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Osteoporose und Ernährung
ÖÄK Diplom ErnährungsmedizinInnsbruck16.4.2010
Univ.-Prof. Dr. Rudolf GasserKlinik für Innere Medizin I
Medizinische Universität Innsbruck
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
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)
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
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Basische Kost
• Stark basenbildend: Gemüse, Salat, Kartoffeln, Obst, Citrat, Kalzium, Kalium (z.B.:Aprikosen), Magnesium
• Leicht basenbildend: Trockenobst, Milch, Pilze
• Säure-Basen-neutral: naturbelassenepflanzliche 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 800 mg• Kinder u. Jugendliche 1000 – 1200 mg• Erwachsene 1000 – 1200 mg• Schwangere, Stillende 1500 mg• Ältere Menschen 1500 mg
Calcium : Phosphat = 1 : 1.5
Kalziumversorgung
Deutschland: Durchschnittlich580 – 640 mg Kalzium täglich
pro Kopf der Bevölkerung
Calcium : Phosphat = 1 : 10 (20)
In Österreich 569 mg Kalzium täglich ( Kudlacek S et al. 2003 )
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Kalziumhältige Lebensmittel
200 ml Milch 240 mg Ca150 g Joghurt 170 mg Ca200 g Speisequark 130 mg Ca60 g Emmentaler 612 mg Ca60 g Gouda 490 mg Ca60 g Edamer 475 mg Ca60 g Camenbert 342 mg Ca
Kalziumhältige Lebensmittel
200 g Grünkohl 424 mg Ca200 g Broccoli 220 mg Ca200 g Lauch 240 mg Ca200 g Fenchel 218 mg Ca
1l Mineralwasser 200 – 600 mg Ca
Kalziumhältiges Mineralwasser (D) (Kalziumgehalt > 150 mg/L)
Bad Dürrheimer Johannisquell 350Bad Mergentheimer Karlsquell 810Gerolsteiner Sprudel 348Luisen-Brunnen 344Obernauer Löwensprudel 601Staatl. Bad Kissinger Maxbrunnen 540
Zusätzlich Natriumgehalt beachten bei HypertonusWasser löst Säuren und Schlackenstoffe
Kalziumgehalt einiger österreichischer Mineralwässer
Gasteiner 29,5 mg/ LVöslauer 112,3 mg / LGüssinger 114,6 hg / LRömerquelle 146,4 mg / LAlpquell 250,9 mg / L
>150 mg/ L: Astoria, Juvina, Peterquelle, Preblauer
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Förderung der Kalziumresorption
Vitamin DMilch, 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
Vitamin CFrisches Obst, Gemüse
( + Osteoblastenstimulation, Kollagenreifung)
Vitamin KGrünes Gemüse, Salate
( + Kalziumeinbau in die Knochenmatrix, γ-Carboxylierung von Osteocalcin )
Förderung der Kalziumresorption
Milchzucker Milch, Milchprodukte
Vorsicht: Lactasemangel, Milcheiweißallergie
Hemmung der Kalziumresorptiondurch
PhosphatOxalsäurePhytinsäureZuviel tierisches Eiweiß
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Hemmstoff PhosphatCalcium : Phosphat maximal 1 : 1.5
Phosphat ist in fast allen Lebensmittelnenthalten; vor allem in:
Wurstwaren, Schmelzkäse, Colagetränken, Limonaden (Softdrinks)Backpulver, FertiggerichteZusatzstoffe 338 - 341, 450 a - c
Hemmstoff OxalsäureUnlöslicher Calciumoxalat-Komplex
Rhabarber, Spinat, Mangold, Rote Beete,Kakao, Schokolade, Schwarzer Tee
Hemmstoff PhytinsäureUnlöslicher Komplex mit Calcium
Enthalten im GetreidekleberKleie, besonders Haferkleie, ungeschrotetes Korn
Hemmstoff tierisches Eiweiß
Fleisch, Wurstwarenim Übermaß
(Vegetarische) Mediterrane Kost zu bevorzugen !
