Výživa a kostní metabolismus

Souhrn

Vztahy mezi výživou a zdravím kostí jsou celosvětově sledovány v řadě oblastí. Podkladem pro zpracování této přehledné práce bylo studium knihy „Nutrition and Bone Health“, editoři M. F. Holick a J. W. Niewes, Springer, N. Y. 2015, 718 stran, která skýtá přehled této problematiky v celém rozsahu. Z úseků, které jsme se rozhodli v našem sdělení předložit, jsme následně, v opakovaných rešerších, získávali potřebné výtisky separátů citovaných prací. Následovaly rešerše další, za účelem aktualizace popisované tématiky.

Předložený text je věnován následujícím oblastem: Význam přívodu bílkovin pro zdraví kostí a pro snížení frekvence fraktur z křehkosti. Vliv diet na acidobazickou rovnováhu ve vztahu ke zdraví kostí. Obezita a její typy ve vztahu ke kostní hmotě. Chronický zánět mírného stupně, provázející obezitu a řadu chronických onemocnění ve vyšším věku ve vztahu k osteoporóze a frakturám z křehkosti. Zvýšení sekrece prozánětlivých cytokinů jako metabolická cesta, ovlivňující ztrátu kosti. Klinické studie cílené na zmírnění chronického zánětu dietou. Sem patří poznatky o pozitivním vlivu mléčných bílkovin nebo studie o vlivu přívodu nenasycených mastných kyselin řady omega-3. Dále je pojednáno o vztazích mezi vegetariánstvím a zdravím kostí. Jsou zmíněny vztahy mezi metabolismem kostí a konzumací ovoce, zeleniny a pitím alkoholických i nealkoholických nápojů. Je upozorněno na škodlivost hyponatrémie pro kostní metabolismus.

Klíčová slova:
kosti, bílkoviny, tuky, nutrice, zánět.

Úvod

Hypotéza vztahu mezi dietou a osteoporózou byla poprvé vyslovena v roce 1968. V oblasti vztahů mezi výživou a zdravím kostí je ve světové odborné literatuře publikována řada prací z různých oblastí této problematiky. Při snaze referovat o aktuálním stavu poznání bylo nutno hledat stanoviska ke dvěma okruhům problémů:

1. Výzkum a hledání optimálních přístupů k řešení vztahů mezi jednotlivými složkami výživy a zdravím kostí nejsou ve většině oblastí uzavřeny. Většina prací na téma jednotlivých vztahů končí tím, že další klinické studie jsou nutné. Proto ani v dále předloženém textu nezbývá při snaze popsat „state of art“ než uvést současná různá stanoviska, resp. stav výzkumu a poznání. To se týká např. vícenenasycených mastných kyselin řady omega 3, vegetariánských diet, ale i dalších složek potravy i nápojů.
2. Problematika vztahu výživy a zdraví kostí je řešena celosvětově. Její přehled by byl podstatně chudší, kdybychom jej měli omezit jenom na evropskou nebo dokonce jen středoevropskou populaci. Z uvedeného samozřejmě plyne, že se v jednotlivých studiích, byť i kvalitních a rozsáhlých, setkáváme s různými dietologickými zvyklostmi, dosažitelností různých typů potravin i komorbiditami.

Ale i nálezy a závěry těchto prací lze do jisté míry zobecnit, např. vztahy mezi libovou a tukovou tělesnou hmotou k nálezům hustoty kostní hmoty (BMD) a další.

Ve zpracované literatuře jsme dosud nenalezli pokyny autoritativních institucí, ve kterých by byla řešena optimalizace výživy ve vztahu ke zdraví kostí.

Bílkoviny a modulace kosti

Přívod bílkovin potravou má zásadní význam pro tvorbu kostních bílkovin. Kromě toho mají bílkoviny i vliv na minerální hospodářství kostí. Jejich přívod zvyšuje hladinu cirkulujícího „insulin-like growth“ faktoru-I (IGF-I), který je produkován játry. Ten v ledvinách stimuluje produkci konečné aktivní formy 1,25 dihydroxyvitaminu D (1,25 D). Jeho působením se zvýší absorpce anorganického fosfátu (P_i) i kalcia (Ca) ve střevech a navíc Pi i v renálních tubulech. Zvýšená koncentrace obou uvedených iontů v extracelulární tekutině (ECT) má pozitivní vliv na mineralizaci kostí [1].

