Розуміння джерел харчового фосфору при лікуванні хворих на хронічну нирку
Анотація
Хронічна хвороба нирок (ХХН) вражає> 20 мільйонів американців і пов’язана з високою захворюваністю та смертністю (1). Прогресуюче погіршення функції нирок при ХХН призводить до затримки багатьох речовин, включаючи фосфор (Р), які зазвичай виводяться нирками. Однак концентрація Р в сироватці крові зазвичай підтримується в межах норми від 2,5 до 4,5 мг/дл за допомогою різноманітних компенсаторних механізмів, поки хвороба нирок не переросте до приблизно 5 стадії ХХН або ШОЗ (2). Ефективним механізмом є зменшення ниркової канальцевої абсорбції фосфату (PO4; тобто, збільшена фракційна екскреція Р, регульована паратиреоїдним гормоном [PTH] та фактором росту фосфатоніну фібробластів 23) (3,4).
За останні роки ряд епідеміологічних досліджень продемонстрували зв'язок між високим рівнем Р у сироватці крові та підвищеним ризиком смерті як у хворих на діаліз, що залежать від ШОЕ (5,6), так і у осіб з менш запущеними стадіями ХХН (7), гіперфосфатемії у них останніх пацієнтів також, схоже, асоціюють із більш швидкими темпами прогресування ХХН (8). Дійсно, нові дані вказують на те, що у осіб, які не мають очевидної ХХН та мають високий нормальний рівень Р у сироватці крові, ризик кальцифікації коронарних артерій та смертності підвищується (9-11). Отже, відносна гіперфосфатемія може представляти новий фактор ризику серцево-судинної системи та смерті (12). Подібним чином, можливо, хоча ще не доведено, що втручання, спрямовані на обмеження дієтичного Р, можуть поліпшити серцево-судинний профіль та виживання навіть у осіб з високим нормальним або прикордонним підвищеним рівнем Р у сироватці крові.
Елемент Фосфор
Р, багатовалентний неметалевий елемент групи азоту (група 15) періодичної системи, природно міститься в неорганічних породах PO4. Через свою високу реакційну здатність Р майже ніколи не зустрічається як вільний елемент у природі, але присутній майже виключно у формі аніонів, PO4. Перше зареєстроване покоління елементарного Р було наприкінці 17 століття із препарату сечі, який зазвичай містить значну кількість розчиненого PO4 (13). Кістковий попіл був ще одним важливим джерелом Р до середини 19 століття. Найважливішим комерційним використанням хімікатів на основі Р є виробництво добрив. З'єднання P також широко використовуються у вибухових речовинах, нервових токсинах, сірках тертя, феєрверках, пестицидах, зубних пастах, миючих засобах та харчових добавках (14).
Як важливий біологічний елемент, Р необхідний всім клітинам для нормальної роботи і є критичним компонентом усіх живих організмів (15). В організмі найбільша перевага Р виявляється як PO4, 85% якого існує в кістках і зубах у вигляді гідроксиапатиту солі PO4 кальцію. Фосфоліпіди (наприклад, фосфатидилхолін) є основними структурними компонентами клітинних мембран (16). Виробництво енергії та хімічне зберігання енергії залежать від фосфорильованих сполук, таких як аденозинтрифосфат та креатин PO4. Нуклеїнові кислоти - це довгі ланцюги молекул, що містять PO4 (17). Ряд ферментів, гормонів та внутрішньоклітинних сигнальних молекул залежать від фосфорилювання для активності. Р - важливий буфер іонів водню в рідинах організму. Р-містить молекула 2,3-дифосфогліцерат зв'язується з гемоглобіном в еритроцитах і сприяє доставці кисню до тканин організму (15).
