišića, čime se koštana struktura podvrgava manjem naprezanju s većim rizikom od smanjenog oblikovanja kosti i veće resorpcije kosti (Rizzoli, 2008.).

Za optimalan koštani rast i prevenciju bolesti kostiju povezanih sa starenjem potreban je dovoljan unos kalcija, vitamina D i proteina. Međutim, i drugi minerali, elementi u tragovima i vitamini (kalij, cink, magnezij, vitamin K) su ključni u odvijanju reakcija i metaboličkih procesa u kostima (Rizzoli, 2008., Kontogianni i sur., 2009.).

▲

Unos kalcija i rast kostiju

Studije pokazuju da je povećan unos kalcija povezan s većim prirastom koštane mase i time većom vršnom koštanom masom (Rizzoli, 2008.). Ako se prehranom ne unosi dostatna količina kalcija dolazi do pojačanog izlučivanja paratiroidnog hormona (PTH) što prouzroči otpuštanje kalcija iz kostiju do uspostavljanja njegove ravnoteže.

Nedostatan unos kalcija tijekom perioda rasta može naštetiti vršnoj koštanoj masi i predodrediti pojedince povećanom riziku od osteoporotičnih prijeloma u kasnijoj životnoj dobi. Epidemiološke studije pokazuju da je unos mlijeka i kalcija povezan s koštano mineralnim prirastom tijekom rasta te prijelomima u djetinjstvu i gustoćom kostiju u odrasloj životnoj dobi. Tako je studija na 3251 ženi iz Caucasa pokazala da žene koje su imale nizak unos mlijeka tijekom djetinjstva i adolescencije imaju nižu koštanu masu u odrasloj dobi i veći rizik od prijeloma (Kalkwarf i sur., 2003.).

Mlijeko i mliječni proizvodi su vrlo dobar izvor kalcija. Koštunjave ribe, leguminoze, pojedino jezgričasto voće, obogaćeno sojino mlijeko i žitarice također sadrže manje količine kalcija.
U bioiskoristivosti kalcija važnu ulogu imaju prehrambeni faktori koji utječu na intestinalnu apsorpciju i izlučivanje kalcija urinom (Guéguen i Pointillart, 2000.). Neki sastojci prehrane poput fitata iz mekinja, žitarica i klica te oksalata iz špinata, rabarbare i oraha te tanina iz čaja, mogu stvarati netopljive komplekse s kalcijem i tako smanjiti apsorpciju kalcija u crijevima (Zhu i Prince, 2012.).
Neki mliječni proizodi, osobito neki procesirani sirevi imaju visok sadržaj natrijeva klorida, a prehrana bogata natrijem može povećati gubitak kalcija urinom (Zittermann, 2011.).

Iako se smatralo da pretjerani unos proteina može dovesti do kronične metaboličke acidoze koja prouzroči hiperkalciuriju, to jest pojačano izlučivanje kalcija urinom, nedavni podatci pokazuju da proteini utječu pozitivno na ravnotežu kalcija jer povećavaju njegovu apsorpciju u crijevima (Zhu i Prince, 2012.).

Pozitivni efekti suplementacije kalcija prije svega se pripisuju smanjenju koštanog remodeliranja. Morfometrijske analize promjena u slabinskoj kralježnici i femoralnoj dijafizi pokazuju da kalcij može potaknuti longitudinalni i poprečni rast kostiju (Rizzoli, 2008.). Pokazalo se da je učinkovitost apsorpcije kalcija iz suplemenata veća kada se unosi u dozama manjim od 500 mg. Osim toga, 500 mg kalcija iz kalcijeva citrata ima iste utjecaje kao 1000 mg kalcija iz kalcijeva karbonata na supresiju paratiroidnog hormona i koštanu resorpciju (Zhu i Prince, 2012.).
Preporučeni unosi kalcija (mg/dan) u SAD i Australiji prikazani su u Tabeli 1.

Tabela 1. Preporučeni dnevni unosi kalcija (mg/dan) u Australiji i SAD (National Health and Medical Research Council, 2006., Institute of Medicine, 2010.).

Tijekom perioda rasta potreban je veći unos kalcija kako bi se postigla maksimalna vršna koštana masa te kod žena starijih od 50 godina i muškaraca starijih od 70 godina kako bi se spriječio gubitak kosti povezan s menopauzom i starenjem (Zhu i Prince, 2012.). Prema istraživanju Peacock i sur. (2000.) suplementacija kalcijem u dozi od 750 mg/dan sprječava gubitak gustoće kostiju, smanjuje medularnu ekspanziju bedrene kosti, sekundarni hiperparatiroidizam i visoku koštanu pregradnju.

▲

Vitamin D i rast kostiju

Za prirast i održavanje adekvatne koštane mase i mineralne gustoće vrlo je važan i status vitamina D. Proizvodnja putem kože pomoću sunčeve svjetlosti i prehrana su dva izvora vitamina D kod ljudi. Vitamina D ima u masnoj ribi, bjelanjku kao i obogaćenoj hrani kao što su sojino mlijeko, margarin i žitne pahuljice (Lips i van Schoor, 2011.). Adekvatan status vitamina D je neophodan za učinkovitu apsorpciju kalcija u crijevima te je povezan koštanom pregradnjom. Osim toga, utjecaj vitamina D na mišiće može pomoći spriječavanju padova u odrasloj dobi, smanjujući time rizik od prijeloma (New i sur., 2000., Lane, 2006.). Glavnu ulogu u održanju serumskih koncentracija kalcija unutar fiziološki prihvatljivog raspona ima aktivni oblik metabolita vitamina D 1,25-dihidroksivitamin (D 1,25(OH)2D), jer otvara kalcijeve kanale u crijevima, stimulira oblikovanje kalcij vezujućih proteina u intestinalnim stanicama i na taj način stimulira apsorpciju kalcija i fosfata iz crijeva (van Dijk i sur., 2009.).
U slučaju nedostatka vitamina D, koncentracija 1,25(OH)2D može pasti i bit će manje dostupnog kalcija za mineralizaciju kostiju.

Razina paratiroidnog hormona (PTH) će narasti, stimulirajući hidroksilaciju 25(OH)D u bubrezima u 1,25(OH)2D.
Povećana razina PTH stimulira koštanu pregradnju, dovodeći do koštanih gubitaka. U razdobljima dugotrajnog nedostatka vitamina D povećan gubitak kostiju može rezultirati osteoporozom i prijelomima (Slika 1.).

Slika 1. Patofiziološki putevi od nedostatka vitamina D do osteoporoze, osteomalacije, padova i prijeloma (Lips i van Schoor, 2011.).

Kosti kod kojih je došlo do velike koštane pregradnje sadrže više osteoidno tkivo (nepotpuno mineralizirana kost), jer se javlja veće remodeliranje na koštanoj površini nego u normalnim okolnostima. U slučaju dugotrajnog teškog nedostatka vitamina D volumen osteoidnog tkiva se akumulira i do više od 5% dovodeći do osteomalacije (omekšavanje i slabljenje kostiju) te slabljenja mišića (Chailurkit i sur., 2011., Lips i van Schoor, 2011.).

