1 Osteoporose und Ernährung Osteoporose und
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Osteoporose und Ernährung ÖÄK Diplom Ernährungsmedizin Innsbruck 16.4.2010 Univ.-Prof. Dr. Rudolf Gasser Klinik für Innere Medizin I Medizinische Universität Innsbruck Voraussetzung für „Knochengesundheit“ und optimale Knochenmasse: • Normales Körpergewicht ( BMI > 20kg/m² ) • Ausgewogene Mischkost mit ausreichender Versorgung an Kalzium, Vitamin D und Proteinen • Ausreichend Bewegung, Training, Sonnenlichtexposition • Meiden von Toxika (Nikotin- und Alkoholabusus) Osteoporose und Ernährung • Knochengesundheit - Überblick • Obst, Gemüse, basenreiche Kost • Kalziumstoffwechsel, Kalzium-Bedarf, Kalzium in Lebensmitteln, Förderung und Hemmung der Kalziumresorption • Vitamin D und Kalzium • Proteinzufuhr • Alkohol • Zusammenfassung Obst, Gemüse, basenreiche Kost • Epidemiologische Studien sprechen für eine basenreiche Ernährung mit frischem Obst und Gemüse zum Erhalt der Knochengesundheit • Gehalt an Vitamin K und Spurenelementen ( z.B. Silizium ) bedeutsam 1 Basische Kost • Stark basenbildend: Gemüse, Salat, Kartoffeln, Obst, Citrat, Kalzium, Kalium (z.B.:Aprikosen), Magnesium • Leicht basenbildend: Trockenobst, Milch, Pilze • Säure-Basen-neutral: naturbelassene pflanzliche Fette, Öle, Butter • Schwach säurebildend: Sahne, Quark, Vollkornprodukte, Nüsse • Stark säurebildend: Fleisch, Wurst, Fisch, Eier, Käse, Zucker, Süßwaren, Limonaden und Cola, Weißmehl, Kaffee, Alkohol, Täglich notwendige Kalziummenge • • • • • Kinder ab 1 Jahr Kinder u. Jugendliche Erwachsene Schwangere, Stillende Ältere Menschen 800 mg 1000 – 1200 mg 1000 – 1200 mg 1500 mg 1500 mg Calcium : Phosphat = 1 : 1.5 Kalziumversorgung Deutschland: Durchschnittlich 580 – 640 mg Kalzium täglich pro Kopf der Bevölkerung Calcium : Phosphat = 1 : 10 (20) In Österreich 569 mg Kalzium täglich ( Kudlacek S et al. 2003 ) 2 Kalziumhältige Lebensmittel Kalziumhältige Lebensmittel 200 ml 150 g 200 g 60 g 60 g 60 g 60 g 200 g 200 g 200 g 200 g Milch Joghurt Speisequark Emmentaler Gouda Edamer Camenbert 240 mg Ca 170 mg Ca 130 mg Ca 612 mg Ca 490 mg Ca 475 mg Ca 342 mg Ca Kalziumhältiges Mineralwasser (D) (Kalziumgehalt > 150 mg/L) Bad Dürrheimer Johannisquell Bad Mergentheimer Karlsquell Gerolsteiner Sprudel Luisen-Brunnen Obernauer Löwensprudel Staatl. Bad Kissinger Maxbrunnen Zusätzlich Natriumgehalt beachten bei Hypertonus Wasser löst Säuren und Schlackenstoffe 350 810 348 344 601 540 1l Grünkohl Broccoli Lauch Fenchel 424 mg Ca 220 mg Ca 240 mg Ca 218 mg Ca Mineralwasser 200 – 600 mg Ca Kalziumgehalt einiger österreichischer Mineralwässer Gasteiner Vöslauer Güssinger Römerquelle Alpquell 29,5 mg/ L 112,3 mg / L 114,6 hg / L 146,4 mg / L 250,9 mg / L >150 mg/ L: Astoria, Juvina, Peterquelle, Preblauer 3 Förderung der