Il nesso tra nutrizione, salute delle ossa e COVID-19

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Una buona alimentazione svolge un ruolo fondamentale nel determinare la salute generale e funge da pietra angolare nella prevenzione e nella gestione delle malattie croniche. Un aspetto della salute profondamente influenzato dalla nutrizione è la salute delle ossa, che comporta interazioni complesse a vari livelli, tra cui il metabolismo osseo, l’integrità strutturale e la densità.

In questo contesto, micronutrienti come vitamina D, calcio, fluoro, magnesio, potassio, vitamina B6, vitamina C, vitamina K e zinco emergono come contributori cruciali per una salute ottimale delle ossa.

Questo articolo approfondisce la complessa relazione tra nutrizione, salute delle ossa e l’impatto della pandemia di COVID-19 su questa intricata interazione.

Nutrizione e salute delle ossa:

Oltre ai ruoli consolidati della vitamina D e del calcio, uno spettro di micronutrienti contribuisce a rafforzare la salute delle ossa. L’intricata interazione implica influenzare la geometria ossea, la mineralizzazione della matrice, la densità minerale ossea (BMD) e mitigare i rischi di caduta. Le carenze di questi micronutrienti possono aumentare il rischio di fratture da fragilità, sottolineando l’importanza di un approccio nutrizionale completo ed equilibrato.

L’impatto del COVID-19 sullo stile di vita e sulla salute delle ossa:

La pandemia di COVID-19 ha avuto effetti di vasta portata sul benessere mentale e fisico globale. Sono diventate prevalenti le alterazioni dello stile di vita, caratterizzate da ridotta attività fisica e abitudini alimentari non salutari. L’aumento del consumo di alcol e l’aumento dell’assunzione di cibi zuccherati hanno interrotto il delicato equilibrio tra apporto calorico e dispendio energetico. I lockdown prolungati e gli stili di vita sedentari durante la pandemia hanno sollevato preoccupazioni sulla compromissione della salute delle ossa, trascendendo le fasce di età e aumentando il rischio di fratture da fragilità.

Impatto biologico di COVID-19 sul sistema muscolo-scheletrico:

A livello biologico, il virus SARS-CoV-2 ha dimostrato un notevole impatto sul sistema muscolo-scheletrico. L’interazione tra il virus e l’enzima di conversione dell’angiotensina 2 (ACE2) ha implicazioni chiave per l’omeostasi ossea. L’ACE2, espresso non solo nei polmoni ma anche nelle cellule staminali/progenitrici derivate dal midollo osseo (BMSPC), svolge un ruolo cruciale nel promuovere la riparazione scheletrica attraverso l’asse ACE2/Ang-(1–7)/Mas. La downregulation di ACE2 indotta dall’infezione da SARS-CoV-2 può interrompere questo asse, portando potenzialmente alla fragilità ossea.

Fattori infiammatori e riassorbimento osseo in COVID-19:

La “tempesta di citochine” e altri fattori infiammatori associati a COVID-19 contribuiscono alla sovraregolazione dell’attivatore del recettore del ligando del fattore nucleare kappa B (RANKL), aumentando il riassorbimento osseo. L’Ang-(1–7) emerge come un potenziale modulatore, diminuendo le citochine proinfiammatorie che svolgono un ruolo diretto nel riassorbimento osseo. L’effetto sinergico della deplezione di ACE2 e dei livelli elevati di citochine nei pazienti COVID-19 può indurre l’osteoclastogenesi, compromettendo ulteriormente la salute delle ossa.

Stress ossidativo e rimodellamento osseo nel COVID-19:

Lo stress ossidativo, amplificato dalla tempesta di citochine, dalla coagulopatia e dall’ipossia cellulare nel COVID-19, aggiunge un altro livello di complessità al rimodellamento osseo. La regolazione delle specie reattive dell’ossigeno (ROS) nella differenziazione degli osteoclasti diventa fondamentale, con livelli fisiologici che promuovono l’attività degli osteoclasti e concentrazioni più elevate, come osservato negli stati infiammatori, che portano alla morte cellulare e alla perdita ossea. Un’adeguata assunzione di nutrienti, in particolare vitamina D e zinco, assume importanza nel rafforzare la risposta immunitaria, contrastare l’infiammazione e mitigare lo stress ossidativo, salvaguardando così la salute delle ossa.