S věkem klesá potřeba energie, ale přívod bílkovin snižovat nelze. U zdravých žen s nízkým příjmem bílkovin (0,7 g/kg/d) stoupá v séru parathormon (PTH) i 1,25 D [2]. K těmto změnám bezpečně nedochází až při dietách s příjmem bílkovin 1,0 g/kg/d. Za vhodný přívod je považováno množství bílkovin 1,2 g/kg/d. Kratší studie prokázaly příznivý vliv i vyšších dávek tj. 1,6-1,8 g/kg/d. Proteinová podvýživa vede naopak k poklesu hustoty kostní hmoty (BMD) i svalové hmoty a riziko pádu se zvyšuje [1]. Recentně publikovaný vztah mezi BMD a libovou tělesnou hmotou (LTH) zjištěný v korejské populaci je uveden na obr. 1 [3]. Celkem 3945 mužů bylo rozděleno do čtyř skupin podle tělesné hmotnosti (vodorovná osa). U všech bylo zjištěno množství LTH a v každé ze čtyř hmotnostních skupin rozděleny zjištěné hodnoty LTH do kvartilů (nejnižší kvartil LTH vždy v levém krajním sloupci, nejvyšší v pravém krajním sloupci). Trendy přímé závislosti zvyšujících se hodnot BMD na zvyšující se LTH jsou vysoce významné ve všech hmotnostních skupinách.

Vztah mezi příjmem bílkovin a frakturou kyčelního kloubu

Několik prospektivních observačních studií věnovaných vztahu mezi příjmem bílkovin a frakturou kyčelního kloubu (FKK) zjišťovalo buď ochranný efekt vyššího příjmu bílkovin, nebo alespoň neprokázalo škodlivý vliv. Metaanalýza 12 multicentrických studií (60 tisíc mužů a žen sledovaných v průměru déle než čtyři roky): nízká BMD korelovala s proteinovou podvýživou [4]. Další studie (32 tisíc žen), zjistila nepřímý vztah mezi příjmem bílkovin a rizikem FKK [5]. U osob ve věku 50-69 let dostatečný příjem bílkovin snižoval významně frekvenci FKK [6]. Trend nepřímé závislosti mezi příjmem bílkovin a FKK byl prokázán také u mladších žen (35-59 roků). A konečně vztah proteinové podvýživy k riziku FKK i fraktur páteře v závislosti na snížení IGF-I prokázaly další dvě studie [1].

Vztah mezi zdravím kostí, nutricí a acidobazickou rovnováhou

Dietní bílkovina tvoří základní podíl na obsahu kyselin v dietě, protože aminokyseliny methionin a cystein jsou metabolizovány na kyselinu sírovou. Naopak ovoce a zelenina obsahují složky alkalizující. Výpočty, odhadující množství kyselin z diety uvolněných, jsou označovány jako čistá endogenní produkce kyselin (net endogenous acid production - NEAP). Výpočet zahrnuje celkovou kapacitu diety tvořit kyseliny i báze. V západních dietách tvorba a uvolnění kyselin převažuje. Další je výpočet potenciální nálože kyselin, které musí ledviny vyloučit (potential renal acid load – PRAL). Tento výpočet může být dále korigován obsahem iontů v dietě (PRAL_diet). Jeho běžně pozitivní hodnota je dále zvyšována množstvím fosfátů, a snižována množstvím kalia, magnézia a především kalcia s dietou přijatých.

Dříve byl názor, že acidóza, vznikající po požití bílkovin živočišného původu, je pufrována kalciem z kostí, protože příjem těchto bílkovin zvyšuje kalciurii [7]. Uvedený názor je nyní korigován poznáním, že aminokyseliny arginin a lysin stimulují zároveň vstřebávání Ca ze střevního lumen. Zvýšená kalciurie je kryta tímto procesem, pokud je ovšem přívod Ca v dietě dostatečný [1,8].

Uveďme příklady prací na toto téma. Pomocí podrobného dietního dotazníku (126 položek) byla zjišťována kvalita a kvantita složení potravy v období 12 měsíců u dvou souborů osob. První byl soubor starších probandů (n=1069, z toho 62 % žen, průměrný věk 76 let). Druhý soubor tvořily osoby mladší (n=2919, 56 % žen, průměrný věk 60 let). Byly hodnoceny vztahy NEAP a PRAL k hodnotám BMD krčku femuru a bederní páteře. Pro statistické zpracování byly soubory dále rozděleny na muže a ženy, takže byly hodnoceny samostatně čtyři skupiny probandů. Významný negativní vztah byl zjištěn pouze u starších mužů, tj. z prvního souboru mezi NEAP a BMD krčku femuru (p=0,04). V této práci nebyly zvlášť hodnoceny skupiny s nízkým a vysokým příjmem Ca [9].

V recentní práci bylo hodnoceno 1218 mužů a 907 žen, průměrný věk 69 let. Informace o dietách byly zjišťovány v osobním rozhovoru. Muži i ženy byli rozděleni do skupin s nízkým příjmem Ca < 800 mg/d a s příjmem vyšším >800 mg/d. Byly hodnoceny vztahy NEAP, PRAL a PRAL_diet k BMD proximálního femuru, krčku femuru a lumbální páteře u mužů, u žen jen k prvním dvěma místům. Významný negativní vztah byl zjištěn u mužů s nízkým příjmem Ca pro vztah mezi PRAL_diet a BMD proximálního femuru. Autoři této práce vyšší přívod Ca výrazně doporučují [8].

