Deel 1: Osteoporose: meer dan een calciumprobleem
Osteoporose is het verlies van botmassa: zwakke, broze botten en meer kans op botbreuken. Het werd lange tijd beschouwd als een aandoening die alleen bij ouder wordende vrouwen voorkwam. Door een daling van het oestrogeengehalte tijdens en na de menopauze wijzigde het calciummetabolisme. Het werd dan ook voornamelijk behandeld met oestrogeensubstitutie en/of calciumsuppletie. Toch blijkt het niet alleen een ‘vrouwenprobleem’. Eén derde van alle osteoporosepatiënten wereldwijd zijn mannen. Eén op de vier mannen loopt tijdens zijn leven een botbreuk op als gevolg van osteoporose.
Osteoclasten en osteoblasten
Bot is een dynamisch, levend weefsels dat permanent afgebroken en opgebouwd wordt. Botafbrekende cellen (osteoclasten) breken het botweefsel eerst af. Vervolgens wordt het weer opgebouwd door botvormde cellen (osteoblasten) die het afgebroken botweefsel vervangen door nieuw botweefsel. Tussen deze twee processen moet een evenwicht zijn. Tijdens de groei wordt meer bot gevormd dan afgebroken. Bij ziektebeelden zoals osteoporose wordt meer bot afgebroken dan opgebouwd.
De botten worden ondertussen erkend als een endocrien orgaan, dat verschillende stoffen met een hormoonachtige werking uitscheidt. Osteoporose is het verlies van botmassa: zwakke, broze botten en meer kans op botbreuken.
Hoewel calcium heel belangrijk is voor de botten, is osteoporose niet alleen een ‘calciumprobleem’. Osteoporose wordt veroorzaakt door een combinatie van verschillende metabolische factoren, zoals een gebrek aan diverse mineralen, gebrek aan vitamine D en K, niet voldoende bewegen, een hoge bloedsuikerspiegel, verzuring, overgewicht of anorexia, een verstoorde hormoonbalans, alcoholisme en het gebruik van bepaalde medicijnen (vb. corticosteroïden, bloedverdunners).
Calcium in combinatie met andere mineralen
Vrijwel alle calcium in het lichaam (99%) bevindt zich in botten en tanden. Het overige calcium is onder meer belangrijk voor de prikkelgeleiding in het hart, de bloeddrukregulatie, het transport van voedingsstoffen door de celwand, de bloedstolling, wondheling, spiercontractie, nierfunctie, energie- en vetstofwisseling, zenuwprikkeloverdracht en afgifte van hormonen, neurotransmitters en enzymen.
Een goede calciuminname is extra belangrijk tijdens de groei en bij zwangerschap en lactatie. De calciumabsorptie vanuit de dunne darm is mede afhankelijk van voldoende inname van vitamine D, magnesium en eiwitten. De juiste distributie van calcium in het lichaam is mede afhankelijk van voldoende vitamine K2.
Een goede natuurlijke calcium suppletie is in de vorm van een extract van Lithothamnion calcareum. Dit lithothamnion calcareum is een mineraalrijk rood zeewier dat ten zuidwesten van Ierland wordt gewonnen. Dit zeewier is zeer rijk aan calcium (34%) en bevat daarnaast kleine hoeveelheden magnesium (3,2%) en andere essentiële mineralen en spoorelementen, zoals borium, zink, molybdeen, jodium, koper, selenium, mangaan, ijzer en zwavel.
Naast calcium zijn ook andere mineralen nodig voor een goede botopbouw waaronder magnesium, zink en mangaan. Calcium kan uitstekend worden gecombineerd met bijvoorbeeld Magnesium in een bisglycinaat verbinding. De verhouding tussen calcium en magnesium kan gemakkelijk worden aangepast aan de individuele behoefte. In veel gevallen voldoet een verhouding tussen calcium en magnesium van 2:1 of 1:1 of in sommige situaties zelfs 1:2.