Kalziumresorption Vitamin D Milch, Hefe, Fisch (Seefisch), Lebertran, Eigelb Bewegung im Freien (30 Minuten tgl.) September bis April: Sonne steht zu tief – kein ausreichendes UV B - Licht Förderung der Kalziumresorption Förderung der Kalziumresorption Vitamin C Frisches Obst, Gemüse ( + Osteoblastenstimulation, Kollagenreifung) Vitamin K Grünes Gemüse, Salate ( + Kalziumeinbau in die Knochenmatrix, γ-Carboxylierung von Osteocalcin ) Hemmung der Kalziumresorption durch Milchzucker Milch, Milchprodukte Vorsicht: Lactasemangel, Milcheiweißallergie Phosphat Oxalsäure Phytinsäure Zuviel tierisches Eiweiß 4 Hemmstoff Phosphat Hemmstoff Oxalsäure Calcium : Phosphat maximal 1 : 1.5 Unlöslicher Calciumoxalat-Komplex Phosphat ist in fast allen Lebensmitteln enthalten; vor allem in: Wurstwaren, Schmelzkäse, Colagetränken, Limonaden (Softdrinks) Backpulver, Fertiggerichte Zusatzstoffe 338 - 341, 450 a - c Hemmstoff Phytinsäure Unlöslicher Komplex mit Calcium Enthalten im Getreidekleber Kleie, besonders Haferkleie, ungeschrotetes Korn Rhabarber, Spinat, Mangold, Rote Beete, Kakao, Schokolade, Schwarzer Tee Hemmstoff tierisches Eiweiß Fleisch, Wurstwaren im Übermaß (Vegetarische) Mediterrane Kost zu bevorzugen ! 5 Förderung Calciumausscheidung Vitamin D, Kalzium, Osteoporose Grundlagen Vitamin D ist für die intestinale Resorption von Kalzium essentiell Mangel an Vitamin D führt zu gesteigerter Freisetzung von Parathormon und erhöhter Knochenresorption Kaffee, Schwarztee, Alkohol Starke Säurebildner Klinische Konsequenzen Kochsalz (Natrium- und Kalziumausscheidung gekoppelt ) Vitamin-D-Mangel ist mit einem erhöhten Knochenfraktur-Risiko assoziiert 25(OH) Vitamin D im Serum zur Erfassung des Vitamin DD-Status Vitamin D - Nomenklatur Calciferol Cholecalciferol, Vit. D 3 (Haut, UV-B) Ergocalciferol, Vit. D 2 ( Pflanze, UV-B ) Normal ↓ Leber (substratabhängig) 25(OH)Vitamin D ( Calcifediol ) 1α,25 (OH)2 Vitamin D ( Calcitriol) 1α (OH) Vitamin D ( Alphacalcidol, synthetisch ) ↓ Niere (bedarfsabhängig) ↑ Leber ( 25 Hydroxylierung ) RG 10 ng/ml nmol/l ≥ 30 ≥ 75 D-Insuffizienz 20- 29 50 – 74 D – Defizienz <20 <50 modifiziert nach Holick, 2008 6 Produktion von Vitamin D Vitamin D — Calcitriol (1,25(OH)2D) HO Gebildet durch mehrfache Hydroxylierung von Vitamin D in Leber und Nieren Biologisch aktive Form von Vitamin D Um das 1000fache aktiver als Vitamin D3 oder D2 Übermäßige Aufnahme HO kann zu Toxizität führen: Hyperkalzämie, Hyperkalzurie und Hyperphosphatämie Sonne UVL CH3 ich t ProD3 Î PreD3 Î Vitamin D3 CH3 Haut Nahrung Vitamin D3 Vitamin D2 Leber CH3 CH3 25(OH)D Niere Darm Erhöhung der Calciumund Phosphoraufnahme CH2 (+) Niedriges PO4³– PTH (+) Mobilisierung der Calciumreserven Knochen 1,25(OH)2D Aufrechterhaltung der Serumspiegel von Calcium und Phosphor OH Stoffwechselfunktionen Adaptiert nach Parfitt AM et al Am J Clin Nutr 1982;36:1014–1031; Guyton AC and Hall JE. In: Textbook of Medical Physiology, 10th ed. Philadelphia, Pa: WB Saunders, 2000:899–915; Rocaltrol® capsules and oral solution. Physician’s Desk Reference®. 