La alta ingesta de calcio durante toda la vida aumenta el riesgo de fractura osteoporótica en edad avanzada

traducción: Eliot Acuna

Consumir altas dosis de calcio a largo plazo durante la vida incrementa el riesgo de fracturas osteoporóticas en la vejez

Thijs R. Klompmaker, Amsterdam

Wai@WaiSays.com

Medical Hypotheses 2005; 65(3): 552-558

Sinopsis en PubMed

RESUMEN

Restringir el consumo de calorías prolonga la longevidad. Restringir el consumo de calcio puede preservar la salud de los huesos.
En el caso de osteoporosis, la densidad mineral ósea (DMO) se ha reducido de manera significativa por la falta de formación de osteoblastos. La prevención tradicional contra osteoporosis tenía como objetivo maximizar la densidad mineral ósea; sin embargo, no se han estudiado los efectos de un alto nivel continuo de DMO en la salud eventual de los huesos en la vejez. Es sorprendente, entonces, que en países que demuestran un alto promedio de DMO, la tasa de fracturas en personas mayores es significativamente superior al de los países que demuestran un bajo promedio de DMO. Estudios demuestran que no depende de diferencias genéticas. Además, en hiperparatiroidismo primario, al borde de osteoporosis, los niveles de DMO pueden ser significativamente superiores a lo normal.
Puede ser que la DMO no represente salud ósea a largo plazo y solamente una fuerza ósea momentánea. Además, puede ser que al mantener un alto nivel de DMO, la salud ósea se desgaste.
Dado que la osteoporosis ocurre particularmente en personas mayores, y puesto que el hueso osteoporótico contiene menos osteoblastos disponibles, la causa profunda pueda tener más bien que ver con el envejecimiento de las células osteoblásticas.
En personas sanas, las células osteoblásticas responden a la afluencia de calcio formando una matriz en la cual precipita el calcio. En el proceso, se mueren el 50 al 70 por ciento de los osteoblastos. Mientras más grande la afluencia de calcio, más grande la actividad de los osteoblastos, y más grande la tasa de apoptosis. Un incremento en la tasa de apoptosis de osteoblastos produce una reducción de la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad. La capacidad replicativa de las células osteoblásticas de huesos con osteoporosis es significativamente reducida en comparación a la de huesos sanos. Dado que el resultado eventual es un paro de actividad de osteoblastos, las micro-fracturas son irreparables. Mantener continuamente una alta DMO resulta en un ritmo acelerado de formación ósea, que agota regionalmente la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad, eventualmente causando micro-fracturas irreparables.

Niveles adecuados de estrógeno han demostrado un efecto protector contra la osteoporosis dado su efecto a largo plazo en la salud ósea. Esto se le atribuye generalmente a su función de inhibidor de la actividad de osteoclastos. Sus efectos netos sobre el metabolismo de los osteoblastos pueden ser la clave para una prevención de osteoporosis. Niveles adecuados de estrógeno inhiben la actividad de osteoblastos, la aposición de calcio y la tasa de apoptosis de osteoblastos, así preservando la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad.
Conclusión: para la prevención de osteoporosis, la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad representa mejor la salud de los huesos que la DMO. En cuánto a la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad, adecuados niveles de estrógeno son protectores, al contrario de los efectos de hiperparatiroidismo y dietas altas en calcio.
Es necesario desarrollar estudios utilizando ratones para poder comparar una dieta alta en calcio contra una baja en calcio conforme a sus efectos a largo plazo en la resistencia de los huesos contra las fracturas.

