Università di Roma Tor Vergata Scienze della Nutrizione umana Biochimica della nutrizione Prof.ssa Luciana Avigliano A.A. 2009-2010
Calcio Vitamina D 3° Fosfosforo Vitamina K
FOSFORO
Quantità corporea totale = 850 g 0,5-0,65 % bambino - 1,1% adulto 85% nello scheletro 14% tessuti 1% fluidi extracellulari
FUNZIONI: Ca e P hanno funzioni metaboliche differenti
ATP, fosfocreatina (energia)
AMPc, , GMPc, inositolo fosfato (secondi messaggeri)
RNA, DNA
cofattori (NAD, FAD)
glucosio fosfato (metabolismo),
prpteine fosfato ( trasduzione del segnale)
fosfolipidi (membrane)
tampone pH sangue ed equilibrio acido-base (escrezione renale di H+) (phosphate drinks consigliati da allenatori)
HPO42– - H2PO4– ( pH7,4 rapporto 4:1) osso (idrossiapatite Ca/P ≈ 2/1)
Turnover ( più elevato durante la crescita) - in/out tramite due processi - scambio ionico - riassorbimento attivo
fosforo sierico 3,85 mmol/l ————————————————————————— fosforo organico lipidi
2,77 (70%) 2,58
fosforo inorganico (Pi = fosfati) 1,08 (30%)** diffusibile 0,86 2– – HPO4 - H2PO4 ( pH7,4 rapporto 4:1) (Na+, Ca 2+, Mg2+) legato a proteine
0.22
** Pi sierico •Adulto
0,81-1,45 mmol/l (2,5-4,5 mg/dl)
•Bambino - 2 volte più alto 1,29 - 2,26 mmol /l (4,0-7,0 mg/dl)
Il raddoppio del [Ca] sierico è letale mentre quello del [P] non dà sintomi apparenti (può indurre ipocalcemia e calcificazione in tessuti extraossei)
Pi percentualmente minore ma importante. • interagisce con l’omeostasi del Ca • regolato da PTH e 1,25(OH)2Vit D (feedback) • omeostasi: a livello di intestino, osso, rene 1. aumento del Pi porta a diminuzione del Ca2+ libero e di conseguenza aumenta la secrezione di PTH
2. Pi inibisce la produzione di 1,25(OH)2Vit D e quindi aumenta la secrezione di PTH
Omeostasi del fosforo assunzione giornaliera 800-1600 mg/d - abbondante presenza nella dieta assorbito per circa il 70% indipendentemente da quantità assunta e da regolazione ormonale carenza: in presenza di farmaci chelanti come l’idrossido di alluminio, abuso di lassativi, enteropatia da glutine, by pass digiuno-ileali,
eliminato/riassorbito dal rene (60-80% nel tubulo prossimale) punto di controllo: Type II Na+-Pi cotransporters (Npt2)Npt2 sulla membrana apicale, associato ad una pompa Na/K sulla membrana basolaterale - adattamento cronico a bassi livelli di P: aumentati livelli Npt2 - adattamento acuto: traslocazione di Npt2 dal citoplasma alla membrana
Difetto genetico di Npt2 caratterizzato da ipofosfaturia
FOSFORO Età (anni)
RDA (mg/die)
1-3 4-8 9-18 19-50 51-70 >70
460 500 1250 700 700 700 RDA Recommended Dietary Allowance
UL (mg/die)
4000 4000 4000 3000 UL Upper intake Level
FONTI ALIMENTARI Ubiquitario negli alimenti, animali e vegetali In genere i cibi ricchi in proteine sono ricchi anche in P (15 mg P per 1g proteine) 60-70% dal latte 20-30 % da carne, pollame, pesce,,uova, Cereali. Presente sotto forma di fitati di Ca, K, Zn.; complessi poco assorbibili Ca e P sbilanciati:1 Ca/4 Pi dovuta a: – Aumentato consumo di cibi lavorati che contengono P quale additivo; – Aumentato consumo di bibite che contengono acido fosforico e concomitante diminuzione di latte (USA); – Consumo di integratori ricchi in P. non vi è obbligo di etichetta e quindi difficile calcolare l’assunzione
P quale additivo Soprattutto acido fosforico e polifosfati. USA
1979 20-30% P (320 mg) assunto come additivo 1990 420 mg in via di aumento il consumo – Bevande sapore di frutta acidulante come citrato – Bevande tipo cola 44-70 mg acido fosforico per lattina (350 ml).
(USA 1977-1996) Aumento del 32% del consumo bibite di cui il 66% contengono acido fosforico e niente Ca In parallelo, calo del 18% del consumo di latte quindi Contemporaneo eccesso di P e carenza di Ca prevalentemente in adolescenti
Eccessivo consumo Rischio di formazione di calcoli di fosfato e di ossalato (rischio non evidenziato con le bevande con citrato) – Ipocalcemia (studi su adolescenti e donne post-menopausa) dovuta ad alti livelli di P e H+ Supplementi (usati ad esempio da atleti) – Integratori multivitaminici – Integratori minerali (anione di altri minerali: fosfato tricalcico, fosfato ferrico, potassio di fosfato) – Barrette ricche di proteine – Supplementi di creatina fosfato Alcuni prodotti possono portare ad un apporto di 3000 mg P/die da addizionare ai 1200-1600 della dieta, oltre quindi il limite superiore di 4000 mg/die.
Dieta corrente - ricca in P e povera in Ca - causa iperparatiroidismo secondario e perdita di osso TOSSICITA’ Calcio e fosforo (additivi, bibite, integratori) sbilanciati nella dieta
la quota di calcio legato (fosfato di Ca) e di conseguenza il [Ca2+] libero ematico
livelli serici PTH
a breve termine aumenta sintesi 1,25 (OH)2 D3 che compensa poi alti livelli di fosfato inducono diminuita produzione di 1,25 (OH)2 D3
MALATTIA RENALE CRONICA E FOSFATO
⇓
STADIO INIZIALE. Non ci sono segni clinici evidenti I. diminuita funzionalità renale con aumentata ritenzione di P e diminuito riassorbimento di Ca II. nel plasma P e Ca di conseguenza PTH che induce 1,25(OH)2D3 III. intestino: assorbimento di Ca rene: escrezione di Ca ed escrezione di P IV. ripristinati normali livelli plasmatici di Ca e P
STADIO AVANZATO malattia vascolare
Rene: RITENZIONE DI FOSFATO
⇓
P sierico
⇒
Ca2+sierico
PTH
⇓
⇓
MANCATA SINTESI RENALE DI 1,25(OH)2D3 intestino: assorbimento di Ca e Ca2+sierico
⇓ (vedi schema a lato)
aggravata da
alterato metabolismo lipidico e del sistema immunitario in seguito ad alterata omeostasi del Ca
CONTROLLO Prevenzione iperfosfatemia • Restrizione dietetica di P (che però implica basso apporto proteico) • Uso di leganti del P che limitano l’assorbimento intestinale Mantenimento di normali livelli di Ca Supplementazione in vit D
PERDITA DI OSSO ed P e Ca
⇓ PRODOTTO SIERICO Ca x P
⇓ CALCIFICAZIONI VASCOLARI e CARDIACHE Processo regolato simile alla formazione di osso come dimostrato dalla presenza di proteine presenti nell’osso
⇓ MALATTIA La malattia vascolare è causa di morte in pazienti con danno renale