Studije pokazuju vezu između nedostatka vitamina D i niže mineralne gustoće kostiju, veće koštane pregradnje i veće pojave prijeloma (van Dijk i sur., 2009.). Utvrđeno je da suplementacija vitaminom D u kombinaciji s kalcijem može povećati mineralnu gustoću kostiju i smanjiti koštanu pregradnju. Neke meta-analize pokazuju da bi za uspješno djelovanje vitamina D uz suplemente vitamina D trebalo koristiti i suplemente kalcija (van Dijk i sur., 2009.). Prema studiji Bischoff-Ferrari i sur. (2004.) na Amerikancima starosti 35 godina, najveća veza između unosa vitamina D i mineralne gustoće kostiju uočena je za područje slabinske kralješnice, vrata bedrene kosti i ukupne zdjelice. Ovi predjeli su osobito podložni osteoporozi.

▲

Utjecaj prehrambenog unosa na zdravlje kosti u odrasle populacije

U odsutnosti različitih bolesti i stanja koja imaju nepovoljan učinak na koštano tkivo, zdravlje kostiju očuvano je sve do menopauze i ulaska u zrelu dob (Kapetanović i sur., 2011.). Nakon menopauze, promjene u razinama spolnih hormona i prehrani povezani su s povećanjem procesa remodeliranja kosti, dovodeći do većeg trošenja kostiju (Rizzoli, 2008.). Umjereno sniženje razine spolnih hormona javlja se i nekoliko godina prije menopauze, što može rezutirati pojačanim gubitkom kosti. Pojačana resorpcija kosti je najintenzivnija u prvih nekoliko godina nakon menopauze, a ako se ne poduzmu odgovarajuće mjere, rezultat je progresivan gubitak koštane mase (Kapetanović i sur., 2011.). Gubitak kostiju uslijed starenja procjenjuje se na oko 0,5-1% godišnje kod žena i muškaraca. Kroz 5-10 godina tijekom i nakon menopauze, žene gube kosti puno brže nego muškarci, na razini od 2-3% godišnje.
Ovo je uglavnom rezultat nedostatka estrogena u menopauzi što dovodi do smanjene apsorpcije kalcija u crijevima i smanjene reapsorpcije renalnog kalcija te povećanog izlučivanja PTH i koštane resorpcije (Zhu i Prince, 2012.). Povećana resorpcija kosti javlja se zbog pojačane aktivnosti osteoklasta u skladu s hormonskim promjenama u organizmu, te smanjene aktivnosti osteoblasta.
Gubitku koštane mase pridonose i slabija tjelesna aktivnost te smanjena sinteza vitamina D (Kapetanović i sur., 2011.).

U odraslih se obvezni gubitci kalcija moraju nadomjestiti dostatnim unosom kalcija i djelotvornom intestinalnom apsorpcijom. U suprotnom, kost se koristi kao izvor kalcija kako bi se održala homeostaza izvanstanične koncentracije kalcija. Taj se homeostatski mehanizam mijenja u starosti, s izmjenom sinteze vitamina D u koži, izmjenom apsorpcije kalcija u probavnom sustavu i neuspjehom prilagodbe na snižene razine kalcija u prehrani. S povećanom razinom remodeliranja, broj resorpcijskih pukotina u trabekularnom koštanom tkivu je veći, što utječe na čvrstoću i krutost kostiju.
Stoga, usporavanje razine aktivacije novih mjesta remodeliranja trebalo bi biti povezano sa smanjenjem trošenja kosti.
Stoga se utjecaj kalcija na remodeliranje kostiju obično pripisuje inhibiciji sekrecije paratiroidnog hormona, čija se razina u plazmi povećava sa starenjem (Rizzoli, 2008.).

Kritično pitanje kod starijih osoba je kako osigurati dovoljan unos kalcija i ostalih nutrijenata iz hrane kada se smanje energetski unosi, a oni se obično smanjuju kada se smanji i uobičajena fizička aktivnost. Obično se to događa u dobi od oko 60 godina. Kao i kod mlađih osoba, dobro usklađeni programi fizičke aktivnosti osiguravaju bolje koštano zdravlje starijih osoba (Anderson i Sjoberg, 2001.). Zaštitna uloga fizičke aktivnosti na populaciji osoba starije životne dobi dokazana je u nedavnoj studiji u kojoj su žene starije od 50 godina održavale uobičajeno aktivan životni stil i doživjele sporiju progresiju gubitka mineralne gustoće kostiju tijekom 10-godišnjeg praćenja (Pedone i sur., 2010.). Iako se preporučuje da se dovoljan unos kalcija osigurava prehranom, kod žena s osteoporozom ili s povećanim rizikom od osteoporoze, odnosno starijih od 65 godina, s T-vrijednosti za mineralnu gustoću kostiju (BMD) nižom od -1 ili s dokazanom insuficijencijom kalcija i/ili vitamina D, preporuča se suplementacija kalcijem i vitaminom D. Prema nedavnom izvješću vijeća stručnjaka preporuča se da žene s većim rizikom od prijeloma primaju suplemente kalcija i vitamina D, i to 1000-1200 mg kalcija i 800 IU vitamina D dnevno. Preporuča se da ukupan unos kalcija prehranom i putem suplemenata ne premašuje dopuštenu gornju granicu unosa od 2000 mg/dan za starije od 50 godina (Institute of Medicine, 2010.). Nedavne studije pokazuju da suplementacija kalcijem iznad ove granice može povećati rizik od kardiovaskularnih bolesti (Zittermann, 2011., Zhu i Prince, 2012.).
Iako su muškarci zbog većeg i čvršćeg kostura te veće vršne koštane mase, u povoljnijem položaju od žena, i oni mogu oboljeti od osteoporoze.
Za to su, uz genetsku predispoziciju i manjak spolnih hormona, često odgovorni brojni vanjski čimbenici kao što su: neodgovarajuća prehrana, pušenje, alkohol i bolesti. Razumijevanje vanjskih i unutarnjih čimbenika koji prouzroče gubitak koštane mase nužno je kako bi se pravodobno mogle poduzeti odgovarajuće preventivne ili terapijske mjere (Kapetanović i sur., 2011.).

▲

Utjecaj unosa kalcija i vitamina D na mineralnu gustoću kostiju i učestalost prijeloma

Studije utjecaja povećanog unosa kalcija na mineralnu gustoću kostiju su pokazale da kod starijih osoba s bazičnim unosom kalcija od 500-1000 mg/dan, povećanje unosa za dodatnih 500-1200 mg/dan s unosom ili bez unosa vitamina D, može spriječiti gubitak kostiju (Riggs i sur., 1998., Shea i sur., 2002.). Smatra se da je to vjerojatno zbog utjecaja kalcija na supresiju izlučivanja paratiroidnog hormona. U metaanalizi koja je uključivala 23 studije na 41 419 subjekata, suplementacija kalcijem ili kalcijem i vitaminom D povezana je s 0,5%-tnim smanjenjem koštanog gubitka kuka i 1,2%-tnim smanjenjem koštanog gubitka kralješnice (Tang i sur., 2007.). Većina studija o kalciju i gustoći kostiju je provedena na ženama starije životne dobi, ali nekolicina studija koje su provedene na muškarcima pokazuju slične rezultate. U dvogodišnjoj kontrolnoj studiji na skupini zdravih muškaraca starijih od 40 godina pokazalo se da je skupina koja je primala 1200 mg kalcija/dan imala 1-1,5% veći porast mineralne gustoće kostiju kralješnice i kuka u odnosu na placebo skupinu (Reid i sur., 2008.). Vitamin D bi mogao imati dodatne korisne učinke na suplementaciju kalcijem u usporavanju gubitka koštane mase. U petogodišnjoj studiji provedenoj na starijim ženama iz Australije koje su dobivale 1200 mg/dan kalcija, ili 1200 mg/dan kalcija i 1000 IU/dan vitamina D ili placebo, koštani gubitak je spriječen u obje tretirane skupine, ali ne u placebo skupini u prvoj godini. Međutim, utjecaj je zadržan samo u skupini koja je primala i kalcij i vitamin D u 3. i 5. godini (Zhu i sur., 2008.).