INTRODUCCIÓN

La osteoporosis representa un grave problema de salud pública. Los esfuerzos para prevenir la osteoporosis han sido de balde, lo cuál se refleja en el incremento de incidencias de fracturas osteoporóticas en relación a la edad. Hace décadas que la osteoporosis se ha intentado prevenir por medio del incremento de la masa ósea máxima, pero los países cuyas poblaciones demuestran un alto nivel de DMO, también demuestran un alto nivel de incidencias de osteoporosis.
En Europa, el nivel de DMO de las mujeres adultas sanas en Polonia es más bajo que
el de poblaciones en Francia, Italia y España (1); y la incidencia de fracturas de la cadera relacionadas a vejez en Polonia también es más baja (2). En Suecia, el promedio de DMO es más alto (3) y también la incidencia de fracturas de la cadera (2).
Los japoneses demuestran una masa ósea máxima inferior al de sus homólogos europeos y la incidencia de fracturas de la cadera es más baja en Japón que en el Occidente (4). El valor bajo de DMO de los japoneses no es atribuido a razones genéticas. Las mujeres japonesas-americanas nacidas en los Estados Unidos de América tienen valores de DMO equivalentes a los de la población blanca normal (5). Mujeres en China tienen valores de DMO más bajos y su tasa de fracturas de la cadera es más baja que la de las mujeres de Europa o Norte América (6). Su nivel de DMO tampoco es atribuido a razones genéticas. Mujeres chinas premenopáusicas que inmigraron a Dinamarca hace más de 12 años tienen una DMO similar al de mujeres danesas premenopáusicas (7). En Gambia, el consumo de calcio, el promedio de DMO y la incidencia de osteoporosis son todos muy bajos (8). Aún esto no es atribuido a causas genéticas. Adultos gambianos y caucásicos viviendo en el Reino Unido no demuestran significantes diferencias de DMO (9).

¿Podría el mantenimiento de una baja DMO preservar la salud de los huesos a largo plazo? Talvez DMO no representa huesos sanos a largo plazo pero más bien fuerza momentánea de los huesos. Y talvez, manteniendo una alta DMO podría más bien desgastar la salud de los huesos y eventualmente causar huesos frágiles; por ejemplo, como conducir un vehículo demasiado rápido causa una destrucción prematura del automóvil.

HIPÓTESIS:

FRACTURAS OSTEOPORÓTICAS RESULTAN DEL AGOTE DE LA CAPACIDAD REPLICATIVA DE OSTEOBLASTOS EN RELACIÓN A LA EDAD (CRORE)

La restricción de calorías prolonga longevidad (10)(11)(12)(13) puesto que frena los cambios fisiológicos y bioquímicos relacionados con edad (14)(15)(16). La restricción de calcio podría preservar la salud de los huesos al frenar la velocidad con la cual se reduce la capacidad, en relación a la edad, de osteoblastos para formar nueva masa ósea.

Los efectos a corto plazo de altas raciones de calcio están bien establecidos. Los osteoblastos crean una matriz sobre la cual precipita el calcio en nuestros huesos.
Un consumo alto en calcio resulta en un incremento de la actividad de los osteoblastos, lo cual incrementa la velocidad con la cual se forma el hueso, que, dependiendo de la tasa de resorción ósea, puede incrementar la DMO y así crear huesos más fuertes.

Al mantener una DMO más alta, se incrementa tanto la formación ósea como la resorción ósea. Desafortunadamente, 50 a 70% de los osteoblastos mueren en la composición de la nueva matriz (17), y los osteoblastos tienen una capacidad prolífica limitada (18)(19)(20). Un incremento en la actividad osteoblástica y diferenciación celular coincide con un ritmo acelerado de apoptosis osteoblástica (21)(22), específicamente para la zona prolífica (21)(23)(24). Ritmos incrementados de apoptosis osteoblástica aceleran la velocidad con la que disminuye la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad.
Osteoblastos de huesos osteoporóticos tienen una capacidad replicativa significativamente reducida (25)(26). Por lo tanto, el hueso osteoporótico dispone de menos osteoblastos (27)(28)(29) y/o la actividad osteoblástica es deteriorada (28)(29)(30)(31)(32), tal como pasa en huesos exageradamente envejecidos (25)(33). Dada la falta de actividad osteoblástica, el hueso dispone de menos matriz pre-calcificada (34) y por lo tanto las micro-fracturas no se pueden reparar (35).
En pacientes osteoporóticos, no ocurre un envejecimiento prematuro de células generalizado (36). Al contrario, la reducción de actividad osteoblástica es local (27)(28), lo cuál indica factores externos, como la sobre utilización local de osteoblastos
.