Ipossiemia, acidosi e omeostasi ossea:

I casi gravi di COVID-19, caratterizzati da ipossiemia e successiva acidosi, inibiscono i fattori osteoprotettivi come l’osteoprotegerina (OPG) . L’interruzione dell’omeostasi ossea attraverso il RANKL sovraregolato e il fattore nucleare delle cellule T attivate, citoplasmatico 1 (NFATc1), sottolinea ulteriormente i potenziali rischi per la salute delle ossa durante la pandemia.

Macronutrienti e micronutrienti:

Una dieta equilibrata comprende macronutrienti (proteine, lipidi e carboidrati) e micronutrienti (vitamine e minerali). L’acqua, componente essenziale, costituisce il 10–20% del volume osseo, contribuendo all’integrazione di idrossiapatite e collagene, influenzando così il comportamento meccanico del tessuto osseo.

Le proteine, che costituiscono circa il 50% del volume osseo, influenzano la salute delle ossa influenzando positivamente la produzione del fattore di crescita insulino-simile-1 (IGF-1) . Un adeguato apporto proteico supporta la crescita e la differenziazione degli osteoblasti. È stata osservata un’associazione positiva tra l’assunzione di proteine ​​animali e la resistenza delle ossa, sottolineando la qualità delle proteine ​​per la salute delle ossa.

I lipidi, in particolare gli acidi grassi saturi (SFA) , possono avere un impatto negativo sulla salute delle ossa. Le diete ricche di grassi sono state collegate alla ridotta densità minerale ossea (BMD ), alla compromissione della microarchitettura e all’aumento del rischio di fratture. I meccanismi includono iperinsulinemia, scarso assorbimento del calcio, aumento dell’assunzione di retinolo e aumento dell’espressione della sclerostina.

I carboidrati, in particolare un elevato apporto di glucosio e saccarosio, sono stati associati a una ridotta densità minerale ossea. L’ambiente acido creato dall’elevato consumo di carne e cereali può contribuire al riassorbimento osseo. Al contrario, frutta e verdura, ricche di fibre idrosolubili, mostrano effetti favorevoli sull’assorbimento intestinale del calcio e sulla densità minerale ossea.

Micronutrienti e oligoelementi: il calcio, immagazzinato nello scheletro sotto forma di cristalli di idrossiapatite, è fondamentale per la resistenza delle ossa. Un adeguato apporto di calcio, soprattutto attraverso latticini e acque minerali, è essenziale per prevenire il rimodellamento osseo e l’iperparatiroidismo secondario.

Il fluoro, ottenuto da tè, frutti di mare e frutta, può aumentare l’attività degli osteoblasti e la densità minerale ossea, sebbene esistano risultati contrastanti. Il magnesio, presente nelle noci e nelle verdure a foglia verde, modula la formazione dei cristalli di idrossiapatite nelle ossa e influenza gli osteoblasti e gli osteoclasti. Il potassio, il fosforo e le vitamine del gruppo B svolgono un ruolo protettivo nella salute delle ossa, influenzando il rimodellamento osseo e la densità minerale ossea.

Le vitamine C, D e K contribuiscono in modo significativo alla salute delle ossa. La vitamina C supporta la produzione di collagene e riduce il rischio di fratture da fragilità dell’anca. La vitamina D, ottenuta dall’esposizione al sole e da alcuni alimenti, è vitale per il metabolismo del calcio e la riduzione del rischio di fratture. La vitamina K promuove la gamma-carbossilazione dell’osteocalcina, migliorando la mineralizzazione ossea.

Oligoelementi come boro, rame, manganese, selenio, silicio (Si), stronzio e zinco svolgono diversi ruoli nella salute delle ossa. Questi elementi regolano l’escrezione del calcio, rimuovono i radicali liberi ossei, stimolano la formazione della matrice ossea e influenzano l’attività degli osteoblasti e degli osteoclasti.

Tabella 1 – Benefici dei nutrienti sulla fragilità ossea negli adulti.