Većina randomiziranih kontrolnih studija koje istražuju utjecaje suplementacije kalcijem ili kombinaciju suplementacije kalcijem i vitaminom D kod osoba starije životne dobi pokazale su smanjenje rizika od prijeloma.
Metaanaliza s 52 625 subjekata iz 17 studija pokazala je da je tretman kalcijem povezan s 10%-tnim smanjenjem rizika od prijeloma, dok u kombinaciji s vitaminom D dovodi i do 13%-tnog smanjenja rizika različitih prijeloma (Tang i sur., 2007.). Utvrđeno je i da je smanjenje rizika od prijeloma značajno veće (24%) u studijama u kojima se primjenjivala doza kalcija veća od 1200 mg/dan i doza vitamina D veća od 800 IU. Pokazalo se da je kalcij jednako važan u spriječavanju prijeloma i kod žena i kod muškaraca (Zhu i Prince, 2012.). Nadalje, u devet kliničkih studija koje su uključivale ukupno 53 260 pacijenata, pokazuje da suplementacija samo s vitaminom D nije dovoljna da bi se smanjio rizik od frakture kuka kod žena u postmenopauzi (Rizzoli, 2008.). Međutim, kombinirana suplementacija s vitaminom D i kalcijem smanjuje taj rizik za 28% dok se rizik od nekralješničkih fraktura smanjuje za 23% u odnosu na suplementaciju samo s vitaminom D (Rizzoli, 2008.).

U presječnoj studiji na 446 zdravih žena starosti od 60-97 godina iz Tajlanda istraživao se utjecaj serumske razine 25-hidroksivitamina D (25(OH) D) na mineralnu gustoću kostiju, uz istovremenu suplementaciju kalcijem.
Razine plazma intaktnog paratiroidnoga hormona su rasle kada su serumske razine 25(OH)D bile niže od 70 nmol/L.
Pozitivna korelacija je pronađena između serumske razine 25(OH)D i mineralne gustoće vrata bedrene kosti, ali ne i mineralne gustoće lumbalne kralješnice (Chailurkit i sur., 2011.). Prema većini studija, cirkulirajuće razine 25(OH)D za optimalnu apsorpciju kalcija, smanjenje aktivnosti paratiroidnoga hormona i smanjenje rizika od prijeloma kuka i ostalih nekralješničkih fraktura trebale bi se kretati između 50 i 80 nmol/L (Dawson-Hughes i sur., 2005., Heaney, 2005.). Osobe starije životne dobi trebaju više vitamina D da bi se proizvela serumska koncentracija 25(OH)D nužna za svladavanje hiperparatiroidizma nego što je potrebno mlađim odraslim osobama, vjerojatno zato što su kod starijih odraslih osoba razine paratiroidnoga hormona veće nego kod mlađih osoba pri sličnim razinama 25(OH)D (Chailurkit i sur., 2011.).

Brojne randomizirane placebo kontrolirane studije su provedene na utjecaju vitamina D na mineralnu gustoću kostiju, a prikazane su u tabeli 2. Porast mineralne gustoće kostiju se uglavnom uočava u vratu bedrene kosti ili ukupnom kuku, a rijetko u ukupnom tjelesnom kalciju.

Tabela 2. Rezultati randomiziranih kliničkih studija na vitaminu D (i kalciju) s BMD kao konačnim kriterijom ishoda (Lips i van Schoor, 2011.).

▲

Unos proteina i rast kostiju

Unos proteina utječe na rast kostiju i akumulaciju koštane mase kod djece i adolescenata. Proteini su esencijalni, jer su inkorporirani u organski matriks kostiju za kolagensku strukturu na temelju koje se javlja mineralizacija (Kontogianni i sur., 2009.).

Utvrđeno je da povećani unos proteina može povećati proizvodnju kiselina i izlučivanje bubrežnih kiselina kao posljedicu ispuštanja protona tijekom oksidacije aminokiselina sa sumporom, što može prouzročiti pojačano izlučivanje kalcija urinom (Zhu i Prince, 2012.).
Međutim, smanjenje unosa proteina može dovesti do smanjene apsorpcije kalcija i do sekundarnog hiperparatiroidizma.
Nizak unos proteina (0,7 g/kg, tj. mase) se povezuje s povećanjem biokemijskih markera koštane pregradnje. Gotovo sve studije koje procjenjuju moguću povezanost između koštane mase na različitim skeletalnim mjestima i spontanog unosa proteina pokazale su pozitivan, a ne negativan odnos kod djece i adolescenata, žena u predmenopauzi ili postmenopauzi, kao i kod muškaraca (Whiting i sur., 2002., Alexy i sur., 2005., Devine i sur., 2005., Budek i sur., 2007., Chevalley i sur., 2008.). Nadalje, longitudinalno praćenje subjekata u Framingham studiji pokazalo je da je gubitak mineralne gustoće kostiju povezan sa smanjenim prehrambenim unosom proteina (Hannan i sur., 2000.).
U studiji na zdravoj djeci i adolescentima oba spola starosti od 6 do 18 godina promatrao se prehrambeni unos tijekom 4 godine uz primjenu trodnevnog dnevnika prehrane. Uočena je značajna pozitivna povezanost dugoročnog unosa proteina i periostalnog obujma, kortikalnog područja, sadržaja minerala u kostima i izračunatog indeksa izdržljivosti kosti (Alexy i sur., 2005.).

Utvrđen je i trend pojave prijeloma kuka kod subjekata s niskim unosom proteina te povećanje rizika od prijeloma podlaktice kod subjekata s visokim unosom proteina životinjskog podrijetla (Feskanich i sur., 1996.). U longitudinalnoj studiji, pojava prijeloma kuka je u pozitivnoj korelaciji s visokim odnosom unesenih životinjskih proteina prema proteinima biljnog podrijetla za koje se smatra da djeluju protektivno (Sellmeyer i sur., 2001.). Prehrambeni proteini mogu utjecati i na proizvodnju i aktivnost inzulinu sličnog čimbenika rasta (IGF-I), esencijalnog čimbenika longitudinalnog rasta kostiju koji djeluje kao važan kontrolor intestinalne apsorpcije i izvanstanične koncentracije kalcija i fosfata. Proteini prije svega djeluju na sustav hormon rasta (GH)/inzulinu sličan čimbenik rasta (IGF), čime se kontrolira koštani anabolizam. Ograničavanje unosa proteina smanjuje razine IGF-I u plazmi poticanjem otpornosti na aktivnost hormona rasta na jetrenoj razini te povećanjem razine metaboličkog oslobađanja IGF-I (Rizzoli, 2008.).