Ovšem bez ohledu na tyto diskutované vztahy mezi zdravím kosti a acidifikujícím vlivem diety platí obecná závislost mezi nepříznivým vlivem metabolické acidózy (MAC) na zdraví kosti. Pufrování této acidózy nutí kost uvolňovat kalciové soli (uhličitany a citráty). To vede k poklesu BMD. Již při trvání MAC nad 24 h je prokazováno uvolňování Ca²⁺ z kostí, je stimulována kostní resorpce a inhibována novotvorba kosti. Navíc je při MAC stimulována exprese osteoblastického prostaglandinu E₂. Následkem je zvýšení RANKL-RNA v osteoblastech a produkce RANKL v nich. RANKL (receptor activator of nuclear factor κB ligand) se váže na receptor RANK na povrchu osteoklastů. Tato interakce RANKL/RANK startuje kaskádu dějů vedoucích k diferenciaci a vyzrávání osteoklastů. Jejich resorpční kapacita stoupá [7,10]. Poznámka: problematice RANKL/RAMK je věnována znovu pozornost z části o zánětu, BMD a osteoporóze.

Obezita a zdraví kosti

Mezi obezitou a kostmi je dvojí vztah:

1. je pozitivní závislost mezi množstvím tělesného tuku a obezitou k hustotě a pevnosti kosti;
2. vliv tuku na kost je zároveň problematický nejen tím, že u obézních je již během prvních dvou dekád života zvýšený výskyt fraktur, ale i tím, že viscerální tuková tkáň je v nezávislé, nepřímé úměrnosti ke kostní hmotě obézních osob.

Za tento vztah jsou zřejmě odpovědné adipokiny, což jsou cytokiny produkované tukovou tkání, které se při viscerální obezitě stávají zdrojem chronického zánětu mírného stupně. Jsou to bioaktivní bílkoviny, z nichž část působí prozánětlivě a část protizánětlivě.

Prozánětlivé adipokiny: TNF-α, IL-6, IL-8, leptin, resistin, visfatin, retinol vázající bílkovina (RBP), ve viscerálních adipocytech produkovaný chemokin „monocyte chemoattractant protein-1“ (MCP-1) a další.

Protizánětlivé adipokiny: adiponektin, IL-4, IL-10, 1L-13, antagonista receptoru IL-1 (IL-1Ra), transformující růstový faktor beta (TGF-ß) a další.

V plasmě obézních je zvýšená také koncentrace bílkovin akutní fáze CRP a frakcí komplementu, obojí jsou secernovány více ve viscerálním tuku [11,12]. Navíc hyperplazie tukové tkáně provázející pozitivní bilanci energie, se zvyšujícím se počtem adipocytů a produkcí adipokinů v nich přitahuje makrofágy, které se spolu s monocyty samy podílejí na chronickém zánětu [13].

Distribuce tukové tkáně a její účinek na zánět

Obezita je charakterizovaná expanzí hmoty tukové tkáně a dramatickými změnami v její tělesné distribuci. Nahromadění tukové tkáně v hrudníku a břiše (názvy: abdominální, viscerální, androidní obezita) má závažné metabolické následky. Oproti tomu nahromadění tuku v dolní části těla (gynoidní obezita) metabolicky závažné následky nemá.

Zvětšení abdominální tukové hmoty je spojeno se zvýšením cirkulujících mediátorů zánětu včetně bílkovin akutní fáze: CRP, pro- i proti-zánětlivých cytokinů a adhezních molekul. Místem, kde jsou tyto mediátory produkovány, jsou zpravidla játra a lymfoidní orgány. V obezitě se ale stává jejich hlavním producentem tuková tkáň, která vytváří chronické místní i systémové zánětlivé prostředí. Hodnoty CRP korelují s množstvím viscerální tukové tkáně, s rizikem inzulinorezistence, hypertenze a koronárně-vaskulárních chorob. Abdominální obezita je rizikovým faktorem pro inzulinorezistenci, diabetes mellitus 2. typu, hypertenzi, dyslipidémii a kardiovaskulární onemocnění. Naplňuje tedy kritéria metabolického syndromu.