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FörderungCalciumausscheidung
Kaffee, Schwarztee,AlkoholStarke Säurebildner
Kochsalz (Natrium- und Kalziumausscheidung gekoppelt )
Vitamin D, Kalzium, Osteoporose
GrundlagenVitamin D ist für die intestinale Resorption von
Kalzium essentiellMangel an Vitamin D führt zu gesteigerter
Freisetzung von Parathormon und erhöhter Knochenresorption
Klinische KonsequenzenVitamin-D-Mangel ist mit einem erhöhten
Knochenfraktur-Risiko assoziiert
Vitamin D Vitamin D -- NomenklaturNomenklatur
Calciferol Cholecalciferol, Vit. D 3 (Haut, UV-B)Ergocalciferol, Vit. D 2 ( Pflanze, UV-B )
↓ Leber (substratabhängig)
25(OH)Vitamin D ( Calcifediol )↓ Niere (bedarfsabhängig)
1α,25 (OH)2 Vitamin D ( Calcitriol)
↑ Leber ( 25 Hydroxylierung )
1α (OH) Vitamin D ( Alphacalcidol, synthetisch )
RG 10
25(OH) Vitamin D im Serum25(OH) Vitamin D im Serumzur Erfassung des Vitamin Dzur Erfassung des Vitamin D--StatusStatus
ng/ml nmol/l
Normal ≥ 30 ≥ 75
D-Insuffizienz 20- 29 50 – 74
D – Defizienz <20 <50
modifiziert nach Holick, 2008
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Vitamin D Vitamin D —— CalcitriolCalcitriol (1,25(OH)(1,25(OH)22D)D)
Gebildet durch mehrfacheHydroxylierung von Vitamin D in Leber und NierenBiologisch aktive Form von Vitamin DUm das 1000fache aktiverals Vitamin D3 oder D2
Übermäßige Aufnahmekann zu Toxizität führen: Hyperkalzämie, Hyperkalzurie und Hyperphosphatämie
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.
HO
CH2
CH3
CH3
CH3
OH
HO
CH3
ProduktionProduktion von Vitamin Dvon Vitamin D
Adaptiert nach Holick MF Osteoporos Int 1998;8(suppl 2):S24–S29.
Haut
Leber
Niere
NahrungVitamin D3Vitamin D2
Darm
Knochen
ProD3 PreD3 Vitamin D3
25(OH)D
1,25(OH)2DPTH (+)
UV-Licht
Sonne
(+) Niedriges PO4³–Erhöhungder Calcium-
und Phosphor-aufnahme
Mobilisierungder Calcium-
reserven
Aufrechterhaltung der Serumspiegel von Calcium und Phosphor
Stoffwechselfunktionen Knochengesundheit Neuromuskuläre Funktionen
Kalziumabsorption bei verschiedenen Serum Vitamin D SpiegelnKalziumabsorption bei verschiedenen Serum Vitamin D Spiegeln
HD06HD06Heaney RP; J Heaney RP; J SteroidSteroid BiochemBiochem MolecMolec BiolBiol 2005; 97:132005; 97:13--1919
Schnitt Altersheimpatienten
SekundSekundäärer Hyperparathyreoidismus rer Hyperparathyreoidismus bei bei öösterreichischen Heimbewohnernsterreichischen Heimbewohnern
HD HD
PTH
iPT
Hi ((
pgpg/m
l)/m
l)
Vitamin D (ng/ml)Vitamin D (ng/ml)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
00 1010 2020 3030 4040 5050
n=1122n=1122
Dobnig et al. J Dobnig et al. J ClinClin Endocrinol Endocrinol MetabMetab. 2006; 91(9):3355. 2006; 91(9):3355--6363
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QuellenQuellen ffüürr Vitamin DVitamin D (1)(1)
Sonneneinstrahlung ( UV-B Strahlung, 290-315 nm ) bewirkt endogene Produktionvon Vit D in der Haut
- Wichtigste Quelle für Vitamin D, deckt den täglichenBedarf des Körpers zum Großteil ab
- Die Vitamin-D-Synthese ist von Jahreszeit, Dauerder Sonneneinstrahlung, verwendetemSonnenschutz, Alter und Hautpigmentierungabhängig
RG 10
QuellenQuellen ffüürr Vitamin DVitamin D (2)(2)
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
Nahrungsergänzungsmittel, Multivitaminpräparate, Vitamin D-Supplementation
RG 10
Vitamin D Quellen fVitamin D Quellen füür den Menschenr den Menschen
HD08HD08
Oleovit D3
Lebertran 1 TL Lebertran 1 TL 1360 IE1360 IELachs (1 Port)Lachs (1 Port) 360 IE360 IEThunfisch (1 Port)Thunfisch (1 Port) 200 IE200 IEMilch (angereichert) 1 Milch (angereichert) 1 cupcup 100 IE100 IEMargarine (angereichert) 1 TL 60 IE Margarine (angereichert) 1 TL 60 IE Ei (im Eigelb) Ei (im Eigelb) 20IE20IELeber, Rindfleisch (gekocht) 15 IELeber, Rindfleisch (gekocht) 15 IESchweizer KSchweizer Kääse (1 Port) 12 IEse (1 Port) 12 IE
Vitamin D Vitamin D –– Osteoporose Osteoporose -- FrakturFraktur
1) Vitamin D → Erhalt der Knochenfestigkeit2) Vitamin D → neuromuskuläre Koordination3) Vitamin D-Mangel: Therapien ineffizient (z.B.