▲

Povezanost unosa proteina i mineralne gustoće kostiju u odrasle populacije

Adekvatan unos proteina može imati povoljan utjecaj na kostur starijih osoba opskrbljujući ga aminokiselinama i povećanom koncentracijom cirkulirajućeg IGH-I (Zhu i Prince, 2012.).

U ispitivanju utjecaja nedostatka proteina u patogenezi osteoporoze u starijoj životnoj dobi razvijen je eksperimentalni model u odraslih ženki štakora sa selektivnim uskraćivanjem proteina, pri čemu se izokalorična niskoproteinska dijeta suplementirala identičnom količinom minerala (Rizzoli, 2008.). Smanjenje mineralne gustoće kostiju očitovalo se na razini skeletalnih strana oblikovanih trabekularnim ili kortikalnim kostima u životinja hranjenih nisko kazeinskom dijetom pritom dobivajući istu količinu energije. Ovo je povezano sa znatnim i ranim smanjenjem plazma razine IGF-I za 40%. Proteinska nadopuna administracijom esencijalnih aminokiselina u istom relativnom odnosu kao u kazeinu uzrokuje povećanje IGF-I, povećano biokemijsko oblikovanje kostiju i smanjene markere koštane resorpcije te poboljšanu koštanu snagu u odnosu na mineralnu masu kostiju.

Jedina dugoročna interventna studija na prehrambenim proteinima bila je dvogodišnja randomizirana kontrolna studija na 219 zdravih pokretnih žena starosti od 70-80 godina (Zhu i sur., 2011.). Sudionice su slučajnim odabirom raspoređene u 2 skupine; jedna s visokoproteinskim napitkom koji sadrži 30 g proteina sirutke te druga s izokaloričnim placebo napitkom koji sadrži 2,1 g proteina (n=110). Nakon 2 godine, visokoproteinska skupina je imala značajno veće izlučivanje kalcija urinom i više razine IGF-I u odnosu na placebo skupinu, ali među skupinama nije bilo razlike u koštanoj masi ili snagi.
Ova je studija pokazala da kod zdravih pokretnih žena, dodatnih 30 g proteina nije imalo ni korisne ni štetne učinke na koštanu masu ili snagu.

Podatci studije na 14 563 subjekata od 42 do 82 godine pokazuju da je kod žena punjenje zaliha kiselina prehranom obrnuto povezano s mineralnom gustoćom kostiju (Puntus i sur., 2011.).
Ovo otkriće je fiziološki utemeljeno jer se koštani matriks ponaša kao baza doprinoseći puferiranju nadopune kiselinama. Unos životinjskih proteina kao glavnog punjenja kiselina prehranom mora biti uravnotežen unosom hrane bogate alkalijama poput voća i povrća da bi se potpuno iskoristio koristan učinak unosa proteina na rast i održanje kosti. Stoga, prehrambeni unos proteina jamči optimalan koštani rast i održanje u sklopu prehrane bogate alkalijama, bogate kalijevim, magnezijevim i kalcijevim solima. Ova opažanja su jako važna za starije osobe, budući da je njihova prehrana često neuravnotežena (Welch i sur., 2007.).

▲

Važnost unosa ostalih minerala i vitamina za zdravlje kostiju

Osim što igra važnu ulogu u zgrušavanju krvi, epidemiološke i interventne studije su pokazale da vitamin K može unaprijediti koštano zdravlje, povećati mineralnu gustoću kostiju i smanjiti rizik od prijeloma.
Osim toga, studije pokazuju da vitamin K i vitamin D djeluju sinergistički na mineralnu gustoću kostiju. Predloženo je nekoliko mehanizama kojima vitamin K može modulirati koštani metabolizam.
Osim što djeluje na γ-karboksilaciju osteokalcina, vitamin K može utjecati i na ostale parametre metabolizma kostiju. Interventna studija s relativno niskim dozama vitamina K₁ (200 μg/dan) pokazala je da vitamin K dan u kombinaciji s vitaminom D značajno povećava mineralnu gustoću kostiju (Weber, 2001., Ackert-Bicknell, 2012.).

Epidemiološke studije pokazuju da prehrana bogata vitaminom K prouzroči smanjeno izlučivanje kalcija. Crijevne bakterije proizvode oko pola potrebne količine vitamina K, a ostatak se dobiva iz hrane. Prirodni izvor vitamina K₁ je zeleno lisnato povrće. Mliječni proizvodi poput sira su glavni izvor vitamina K₂. Vitamin K₂ možemo naći i u mesu, jajima, guščoj jetrenoj pašteti te fermentiranom povrću.
Stupanj karboksilacije osteokalcina je osjetljivo mjerilo statusa vitamina K. Tako su visoke razine serumskog nedovoljno karboksiliranog osteokalcina (ucOC) indikator niskog statusa vitamina K i obrnuto (Weber, 2001.).

Magnezij također utječe na kvalitetu kostiju jer se 60% magnezija u našem tijelu nalazi u kostima u kombinaciji s kalcijem i fosforom, a sudjeluje u nizu enzimatskih procesa (Krebsov ciklus, sinteza proteina i nukleinskih kiselina). Važan je za održanje ravnoteže kalcija. Nalazi se u mnogim namirnicama, svježemu voću i povrću te pšeničnim klicama, soji, mlijeku, morskim plodovima, smokvama, kukuruzu, jabukama, sjemenkama koje su bogate uljem i jezgričastim plodovima. Cink je katalitički nutrijent uključen u metabolizam proteina, masti, ugljikohidrata, sintezu proteina, aminokiselina i metabolizam kostiju. Bor, preko metabolizma steroidnih hormona, isto tako utječe na metabolizam kalcija, magnezija i fosfora te tako neizravno može interferirati s metaboličkim procesima u kostima. Povećan unos kalija, primarno iz voća i povrća, također je povezan s višom vršnom koštanom masom i smanjenim gubitkom koštane mase jer smanjuje izlučivanje kalcija urinom. Izvori iz hrane uključuju piletinu, puretinu, ribu, voće (kao što su banane, grožđice, dinja) i povrće (kao što su celer, mrkva i krumpir) (Weber, 2001.).

▲

Povezanost unosa vitamina K i mineralne gustoće kostiju u odrasle populacije

Postoje brojne studije koje su istražile povezanost statusa vitamina K i različitih markera koštanog zdravlja uključujući kliničke krajnje točke poput mineralne gustoće kostiju i razine prijeloma. Tako su brojne studije istražile povezanost nedovoljno karboksiliranog osteokalcina (ucOC) s gustoćom kostiju i učestalosti prijeloma kuka. Primjerice, Jie i sur. (1996.) te Szulc i sur. (1993.) uočili su obrnutu povezanost ucOC s gustoćom kostiju kod žena u postmenopauzi. U dvjema velikim studijama istražena je povezanost prehrambenog unosa vitamina K i koštanog statusa. U Nurses’ Health Study prehrambeni unos vitamina K se pratio putem Upitnika o učestalosti konzumiranja hrane i pića na 72 327 žena dobi od 38 do 62 godine (Feskanich i sur., 1999.). Tijekom 10-godišnjeg praćenja pojavilo se 270 atraumatskih prijeloma kuka. Relativni rizik je značajno smanjen za 30% kod žena s unosom vitamina K većim od 109 μg/dan. U Framingham Heart Study (Booth i sur., 2000.) povezanost unosa vitamina K s prijelomima kuka i mineralnom gustoćom kostiju se pratio na 335 muških i ženskih sudionika. Tijekom 7-godišnjeg praćenja subjekti u najvišoj kvartili unosa vitamina K (254 μg/dan) imali su značajno niži relativni rizik od prijeloma kuka nego oni u najnižoj kvartili unosa (56 μg/dan). U Nurses’ Health study konzumiranje zelene salate kao bogatog izvora vitamina K₁ obrnuto je povezano s rizikom od prijeloma kuka (Feskanich i sur., 1999.). Pilot studija na Azijskoj populaciji koja je konzumirala puno nattoa bogatog vitaminom K₂, također je izvijestila o obrnutoj povezanosti pojave prijeloma kuka i konzumiranja nattoa (Kaneki i sur., 2001.).