Profil produkovaných adipokinů není ve viscerální a podkožní tukové tkáni stejný. Tak např. adipocyty viscerálního tuku secernují ve větší míře prozánětlivé adipokiny rezisitin a visfatin, které snižují citlivost na inzulin. Hodnoty prozánětlivého MCP-1 jsou ve viscerální tukové tkáni u obézních osob vyšší, než u neobézních a hodnoty protizánětlivého adiponektinu, který má ochranný vliv proti osteoporóze a citlivost na inzulin zvětšuje, naopak klesají [11, 14]. V podkožní tukové tkáni je naopak vyšší produkce prozánětlivého leptinu. Hromadění viscerálního tuku je spojováno s vyššími hladinami IL-6 a TNF-α, což je uváděno do nepříznivé souvislosti s vývojem osteoporózy [11,13,14].

Viscerální obezita je klinicky definována poměrem obvodu pasu k obvodu boků a je prokázána, když tento index dosáhne u mužů hodnoty 0,95 a více, u žen 0,80 a více. Nebo jednodušeji, obvod pasu u mužů 102 cm a více, u žen 88 cm a více [11]. V nedávné klinické studii u 1434 korejských žen ve věku nad 45 let, byl při hodnocení pomocí obvodu pasu prokázán škodlivý vliv obezity na obsah minerálů v kosti (BMC). Ten byl ve významně negativním vztahu k BMC krčku femuru, celkového kyčle i k celotělovému BMC. Se zvyšující se obezitou, provázející stárnutí, se negativita tohoto vztahu pro první dvě měřené lokality dále stupňovala [15].

Vztah mezi BMD a tělesnou tukovou hmotou (TTH) je na obr. 2 [3]. Počty vyšetřených i symbolika grafu jsou stejné, jako byly na obr. 1. V jednotlivých hmotnostních skupinách jsou sloupce kvartilů hodnot TTH uspořádány vždy tak, že levý krajní sloupec reprezentuje hodnoty TTH nejnižší, pravý krajní sloupec hodnoty nejvyšší. Trendy hodnot BMD jsou ve všech hmotnostních skupinách ve významné, ale nepřímé závislosti na TTH. Tento graf názorně ukazuje na dvě stránky vztahu obezity ke zdraví kostí. Se zvyšující se hmotností se BMD zvyšuje, ale s množstvím TTH zároveň klesá.

Cirkulující lipidy a kost

Uvádíme zjištěné vztahy z více klinických studií, jejichž výsledky jsou popsány v recentní přehledné publikaci [13].

Studie 1: byl hodnocen vztah mezi BMD a obsahem minerálů v kostech (BMC) k lipidovým parametrům u osob ve věku 25-64 let. BMD byl v negativně významném vztahu k cholesterolu u mužů (n=7137), u premenopauzálních žen (n=4585) i postmenopauzálních žen (n=2248). Celotělový BMC byl ve významně negativním vztahu k cholesterolu, triacylglycerolům i LDL cholesterolu [16].

Studie 2: byl hodnocen vztah BMD bederní páteře a kyčelního kloubu k aterogennímu lipidovému profilu (AFP) u žen v menopauze. Do tohoto profilu autoři počítají: cholesterolémii ≥6,21 mmol/l nebo LDL cholesterol ≥4,14 mmol/l nebo lipoprotein (a) ≥62 nmol/l; ženy s těmito nálezy měly proti ženám s uvedenými parametry nezvýšenými významně nižší BMD lumbální páteře (p=0,007) a krčku femuru (p=0,004) [17].

Studie 3: podobné závěry zjištěny u jihokorejských premenopauzálních (n=375) i postmenopauzálních žen (n=355) [18].

Studie 4: u diabetiků (n=16) a zdravých kontrol (n=12) byl zjišťován vztah mezi lipidy séra a obsahem tuků v kostní dřeni (bederní páteři, distálním femuru a proximální tibii). Bez ohledu na diabetes byla pozitivní korelace mezi cholesterolem, triacylglyceroly a obsahem tuků v kostní dřeni [19].

Chronický systémový zánět nízkého stupně – vztah ke zdraví kosti

Stárnutí je provázeno dysregulacemi imunitního systému. Může dojít k chronickému mírnému zánětu („inflammaging“), kdy dochází k 2 až 4 násobnému zvýšení prozánětlivých cytokinů, jejich solubilních receptorů a bílkovin akutní fáze. Zvýšení sekrece prozánětlivých cytokinů bylo přijato jako obecná metabolická cesta, ovlivňující ztrátu kosti. Je prokazováno na věku závislé zvyšování hodnot IL-6, TNF-α, solubilního receptoru IL-6, antagonisty receptoru IL-1 (IL-1Ra), IL-18, CRP i fibrinogenu. Protizánětlivý cytokin IL-10 naopak klesá. Tento zánět je prokazován u řady chronických nemocí, včetně kardiovaskulárních, diabetu, artritidy, karcinomů, demence, M. Alzheimer, metabolického syndromu, osteoporózy, fraktur z křehkosti a sarkopenie [20, 21, 22]. Obr. 3 ukazuje postupné zvyšování prozánětlivých markerů v závislosti na věku [20].