SIMILARMENTE AL EFECTO DE UNA DIETA ALTA EN CALCIO, EL EFECTO DE NIVELES DE ESTRÓGENO INADECUADOS ES DE ESTIMULAR LA ACTIVIDAD OSTEOBLÁSTICA E INCREMENTAR LA APOPTOSIS OSTEOBLÁSTICA

Ha quedado bien establecido que niveles óptimos de estrógeno protegen contra osteoporosis. Esto se le atribuye generalmente a su función predominante de inhibidor de resorción ósea, pero la influencia de niveles de estrógeno adecuados en el metabolismo osteoblástico puede ser la clave para comprender la etiología de la osteoporosis.
Se ha dicho que el estrógeno estimula la actividad osteoblástica, pero estos resultados podrían ser atribuidos al uso anterior de métodos inadecuados de investigación. Una vez hecha la verificación y caracterización de la actividad anabólica del estrógeno en la formación ósea de ratas crecientes, la información copilada demostró consistentemente que el estrógeno inhibe la formación ósea. (37) Otros estudios demostraron efectos anabólicos en los primeros seis días de la administración de estrógeno (38) o cuándo se agregó intermitentemente (39).
A lo largo, el estrógeno no estimula, pero inhibe la osteogénesis (40), atenuando la tasa de nacimiento de osteoblastos (41)(42), inhibe la proliferación de células osteoblásticas humanas, la diferenciación y actividad celular (43)(44)(45)(46), la formación ósea, (47)(48)(49) y previene la muerte de células osteoblásticas (42)(50)(51), así incrementando la longevidad de los osteoblastos (42)(52)(40).
Parcialmente, el estrógeno podría inhibir la actividad osteoblástica al modificar los efectos de la hormona paratiroidea (PTH) (53).
Aún más importante, dado que osteoporosis es particularmente prevaleciente en mujeres posmenopáusicas, la deficiencia de estrógeno provoca un incremento de osteogénesis (54), incrementa el número de osteoblastos (55) y actividad osteoblástica (56), así acelerando la formación ósea (49)(54)(57)(58)(59)(60)(61) (y sobretodo la resorción ósea), incrementando la tasa de apoptosis osteoblástica (62), reduciendo la longevidad de osteoblastos (63)(64).
El efecto final de estrógeno en la DMO no contribuye a la comprensión de la etiología de osteoporosis, porque la DMO solo representa la fuerza momentánea de los huesos. En cambio, el efecto final de niveles adecuados e inadecuados de estrógeno en la actividad osteoblástica, tasa de apoptosis y la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad son esenciales, explicando los posibles efectos dañinos de una dieta alta en calcio sobre la eventual salud de los huesos.

LOS EFECTOS DE HIPERPARATIROIDISMO EN LA CAPACIDAD REPLICATIVA DE OSTEOBLASTOS EN RELACIÓN A LA EDAD SON SIMILARES A LOS EFECTOS DE UN ALTO CONSUMO DE CALCIO