U brojnim je studijama uočeno da vitamin K ne utječe samo na razine ucOC već i značajno reducira urinarno izlučivanje kalcija. Kod žena u postmenopauzi koje su primale 1 mg/dan vitamina K₁ (Knapen i sur., 1989.) ili 45 mg/dan vitamina K₂ (Orimo i sur., 1992.) značajno je smanjeno urinarno izlučivanje kalcija. Postoje i dokazi u kliničkim studijama da vitamin D i vitamin K mogu djelovati sinergistički na koštano zdravlje.
Kod 92 žene u postmenopauzi (55-81 godinu) kombinacija 45 mg vitamina K₂ i 0,75 μg 1-α-25-hidroksivitamina D₃ na dan tijekom 2 godine rezultirala je značajnim povećanjem mineralne gustoće kostiju u odnosu na skupine koje su primale pojedinačne vitamine (Iwamoto i sur., 2000.).

▲

Utjecaj različitih režima prehrane na koštano zdravlje u odrasle populacije

Prehrambeni unos kalcija, proteina i vitamina D ima vrlo važnu ulogu u očuvanju koštane mase, ali mineralna gustoća kostiju nije ovisna samo o unosu odabranih nutrijenata već o cjelokupnom režimu prehrane (Pedone i sur., 2010.).
Primjerice, podatci iz Framingham studije pokazuju da pojedinci koji stalno konzumiraju hranu baziranu na voću, povrću, mlijeku i žitaricama imaju značajno gušću koštanu masu od onih čija je prehrana karakterizirana pretjeranim unosom grickalica i brze hrane ili pretjeranim unosom mesa, kruha i krumpira (Tucker i sur., 2002.). Okubo i sur. (2006.) su odredili povezanost između prehrambenih režima i mineralne gustoće kostiju žena iz Japana i utvrdili da je „zdravi“ režim opisan visokim unosom zelenog i tamnožutog povrća, gljiva, ribe i školjkaša te voća pozitivno povezan s mineralnom gustoćom kostiju. Osim toga, opisan je utjecaj vegetarijanskih prehrambenih režima na koštano zdravlje; lacto-ovo vegetarijanci imaju normalnu koštanu masu u usporedbi sa svejedima, dok nedavni izvještaji zaključuju da tek ekstremne vegetarijanske navike poput veganske prehrane dovode do povećanog rizika od ubrzanog gubitka kostiju. Lin i sur. (2003.) su utvrdili da DASH prehrana (Prehrambeni pristupi za zaustavljanje hipertenzije) bogata voćem, povrćem i niskomasnim mliječnim proizvodima značajno smanjuje koštanu pregradnju kod odraslih, smanjuje razinu serumskog osteokalcina za 8-11%, a nizak unos natrija koji karakterizira ovaj prehrambeni režim smanjuje izlučivanje kalcija (Kontogianni i sur., 2009., Pedone i sur., 2010.).

Mediteranska prehrana koju karakterizira visoki unos voća, povrća, mahunarki i nerafiniranih žitarica, ribe i maslinovog ulja, a siromašan unos mesa i punomasnih mliječnih proizvoda te umjeren unos alkohola ima utjecaj na održanje koštane mase na uzorku od 220 žena iz Grčke starosne dobi od 36 do 60 godina (Kontogianni i sur., 2009.).
Analiza svojstvenih komponenti (engl. Principal Component Analysis, PCA) je otkrila da je prehrambeni režim s nekim značajkama Mediteranske prehrane poput visokog unosa ribe i maslinovog ulja i niskog unosa crvenog mesa povezan s povećanjem mineralne gustoće kostiju lumbalne kralješnice i ukupnog tjelesnog koštano mineralnog sadržaja. Prethodna istraživanja o utjecaju ribljih ulja, bogatih omega-3 masnim kiselinama na biologiju kostura pokazala su konzistentne i reproducibilne povoljne utjecaje na metabolizam kostiju, što je djelomično povezano s regulacijom oblikovanja prostaglandina E₂ , kao što se pokazalo u in vivo i in vitro eksperimentima (Kontogianni i sur., 2009., Pedone i sur., 2010.).

Pronađena je i pozitivna veza između unosa omega-3 masnih kiselina, osobito dokozaheksaenske kiseline i mineralne gustoće kostiju kralješnice na kohorti starijih osoba (Weiss i sur., 2005.). U istoj je studiji uočeno da je povećan omjer prehrambenih omega-6 (iz biljnih ulja, peradi, mesa, mlijeka, jaja i većine procesirane hrane) prema omega-3 masnim kiselinama (iz ribe, jezgričastog voća, sjemenki i nekog povrća) značajno povezan s nižom mineralnom gustoćom kostiju kuka kod muškaraca i žena i nižom mineralnom gustoćom kostiju lumbalne kralježnice kod žena.

▲

Sažetak

Pravilnom prehranom i redovitom tjelesnom aktivnošću u djetinjstvu i adolescenciji, odnosno u vrijeme postizanja vršne koštane mase, mogu se ublažiti učinci prirodnog procesa smanjenja koštane gustoće u starosti.
Nedostatan unos kalcija tijekom perioda rasta smanjuje vršnu koštanu masu te utjecati na povećan rizik od osteoporotičnih prijeloma u kasnijoj životnoj dobi. Epidemiološke studije pokazuju da je unos mlijeka i i kalcija povezan s koštano mineralnim prirastom tijekom rasta te prijelomima u djetinjstvu i gustoćom kostiju u odrasloj životnoj dobi. Kako bi se očuvalo koštano zdravlje u zreloj životnoj dobi i dalje je iznimno važna prehrana s dovoljnim unosom kalcija i vitamina D i ostalih hranjivih tvari te redovita tjelesna aktivnost. Važno je i umjereno izlaganje suncu, jer je fotokemijsko djelovanje sunca na kožu primaran izvor vitamina D. Prehrana treba biti uravnotežena, s dovoljnom količinom proteina i pravilnim odnosom kalcija i fosfora u namirnicama. Brojne randomizirane kontrolne studije su pokazale da suplementacija kalcijem i vitaminom D u starijoj životnoj dobi može imati pozitivne učinke na mineralnu gustoću kostiju, kao i na smanjenje rizika od prijeloma. Preporučeni unosi su barem 1000 mg/dan kalcija, 800 IU/dan vitamina D i 1 g/kg tjelesne mase za proteine. Nedavna su istraživanja pokazala da relativno niska doza vitamina K (200 μg/dan) u kombinaciji s vitaminom D značajno povećava mineralnu gustoću kostiju. Većina kontrolnih studija koje istražuju utjecaje suplementacije kalcijem ili kombinaciju suplementacije kalcijem i vitaminom D kod osoba starije životne dobi pokazale su smanjenje rizika od prijeloma. Gubitak estrogena u kasnijoj životnoj dobi kao i u menopauzi dovodi do povećanja koštane resorpcije te ga je potrebno nadoknaditi hormonskim liječenjem. Zbog spoznaja o kardiovaskularnim rizicima hormonske terapije i rizicima za karcinom dojke danas se u očuvanju čvrstoće kostiju sve češće primjenjuju pripravci koji sadrže biljne hormone ili fitoestrogene bogate izoflavonima, koji djeluju slično estrogenima. Njima su bogate mahunarke, osobito soja koja sadrži primarne izoflavone genistein i daidzein. Kliničkim ispitivanjima dokazano je da izoflavoni povoljno djeluju na kosti povećanjem koštane mase. Unos životinjskih proteina koji utječu na povećanje kiselina mora biti uravnotežen unosom hrane bogate alkalijama poput voća i povrća da bi se potpuno iskoristio koristan učinak unosa proteina na rast i održanje kosti.
Studije režima prehrane pokazuju da pojedinci koji stalno konzumiraju hranu bazira nu na voću, povrću, mlijeku i žitaricama imaju značajno gušću koštanu masu od onih čija je prehrana karakterizirana pretjeranim unosom grickalica i brze hrane ili pretjeranim unosom mesa, kruha i krumpira. Mediteranska prehrana koju karakterizira visoki unos voća, povrća, mahunarki i nerafiniranih žitarica, ribe i maslinovog ulja, a siromašan unos mesa i punomasnih mliječnih proizvoda ima utjecaj na održanje koštane mase. Od iznimne je važnosti posvetiti punu pozornost zdravlju i očuvanju koštanog sustava, kako u mladosti, tako i u kasnijoj životnoj dobi, čime uvelike pridonosimo kakvoći života u trećoj životnoj dobi.