58th ed. Montvale, NJ: Thomson PDR. 2004:2935–2937; ChemIDplus Advanced. Chemical structure for calcitriol. Available at: http://chem.sis.nlm.nih.gov/chemidplus. Accessed on 9/18/04. Knochengesundheit Neuromuskuläre Funktionen Adaptiert nach Holick MF Osteoporos Int 1998;8(suppl 2):S24–S29. Sekundä Sekundärer Hyperparathyreoidismus bei österreichischen Heimbewohnern Kalziumabsorption bei verschiedenen Serum Vitamin D Spiegeln 400 Schnitt Altersheimpatienten n=1122 pg/ml) /ml) PTHi (pg 350 300 250 200 150 100 50 0 0 Heaney RP; J Steroid Biochem Molec Biol 2005; 97:1397:13-19 HD06 10 20 30 Vitamin D (ng/ml) 40 50 HD Dobnig et al. J Clin Endocrinol Metab. Metab. 2006; 91(9):335591(9):3355-63 7 Quellen für Vitamin D (1) Quellen für Vitamin D (2) Sonneneinstrahlung ( UV-B Strahlung, 290-315 nm ) bewirkt endogene Produktion von Vit D in der Haut Aufnahme mit der Nahrung - Von untergeordneter Bedeutung für Vitamin D, ca.100 IE/Tag (Österreich, Kudlacek 2003) - Vitamin D liegt außer in fettem Fisch, Eiern und aufbereiteten Milchprodukten in der Nahrung nur in geringem Maße vor - Wichtigste Quelle für Vitamin D, deckt den täglichen Bedarf des Körpers zum Großteil ab - Die Vitamin-D-Synthese ist von Jahreszeit, Dauer der Sonneneinstrahlung, verwendetem Nahrungsergänzungsmittel, Multivitaminpräparate, Vitamin D-Supplementation Sonnenschutz, Alter und Hautpigmentierung abhängig RG 10 RG 10 Vitamin D Quellen fü für den Menschen Vitamin D – Osteoporose - Fraktur Lebertran 1 TL 1360 IE Lachs (1 Port) 360 IE Thunfisch (1 Port) 200 IE Milch (angereichert) 1 cup 100 IE Margarine (angereichert) 1 TL 60 IE Ei (im Eigelb) 20IE Leber, Rindfleisch (gekocht) 15 IE Schweizer Kä 12 IE Käse (1 Port) 1) Vitamin D → Erhalt der Knochenfestigkeit 2) Vitamin D → neuromuskuläre Koordination 3) Vitamin D-Mangel: Therapien ineffizient (z.B. Bisphosphonate, Parathormon) 4) Vitamin D-Mangel: Muskelaufbautraining ineffektiv Vitamin D-Mangel : ↑ Frakturrisiko, ↑ Sturzrisiko Medikamentöse und Physikalische Therapie vermindert wirksam Oleovit D3 RG 10 HD08 8 Serum Vitamin D Werte Studien mit älteren Personen in Österreich VitaminVitamin-D-Status und Calciumhaushalt Serumcalcium* 10,0 Nüchtern-PTH Calcium Resorption* Vit D Status +4% 50 5 –17% 9,5 40 9,0 30 cy ien fic De +65% cy en ici uff In s 4 8,5 20 10 8,0 0,0 AUC (mg•hr/l) pg/dl mg/dl <40J (N=222) D+ D– (n=24) (n=24) 0 4040-60J (N=357) 3 >60J (N=65) Kudlacek et al. (Eur J Clin Invest 2003) (ambulant, im Winter/Frü Winter/Frühling) 2 Pfeifer et al. >70J (N=242) ambulant, Sommer (OPO Int 2008) 1 D+ D– (n=24) (n=24) 0 Dobnig et al. SOSSOS-HIP (N=1122) >70J institutionalisiert (JCEM 2007) PT H D+ D– (n=24) (n=24) >30% 15-30% 10 *p<0,001 D=25(OH)D Adaptiert nach Heaney RP et al J Am Coll Nutr 2003;22:142–146. 