Kiedy nerki odmawiają posłuszeństwa: rola fosforu w przewlekłej niewydolności nerek u psów i kotów.

Przewlekła niewydolność nerek (PNN) to podstępna, powoli rozwijająca się choroba. Chociaż jej stopniowy przebieg pozornie daje organizmowi czas na adaptację do postępującego spadku funkcji tego kluczowego narządu, jest to niestety stan tymczasowy. Z czasem, nieuchronnie pojawiają się poważne zakłócenia, często dotyczące delikatnej równowagi wapniowo-fosforanowej.

Równowaga fosforu i wapnia: perfekcyjna maszyneria zdrowego organizmu.

U zdrowego czworonoga, gospodarką Ca-P (wapniowo-fosforanową) zarządza głównie parathormon (PTH). W tym skomplikowanym procesie biorą udział cztery kluczowe elementy: przytarczyce, przewód pokarmowy, nerki i kości.

Kiedy stężenie wapnia (Ca) we krwi spada, a fosforu (P) wzrasta, organizm natychmiast reaguje, uruchamiając produkcję PTH. Ten potężny hormon działa wielokierunkowo, aby przywrócić homeostazę:

• Pobudza resorpcję (uwalnianie) Ca i P z kości.
• W nerkach zwiększa wchłanianie zwrotne Ca, jednocześnie zmniejszając P.
• Aktywuje enzym 1-alfa-hydroksylazy, co prowadzi do wytworzenia aktywnej formy witaminy D3.

Aktywna witamina D3 pełni rolę wzmacniacza, optymalizując wchłanianie Ca i P z przewodu pokarmowego oraz ich mobilizację z kości. Po osiągnięciu pożądanej stabilizacji stężeń Ca i P, mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego wstrzymuje nadmierną produkcję PTH. System działa bez zarzutu.

Łańcuch niewydolności: dlaczego PNN burzy homeostazę?

W przebiegu PNN, regulacja Ca-P zostaje drastycznie zaburzona. Do gry wchodzi również czynnik wzrostu fibroblastów 23 (FGF-23), produkowany przez osteoklasty (komórki kości) w odpowiedzi na rosnące stężenie fosforu w surowicy.

Rola FGF-23 jest dwojaka:

1. Stymuluje wydalanie fosforu przez nerki.
2. Ogranicza aktywność 1-alfa-hydroksylazy (obniża produkcję aktywnej D3).

Hipokalcemia (obniżony poziom Ca we krwi), często uważana za pierwotną przyczynę wtórnej nerkowej nadczynności przytarczyc, staje się silnym bodźcem do ciągłej produkcji PTH. Ciągła stymulacja PTH prowadzi do eskalacji:

• Wzrost stężenia FGF-23.
• Dalsze hamowanie 1-alfa-hydroksylazy i spadek poziomu aktywnej witaminy D3.
• Bezpośrednia stymulacja przytarczyc do wydzielania jeszcze większych ilości PTH.

Konsekwencje tego błędnego koła to: osłabione wchłanianie Ca i P z pokarmu, wzmożone uwalnianie ich z kości oraz próba kompensacji w nerkach (zwiększona resorpcja Ca i zmniejszona P).

Adaptacja tymczasowa i katastrofa.

Początkowo, zwiększona aktywność PTH i FGF-23 faktycznie jest w stanie utrzymać równowagę Ca-P – jest to jednak równowaga okupiona wysoką ceną. W miarę progresji PNN, stała stymulacja tych hormonów przestaje przynosić pożądany efekt. W końcu system załamuje się:

• Obserwujemy wzrost stężenia fosforu.
• Występuje nadprodukcja PTH.
• Odnotowuje się spadek stężenia wapnia zjonizowanego.

Dodatkowo, FGF-23 nie tylko hamuje nerkową produkcję aktywnej D3 poprzez 1-alfa-hydroksylazę, ale także zwiększa aktywność 24-hydroksylazy, co przyspiesza metabolizm D3  i ostatecznie prowadzi do jej niedoboru.

Zarządzanie fosforem: klucz do terapii PNN.