NutrientiAssunzioni dietetiche di riferimento giornaliere aMetabolismo osseoParametri di resistenza osseaFrattura da fragilità
Acqua (ricca di calcio e bicarbonato)2,7 (donne) – 3,7 (uomini) LRiduce il PTH sierico e il CTXMigliora la duttilità integrando idrossiapatite e collageneN / A
Proteine ​​(in particolare contenenti alanina, lisina, arginina, leucina e glutammina)46 (donne)–56 (uomini) gAumentare la secrezione di IGF-1, che migliora la sintesi del calcitriolo portando ad un migliore assorbimento intestinale di calcio e fosfato e al riassorbimento renale del fosfato. Stimolare la crescita e la differenziazione degli osteoblasti migliorando la secrezione di insulinaContribuire alla sintesi del collagene di tipo I; aumentare la circonferenza periostale, l’area corticale, la BMC, la BMD e l’indice di forza-deformazioneRidurre il rischio di frattura dell’anca (-16%; studio osservazionale)
Lipidi (ovvero MUFA e acido α-linoleico)Non definito; 1,1 (donne)–1,6 (uomini) g per l’acido α-linoleicoN / AMigliorare la densità minerale ossea volumetrica trabecolare e corticaleRidurre il rischio di frattura dell’anca (-80%, studio osservazionale)
Carboidrati (ovvero frutta e verdura ricche di fibre idrosolubili contenenti inulina)130 gAumentare l’assorbimento intestinale del calcio (+58%)Aumenta la densità minerale osseaN / A
Calcio (ovvero nei latticini e nelle acque minerali)1–1,2 g99% immagazzinato nello scheletroForma cristalli di idrossiapatite; migliora la densità minerale osseaRiduce il rischio di fratture da fragilità (in combinazione con la vitamina D)
Fluoruro3 (donne)–4 (uomini) mgAumenta il propeptide procollagene di tipo 1 N (P1NP)Migliora la densità minerale ossea della colonna vertebraleN / A
Magnesio310 (donne)–420 (uomini) mg50% immagazzinato nell’osso per aumentare la formazione e la dimensione dei cristalli di idrossiapatite; aumenta la proliferazione degli osteoblasti e la produzione di vitamina DAumenta la BMD dell’ancaRiduce il rischio di frattura (-62%; studio osservazionale)
Potassio2600 (donne)–3400 (uomini) mgRiduce NTXAumenta la densità minerale osseaN / A
Fosforo700 mgComponente strutturale di ossa e denti; modula la mineralizzazione della cartilagine e l’attività degli osteoblastiAumenta la densità minerale osseaN / A
Vitamina B122,4 µgN / AAumenta la densità minerale ossea della colonna vertebrale (solo nei pazienti con iperomocisteinemia)N / A
Vitamina C75 (donne)–90 (uomini) mgStimola la produzione di collagene di tipo 1 da parte degli osteoblastiAumenta la densità minerale ossea della colonna vertebrale e del collo femoraleRiduce il rischio di frattura dell’anca (studi osservazionali)
Vitamina D15-20 µgRegola la differenziazione e la mineralizzazione degli osteoblasti.
Aumenta la produzione di collagene di tipo 1 e proteine ​​non collagene (es. osteocalcina)
Aumenta l’espressione di RANKL negli osteoblasti e inibisce l’espressione di OPG, stimolando l’osteoclastogenesi Stimola l’
assorbimento intestinale del calcio, e il riassorbimento di calcio e fosfato nei reni, dal liquido tubulare nel sangue
Aumenta la densità minerale ossea e la mineralizzazione osseaRiduce il rischio di fratture da fragilità (in combinazione con il calcio)
Vitamina K90 (donne)–120 (uomini) µgAumenta la gamma-carbossilazione dell’osteocalcinaPromuove la mineralizzazione osseaRiduce le fratture da fragilità clinica
BoroN / ARiduce l’escrezione di calcioMigliora la rigidità osseaN / A
Rame900 µgRiduce il riassorbimento degli osteoclastiN / ARiduce il rischio di frattura dell’anca (studio osservazionale)
Manganese1,8 (donne)–2,3 (uomini) mgN / AAumenta la formazione della matrice ossea e stimola la calcificazione. Aumenta la densità minerale osseaRiduce il rischio di fratture da fragilità (studio osservazionale)
Selenio55 µgRiduce il riassorbimento osseoMigliora la microarchitettura ossea (volume osseo trabecolare, numero trabecolare e separazione trabecolare)Riduce il rischio di fratture da fragilità (studio osservazionale)
Silicio25 mgAumenta la differenziazione degli osteoblasti e inibisce gli osteoclasti riducendo il RANKL/OPG
Migliora l’attività della fosfatasi alcalina
Contribuisce ai legami incrociati tra collagene e proteoglicani e alla mineralizzazione ossea. Aumenta la rigidità strutturale e la quantità di forza assorbita prima della rottura del femoreN / A
StronzioN / AN / AAumenta il volume osseo e lo spessore trabecolare, senza influenzare la mineralizzazione dell’idrossiapatiteRiduce il rischio di fratture da fragilità
Zinco8 (donne)–11 (uomini) mgN / AN / AN / A