Původ zánětu ve stáří

V úvahu přichází více příčin, např. selhání protizánětlivých mechanismů během života neustále aktivovaných [12]. Dále to je oxidační stres, volné radikály se podílejí na apoptóze osteoblastů, aktivaci RANKL (viz dále) a na osteoklastogenezi [23]. V epidemiologické studii (n=1327), zahrnující věkové kategorie 20-85 let, byl ve vyšším věku prokazován významný vzestup markerů zánětu. Ale po korekci na morbiditu a kardiovaskulární rizikové faktory byla uvedená závislost z významné části zjišťována jen při současném výskytu chronických onemocnění [22, 24].

Zánět, BMD a osteoporóza

Prozánětlivé cytokiny ovlivňují remodelaci kostí dvojím způsobem:

1. Zvýšením produkce RANKL (receptor activator of nuclear factor κB ligand) v osteoblastech, který se, jak uvedeno již výše, váže na receptor RANK na povrchu osteoklastů. Tím je stimulována jejich aktivita a kostní resorpce se zvyšuje. Tento mechanismus je aktivován také volnými radikály.
2. Zvýšení tvorby M-CSF, tj. faktoru stimulujícího kolonu makrofágů. M-CSF potlačuje v osteoblastech produkci osteoprotegerinu (OPG). Funkce OPG: je solubilním, „slepým receptorem“ pro RANKL, který vychytává dříve než se stačí navázat na RANK osteoklastů. Tím je resorpce kosti ztlumena. Potlačením OPG cytokiny je tedy resorpce kosti dále zrychlena [20, 25].

Nutriční přístupy v boji se zánětem – vztah k osteoporóze a frakturám

Dietní intervence, včetně snížení tělesné hmotnosti, tj. omezení příjmu kalorií a dodržování zdravé diety, přispívají k potlačení zánětu. Sem patří příznivý vliv středomořské diety a specifických dietních složek, včetně celozrnných potravin, ovoce, zeleniny, ryb, omega-3 mastných kyselin (ω-3 MK) a vitaminů D, C, E. Zatím omezený počet intervenčních pokusů prokázal, že suplementace Ca, vitaminu D, diet s vysokým obsahem mléčných produktů i obecně s vyšším obsahem bílkovin, vitaminu K i ω-3 MK mohou snižovat cirkulující markery zánětu u osob s osteoporózou, sarkopenií nebo jinou chronickou nemocí.

Údaje z řady pokusů a studií prokazují, že mléčné produkty mají buď prospěšný, nebo alespoň neutrální vliv na mírně zvýšené markery zánětu. Např. po 28 dní byly sledovány dvě skupiny mírně obézních osob. Skupina A měla vysoký obsah mléčných bílkovin s obsahem kalcia (Ca) 1200 až 1400 mg/den. Skupina B dostávala bílkovinu ze sóji s obsahem Ca 500 až 600 mg/den. Ve skupině A došlo k významnému snížení TNF-α, IL-6 a ke zvýšení adiponektinu. Ve skupině B byly efekty opačné. Protože u sledovaných nedošlo k významnému poklesu hmotnosti, znamená to, že vysokomléčná dieta snížila markery zánětu bez ohledu na tukovou masu [20].

Podobný příznivý efekt mléčných bílkovin na změny prozánětlivých cytokinů byl prokázán i v další studii. Po 12 týdnů byly dvě skupiny nemocných s metabolickým syndromem léčeny isoenergetickou dietou, na které se podílely uhlovodany 49 %, tuky 35 % a bílkoviny 16 %. Ve skupině A se podílely mléčné produkty na přívodu 28 až 35 g bílkovin denně, ve skupině B jen 8 g denně. Ve skupině A došlo proti B k významnému poklesu TNF-α, IL-6 i CRP a k významnému zvýšení adiponektinu. Významně zde klesl i MCP-1 [26]. Numerické výstupy z této práce byly zpracovány graficky [20] a jsou předloženy na obr. 4.

Možný příznivý efekt mléčných produktů je, alespoň zčásti, přičítán peptidům z mléčných bílkovin. V různých pokusných modelech vedlo podávání peptidů z kaseinu nebo laktoferinu k poklesům CRP a zvýšení adiponektinu, i když významnost těchto trendů nebyla prokázána [12]. Několik dalších intervenčních pokusů s mlékem a jogurty obohacenými vitaminem D nebo Ca + vitaminem D u lidí s nadváhou a obézních vedlo k snížení markerů zánětu, zatímco jiné, podobně uspořádané, protizánětlivý efekt neprokázaly. Nedávná systémová review shrnula přehled této problematiky tak, že dosud nelze uzavřít, zda mléčné produkty zánět oslabují [26].