Literatura [… prikaži]

▲

1. ACKERT-BICKNELL, C. L. (2012): HDL cholesterol and bone mineral density: is there a genetic link? Bone 50, 525-533.
2. ALEXY, U., T. REMER, F. MANZ, C. M. NEU and E. SCHOENAU (2005): Long-term protein intake and dietary potential renal acid load are associated with bone modeling and remodeling at the proximal radius in healthy children. Am. J. Clin. Nutrit. 82, 107-114.
3. ANDERSON, J. J. B. and H. E. SJOBERG (2001): Dietary calcium and bone health in the elderly: uncertainties about recommendations. Nutrit. Res., 21, 263-268.
4. BISCHOFF-FERRARI, H. A., T. DIETRICH, E. J. ORAV and B. DAWSON-HUGHES (2004): Positive association between 25-hydroxy vitamin D levels and bone mineral density: a population-based study of younger and older adults. Am. J. Med. 116, 634-639.
5. BOOTH, S. L., K. L. TUCKER, H. CHENM, M. T. HANNAN, D. R. GAGNOND, L. A. CUPPLES, P. W. WILSON, J. ORDOVAS, E. J. SCHAEFER, B. DAWSON-HUGHES and D. P. KIEL (2000): Dietary vitamin K intakes are associated with hip fracture but not with bone mineral density in elderly men and women. Am. J. Clin. Nutrit. 71, 1201-1208.
6. BUDEK, A. Z., C. HOPPE, H. INGSTRUP, K. F. MICHAELSEN, S. BÜGEL and C. MØLGAARD (2007): Dietary protein intake and bone mineral content in adolescents-The Copenhagen Cohort Study. Osteoporosis Internat. 18, 1661-1667.
7. CHAILURKIT, L. O., A. KRUAVIT and R. RAJATANAVIN (2011): Vitamin D status and bone health in healthy Thai elderly women. Nutrition 27, 160-164.
8. CHAPUY, M. C., M. E. ARLOT, F. DUBOEUF, J. BRUN, B. CROUZET, S. ARNAUD, P. D. DELMAS and P. J. MEUNIER (1992): Vitamin D3 and calcium to prevent hip fractures in the elderly women. The New England J. Med. 327, 1637–1642.
9. CHAPUY, M. C., R. PAMPHILE, E. PARIS, C. KEMPF, M. SCHLICHTING, S. ARNAUD, P. GARNERO and P. J. MEUNIER (2002): Combined calcium and vitamin D3 supplementation in elderly women: confirmation of reversal of secondary hyperparathyroidism and hip fracture risk: the Decalyos II study. Osteoporosis Internat. 13, 257–264.
10. CHEVALLEY, T., J. P. BONJOUR, S. FERRARI and R. RIZZOLI (2008): High-prtein intake enhances the positive impact of physical activity on BMC in prepubertal boys. J. Bone Mineral Res. 23, 131-142.
11. DAWSON-HUGHES, B., S. S. HARRIS, E. A. KRALL and G. E. DALLAL (1995): Rates of bone loss in postmenopausal women randomly assigned to one of two dosages of vitamin D. Am. J. Clin. Nutrit. 61, 1140–1145.
12. DAWSON-HUGHES, B., S. S. HARRIS, E. A. KRALL and G. E. DALLAL (1997): Effect of calcium and vitamin D supplementation on bone density in men and women 65 years of age or older. The New England J. Med. 337, 670–676.
13. DAWSON-HUGHES, B., R. P. HEANEY, M. F. HOLICK, P. LIPS, P. J. MEUNIER and R. VIETH (2005): Estimates of optimal vitamin D status. Osteoporosis Internat. 16, 713-716.
14. DEVINE, A., I. M. DICK, A. F. ISLAM, S. S. DHALIWAL and R. L. PRINCE (2005): Protein consumption is an important predictor of lower limb bone mass in elderly women. Am. J. Clin. Nutrit. 81, 1423-1428.
15. FESKANICH, D., W. C. WILLETT, M. J. STAMPFER and G. A. COLDITZ (1996): Protein consumption and bone fractures in women. Am. J. Epidemiol. 143, 472-479.
16. FESKANICH, D., P. WEBER, W. C. WILLETT, H. ROCKETT, S. L. BOOTH and G. A. COLDITZ (1999): Vitamin K intake and hip fractures in women: a prospective study. Am. J. Clin. Nutrit. 69, 74-79.
17. GUÉGUEN, L. and A. POINTILLART (2000): The bioavailability of dietary calcium. J. Am. Colleg.Nutrit. 19, 19-36.
18. HANNAN, M. T., K. L. TUCKER, B. DAWSON-HUGHES, L. A. CUPPLES, D. T. FELSON and D. P. KIEL (2000): Effect of dietary protein on bone loss in elderly men and women: the Framingham Osteoporosis Study. J. Bone Mineral Res., 15, 2504-2512.
19. HARWOOD, R. H., O. SAHOTA, K. GAYNOR, T. MASUD and D.J. HOSKING (2004): A randomised, controlled comparison of different calcium and vitamin D supplementation regimens in elderly women after hip fracture: the Nottingham Neck of Femur (NONOF) Study. Age and Ageing 33, 45–51.
20. HEANEY, R. P. (2005): The Vitamin D requirement in health and disease. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 97, 13-19.
21. INSTITUTE OF MEDICINE (2010): Dietary Reference Intakes for Calcium and Vitamin D. Washington, DC: National Academy of Sciences.
22. IWAMOTO, J., T. TAKEDA and S. ICHIMURA (2000): Effect of combined administration of vitamin D3 and vitamin K2 on bone mineral density of the lumbar spine in postmenopausal women with osteoporosis. J. Orthopaed. Sci. 5, 546-551.
23. JACKSON, R. D., A. Z. LACROIX, M. GASS, R. B. WALLACE, J. ROBBINS, C. E. LEWIS, T. BASSFORD, S. A. BERESFORD, H. R. BLACK, P. BLANCHETTE, D. E. BONDS, R. L. BRUNNER, R. G. BRZYSKI, B. CAAN, J. A. CAULEY, R. T. CHLEBOWSKI, S. R. CUMMINGS, I. GRANEK, J. HAYS, G. HEISS, S. L. HENDRIX, B. V. HOWARD, J. HSIA, F. A. HUBBELL, K. C. JOHNSON, H. JUDD, J. M. KOTCHEN, L. H. KULLER, R. D. LANGER, N. L. LASSER, M. C. LIMACHER, S. LUDLAM, J. E. MANSON, K. L. MARGOLIS, J. MCGOWAN, J. K. OCKENE, M. J. O’SULLIVAN, L. PHILLIPS, R. L. PRENTICE, G. E. SARTO, M. L. STEFANICK, L. VAN HORN, J. WACTAWSKI-WENDE, E. WHITLOCK, G. L. ANDERSON, A. R. ASSAF and D. BARAD (2006): Calcium plus vitamin D supplementation and the risk of fractures. The New England J. Med. 354, 669–683.
24. JIE, K. G., M. L. BOTS, C. VERMEER, J. C. WITTEMAN and D. E. GROBBEE (1996): Vitamin K status and bone mass in women with and without aortic atherosclerosis: a population-based study. Calcified Tissue Internat. 59, 352-356.
25. KALKWARF, H. J., J. C. KHOURY and B. P. LANPHEAR (2003): Milk intake during childhood and adolescence, adult bone density and osteoporotic fractures in US women. Am. J. Clin. Nutrit. 77, 257-265.
26. KANEKI, M., S. J. HODGES, T. HOSOI, S. FUJIWARA, A. LYONS, S. J. CREAN, N. ISHIDA, M. NAKAGAWA, M. TAKECHI, Y. SANO, Y. MIZUNO, S. HOSHINO, M. MIYAO, S. INOUE, K. HORIKI, M. SHIRAKI, Y. OUCHI and H. ORIMO (2001): Japanese fermented soybean food as the major determinant of the large geographic difference in circulating levels of vitamin K2: possible implications for hip-fracture risk. Nutrition 17, 315-321.
27. KARKKAINEN, M., M. TUPPURAINEN, K. L. SALOVAARA. L. SANDINI, T. RIKKONEN, J. SIROLA, R. HONKANEN, J. JURVELIN, E. ALHAVA and H. KRÖGER (2010): Effect of calcium and vitamin D supplementation on bone mineral density in women aged 65-71 years: a 3-year randomized population-based trial (OSTPRE-FPS). Osteoporosis Internat. 21, 2047–2055.
28. KAPETANOVIĆ, A., D. AVDIĆ, K. MARKOVIĆ, A. TESKEREDŽIĆ, M. BASARIĆ and E. LOKMIĆ (2011): Utjecaj rizikofaktora za osteoporozu na gubitak koštane mase kod žena u postmenopauzi. J. Health Sci. 1, 28-30.
29. KNAPEN, M. H., K. HAMULYÁK and C. VERMEER (1989): The effect of vitamin K supplementation on circulating osteocalcin (bone Gla protein) and urinary calcium excretion. Annals Intern. Med. 111, 1001-1005.