Bisphosphonate, Parathormon)4) Vitamin D-Mangel: Muskelaufbautraining ineffektiv
Vitamin D-Mangel :↑ Frakturrisiko, ↑ SturzrisikoMedikamentöse und PhysikalischeTherapie vermindert wirksam
RG 10
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VitaminVitamin--DD--Status und Status und CalciumhaushaltCalciumhaushaltSerumcalcium*
D+(n=24)
D–(n=24)
mg/
dl
0,0
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
Nüchtern-PTH
D+(n=24)
D–(n=24)
pg/d
l
0
10
20
30
40
50
Calcium Resorption*
D+(n=24)
D–(n=24)
0
1
2
3
4
5+4%
–17%+65%
*p<0,001D=25(OH)DAdaptiert nach Heaney RP et al J Am Coll Nutr 2003;22:142–146.
AU
C (m
g•hr
/l)
Serum Vitamin D Werte Serum Vitamin D Werte --Studien mit Studien mit äälteren Personen in lteren Personen in ÖÖsterreichsterreich
HD HD
1010 2020 3030 4040 5050 6060 7070 8080
VitVit D StatusD Status
Deficiency
Deficiency
Dobnig et al. SOSDobnig et al. SOS--HIP HIP (N=1122)(N=1122) >70J institutionalisiert (>70J institutionalisiert (JCEM 2007)JCEM 2007)
>60J >60J (N=65)(N=65)
Pfeifer et al. >70J Pfeifer et al. >70J (N=242)(N=242) ambulant, ambulant, Sommer Sommer (OPO (OPO IntInt 2008)2008)
Vitamin D (ng/ml)Vitamin D (ng/ml)
PTH
KudlacekKudlacek et al. (et al. (Eur J Eur J ClinClin Invest 2003)Invest 2003)(ambulant, im Winter/Fr(ambulant, im Winter/Früühling)hling)
4040--60J 60J (N=357)(N=357)
<40J <40J (N=222)(N=222)
Insufficiency
Insufficiency
12.512.5 2525 5050nmol/Lnmol/L
>30% 15-30% 15%
7575
Vitamin D und KnochenstoffwechselVitamin D und KnochenstoffwechselFunktion von Funktion von CalcitriolCalcitriol
Gewährleistet ausreichende Konzentration von Ca und PO4 im Blut (Ca- und PO4 Absorption aus dem Darm, Ca-und PO4 Rückresorption in der Niere )Senkung des PTH-Spiegels direkt über Vit. D-Rezeptoren in der Nebenschilddrüse und indirekt durch Anstieg des Plasma-CalciumsStimulation der Osteoblasten und Mineralisierung der organischen MatrixCalcitriol in hoher Konzentration stimuliert Knochenresorption, bewirkt Hyperkalziämie und Hyperkalziurie
RG 10
Vitamin D Mangel in der Vitamin D Mangel in der PathogenesePathogeneseder Osteoporoseder Osteoporose
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 Hyperparathyreoidismusohne klassische Osteomalazie→ Mobilisierung von Kalzium aus dem Knochen -Abnahme der Knochendichte
RG 10
10
NHANES III und Zusammenhang zwischen NHANES III und Zusammenhang zwischen BMD und BMD und SerumSerum--VitaminVitamin D SpiegelD Spiegel
HD06HD06
Q1
Q2 (2.4%)Q3 (2.7%)
Q4 (3.6%)Q5 (4.0%) Kaukasier
Mexican Am.
African Am
Bischoff HA, Bischoff HA, Am J Med 2004; 116: 634Am J Med 2004; 116: 634--639639
ZusammenhangZusammenhang zwischenzwischen 25(OH)D und 25(OH)D und FunktionFunktion der der unterenunteren GliedmaßenGliedmaßen
4100 ambulante Patienten in NHANES III*
60 bis ≥90 Jahre
2,4 -Meter-Gehgeschwindigkeitstest
LOWESS** Regressionsschätzung
*NHANES=National Health and Nutrition Education Survey; LOWESS=locally weighted regression plotAdaptiert nach Bischoff-Ferrari HA et al Am J Clin Nutr 2004;80:752–758.