Z uwagi na powyższe mechanizmy, monitorowanie gospodarki Ca-P jest fundamentalne w terapii PNN u psów i kotów. Najważniejszym celem jest skuteczne obniżenie stężenia fosforu we krwi.

Możemy to osiągnąć na dwa główne sposoby, które często się uzupełniają:

1. Wprowadzenie diety niskofosforowej.
   WAŻNE: W diecie dla chorych zwierząt najlepiej kierować się doświadczeniem sprawdzonego Zoodietetyka, we współpracy z Lekarzem Weterynarii.
2. Stosowanie środków wiążących fosfor w przewodzie pokarmowym (fosforany).

Dieta komercyjna kontra domowa: wyzwania i zalety.

Najwygodniejszą, ale nie koniecznie najbardziej optymalną i właściwą, dla właściciela opcją jest zastosowanie gotowego produktu komercyjnego (tzw. karmy weterynaryjnej), specjalnie opracowanego dla pacjentów z niewydolnością nerek.

Dieta komercyjna gwarantuje odpowiedni bilans składników odżywczych, stabilność parametrów i bezpieczeństwo – ale nie koniecznie będzie odpowiadała potrzebom konkretnego przypadku/zwierzęcia.

Inną, często lepszą, możliwością jest przygotowanie diety domowej BARF oraz BACF (o kocim pisaliśmy tutaj i tutaj). W tym przypadku należy jednak liczyć się z odpowiedzialnością w utrzymaniu optymalnej równowagi Ca-P i innych substancji odżywczych. Skład domowych posiłków zależy od ustalenia diety z Zoodietetykiem pod nasze konkretne zwierzę oraz przygotowaniem z wybranych składników.

Dieta domowa surowa (BARF) jak i gotowana (BACF) może okazać się najlepszym wyborem dla naszego podopiecznego, zarówno psiego jak i kociego. Nie bójmy się jej stosować, może być równie bezpieczna jak karmy komercyjne, jednocześnie osiągając dobranie pod miarę naszych potrzeb, czego nigdy nie osiągniemy w gotowych karmach.

Częstym problem może być pogarszająca się smakowitość podawanej diety, co jest krytyczne dla zwierząt z PNN, które już mają słaby i zmienny apetyt.

Fosfor pod lupą: skąd pochodzi i jak wpływa na chore nerki?

Aby skutecznie kontrolować poziom fosforu w diecie, musimy zrozumieć, w jakich formach ten pierwiastek trafia do organizmu naszych pupili. Fosfor w pokarmie występuje w dwóch głównych odsłonach:

1. Fosfor organiczny: Związany głównie z białkami w produktach pochodzenia zwierzęcego i roślinnego.
2. Fosfor nieorganiczny: Zwykle obecny w postaci dodatków technologicznych do żywności, tj. zagęszczaczy, stabilizatorów, konserwantów itp.

Źródła i wchłanianie: kluczowe różnice.

Głównymi, naturalnymi źródłami fosforu w diecie są: produkty mleczne, mięso, ryby, wątroba, jaja i żółte sery, a także rośliny strączkowe, pestki, ziemniaki i pełnoziarniste produkty zbożowe.

Mamy nadzieję, że w tym miejscu nie musimy już tłumaczyć, że zboża, produkty mleczna czy rośliny strączkowe nie są potrzebne, a bywają wręcz szkodliwe w diecie zarówno psów jak i kotów.

Fosfor organiczny musi najpierw ulec hydrolizie (rozkładowi enzymatycznemu) do postaci nieorganicznej, zanim zostanie wchłonięty. Absorpcja tego pierwiastka odbywa się w jelicie cienkim (głównie w dwunastnicy i jelicie krętym, a także w jelicie czczym) i waha się w szerokich granicach – od 30% do 60%.

Biodostępność fosforu zależy od kilku czynników:

• Stopnia aktywacji witaminy D3.
• Obecności innych związków: Wapnia, glinu (aluminium) oraz – co ciekawe – kwasu nikotynowego.