12.5 25 Vitamin D und Knochenstoffwechsel Gewährleistet ausreichende Konzentration von Ca und PO4 im Blut (Ca- und PO4 Absorption aus dem Darm, Caund PO4 Rückresorption in der Niere ) Senkung des PTH-Spiegels direkt über Vit. D-Rezeptoren in der Nebenschilddrüse und indirekt durch Anstieg des Plasma-Calciums Stimulation der Osteoblasten und Mineralisierung der organischen Matrix Calcitriol in hoher Konzentration stimuliert Knochenresorption, bewirkt Hyperkalziämie und Hyperkalziurie 20 30 50 nmol/L 75 40 50 60 70 80 Vitamin D (ng/ml) HD Vitamin D Mangel in der Pathogenese der Osteoporose Funktion von Calcitriol 15% 1) Im Alter: Vitamin D-Mangel häufig ( Ernährungsgewohnheiten, geringe Lichtexposition, ↓ Syntheseleistung in der Haut) abnehmende Calcitriolbildung durch ↓ Nierenfunktion verminderte Vitamin D – Wirkung im Darm: Verminderte Kalzium-Absorption → Kalzium-Defizit 2) Subklinischer Vitamin D – Mangel / Kalzium - Defizit bedingen milden sekundären Hyperparathyreoidismus ohne klassische Osteomalazie → Mobilisierung von Kalzium aus dem Knochen Abnahme der Knochendichte RG 10 RG 10 9 Zusammenhang zwischen 25(OH)D und Funktion der unteren Gliedmaßen NHANES III und Zusammenhang zwischen BMD und SerumSerum-Vitamin D Spiegel Q4 (3.6%) Kaukasier Q3 (2.7%) Q2 (2.4%) Q1 Mexican Am. 4100 ambulante Patienten in NHANES III* 60 bis ≥90 Jahre 2,4 -MeterGehgeschwindigkeitstest LOWESS** Regressionsschätzung 4,5 Referenzbereich Gehzeit (Sek.) Q5 (4.0%) Verbesserung der Funktion der unteren Gliedmaßen African Am 4 3,5 0 8 16 24 32 40 48 56 64 Serumspiegel 25(OH)D (ng/ml) *NHANES=National Health and Nutrition Education Survey; LOWESS=locally weighted regression plot Adaptiert nach Bischoff-Ferrari HA et al Am J Clin Nutr 2004;80:752–758. HD06 Bischoff HA, Am J Med 2004; 116: 634634-639 Wirkung einer Supplementation mit Vitamin D und Calcium auf Sturzrisiko Osteoporose, Osteoporose, Prävention & Therapie 122 Frauen Konsensus Österr. Österr. Ärztezeitung 8/2007 Alter: 63–99 Jahre Randomisierte, doppelblinde, kontrollierte Studie – Calcium 1200 mg/Tag – Calcium 1200 mg/Tag + Vitamin D 800 IE/Tag Kalzium: 500 - 1000 mg / Tag (Ca-Ionen) Vitamin D 3 400 – 2000 IE / Tag RG 10/08 Dauer 12 Wochen Mittlere Serumkonzentration von 25(OH)D bei Studienbeginn 12 ng/ml Frauen in Pflegeheimen Reduktion der Stürze 1,2 p=0,01 1,0 Sturzrisiko Medikamentöse Basistherapie bei Osteoporose 0,8 –49% 0,6 0,4 0,2 0,0 Nur Calcium (n=44) Calcium + Vitamin D (n=45) Adaptiert nach Bischoff HA et al J Bone Miner Res 2003;18:343–351. 