Contrariamente a, e inhibido por niveles de estrógeno adecuados, el hiperparatiroidismo (HPTH) prolongado se ha establecido como un causante de osteoporosis, lo cual se le ha atribuido seguido a sus efectos estimulantes de resorción de hueso. Osteoblastos, sin embargo, son las células principalmente buscadas por la hormona paratiroidea (PTH) (65).
La hormona paratiroidea intermitente y continuo tiene efectos similares sobre el número de osteoblastos y la actividad de formación de huesos. (66) La PTH estimula la proliferación osteoblástica (67)(68)(69)(70)(71), realza la diferenciación osteoblástica (70)(72)(73), incrementa el número de osteoblastos y tasa de aposición de minerales (74)(75), estimulando la formación ósea (76)(77)(78). El suplemento de PTH puede inducir una ganancia neta de masa ósea (79)(23)(80)(81)(82), similar a los efectos de una dieta alta en calcio.
En hiperparatiroidismo la velocidad de formación de huesos (y su resorción) es significativamente elevada (83) y el incremento de indicadores de formación y resorción parece ser de talla equivalente (84). Por lo tanto, en hiperparatiroidismo, los valores de DMO se diferencian por bastante (85), dependiendo de los equilibrios locales entre la actividad osteoblástica y osteoclástica incrementada. Algunos valores de DMO pueden ser significativamente más altos que en controles (86). Los resultados de valores de DMO, sin embargo, no dan resultados confiables, puesto que solamente reflejan la fuerza momentánea ósea. Lo importante es la salud de los huesos a largo plazo, que es afectada por el incremento en la tasa de apoptosis osteoblástica.
Apoptosis de ostoblastos inducida por la hormona paratiroidea es específica a la zona proliferante (23)(24), indicando que los efectos de la PTH en apoptosis solamente pueden ser explicados en base a su efecto anabólico en la proliferación de osteoblastos similarmente al efecto que tiene una dieta alta en calcio.
El hiperparatiroidismo eventualmente agota la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad, causando osteoporosis e incrementando los riesgos de fractura (87)(88)(89).
Sin tomar en cuenta los efectos finales en la DMO, niveles adecuados de estrógeno inhiben, y una dieta alta en calcio e hiperparatiroidismo incrementan el remodelamiento óseo. En relación a la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad, el estrógeno es por lo tanto protector, contrariamente a los efectos de hiperparatiroidismo y una dieta alta en calcio.

CALCITRIOL PEUDE PREVENIR LA OSTEOPOROSIS PUESTO QUE TIENE EFECTOS INHIBIDORES DE PTH

Los efectos protectores o contrarios de 1,25 dihidroxicolecalciferol
(Calcitriol) en la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad dependen de los niveles de hormona paratiroidea coexistentes. Similarmente al PTH, pero a un nivel menor, Calcitriol directamente estimula la diferenciación y actividad de osteoblastos, incrementando así la apoptosis de osteoblastos (22), acelerando la reducción de la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad. Indirectamente, sin embargo, Calcitriol puede ser protector por sus efectos inhibidores en niveles de PTH, reduciendo netamente la regulación de actividad de osteoclastos y osteoblastos (90), lo cual atenúa el incremento en la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad.

GLUCOCORTICOIDES CAUSAN OSTEOPOROSIS DADOS SUS EFECTOS DIRECTAMENTE PRO-APOPTOTICOS

Un tratamiento de glucocorticoides a largo plazo prontamente induce osteoporosis, cuya gravedad depende de la dosis y duración del tratamiento (91). Glucocorticoides directamente estimula un incremento en la apoptosis de osteoblastos maduros (92)(93)(94), al contrario de los efectos indirectos de hiperparatiroidismo y una dieta alta en calcio, los cuales incrementan la apoptosis de osteoblastos por medio del estimulo de proliferación y actividad de los osteoblastos.
Glucocorticoides reducen la DMO por medio de la inhibición de actividad de osteoblastos, así simultáneamente aceleran la reducción de la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad induciendo la apoptosis de osteoblastos.