BMC: contenuto minerale osseo; BMD, densità minerale ossea; CTX, C-telopeptidi; IGF, fattore di crescita-1; N/D, non disponibile; OPG, osteoprotegerina; PTH, ormone paratiroideo; RANKL, attivatore del recettore del ligando del fattore nucleare kappa B; MUFA, acido grasso monoinsaturo.

a Assunzioni dietetiche di riferimento secondo il National Institutes of Health. Ufficio degli integratori alimentari.

Rischi dell’assunzione eccessiva di micronutrienti

Mentre i benefici di un’assunzione e di un’integrazione sufficienti di micronutrienti sono ben consolidati, i potenziali rischi associati al consumo eccessivo, in particolare per quanto riguarda la salute delle ossa, rimangono meno esplorati. Questo capitolo approfondisce le prove limitate ma cruciali che circondano gli effetti negativi di un’eccessiva assunzione di micronutrienti, sottolineandone le implicazioni per l’integrità ossea.

Sovradosaggio di vitamina D: la vitamina D, essenziale per la salute delle ossa, può portare a grave ipercalcemia e sintomi correlati come confusione, dolore addominale, vomito e disidratazione in caso di tossicità della vitamina D (VDT). Il VDT esogeno, spesso causato da dosi eccessivamente elevate di preparati farmacologici di vitamina D, è raro ma può provocare esiti dannosi. Inoltre, alcune malattie, come i disturbi granulomatosi, possono portare a VDT endogeni. Questi eventi evidenziano l’importanza di una cauta integrazione di vitamina D per evitare effetti negativi sulle ossa e sulla salute generale.

Consumo eccessivo di calcio: sebbene le prove riguardanti l’impatto diretto dell’assunzione eccessiva di calcio sulla salute delle ossa siano limitate, un’integrazione eccessiva di calcio è stata associata ad un aumento del rischio di malattie cardiovascolari e tumori maligni. Gli studi, comprese le meta-analisi, suggeriscono un rischio fino al 30% più elevato di infarto miocardico e mortalità, soprattutto negli uomini, a causa degli integratori di calcio. Ciò sottolinea la necessità di un approccio equilibrato all’assunzione di calcio, considerando sia le fonti alimentari che quelle integrative.

Eccesso di proteine ​​e suoi effetti indiretti: un consumo eccessivo di proteine ​​ha effetti indiretti sulla salute delle ossa. Un’assunzione eccessiva di proteine ​​aumenta la velocità di filtrazione glomerulare e il calcio urinario, con un impatto potenzialmente negativo sul turnover osseo. È stato dimostrato un aumento dell’escrezione urinaria di N-telopeptidi, indicando interruzioni nell’equilibrio del calcio. È necessaria un’attenta considerazione dell’assunzione di proteine ​​per mantenere un sano equilibrio e prevenire effetti negativi sul tessuto osseo.

Impatto negativo del consumo di zucchero: il consumo di zucchero, in particolare quello delle bevande zuccherate, è stato associato ad effetti negativi sul tessuto osseo, portando a una bassa densità minerale ossea (BMD). I meccanismi coinvolti includono un’aumentata escrezione renale di calcio e un ridotto assorbimento intestinale di calcio, interrompendo l’equilibrio tra le attività degli osteoblasti e degli osteoclasti e promuovendo il riassorbimento osseo. Questi risultati sottolineano l’importanza delle scelte dietetiche nel mantenimento della salute delle ossa.