Дієтичний Р та його метаболізм
Оскільки Р існує практично у всіх живих організмах, він міститься у більшості продуктів харчування. Основними джерелами їжі Р є групи продуктів харчування, багатих на білок, включаючи молочні продукти, м'ясо та рибу (див. Нижче). За даними Ради з питань харчування та харчування Інституту медицини, рекомендована дієта для Р становить 700 мг/добу у здорових дорослих; у дітей старшого віку та вагітних жінок пропонується прийом до 1250 мг/добу (17). Існує чисте всмоктування Р через кишковий тракт (вимірюється як дієта мінус кал) приблизно від 40 до 80% дієтичного Р, виходячи з типу дієти (див. Нижче) та впливу таких гормонів, як неселективний активний вітамін D сполуки (кальцитріол), які збільшують кишкове всмоктування Р (18).
Після кишкового всмоктування Р лише невелика кількість Р виділяється з калом, потом та слиною, але ця частка загального виходу Р може бути збільшена при погіршенні функції нирок (19). У осіб без нирково-відсталої ниркової недостатності> 95% виведення абсорбованого Р відбувається з сечею (20). Зазвичай приблизно від 70 до 90% Р, відфільтрованого клубочками, реабсорбується канальцевими клітинами нирок; це контролюється ПТГ і фактором росту фібробластів 23, які обидва зменшують реабсорбцію канальцевого Р (3). Отже, більш високе споживання дієтичного Р рідко призводить до значних змін концентрації Р у сироватці крові у людей з нормальною або частково ослабленою функцією нирок, доки фракційна екскреція Р із нирками може пропорційно збільшуватися (21).
Рівень сироватки Р може незначно підвищуватися при дієті з високим вмістом Р, особливо відразу після їжі, багатої на Р (3). Високі концентрації Р в сироватці інгібують ниркове 1-α-гідроксилювання вітаміну D, що призводить до зниження рівня кальцію в сироватці крові (22). Підвищений рівень Р у сироватці крові може також пригнічувати вміст кальцію в сироватці крові, викликаючи випадання в тканини насиченого продукту кальцію-Р у сироватці крові. Ці фактори можуть сприяти збільшенню вивільнення ПТГ (23). Часте або стійке підвищення рівня ПТГ може мати несприятливий вплив на вміст мінеральних речовин і архітектуру кісток, хоча значення такого прикордонного або тимчасового гіперпаратиреозу без порушення функції нирок незрозуміле (24). У контрольованому дослідженні молодих жінок не виявлено побічних ефектів дієти, багатої на Р, до 3000 мг/добу на гормони, пов'язані з кістками, та біохімічні маркери реабсорбції кісток, якщо споживання кальцію в їжі підтримувалося майже на рівні 2000 мг/добу (25 ). В даний час немає переконливих доказів того, що звичайне споживання Р в США негативно впливає на мінеральну щільність кісток у осіб без ХХН; однак недавнє дослідження, яке використовувало опитувальник частоти їжі, показало, що більш високе споживання дієти P або співвідношення P-до білка асоціювалося з підвищеним 5-річним ризиком смерті у 224 хворих на гемодіалізі (26).
Органічний Р та дієтичний білок
Оскільки органічний Р значною мірою зв’язується in vivo з білками та іншими внутрішньоклітинними, що містять вуглець молекулами, Р природним чином міститься в продуктах, багатих білком (27). Як показано в таблиці 1, продукти харчування на основі тварин, що містять багато органічних Р, включають молочні продукти, м'ясо, птицю та рибу. Органічний Р гідролізується в кишковому тракті, а потім всмоктується в циркуляцію як неорганічний PO4 (28). Зазвичай поглинається лише від 40 до 60% органічного харчового Р (29). Складність додається за рахунок змінної засвоюваності дієтичних поживних речовин та біодоступності дієтичного П. Перетравність Р з продуктів тваринного походження вища, ніж рослинних білків (див. Нижче). Більше того, м’ясні продукти часто “покращують” додаванням добавок PO4 (див. Нижче), що може помітно збільшити загальний вміст Р.
Дієтичний вміст Р, білка та калію в окремих продуктах харчування, класифікований відповідно до категорій співвідношення Р-до білка (64,65)