Serumspiegel 25(OH)D (ng/ml)0 8 16 32 48 64
Geh
zeit
(Sek
.)
24 40 563,5
4
4,5Referenz-bereich
Verbesserung der Funktionder unteren Gliedmaßen
Medikamentöse BasistherapieMedikamentöse Basistherapiebei Osteoporosebei Osteoporose
OsteoporoseOsteoporose, Prävention & Therapie, Prävention & Therapie
Konsensus Konsensus ÖsterrÖsterr. Ärztezeitung 8/2007. Ärztezeitung 8/2007
Kalzium: 500 - 1000 mg / Tag (Ca-Ionen)
Vitamin D 3 400 – 2000 IE / Tag
RG 10/08
WirkungWirkung einereiner Supplementation Supplementation mitmitVitamin D und Calcium auf Vitamin D und Calcium auf SturzrisikoSturzrisiko
122 Frauen
Alter: 63–99 Jahre
Randomisierte, doppelblinde, kontrollierte Studie– Calcium 1200 mg/Tag– Calcium 1200 mg/Tag
+ Vitamin D 800 IE/Tag
Dauer 12 Wochen
Mittlere Serumkonzentration von 25(OH)D bei Studienbeginn12 ng/ml
Frauen in Pflegeheimen
Adaptiert nach Bischoff HA et al J Bone Miner Res 2003;18:343–351.
Nur Calcium (n=44)
Calcium + Vitamin D
(n=45)
Stur
zris
iko
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
–49%
Reduktion der Stürze
p=0,01
11
NahrungsergänzungNahrungsergänzung mitmit Vitamin D Vitamin D senktsenkt FrakturrisikoFrakturrisikoErgebnisse einer klinischen
Studie:5-jährige, randomisierte, doppelblinde, kontrollierteStudien=2686Alter 65–85 JahreVitamin D = 100.000 IE einmal alle 4 Monate(entspricht 800 IE/Tag)Männer und Frauen, die im normalen Umfeldlebten
Adaptiert nach Trivedi D et al BMJ 2003;326:469.
Rel
ativ
es F
rakt
urris
iko
(Hüf
te, H
andg
elen
k,
Unt
erar
m, W
irbel
säul
e)
–33%
Unbehandelt(n=1341)
Behandelt(n=1345)
p=0,02
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
Hüftfrakturrisiko und geschätzte Vitamin D EinnahmeHüftfrakturrisiko und geschätzte Vitamin D Einnahmein großen Studienin großen Studien
HD06HD06Bischoff-Ferrari HA, OPO Int 2007 epub
Vitamin D Vitamin D SupplementationSupplementationZusammenfassungZusammenfassung
Zur Sturz- und Frakturprophylaxe anzustreben:25(OH)Vitamin D-Spiegel von > 30 ng/ml bzw. >75nmol/l800 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 )
modifiziert nach H Bischoff-Ferrari 2007, Osteoporos Int
RG 10
Proteinzufuhr
• 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
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Proteinzufuhr
• Übermässige (tierische) Proteinzufuhr (2g/kg/Tag) kann zu reduzierter Knochendichte und höherer Hüftfrakturinzidenz führen
• Ursachen: erhöhte Säurebildung, erhöhte renale Säureausscheidung, erhöhte renaleKalziumausscheidung, Hemmung der Kalziumresorption
• Studien z.T. kontrovers
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
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 (?)
Ernährung und KnochengesundheitZusammenfassung (1)
Body mass Index > 20 kg / m²
Basenreiche Kost, Obst, Gemüse
Kalzium: 1000 – 1500 mg / TagMilch, Milchprodukte, grüne Gemüse,
MineralwasserKalzium - Phosphat in ausgewogenem VerhältnisKalziumresorptionshemmer beachten
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Ernährung und KnochengesundheitZusammenfassung (2)
Vitamin D: 800 – 1200 IE / TagZiel: 25OH Vit D-Spiegel >30 ng/ml bzw. >75 mmol/lBildung in der Haut durch UV-B-Strahlung bei
SonnenexpositionErnährung: Seefisch, Milchprodukte
Proteinzufuhr: 0,8 – 1 g / kg / Tag
Genussmittel reduzieren ( Alkohol, Zucker )
Herzlichen Dank
für Ihre
Aufmerksamkeit