Interacties die invloed hebben op de mineralen huishouding
Vitamine D verhoogt de calciumabsorptie; vitamine K2 bevordert de juiste distributie van calcium in het lichaam (depositie in botten en niet in zachte weefsels zoals bloedvaten). Verschillende medicijnen verhogen de calciumbehoefte, waaronder anticonvulsiva (carbamazepine, fenobarbital, fenytoïne), lisdiuretica en corticosteroïden. Alcohol verlaagt de opname en verhoogt de uitscheiding van calcium en natrium (zout) verhoogt de calciumuitscheiding in de urine. Cafeïne verhoogt eveneens de afscheiding van calcium in de urine: dus beperk het drinken van thee, koffie, cacao en cola.
Een hoge calciuminname kan de zinkbehoefte verhogen. Calcium remt de opname van lood en verhoogt de opname van aluminium. Gebruik geen calciumsupplement in combinatie met calcipotrieen (een vitamine D-analoog); hierbij neemt de kans op hypercalcemie toe. Chronisch gebruik van laxeermiddelen kan de calcium en vitamine D behoefte verhogen.
Calcium in combinatie met medicatie
Gebruik geen calciumsupplement in combinatie met ceftriaxone. Verhoging van de kaliuminname met verlaging van de natriuminname vermindert de calciumuitscheiding, vooral in postmenopauzale vrouwen. Thiazide diuretica verminderen het calciumverlies met de urine; wees voorzichtig met calciumsuppletie. Neem calcium niet gelijktijdig in met sotalol, levothyroxine, bifosfonaten, tetracyclines of quinolonen; calcium kan de opname van deze medicijnen verlagen.
De aanvaardbare bovengrens van inname van calcium (uit voeding en voedingssupplementen) vanaf 1-jarige leeftijd bedraagt 2500 mg per dag (Gezondheidsraad, 2000). Nederlanders die niet met calcium verrijkte voeding gebruiken, kunnen in het algemeen extra calcium innemen in de vorm van een voedingssupplement tot een maximum van 1000 tot 1600 mg per dag.
Gebruik van een calciumsupplement leidt soms tot een opgeblazen gevoel en winderigheid. De kans dat calcium in de bloedvaten wordt afgezet (aderverkalking) en niet in de botten, neemt af bij voldoende lichaamsbeweging en een goede inname van vitamine K2 en vitamine D.
Wees voorzichtig met calciumsuppletie bij een verminderde nierfunctie, hypercalcemie (te hoge calciumbloedspiegel), sarcoïdose en te hoge vitamine D-spiegel.
Bisfosfonaten
Osteoporose wordt vaak behandeld met bisfosfonaten. Dat zijn medicijnen die gebruikt worden om botafbraak te remmen bij ziektebeelden die gekenmerkt worden door verminderde of abnormale botgroei, zoals osteoporose, broze botten, botkanker, beenmergkanker en botmetastasen.
Bisfosfonaten remmen de activiteit van de botafbrekende cellen en vertragen op die manier de botafbraak. Ze verstoren echter ook de aanmaak van nieuw bot. Ze worden ondertussen gelinkt aan een verhoogd risico op bepaalde botbreuken, kaakbeennecrose (afsterven van bot in het kaakbeen), een verhoogd risico op hartritmestoornissen en andere ongewenste bijwerkingen.
Collageen; belangrijkste proteïne van de botmatrix
Zowel bisfosfonaatmedicatie als vitamine D- en calciumsupplementen geven echter onvoldoende resultaten voor osteoporose. Collageen is het belangrijkste proteïne van de botmatrix dat verkalkt wordt. Verlies van collageen betekent dus automatisch een verlies aan botmassa.
Een supplement op basis van collageen en calcium verlaagt het verlies aan botdichtheid. Een studie (1) waaraan diverse Amerikaanse onderzoekscentra meewerkten, toonden dit aan bij veertig postmenopauzale vrouwen met osteopenie, een voorstadium van osteoporose. Dat de behandeling effectief aansloeg, bleek ook uit de daling van sclerostine en het TRAP5b-enzym.
Studies hebben ondertussen aangetoond dat collageenhydrosylaten intact in het lichaam opgenomen worden. Volgens deze studies werkt collageen ook als remmer van ontstekingen die het evenwicht tussen botopbouw en botafbraak verstoren. Daling van TRAP5b en sclerostine is een indicatie dat de activiteit van botafbrekende cellen verminderd was.