Warto odnotować, że badania na szczurach z niewydolnością nerek wykazały, że kwas nikotynowy może regulować ekspresję transportera (Na/Pi IIb), który odpowiada za wchłanianie fosforu w jelicie cienkim. Wynikiem tego było zmniejszenie absorpcji pierwiastka. Podobne obiecujące rezultaty, czyli znaczące obniżenie stężenia fosforanów we krwi, zaobserwowano u pacjentów dializowanych.

Organiczny vs. nieorganiczny: który fosfor jest groźniejszy?

Oceniając przyswajalność, kluczowy jest podział na źródła zwierzęce i roślinne.

• Produkty zwierzęce: Fosfor, powiązany z białkami, jest łatwo hydrolizowany i bardzo dobrze wchłaniany – jego biodostępność jest wysoka. Oczywiście w przypadku chorych zwierząt jego ilość kontrolujemy i nie dopuszczamy do nadpodaży.
• Produkty roślinne: Fosfor występuje tu głównie w postaci kwasu fitynowego i fitynianów. Ich dostępność zależy od enzymów zwanych fitazami, które aktywują się w procesach, np. podczas kiełkowania ziaren czy zakwaszania. Ponieważ organizmy psów i kotów nie wytwarzają fitaz, biodostępność fosforu ze źródeł roślinnych jest niska.

Alarm: fosfor nieorganiczny.

Najpoważniejszym źródłem łatwo przyswajalnego fosforu jest przemysł spożywczy. Fosfor nieorganiczny jest szeroko wykorzystywany jako dodatek technologiczny (konserwant, stabilizator wilgotności, wzmacniacz smaku czy koloru).

Niestety, warto tutaj wspomnieć o produktach dla ludzi, część z tych produktów (np. parówki, które w jednym badaniu zawierały aż 850 mg/100 g fosforu nieorganicznego!) bywa podawana psom i kotom jako smakołyk, nagroda lub sposób na ukrycie tabletki. Jest to krytyczny błąd w diecie zwierzęcia z PNN, który należy bezwzględnie wyeliminować.

Chelatory fosforu: chemiczne wsparcie w walce z hiperfosfatemią.

Gdy samo ograniczenie fosforu w diecie nie wystarcza do osiągnięcia docelowego stężenia we krwi (hiperfosfatemia), konieczne jest wprowadzenie związków chelatujących (wiążących) fosfor.

1. Sole glinu (Aluminium).

Są to najstarsze i najbardziej efektywne chelatory, lecz ich stosowanie wiąże się z ryzykiem akumulacji i toksyczności glinu. Standardowa dawka początkowa jest początkowo większa, a po osiągnięciu pożądanego stężenia fosforu, dawka jest stopniowo redukowana.

2. Sole wapnia.

Częściej stosowane są sole wapnia, np. węglan wapnia lub jego kompozycje (np. z chitozanem). Należy jednak pamiętać, że związek ten słabo wiąże fosfor i wymaga kwaśnego środowiska żołądka do rozpuszczenia i działania. Oznacza to, że jego skuteczność może być osłabiona u zwierząt leczonych inhibitorami pompy protonowej lub antagonistami receptora H_2.

3. Żywice jonowymienne (Sewelamer).

Sewelamer to nowoczesna żywica jonowymienna, która nie zawiera glinu, wapnia ani magnezu i jest niewchłanialna z przewodu pokarmowego. Po związaniu fosforu, uwalnia do jelita chlor (chlorowodorek sewelameru) lub węglan (węglan sewelameru). U pacjentów dializowanych lek ten zapewnia lepszą kontrolę kalcemii nerkowej oraz osteodystrofii.

4. Węglan lantan (Lantanum Carbonate).

Jednym z najbardziej obiecujących i efektywnych środków jest węglan lantanu. Lantan należy do pierwiastków grupy skandowców. Związki lantanu są niezwykle skuteczne w wiązaniu fosforanów, a siła ich działania jest porównywalna do związków glinu.

• W badaniach klinicznych na pacjentach z PNN węglan lantanu zredukował wchłanianie fosforanów o ponad 50%.
• W dawkach terapeutycznych jest bezpieczny. Badania na zwierzętach wykazały, że nawet bardzo wysokie dawki nie wywoływały istotnych objawów toksycznych.