10 Nahrungsergänzung mit Vitamin D senkt Frakturrisiko Ergebnisse einer klinischen Studie: 5-jährige, randomisierte, doppelblinde, kontrollierte Studie n=2686 Alter 65–85 Jahre Vitamin D = 100.000 IE einmal alle 4 Monate (entspricht 800 IE/Tag) 1,2 Relatives Frakturrisiko (Hüfte, Handgelenk, Unterarm, Wirbelsäule) Hüftfrakturrisiko und geschätzte Vitamin D Einnahme in großen Studien p=0,02 1,0 –33% 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Männer und Frauen, die im normalen Umfeld lebten Unbehandelt (n=1341) Behandelt (n=1345) Adaptiert nach Trivedi D et al BMJ 2003;326:469. Bischoff-Ferrari HA, OPO Int 2007 epub Vitamin D Supplementation Zusammenfassung HD06 Proteinzufuhr Zur Sturz- und Frakturprophylaxe anzustreben: 25(OH)Vitamin D-Spiegel von > 30 ng/ml bzw. >75nmol/l 800 IE VitD tgl. Minimum zur Frakturprophylaxe empfehlenswert bis 2000 IE Vit D tgl. Verbesserung der Adherence durch größere Gaben von Vit D intermittierend ( z.B. 100000 IE / 4 Monate =~ 830 IE tgl. ) Höhere einmalige Dosis zu Therapiebeginn bei ausgeprägtem Vit D-Mangel ( 100000 – 200000 IE ) • Ausreichende Proteinzufuhr (0.8 – 1g/kg/Tag) für Entwicklung, Wachstum und Erhaltung des Skeletts in jedem Alter notwendig • Vegetarier / Veganer haben keine verminderte Knochendichte gegenüber Personen mit Mischkost modifiziert nach H Bischoff-Ferrari 2007, Osteoporos Int RG 10 11 Proteinzufuhr • Übermässige (tierische) Proteinzufuhr (2g/kg/Tag) kann zu reduzierter Knochendichte und höherer Hüftfrakturinzidenz führen • Ursachen: erhöhte Säurebildung, erhöhte renale Säureausscheidung, erhöhte renale Kalziumausscheidung, Hemmung der Kalziumresorption • Studien z.T. kontrovers Risikofaktoren für die Abnahme der Knochenmineraldichte beim alkoholabhängigen Patienten • Nikotinkonsum • Mangelnde UV-Exposition durch sozialen Rückzug • Mangelnde physische Aktivität • Niedriges Körpergewicht durch schlechte Ernährung • Verminderte Protein- und Kalziumaufnahme/Malnutrition • Leberzirrhose • Andere Komorbiditäten • Alkohol/Ethanol direkt toxisch (?) Proteinzufuhr – IGF I • Proteinzufuhr beeinflusst die hepatische Produktion und die Wirksamkeit von Insulin-like growth factor I (IGF-I) und damit das GH / IGF-I System • Wesentliche Bedeutung für den Knochenanabolismus Ernährung und Knochengesundheit Zusammenfassung (1) Body mass Index > 20 kg / m² Basenreiche Kost, Obst, Gemüse Kalzium: 1000 – 1500 mg / Tag Milch, Milchprodukte, grüne Gemüse, Mineralwasser Kalzium - Phosphat in ausgewogenem Verhältnis Kalziumresorptionshemmer beachten 12 Ernährung und Knochengesundheit Zusammenfassung (2) Vitamin D: 800 – 1200 IE / Tag Ziel: 25OH Vit D-Spiegel >30 ng/ml bzw. >75 mmol/l Bildung in der Haut durch UV-B-Strahlung bei Sonnenexposition Ernährung: Seefisch, Milchprodukte Herzlichen Dank für Ihre Proteinzufuhr: 0,8 – 1 g / kg / Tag Genussmittel reduzieren ( Alkohol, Zucker ) Aufmerksamkeit 13