De genoemde studie (1) duurde een jaar en was een vervolg op een eerdere pilotstudie, die drie maanden duurde. Het supplement bevatte een collageen-calciumchelaat en vitamine D3. De controlegroep nam een supplement met dezelfde dosis calcium (500 mg) en vitamine D (200 I.E.).
Chronische marginale acidose
Eén van de belangrijkste en meest voorkomende verstoringen van de bothomeostase is de chronische marginale acidose van de lichaamsvloeistoffen. Om de pH-waarde van de lichaamsweefsels op een constant niveau te houden zijn meerdere systemen van invloed, maar in elk geval is een dagelijkse aanvoer nodig van een ruime hoeveelheid biologische groenten en fruit.
Vooral de kaliumtoevoer is essentieel. Evolutionair zou de verhouding natrium: kalium 1:10 moeten zijn, maar deze is tegenwoordig gemiddeld 5:1. Teveel fastfood en te lage groenten- en fruitinname zijn hiervan de oorzaak.
Aminozuren worden als buffer gebruikt in het bloed maar ook ingezet om zuren uit te scheiden. Vooral L-glutamine wordt hiervoor gebruikt, daar dit aminozuur twee NH3-groepen heeft. Bij voortdurende acidose wordt dagelijks veel L-glutamine gebruikt. Als dat niet voldoende in de voeding aanwezig is, heeft dit ook consequenties voor de opbouw van de slijmvliezen in longen en darmen en voor de immuniteit.
Er moet dus voldoende eiwit in de voeding aanwezig zijn. Dierlijke, eiwitrijke producten bevatten naast glutamine ook veel fosfor. Fosfor moet in een bepaalde verhouding aanwezig zijn in het bot (calcium : magnesium : fosfor = 2:1:1). Een te hoge inname van fosfor verstoort de opname van calcium en magnesium.
Waarschijnlijk wordt de mineralenbalans het meest verstoord door een te lage inname van magnesium en te veel fosfor via dierlijke producten (ook koemelkproducten), frisdranken en additieven. Ook granen bevatten veel fosfor.
Eiwitten; belangrijk voor trekkracht van spieren aan botten
Ook voor spieropbouw is voldoende inname van eiwitten belangrijk. Spiergroei geeft een vergroting van de trekkracht op de botten. ATP-vorming in de mitochondriën wordt gestimuleerd, waardoor de lactaatwaarde normaliseert. De aminozuren lysine (vis, avocado, peulvruchten), proline (noten, haring), glycine (kip, noten, vis) en het zwavelhoudende cysteïne (vis, noten, ei, vlees, ui, knoflook) zijn essentieel bij de bindweefselaanmaak. 
Arginine (noten, soja, eieren, vlees) is een voorloper van het groeihormoon. Ornithine (vlees, vis, ei) is een voorloper van arginine, glutamine en proline. Voor het voorkomen van osteoporose geldt dat 20-30% van de totale energie-intake hoort te bestaan uit volwaardige eiwitrijke producten.
Het aminozuur arginine is een essentiële factor voor de botopbouw omdat het onder andere de opbouw van collageen bevordert. Collageen is een eiwit dat een elementair bestanddeel van diverse bindweefsels (zoals kraakbeen) en botten is. Bovendien ondersteunt arginine de groei van botcellen waaruit de werkelijke botmassa wordt gevormd.
Een gebrek aan arginine kan vooral bij oudere vrouwen de oorzaak voor osteoporose zijn. Dat toont een studie uit 2002 (2) aan. Een Italiaanse studie uit 2003 (3) toont aan dat arginine in combinatie met andere aminozuren de groei van osteoblasten bevordert, en ze daarnaast tot deling stimuleert. Experten raden daarom in elke osteoporose therapie ook toediening van aminozuren aan. Vooral omdat arginine remmend op bot afbrekende cellen werkt.
Soja en vitamine K; positieve rol bij botopbouw
Sojaproducten, maar ook kikkererwten, kunnen in gefermenteerde vorm een positieve rol spelen in het botmetabolisme. De isoflavonen (genisteïne, diadzeïne, formononethine, biokinine A) hebben invloed op de oestrogeenreceptor, waardoor de osteoblasten geactiveerd worden. Gefermenteerde sojaproducten en met name natto, bevatten menaquinon-7 (vitamine K2). Van de verschillende vormen van vitamine K2 is de MK7 het meest effectief op de bothuishouding. Vitamine K2 is co-enzym bij de carboxylatie van het matrix-GLA proteïne.