Sovradosaggio di vitamina A: l’assunzione eccessiva di vitamina A è stata collegata a effetti negativi sulla salute delle ossa. Studi osservazionali indicano che un aumento dell’assunzione di retinolo nella dieta è associato a una riduzione della densità minerale ossea e a un aumento del rischio di fratture dell’anca. Studi sugli animali evidenziano ulteriormente gli effetti soppressivi di un’eccessiva vitamina A sull’aumento di massa ossea, influenzando l’area ossea corticale, l’area del midollo, il perimetro endocorticale e il perimetro periostale. La forma attiva della vitamina A, l’acido all-trans retinoico (ATRA), inibisce la differenziazione e la mineralizzazione ossea, sottolineando la necessità di cautela nell’integrazione di vitamina A.

Vitamine del gruppo B e salute delle ossa: dosaggi più elevati di niacina (vitamina B3) sono stati associati a una ridotta resistenza ossea e studi clinici suggeriscono un potenziale ruolo nell’aumento dell’incidenza di fratture dell’anca negli uomini con un maggiore apporto di niacina. Questi risultati richiedono un esame più attento dell’impatto dell’integrazione di vitamina B sulla salute delle ossa, evidenziando la necessità di un uso giudizioso.

Considerazioni sull’integrazione multivitaminica: i dati presentati sollevano importanti domande riguardanti l’abuso dell’integrazione multivitaminica, soprattutto durante la pandemia di COVID-19. L’assunzione eccessiva di micronutrienti, spesso senza un’attenta considerazione delle potenziali conseguenze negative, aggiunge un ulteriore fattore di rischio per l’insorgenza di fratture da fragilità. I medici devono essere vigili nel valutare la necessità e i potenziali rischi dell’integrazione di micronutrienti, sottolineando un approccio individualizzato e basato sull’evidenza.

Danno osseo dovuto all’infezione da SARS-CoV-2

L’impatto dell’infezione da sindrome respiratoria acuta grave da coronavirus 2 (SARS-CoV-2) si estende oltre le manifestazioni respiratorie, colpendo vari sistemi. Oltre alle complicanze polmonari, il COVID-19 presenta conseguenze extrapolmonari, comprese complicazioni neurologiche, gastrointestinali e muscoloscheletriche, con sintomi persistenti noti come COVID lungo. Questo capitolo esplora le prove emergenti che evidenziano il contributo della SARS-CoV-2 alla fragilità ossea e le potenziali conseguenze a lungo termine sulla salute muscoloscheletrica.

COVID-19 lungo e implicazioni nutrizionali: Il COVID-19 lungo, caratterizzato da sintomi che persistono per più di 12 settimane, presenta sfide come malnutrizione, disfagia, perdita di appetito, alterazioni del gusto/olfatto, cambiamenti del microbiota intestinale e sarcopenia. Un intervento nutrizionale adeguato diventa cruciale, ma la relazione bidirezionale tra stato nutrizionale e COVID-19 a lungo rimane complessa. La malnutrizione e l’alimentazione inadeguata potrebbero contribuire alla persistenza dei sintomi, sottolineando la necessità di un approccio nutrizionale completo nei pazienti affetti da COVID-19 da lungo tempo.

Salute delle ossa nei casi gravi di COVID-19: i dati clinici rivelano che i pazienti gravi con COVID-19, in particolare quelli in terapia intensiva, mostrano una densità minerale ossea (BMD) inferiore rispetto alle controparti trattate in altri contesti. In particolare, la densità minerale ossea della colonna vertebrale emerge come un fattore predittivo di mortalità in questa popolazione. Nonostante l’attenzione alle complicanze cardiorespiratorie e neurologiche durante il recupero, la salute delle ossa viene spesso trascurata. La sfida sta nell’identificare il danno osseo correlato al COVID-19, in particolare negli individui più anziani con comorbilità, uso di corticosteroidi e terapia immunosoppressiva.