30. KONTOGIANNI, M. D., L. MELISTAS, M. YANNAKOULIA, I. MALAGARIS, D. B. PANAGIOTAKOS and N. YIANNAKOURIS (2009): Association between dietary patterns and indices of bone mass in a sample of Mediterranean women. Nutrition 25, 165-171.
31. LANE, N. E. (2006): Epidemiology, etiology, and diagnosis of osteoporosis. Am J. Obstet. & Gynecol. 194, 3-11.
32. LIN, P. H., F. GINTY, L. J. APPEL, M. AICKIN, A. BOHANNON, P. GARNERO, D. BARCLAY and L. P. SVETKEY (2003): The DASH diet and sodium reduction improve markers of bone turnover and calcium metabolism in adults. J. Nutrit. 133, 3130-3136.
33. LIPS, P. and N. M. VAN SCHOOR (2011): The effect of vitamin D on bone and osteoporosis. Best Pract. & Res. Clin. Endocrinol. & Metabol. 25, 585–591.
34. MARWAHA, R. K., S. PURI, N. TANDON, S. DHIR, N. AGARWAL, K. BHADRA and N. SAINI (2011): Effects of sports training & nutrition on bone mineral density in young Indian healthy females. Ind. J. Med. Res. 134, 307-313.
35. MOSCHONIS, G., I. KATSAROLI, G. P. LYRITIS and Y. MANIOS (2010): The effects of a 30-month dietary intervention on bone mineral density: the postmenopausal health study. Brit. J. Nutrit. 104, 100–107.
36. NATIONAL HEALTH AND MEDICAL RESEARCH COUNCIL (2006): Nutrient reference values for Australia and New Zealand: including recommended dietary intakes. National Health and Medical Research Council, Ministry of Health, Australia. Canberra, A.C.T.
37. NEW, S. A., S. P. ROBINS, M. K. CAMPBELL, J. C. MARTIN and M. J. GARTON (2000): Dietary influences on bone mass and bone metabolism: further evidence of a positive link between fruit and vegetable consumption and bone health? Am. J. Clin. Nutrit. 71, 142-151.
38. OKUBO, H., S. SASAKI, H. HORIGUCHI, E. OGUMA, K. MIYAMOTO, Y. HOSOI, M. KIM and F. KAYAMA (2006): Dietary patterns associated with bone mineral density in premenopausal Japanese farmwomen. Am. J. Clin. Nutrit. 1185-1192.
39. OOMS, M. E., J. C. ROOS, P. D. BEZEMER, W. J. VAN DER VIJGH, L. M. BOUTER and P. LIPS (1995): Prevention of bone loss by vitamin D supplementation in elderly women: a randomized double-blind trial. J. Clin. Endocrinol. Metabol. 80, 1052–1058.
40. ORIMO, H., M. SHIRAKI and T. FIUJITA (1992): Clinical evaluation of menatetrenone in thetreatment of involutional osteoporosis. J. Bone Mineral Res. 7, S122.
41. PEACOCK, M., G. LIU, M. CAREY, R. MCCLINTOCK, W. AMBROSIUS, S. HUI and C. C. JOHNSTON (2000): Effect of calcium or 25OH vitamin D3 dietary supplementation on bone loss at the hip in men and women over the age of 60. J. Clin. Endocrinol. Metabol. 85, 3011-3019.
42. PEDONE, C., N. NAPOLI, P. POZZILLI, F. LAURETANI, S. BANDINELLI, L. FERRUCCI and R. ANTONELLI-INCALZI (2010): Quality of diet and potential renal acid load as risk factors for reduced bone density in elderly women. Bone 46, 1063-1067.
43. PUNTUS, T., B. SCHNEIDER, J. MERAN, M. PETERLIK and S. KUDLACEK (2011): Influence of age and gender on associations of body mass index with bone mineral density, bone turnover markers and circulating calcium-regulating and bone-active sex hormones. Bone 49, 824–829.
44. RIGGS, B. L., W. M. O’FALLON, J. MUHS, M. K. O’CONNOR, R. KUMAR and J. MELTON (1998): Long-term effects of calcium supplementation on serum parathyroid hormone level, bone turnover, and bone loss in elderly women. J. Bone Mineral Res. 13, 168–174.
45. RIZZOLI, R. (2008): Nutrition: its role in bone health. Best Pract. & Res. Clin. Endocrinol. & Metabol. 22, 813-829.
46. REID, I. R., R. AMES, B. MASON, H. E. REID, C. J. BACON and M. J. BOLLAND (2008): Randomized controlled trial of calcium supplementation in healthy, nonosteoporotic, older men. Arch. Inter. Med. 168, 2276–2282.
47. SELLMEYER, D. E., K. L. STONE, A. SEBASTIAN and S. R. CUMMINGS (2001): A high ratio of dietary animal to vegetable protein increases the rate of bone loss and the risk of fracture in postmenopausal women. Study of Osteoporotic Fractures Research Group. Am. J. Clin. Nutrit. 73, 118-122.
48. SHEA, B., G. WELLS, A. CRANNEY, N. ZYTARUK, V. ROBINSON and L. GRIFFITH (2002): Meta-analyses of therapies for postmenopausal osteoporosis. VII. Meta-analysis of calcium supplementation for the prevention of postmenopausal osteoporosis. Endocrine Rev. 23, 552–559.
49. SZULC, P., M. C. CHAPUY, P. J. MEUNIER and P. D. DELMAS (1993): Serum undercarboxylated osteocalcin is a marker of the risk of hip fracture in elderly women. J. Clin. Invest. 91, 1769–1774.
50. TANG, B. M., G. D. ESLICK, C. NOWSON, C. SMITH and A. BENSOUSSAN (2007): Use of calcium or calcium in combination with vitamin D supplementation to prevent fractures and bone loss in people aged 50 years and older: a meta-analysis. Lancet 370, 657–666.
51. TUCKER, K. L., H. CHEN, M. T. HANNAN, L. A. CUPPLES, P. W. WILSON, D. FELSON and D. P. KIEL (2002): Bone mineral density and dietary patterns in older adults: the Framingham Osteoporosis Study. Am. J. Clin. Nutrit. 76, 245-252.
52. VAN DIJK, C. E., M. R. DE BOER, L. L. KOPPES, J. C. ROOS, P. LIPS and J. W. TWISK (2009): Positive association between the course of vitamin D intake and bone mineral density at 36 years in men. Bone 44, 437-441.
53. WEBER, P. (2001): Vitamin K and bone health. Nutrition 17, 880-887.
54. WEISS, L. A., E. BARRETT-CONNOR and D. VON MÜHLEN (2005): Ratio of n-6 to n-3 fatty acids and bone mineral density in older adults: the Rancho Bernardo Study. Am. J. Clin. Nutrit. 81, 934-938.
55. WELCH, A. A., S. A. BINGHAM, J. REEVE and K. T. KHAW (2007): More acidic dietary acid-base load is associated with reduced calcaneal broadband ultrasound attenuation in women but not in men: results from the EPIC-Norfolk cohort study. Am. J. Clin. Nutrit. 85, 1134-141.
56. WHITING, S. J., J. L. BOYLE, A. THOMPSON, R. L. MIRWALD and R. A. FAULKNER (2002): Dietary protein, phosphorus and potassium are beneficial to bone mineral density in adult men consuming adequate dietary calcium. J. Am. Colleg. Nutrit. 21, 402-409.
57. ZHU, K., A. DEVINE, I. M. DICK, S. G. WILSON and R. L. PRINCE (2008): Effects of calcium and vitamin D supplementation on hip bone mineral density and calcium-related analytes in elderly ambulatory Australian women: a five-year randomized controlled trial. J. Clin. Endocrinol. Metabol. 93, 743–749.
58. ZHU, K., X. MENG, D. A. KERR, A. DEVINE, V. SOLAH, C. W. BINNS and R. L. PRINCE (2011): The effects of a two-year randomized, controlled trial of whey protein supplementation on bone structure, IGF-1, and urinary calcium excretion in older postmenopausal women. J. Bone Mineral Res. 26, 2298-2306.
59. ZHU, K. and R. L. PRINCE (2012): Calcium and bone. Clinical Biochemistry 45, 936-942.
60. ZITTERMANN, A. (2011): Nutrition and health/nutrition and health promoting properties of dairy products: Bone health. In: Encyclopedia of Dairy Sciences, 2 nd edition, pp. 1009-1015, Germany.