Bij de bescherming van de botten berust de functie van vitamine K op het biochemische mechanisme dat ‘carboxylering’ heet van een bepaald type eiwitten. Door carboxylering (toevoegen van een carboxyl- ofwel COOH-groep) , krijgen deze eiwitten sterke calciumbindende eigenschappen. Dit zogenaamde ‘carboxyleringsproces’ vereist de aanwezigheid van een enzym (gamma-glutamylcarboxylase) waarbij vitamine K als noodzakelijke cofactor optreedt.
Synergie van diverse voedingstoffen
Vit K2 heeft dus een belangrijke functie bij de bescherming van botten door zijn effect op het carboxyleringsproces. De carboxylatie voorkomt calcificatie van de bloedvaten (kalkafzetting in de vaten). Verder activeert het osteocalcine de osteoblasten tot aanzet van groei van het botweefsel. Dit effect van vitamine K2 wordt versterkt met synergisten als vitamine D3, calcium en magnesium. Voor een werkzame dosis vitamine K2 moet natto drie keer per week gegeten worden.
Dit vraagt veel creativiteit van de kok omdat natto een sterke ammoniaksmaak heeft. Vitamine K2 kan met mate geproduceerd worden in een gezonde darmflora en wordt gevormd tijdens fermentatie van soja, kwark en kaas. Daarnaast bevatten ei, vlees en lever een klein beetje vitamine K2.
Natto bestaat uit sojabonen die door Bacillus subtilus zijn gefermenteerd, Natto heeft een uitgesproken bittere smaak, ruikt naar ammoniak en is kleverig van consistentie. Hierdoor is natto niet erg populair, behalve in Japan. Natto is te koop (bestellen) bij de grotere natuurvoedingswinkels. Het kan het beste onverhit gebruikt worden omdat vitamine K2 in natto niet goed bestand is tegen verhitting.
Om het eetbaar te maken kunt u het beste smaakcombinaties maken die de smaak en de geur maskeren. Natto is goed te combineren met suikervrije sojasaus, de echte wasabi of mosterd. Ook de combinatie van sojasaus en sambal maakt natto smakelijker. Tevens kan het gegeten worden met Japanse gemberpickle, gesnipperde bosui en bieslook.
Vitamine K1 (phytomenadion) zit vooral in groene bladgroente, broccoli, algen en plantaardige olie maar wordt veel sneller afgebroken dan vitamine K2. Het heeft een halfwaardetijd van een uur. Vitamine K1 werkt vooral in de lever en is veel minder effectief voor de bothuishouding (6,7,8,9,10,11).
Gla-eiwit; osteocalcine
Als cofactor is vitamine K betrokken bij de aanmaak van uiteenlopende zogenoemde Gla-eiwitten. Gla-eiwitten zijn substanties die hun naam ontlenen aan het feit dat er Gla groepen( gamma-carboxyglutamaat-groepen) in aanwezig zijn. De beschikbaarheid van voldoende vitamine K is essentieel voor de activiteit van alle Gla-eiwitten die verspreid door het lichaam aanwezig zijn (waaronder botweefsel).
Als de beschikbaarheid van vitamine K tekort schiet worden onvoldoende Gla-groepen gevormd. Er ontstaat dan een ‘ondergecarboxyleerd’ en verminderd werkzaam eiwit. Dit wordt ook wel als descarboxy-eiwit aangeduid. Een belangrijk Gla-eiwit is osteocalcine, dat door de rol die het speelt bij het opslaan van calcium in het botweefsel een sterk beendergestel bevordert en helpt om osteoporose en daarmee samenhangende fracturen tegen te gaan.
Van alle Gla-eiwitten die in het lichaam aanwezig zijn wordt osteocalcine in de grootste hoeveelheid aangetroffen. Vastgesteld is dat de hoeveelheid ondergecarboxyleerd osteocalcine in het bloed een betere indicatie geeft van de vitamine K-status dan het vitamine K-gehalte zelf.