EL EFECTO LIMITADO DE EJERCICIO INDICA UN AGOTAMIENTO DE LA CAPACIDAD REPLICATIVA DE OSTEOBLASTOS

Ejercicio es asociado positivamente con la DMO de la cadera, pero seguido los pacientes sufriendo de osteoporosis no pueden incrementar su DMO por medio del ejercicio (95). La posible ganancia de masa ósea por medio de ejercicio es mucho menor que la pérdida de hueso por medio de la falta de uso (96), lo cual puede indicar el agotamiento de la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad. El ejercicio es esencial para mantener los efectos amortiguadores de los músculos (97). A corto plazo, en adultos mayores, el ejercicio puede parcialmente (20 - 40%) reducir el riesgo de fracturas de la cadera (98), pero esto acelera la reducción en la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad. En mujeres mayores diagnosticadas con fractura de la cadera, se encontró un efecto protector para las mujeres que recientemente eran moderadamente activas. En las mujeres, sin embargo, que recientemente eran muy activas, el riesgo de fractura de la cadera era ligeramente elevada (99), lo cuál puede indicar una falta de capacidad de los osteoblastos para reparar las micro-fracturas inducidas por carga. Mientras mayor la edad, menor el efectos de ejercicio (100), dada la reducción en la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad. En mayores con un promedio de edad de 73 años, el ejercicio no se demostró protector contra las fracturas osteoporoticas (101). En mujeres de aproximadamente la misma edad, con antecedentes de fracturas posmenopáusicas, el ejercicio no demostró afectar ni la DMO ni la tasa de fracturas (102).
Con respecto al riesgo de fracturas osteoporoticas, el ejercicio puede tener efectos beneficiosos a largo plazo si se lleva a cabo con el propósito de fortalecer los músculos en vez de los huesos.

CONCLUSIÓN

Respecto a osteoporosis, la DMO representa la fuerza momentánea de los huesos y la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad representa la salud de los huesos a largo plazo. Los niveles óptimos de estrógeno son protectores de la capacidad replicativa de osteoblastos en relación a la edad, ya que preservan la viabilidad de los osteoblastos, al contrario de los efectos pro-apoptoticos de los osteoblastos en tratamientos tales como glucocorticoides, hiperparatiroidsmo y dietas altas en calcio. Mantener una alta DMO tiene efectos perjudiciales en la salud de los huesos, lo que explica la correlación positiva entre el promedio de DMO y la incidencia de fracturas osteoporoticas en relación a la edad por país. La prevención de osteoporosis podría lograrse al reducir el promedio de consumo de calcio a los niveles de consumo de calcio de los países donde la incidencia de fracturas osteoporoticas es baja, aproximadamente 300 a 500 mg/día.
Es necesario realizar estudios en ratones (mitad de la población al 90% y los demás al 100% de la duración de vida promedio) para evaluar los efectos a largo plazo de una dieta muy alta (3%), alta (1.5%), moderada (0.5%), baja (1.2%) y muy baja (0.1%) en calcio (Ca/P=1.5, Ca/Mg=10, Mg>0.02%), en la eventual capacidad de los huesos a resistir fracturas óseas.
Efectos más beneficiosos de ejercicio pueden ser obtenidos al hacerlo con el propósito de incrementar la fuerza muscular y no ósea.
Si esta teoría es correcta, a nivel mundial, millones de personas se han tratado incorrectamente, y la prevención tradicional puede tener, y seguirá teniendo, efectos fuertemente perjudiciales en la salud de miles de millones de personas. Hasta las evaluaciones más conservadoras de los costos son astronómicas.

RECONOCIMIENTO

La primera versión de esta teoría fue publicada en www.4.waisays.com en 2000.
Para poder contar con crítica constructiva, la teoría fue sometida al foro científico en línea, The Guardian, donde M. Robert Showalter me motivó a investigar más a fondo en varias direcciones y tomar contacto con científicos especializados en las áreas respectivas.
En discusiones largas por fax, H.M. Frost (Southern Colorado Clinic) me enseñó como direcciones que parecen ser opuestas pueden estar estrechamente relacionadas por un mismo dogma. No fue hasta en 2004, que, finalmente, el Premio Nóbel de Física de 1989, Profesor Hans Dehmelt, me convenció que sometiera mi teoría a la Medical Hypotheses.
Quisiera agradecer a Nathalie Augustina, por su apoyo y a Janice Gloster, PhD, por su trabajo de redacción
.

Para una detallada explicación de la teoría,

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