Vícenenasycené mastné kyseliny

Zájem o vícenenasycené mastné kyseliny řady omega-3 (ω-3 MK) jako o složky výživy je z hlediska zdraví kostí dán protizánětlivými vlastnostmi konečných produktů jejich metabolismu a vlivem na zvýšení střevní absorpce kalcia. V řadě ω-3 MK je výchozím článkem alfa-linolenová kyselina (ALA), metabolizovaná na základní reprezentanty této řady, kyselinu eikosapentenovou (EPA) a dekosahexenovou (DHA).

Řada ω-6 MK vychází z kyseliny linoleové (LA) metabolizované na predominantní článek této řady kyselinu arachidonovou (AA). Metabolismus ω-6 MK končí produkty působícími naopak prozánětlivě.

Za optimální poměr mezi příjmem ω-6 MK : ω-3 MK v dietě je považována hodnota 2-3:1. V západní dietě je tento poměr mnohem vyšší. Např. v typické americké dietě dosahuje hodnot 8-12:1. Tento nežádoucí poměr se může podílet na patogenezi obezity a osteoporózy podporou vývoje chronického zánětu lehkého stupně [27, 28, 29].

Mechanismy uvažované jako možné příčiny pozitivního vlivu ω-3 MK na zdraví kostí.

1. Aktivací nukleárního faktoru kappa B (NF-κB) působením cytokinů, se zvyšuje resorpce kostí a tlumí jejich formace. Výzkum na transgenních myších prokázal ochranný vliv ω-3 MK proti aktivaci NF-κB. EPA a DHA snižovaly u myší zrání osteoklastů a zpomalovaly resorpci kostí.
2. Také u kuřat a krys vedlo snižování poměru ω-6 MK : ω-3 MK k poklesu produkce prozánětlivého prostaglandinu E2 a ke zvýšení markerů formace kostí. Ochranný vliv je opět přičten inhibici produkce cytokinů.
3. Pozitivní vliv na kostní metabolismus může plynout také z inhibice vlivů transkripčních faktorů, jako je „peroxisome proliferator activator receptor γ“ (PPARγ). Ten usměrňuje přeměnu pre-osteoblastů na adipocyty, čímž tvorba osteoblastů klesá [27].

V recentní studii byl zjišťován vztah mezi příjmem ω-3 MK a BMD u 2125 mužů a žen ve věku > 60 let. Velká část souboru měla příjem daný pouze běžnou dietou (85 %), menší část brala navíc ω-3 MK jako doplněk výživy (15 %). Tato suplementace se typicky pohybovala kolem 0,3 g/den EPA+DHA. To byl přibližně dvojnásobek dávky obsažené v běžné dietě. Byly zjišťovány vztahy mezi příjmem ω-3 MK k BMD krčku femuru, celkového femuru a lumbální páteře. Ve skupině s běžným příjmem bez suplementace byla zjištěna hraniční významnost přímého vztahu obsah ω-3 MK v dietě: BMD krčku femuru (p=0,0505), další závislosti nezjištěny. Ve skupině suplementované byl významný vztah mezi příjmem ω-3 MK a BMD lumbální páteře (p=0,005), ale žádný vztah pro ostatní dvě místa měření BMD [27].

Byly hodnoceny další studie u lidí, sledující efekt diet obohacených ω-3 MK a tím jejich příznivějším poměrem k ω-6 MK. Byl sledován vliv na BMD a riziko fraktur. Výsledky jsou smíšené. Některé zjišťují ochranný efekt jak vzhledem ke ztrátě kosti, tak k frakturám [30]. Jiné k těmto závěrům nedospěly [21]. Nedávná systematická review hodnotila čtyři randomizované pokusy sledující vztahy mezi příjmem ω-3 MK a BMD. Příznivý efekt byl prokázán v jedné z těchto prací, kde byly ω-3 MK suplementovány spolu s Ca. Šlo o starší ženy s osteoporózou a osteopenií, tj. osoby, u nichž lze očekávat chronický systémový zánět. Další tři pokusy bez příznivého efektu byly u zdravých pre- a post-menopauzálních žen a u mužů [31]. Systematická review hodnotící vliv ω-3 MK na markery zánětu prokázala, že přívod ω-3 MK tyto markery v cirkulaci nemocných s akutním i chronickým onemocněním snižuje. Proto je možný závěr: pozitivní efekt ω-3 MK na zdraví kostí se uplatňuje tam, kde jsou markery zánětu zvýšené. V současné době není zatím souhlas o potřebném množství ω-3 MK nutném pro zlepšení zdraví kostí nebo pro snížení systémového zánětu [13, 20].