▲

Nutrients impact on health and bone mineral density

Božica SOLOMUN KOLANOVIĆ, BSc, Nina BILANDŽIĆ, BSc, PhD, Scientific Advisor, Laboratory for Residue Control, Department for Veterinary Publich Health, Croatian Veterinary Institute, Zagreb

A proper diet and regular physical activity during childhood and adolescence, i.e. during the time of attaining peak bone mass, can mitigate the effects of the natural process of bone density reduction in later life. An insufficient intake of calcium during the growth period reduces peak bone mass and increases the risk of osteoporotic fractures in later years.
Epidemiological studies have shown that the intake of milk and calcium is associated with bone mineral accumulation during growth, fractures in childhood and bone density during adulthood. In order to preserve bone health in later life, it is essential to ensure a proper diet with a sufficient intake of calcium, vitamin D and other nutritional elements, and to ensure regular physical activity.

Moderate sun exposure is also important, as the photochemical action of the sun on skin is the primary source of vitamin D. The diet should be balanced, with a sufficient quantity of protein and a proper ratio of calcium and phosphorus in foodstuffs. Numerous randomised control studies have indicated that calcium and vitamin D supplementation in later years can have a positive impact on bone mineral density, and can reduce the risk of fractures. The recommended intake is a minimum of 1000 mg/day for calcium, 800 IU/day of vitamin D and 1g/kg of body mass for protein. A recent study indicated that relatively low doses of vitamin K (200 μg/day), in combination with vitamin D, significantly increased bone mineral density.

The majority of control studies examining the impacts of calcium supplementation, or a combination of calcium and vitamin D supplementation among elderly persons, showed a reduced risk of fracture. The loss of oestrogen in later age and in menopause leads to an increase of bone resorption, and in order to prevent the loss of bone mass in older adult years, the loss of oestrogen should be compensated with hormone treatments.

The intake of animal proteins that result in increasing acidity should be balanced with the intake of alkaline foods, such as fruits and vegetables, in order to fully take advantage of the beneficial effects of protein intake on growth and bone maintenance. Diet regime studies have shown that individuals who regularly consume a diet based on fruit, vegetables, milk and cereals have significantly higher bone mass than those whose diet is characterised by an excessive intake of snack foods or fast foods, or the excessive intake of meat, bread and potatoes. Furthermore, the Mediterranean diet, characterised by a high intake of fruit, vegetables, legumes and unrefined cereals, fish and olive oil, and low in meat and full fat dairy products, also influences the maintenance of bone mass. It is of exceptional importance to dedicate full attention to health and the maintenance of bone mass, both in youth and in later years, which greatly contributes to the quality of life in the elderly years.

Uvod