Risposta infiammatoria e metabolismo osseo: le malattie infiammatorie croniche, come la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) , presentano disturbi metabolici ossei e il COVID-19 condivide modelli infiammatori che influiscono sul metabolismo osseo. La “tempesta di citochine” osservata nei casi più gravi aumenta il riassorbimento osseo, portando a un’infiammazione persistente nel midollo osseo anche dopo la guarigione. Modelli animali di infezione da SARS-CoV-2 dimostrano una perdita ossea trabecolare precoce e progressiva, sostenuta da un aumento del riassorbimento osseo e da un’alterata espressione dei marcatori correlati agli osteoclasti.

Effetti dell’immobilizzazione e dei farmaci: i casi gravi di COVID-19 spesso comportano immobilizzazione prolungata, sarcopenia e farmaci come corticosteroidi e anticoagulanti, ponendo ulteriori minacce alla salute delle ossa. L’apporto nutrizionale ottimale diventa fondamentale in terapia intensiva, sottolineando la necessità di approcci individualizzati, soprattutto considerando carenze come la vitamina D, che è associata a disturbi muscoloscheletrici e scarsi risultati.

Abitudini nutrizionali durante la pandemia: la pandemia di COVID-19 ha innescato cambiamenti nello stile di vita e nelle abitudini nutrizionali. Nei paesi a basso e medio reddito (LMIC) , l’assunzione limitata di cibo durante l’autoisolamento contrasta con l’aumento dell’apporto calorico, in particolare negli alimenti trasformati e poveri dal punto di vista nutrizionale, nei paesi sviluppati. Il rischio di malnutrizione aumenta nei pazienti affetti da COVID-19 ospedalizzati a livello globale.

Modelli dietetici e consumo di alcol: l’aumento del consumo di snack, soprattutto di notte, solleva preoccupazioni sull’incidenza della sindrome metabolica. Gli studi segnalano uno spostamento verso alimenti di origine animale e cibi in scatola, mentre diminuisce il consumo di verdure fresche. Un elevato consumo di alcol, legato a disturbi psicologici, emerge come un potenziale rischio di fratture. L’aumento di peso corporeo durante la pandemia, soprattutto nei soggetti con BMI più elevato, complica ulteriormente i profili dietetici.

Tendenze dietetiche positive e negative: le tendenze positive includono un aumento del consumo di frutta e verdura negli adolescenti e dei pasti cucinati in casa. Tuttavia, alcuni individui riferiscono un ridotto apporto di verdure fresche, che contribuisce a ridurre l’apporto di potassio. Si osservano notevoli cambiamenti nell’uso degli integratori alimentari e nelle tendenze di acquisto, con implicazioni per la salute delle ossa che richiedono ulteriori indagini.

Impatto sulla salute delle ossa e sulle carenze di micronutrienti: nei pazienti affetti da COVID-19 si notano carenze di oligoelementi, sollevando interrogativi sul loro potenziale ruolo nella salute delle ossa. Sebbene l’integrazione di vitamina C durante la pandemia sia consigliata per il supporto immunitario, i suoi effetti sulla salute delle ossa rimangono poco chiari. La carenza di vitamina D, esacerbata dai cambiamenti nella dieta e dalla limitata esposizione alla luce solare durante la quarantena, è correlata con un aumento delle fratture da fragilità vertebrale nei pazienti con COVID-19.

Integrazione multivitaminica e oligoelementi: studi osservazionali suggeriscono che gli utilizzatori di integratori multivitaminici presentano un rischio inferiore di risultare positivi all’infezione da SARS-CoV-2. Tuttavia, gli effetti della somministrazione di multivitaminici sulla salute delle ossa nei pazienti affetti da COVID-19 devono ancora essere studiati. La valutazione degli oligoelementi può aiutare a stratificare i pazienti affetti da COVID-19, ma l’impatto diretto sulla perdita ossea richiede ulteriori ricerche.

Conclusione: l’impatto multiforme dell’infezione da SARS-CoV-2 si estende alla salute delle ossa, con implicazioni per l’integrità muscoloscheletrica. Comprendere la complessa interazione tra infezione virale, stato nutrizionale e metabolismo osseo è fondamentale per una cura completa del paziente. Questo capitolo sottolinea la necessità di interventi nutrizionali su misura e di ulteriori ricerche per chiarire le conseguenze a lungo termine del COVID-19 sulla salute delle ossa.


link di riferimento: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10015293/

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