Vegetariánství

Vegetariány lze dělit podle typu diet do více skupin:

1. Polovegetariáni: vzácně konzumují tmavé maso, kuřata nebo ryby, běžně mléčné produkty a vejce.
2. Lakto-ovo vegetariáni: nejedí maso, ryby ani drůbež. Mléčné produkty a vejce bez omezení. Pokud vylučují z potravy vejce, jde o lakto-vegetariány, když nekonzumují mléčné produkty, ale naopak vejce, jde o ovo-vegetariány.
3. Vegani: odmítají jakoukoliv potravu živočišného původu. Méně přísní vegani konzumují mléčné produkty a vejce, jsou-li zapracovány do jiných potravin (pečiva). Přísní vegani odmítají jíst jakékoliv přísady získané od živočichů (např. med, želatina).

Z uvedeného plyne, že vzhledem ke značné variabilitě veganských diet se obsah živin v nich liší, a to znesnadňuje vyhodnocení vlivu diet na kosti. BMD a riziko fraktur může být ovlivněno některými živinami obsaženými u vegetariánů v menším množství než v běžné dietě. Mohou být rozdíly v obsahu Ca, vitaminu D, B₁₂ i obsahu bílkovin. Obsah Ca může být naopak zvýšen, pokud zvýšený příjem mléčných produktů u nich nahrazuje příjem bílkovin z masa. Ze stejných důvodů mohou mít naopak vegani nedostatečný příjem Ca. Obdobně se může lišit i příjem vitaminu D a jeho cirkulující hladiny. V USA a Kanadě jsou mléko i některé potraviny vitaminem D fortifikovány.

Vegetariánská dieta může obsahovat větší množství oxalátů, fytátů a flavonoidů, které zhoršují absorpci Ca. Kyselina šťavelová a fytová jsou obsaženy v rostlinné stravě (oxaláty – špenát, rebarbora, fazole; fytáty – ořechy, nekvašený chléb, syrové fazole, obilná zrna).

Výrobky ze sóji užívané mnoha vegetariány jsou bohaté na obsah flavonoidů genisteinu a daidzeinu. Ty působí jako přírodní modulátory receptorů estrogenů a byl prokázán jejich pozitivní vliv na frekvenci fraktur kyčle u asijských žen [32]. I zde je obtížné porovnání s běžnou dietou, protože ani sójové produkty nejsou bohatě zastoupeny ve stravě všech vegetariánů a naopak i někteří konzumenti běžných diet podíl sójových výrobků ve stravě mají.

Metaanalýza hodnotící BMD v oblasti bederní páteře a kyčlí prokázala lehké snížení BMD u vegetariánů proti konzumentům běžné stravy, ale diference není klinicky významná. Riziko fraktur u vegetariánů ve srovnání s ostatní populací bylo zjišťováno ve studii EPIC-Oxford. Po dobu 5 let bylo sledováno 35 000 osob, z toho 77 % žen. Závěr: u veganů je asi o 30 % vyšší riziko fraktur. To platí pro západní typ diety, nikoli zřejmě pro asijské vegany, v jejichž potravě je příjem Ca vyšší [7, 33].

Další vlivy nutrice

Ovoce a zelenina

Několik klinických epidemiologických studií prokázalo pozitivní vztahy mezi BMD a konzumací ovoce a zeleniny u dospělých mužů a žen. Ovoce i zelenina jsou zdrojem alkalických iontů, vitaminu K i antioxidačních vitaminů, jako je vitamin C a β-karoten. Jejich vysoký příjem může alkalizovat vnitřní prostředí a snižovat vylučování Ca močí. Antioxidační vitaminy se podílejí na potlačení oxidačního stresu, který je v nepřímém vztahu k BMD. Navíc má vitamin C regulační úlohu při tvorbě kolagenu a diferenciaci osteoblastů. Vitamin K je kofaktorem při γ-karboxylaci kyseliny glutamové. Je proto esenciální pro vznik plně karboxylovaného osteokalcinu [7, 20, 34]. Vhodné zastoupení základních skupin potravin, včetně ovoce a zeleniny, v dietě je uvedeno v závěru práce.

Nápoje

Alkoholické nápoje

Je opakovaně prokazován pozitivní vliv mírných dávek alkoholu. Množství <55 g/den má pozitivní vliv na BMD, větší dávka má vliv negativní [35]. Další studie uvádějí pozitivní vliv na BMD při dávkách piva do 2,5 l/týden nebo vína do 820 ml/týden u mužů i u postmenopauzálních žen [36, 37].

Káva

Vztahy mezi pitím kávy a osteoporózou nejsou hodnoceny jednotně. Studie zpravidla dospívají k závěru, že pití kávy nemá pozitivní ani negativní vliv na zdraví kosti. Vztah mezi pitím kávy a frekvencí fraktur není prokázán. K negativnímu působení dochází pouze při kombinaci vysokých dávek kofeinu s nízkým příjmem Ca [7].