Mimo to, bierze się pod uwagę, że długotrwałe stosowanie ekstremalnie wysokich dawek może stwarzać ryzyko kumulacji związków lantanu w kościach, wątrobie czy mózgu.

W weterynarii węglan lantanu stosuje się dostosowując ją do osiągnięcia docelowego stężenia fosforu.

Podsumowanie.

Hiperfosfatemia jest jednym z centralnych wyzwań w terapii przewlekłej niewydolności nerek. Odpowiednie i wczesne przeciwdziałanie jej skutkom – poprzez starannie zbilansowaną dietę i/lub skuteczne chelatory – jest absolutnie kluczowe dla poprawy jakości i wydłużenia życia naszych psich i kocich przyjaciół.

Bibliografia.

1. Albaaj F., Hutchinson A.J.: Lanthanum Carbonate (Fosrenol®): a novel agent for the treatment of hyperphosphataemia in renal failure and dialysis patients. Int. J. Clin. Pract. 2005, 59, 1091.
2. Behets G.J., Dams G., Vercauteren S.R. Et Al.: Does the phosphate binder lanthanum carbonate affect bone in rats with chronic renal failure? J. Am. Soc. Nephrol. 2004, 15, 2219.
3. Behets G.J., Verberckmoes S.C., D Haese P.C., De Broe M.E.: Lanthanum carbonate: a new phosphate binder. Curr. Opin. Nephrol. Hypertens. 2004, 13, 403.
4. Eto N., Miyata Y., Ohno H., Yamashita T: Nicotinamide prevents the development of hyperphosphatemia by suppressing intestinal sodium-dependent phosphate transpoter in rats with adenine-induced renal failure. Nephrol. Dial. Transplant. 2005: 20:1378-84.
5. Ferreira A. et al.: Effect of sevelamer hydrochloride and calcium carbonate on renal osteodystrophy in hemiodialysis patient . J Am. Soc. Nephrol. 2008: 19 (2): 405-12
6. Hutchison A.J., Maes B., Vanwalleghem J. Et Al.: long-term efficacy and tolerability of lanthanum carbonate: results from a 3-year study. Nephron Clin. Pract. 2006, 102, c61
7. Jonkisz P., Kurosad A. Sikorska-Kopyłowicz.: Zaburzenia gospodarki wapniowo-fosforanowej w przebiegu PNN. Weterynaria w Praktyce 2016; 6: 33-35.
8. Karp. H.J., Vaihia K.P., Karkkainen M.U., Niemisto M.J., Lamberg-Allardt C.J.: Acute effects of differenct phosphorus sources on calcium and bone metabolism in young women: a whole approach. Cacif. Tissue. Int. 2007: 80 (4): 251-8
9. Larsson T., Nisbeth U., Ljunggren O. Et Al.: Circulating concentration of fgf-23 increases as renal function declines in patients with chronic kidney disease, but does not change in response to variation in phosphate intake in healthy volunteers. Kidney Int. 2003, 64, 2272.
10. Michalski. M.: Zawartość fosforu ogólnego i fosforanów nieorganicznych fosforanów dodanych w wybranych produktach mięsnych  1998r. Żywienie człowieka i metabolizm. 2000; XXVII: 349-50.
11. Muller D., Mehling H., Otto B., Bergmann-Lips R., Luft F., Jordan J., Kettritz R.: Niacin lowers serum phosphate and increases HDL cholesterol in dialysis patients. Clin J. Am. Soc. Nephrol. 2007; 2 (6): 1249-54.
12. Rutkowski A., Gwiazda S., Dąbrowski K.: Dodatki funkcjonalne do żywności. Agro & Food Technology. 1993: 18.)
13. Tałałaj M., Marcinowska-Suchowieska E.: Patogeneza i leczenie zmian kostnych u pacjentów z przewlekłą niewydolnością nerek. Borgis-Postępy  Nauk Medycznych. 2008; 6: 394-406.