Marijke de Waal Malefijt
Literatuur en links:
(1) Elam ML, Johnson SA, Hooshmand S et al. A calcium-collagen chelate dietary supplement attenuates bone loss in postmenopausal women with osteopenia: A randomized controlled trial. J Med Food. 2014 Oct 14.
(2) Williams, J.Z., Abumrad, N. & Barbul, A. (2002) Effect of a Specialized Amino Acid Mixture on Human Collagen Deposition, Annals of Surgery, Volume 236, issue 3, (pp. 369–375)
(3) Ammann, P., Laib, A., Bonjour, J.-P., Meyer, J. M., Rüegsegger, P. & Rizzoli, R. (2002) Dietary essential aminoacid supplements increase the bone strength by influencing bone mass & bone microarchitecture in an isocaloric low-protein diet, Journal of Bone and Mineral Research, Volume 17, issue 7, (pp.1264-1272)
(4) Torricelli, P., Fini, M., Giavaresi, G., Giardino, R. (2003) Human Osteopenic Bone-Derived Osteoblasts: Essential Amino Acids Treatment Effects Artificial Cells, Blood Substitutes and Biotechnology, Volume 31, issue 1, (pp. 35-46)
(5) Visser, J.J. & Hoekman, K. (1994) Arginine supplementation in the prevention and treatment of osteoporosis, Med Hypotheses, Volume 43, (pp. 339-342)
(6) Schürgers LJ: Studies on the role of vitamin K1 and K2 in bone metabolism and cardiovascular disease: structural differences determine different metabolic pathways; dissertatie Universiteit Maastricht, Maastricht 2002.
(7) Hodges SJ et al: Circulating levels of vitamins K1 and K2 decreased in elderly women with hip fracture; Journal of Bone & Mineral Research 8(10):1241‑1245, 1993.
(8) Jia, T., Byberg, L., Lindholm, B., Larsson, T. E., Lind, L., Michaelsson, K., & Carrero, J. J. (2014). Dietary acid load, kidney function, osteoporosis, and risk of fractures in elderly men and women.
Osteoporos Int. doi: 10.1007/s00198-014-2888-x
(9) Mangano, K. M., Walsh, S. J., Kenny, A. M., Insogna, K. L., & Kerstetter, J. E. (2014). Dietary acid load is associated with lower bone mineral density in men with low intake of dietary calcium. J Bone Miner Res, 29(2), 500-506. doi: 10.1002/jbmr.2053
(10) McLean, R. R., Qiao, N., Broe, K. E., Tucker, K. L., Casey, V., Cupples, L. A., . . . Hannan, M. T. (2011). Dietary acid load is not associated with lower bone mineral density except in older men. J (13) Nutr, 141(4), 588-594. doi: 10.3945/jn.110.135806
(11) Booth SL et al: Dietary vitamin K intakes are associated with hip fracture but not with bone mineral density in elderly men and women; American Journal of Clinical Nutrition 71(5):1201‑1208, 2000.
(12) Ichikawa T et al: ‘Steroid and xenobiotic receptor SXR mediates vitamin K2-activated transcription of extracellular matrix-related genes and collagen accumulation in osteoblastic cells’; Journal of Biological Chemistry 281(25):16927-16934, 23 juni 2006.
(13) Cockayne S et al: ‘Vitamin K and the prevention of fractures: systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials’; Archives of Internal Medicine 166(12):1256-1261, 26 juni 2006.
(14) Kaneki M et al: ‘Japanese fermented soybean food as the major determinant of the large geographic difference in circulating levels of vitamin K2: possible implications for hip‑fracture risk’; Nutrition 17(4):315‑321, april 2001.
(15) Lee NK et al: ‘Endocrine regulation of energy metabolism by the skeleton’; Cell 130(3):456-469, 10 aug. 2007.
(16) Neogi T et al: ‘Low vitamin K status is associated with osteoarthritis in the hand and knee’; Arthritis & Rheumatism 54(4):1255-1261, april 2006.
(17) Food Nutr Res. 2012; 56: 10.3402/fnr.v56i0.5329.
(18) Lee NK et al: ‘Endocrine regulation of energy metabolism by the skeleton’; Cell 130(3):456-469, 10 aug. 2007.