Zelený čaj

V souboru 2305 mužů ve věku 50-79 let byla ve vztahu k BMD celotělové, celého femuru, krčku femuru a bederní páteře sledována frekvence pití zeleného čaje. Pro všechny čtyři lokality byla mezi BMD a konzumací tohoto nápoje zjištěna nepřímá závislost, hraničně významná ale jen pro oblast bederní páteře (p<0,058). V diskusi autoři citují další dvě práce na toto téma, z nichž jedna prokázala také nepřímou závislost, druhá vztah žádný. Naopak tři jiné práce došly k závěru, že pití zeleného čaje tlumí ztrátu kosti a snižuje riziko osteoporotických fraktur [34].

Nápoje sycené CO₂

Mají negativní vliv na kostní hmotu, ale ani zde nebyl vztah k frakturám prokázán.

Nápoje s kolou

Jejich pití zvyšuje příjem fosfátů a poměr P:Ca v dietním příjmu. V závislosti na zkonzumovaných množstvích je zjišťován pokles BMD [7].

Natrium

Protože podstatná frakce tělesného natria (Na⁺) je uložena v kostech, může kostra sloužit jako rezervní sklad Na⁺ mobilizovatelný při stavech jeho deplece. Při hyponatrémii se zvyšuje aktivita osteoklastů. Je také ovlivněna diferenciace mezenchymálních stromálních buněk, prekurzorů jak osteoblastů tak i adipocytů. Dochází k útlumu jejich přeměny v osteoblasty a zvyšuje se jejich transformace v adipocyty [38]. V experimentech na zvířatech je prokázáno, že chronická hyponatrémie vede ke ztrátě kosti. U lidí je chronická hyponatrémie nezávislým rizikovým faktorem osteoporózy a fraktur [32, 39]. Hyponatrémie trvající déle než rok je spojena se čtyřnásobně vyšším rizikem osteoporózy proti srovnatelným jedincům s normonatrémií. Záleží přitom na tíži poklesu a jeho trvání. Při úspěšné terapii hyponatrémie se naopak popsané riziko snižuje [39, 40].

Ve vztahu Na⁺ ke zdraví kosti je nutno zmínit i další vztah. Na⁺ soutěží spolu s Ca²⁺ o stejný reabsorpční mechanismus v proximálním tubulu. Na 100-200 mmol Na⁺ v dietě je vyloučen 1-2 mmol Ca²⁺. Závažná je kombinace přesolené diety s nízkým příjmem kalcia (nejde tedy o hypernatrémii). Kazuistika: omezení 20 let trvajícího přesolování stravy u postmenopauzální ženy s osteoporózou a frakturami vedlo k poklesu kalciurie ze 7,5 mmol/d na 2,5 mmol/d [41].

Poznámka: Problematika kalcia a vitaminu D nebyla samostatně do práce zařazena ze dvou důvodů. Jednak pro limitovaný rozsah textu, ale především proto, že obě komponenty jsou součástí standardní osteologické péče a interesovaní klinici se s pokroky v této rozsáhlé (zejména co se vitaminu D týče) tematice na odborných akcích i v tisku opakovaně setkávají.

Závěr

Ve vývoji a udržování struktury kosti má nutrice významnou úlohu. Veřejnost se orientuje na jídlo, nikoliv na jednotlivé nutrienty v něm obsažené. Proto je vhodné doporučovat zastoupení celých skupin potravin. 1. Chléb, další potraviny z obilí a brambory (35 %); 2. Ovoce a zelenina (30 %); 3. maso a ryby (15 %); 4. Mléko a mléčné výrobky (15 %); 5. Tuk a sladká jídla (15 %).

Poznatky z velkých studií: mléko a mléčné produkty zajišťující více než 50 % celkového Ca v dietě spolu s ovocem a zeleninou jsou prospěšné pro zdraví kosti bez ohledu na věk. Příjem bílkovin je vedle příjmu Ca a vitaminu D další klíčovou složkou nutrice ve spojení s tělesnou aktivitou. To platí od dětství do stáří. Příjem tuku a obezita jsou hodnoceny ze dvou hledisek: je pozitivní závislost k hustotě a pevnosti kostí a zároveň nepřímá závislost mezi množstvím tukové tkáně, především viscerální a kostní hmotou u obézních. Mírný chronický zánět provázející stárnutí je v nepřímé závislosti ke zdraví kosti. V širším rozsahu je zkoumáno, zda vhodná skladba diety může projevy chronického zánětu a jeho vliv na zdraví kosti příznivě ovlivnit.

Práce byla podpořena výzkumným záměrem Prvouk P25/LF1/2.

Do redakce došlo 25. 1. 2016

Adresa pro korespondenci:

Prof. MUDr. Antonín Kazda, DrSc.

Ústav lékařské biochemie a laboratorní diagnostiky

1. LF UK a VFN

Kateřinská 32

120 00 Praha 2

E-mail: kazda@vfn.cz