Efectos de la Dieta Proteica sobre el Metabolismo Cálcico en las Ratas

• AUTOR : Gaffney-Stomberg E, Sun B, Insogna K y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : The Effect of Dietary Protein on Intestinal Calcium Absorption in Rats
• CITA : Endocrinology 151(3):1071-1078, Mar 2010
• MICRO : El aumento del aporte proteico en la dieta de las ratas afecta el equilibrio metabólico del calcio. Esta intervención aumenta la absorción intestinal y la retención del catión.

 

Introducción

Desde hace casi un siglo, se conoce que el incremento del contenido proteico en la dieta produce un aumento de la eliminación urinaria de calcio en los seres humanos. Existen estudios clínicos recientes que demuestran que dietas breves con alto contenido proteico (2.1 g/kg) promueven mayor absorción intestinal de calcio comparado con dietas con un contenido menor (1.0 g/kg). Además, el incremento del calcio urinario (CaU) es consecuencia de una absorción más eficaz. Por otra parte, en estas investigaciones se comprobó que no hay variaciones en la resorción ósea que puedan influir en el equilibrio metabólico del catión.

El calcio presente en la dieta se absorbe en el intestino delgado por vía paracelular y transcelular. Esta última es el principal mecanismo de absorción a nivel duodenal y consta de tres pasos: el calcio atraviesa la membrana apical gracias a los TRPV5 y TRPV6 (transient receptor potential), es luego transportado hacia la membrana basolateral por la calbindina y es extraído del interior celular por el intercambiador Na⁺/Ca⁺⁺ o la bomba Ca ATPasa. A lo largo de todo el intestino delgado se produce reabsorción pasiva a favor de su gradiente de concentración. Se ha planteado que la ingesta proteica podría intervenir en la vía transcelular, en la paracelular, o en ambas. El objetivo de la presente investigación fue determinar el efecto de la dieta proteica sobre la absorción transcelular de calcio. Se ideó un modelo para inducir hipercalciuria en ratas mediante el incremento del contenido proteico en la dieta, y se emplearon vesículas de membrana del ribete en cepillo para cuantificar la tasa de transporte del catión.

Materiales y métodos

Se utilizaron ratas Sprague Dawley hembra de entre 250 y 300 g (n = 105). Tras el suministro de una dieta estándar de aclimatación, 71 de las 105 ratas fueron seleccionadas de manera aleatoria para recibir una de las tres dietas siguientes: contenido proteico bajo (5% de caseína), control (20% de caseína) y alto (40% de caseína), a demanda durante una semana. Todos los regímenes cumplían con los requerimientos nutricionales; el contenido de calcio fue inferior al 1% -valor estándar- debido a que por debajo de esta cifra la absorción del catión a nivel intestinal se produce principalmente por vía transcelular.

Para calcular el equilibrio de calcio se realizaron mediciones de las cantidades urinarias y fecales durante 4 a 7 días, y se estimaron la absorción aparente y la retención.

Por otra parte, se evaluaron los niveles plasmáticos de parathormona (PTH), osteocalcina, telopéptido C-terminal del colágeno tipo I (CTX), 1, 25-(OH)D y 25-(OH)D en una selección de ratas cuando se cumplió la primera semana de la dieta experimental.

Con el fin de observar si existían cambios en la transcripción de los TRPV5 y TRPV6 en el duodeno de las ratas que recibían dietas con 5% y 40% de contenido proteico, se realizaron PCR cuantitativas.

Además, se estudiaron las cinéticas de absorción de calcio en las vesículas de membrana del ribete en cepillo obtenido de una nueva muestra de 78 ratas hembra que habían recibido dietas con 40% (n = 39) y 5% (n = 39) de caseína.

Resultados

Se observó una relación inversa entre el contenido proteico y el nivel de ingesta, ya que el grupo de ratas asignadas a la dieta con 5% de caseína consumió mayor cantidad de alimento.

En condiciones basales, el CaU fue similar en los tres grupos; sin embargo, luego de una semana de dieta experimental este parámetro se duplicó en las ratas que ingerían cantidades elevadas de proteínas comparado con el grupo control, mientras que las que seguían el régimen con cantidades proteicas bajas, los valores de CaU descendieron por debajo de la cifra basal. El calcio fecal fue significativamente inferior en el grupo de dieta con alto contenido proteico comparado con aquel con dieta con bajo contenido proteico, lo cual indica que la absorción aparente y la retención de calcio fueron más elevadas en el primer grupo.

No se constaron diferencias en los marcadores de recambio óseo.

En un grupo distinto de ratas (n = 14) que recibían una dieta con alto contenido proteico, se evaluó el CaU luego de administrar pamidronato, un inhibidor potente de la resorción ósea, (n = 7) y sin administrarlo (n = 7). El CaU aumentó en ambos grupos respecto del estado basal.

Se comprobó mediante el estudio de muestras de vesículas de membrana del ribete en cepillo que la absorción del calcio es mayor en las ratas que consumen cantidades proteicas grandes. Este fenómeno es secundario al incremento de la velocidad máxima (V_máx).

Luego se examinó mediante PCR cuantitativa la expresión de TRPV5 y TRPV6 en la membrana apical. Estos son canales con alta selectividad para el calcio y se encuentran presentes en el intestino delgado -principalmente en duodeno y yeyuno. No se observaron diferencias significativas entre los grupos.

Discusión

Se concluyó que cambios agudos en la ingesta proteica conllevan modificaciones en la absorción intestinal de calcio. Estos hallazgos se correlacionan con resultados observados en seres humanos. Específicamente, las ratas que ingerían cantidades grandes de proteína (40%) presentaron hipercalciuria en el día 7 de la dieta; al mismo tiempo, las que consumían bajas cantidades (5%) experimentaron hipocalciuria. En los seres humanos, la hipercalciuria aparece en el día 4 de la dieta hiperproteica, mientras que la hipocalciuria aparece en igual número de días con la dieta hipoproteica. Así, ambas especies mostraron cambios en los niveles urinarios de calcio tras la modificación de los niveles proteicos en la dieta.

Se ha observado una relación inversa entre el contenido proteico y el volumen de ingesta. Las ratas que se alimentaban con un régimen proteico al 5% consumieron más comida y, por ende, cantidades absolutas de calcio superiores a las del otro grupo. Una dieta rica en proteínas promueve ganancia neta de calcio. El mecanismo mediante el cual este fenómeno se lleva a cabo es independiente del eje PTH-1 alfa-hidroxilasa ya que los niveles de PTH y 1,25(OH)₂ vitamina D no se elevaron durante la dieta. Incluso en este estudio de corta duración no se observó mayor resorción ósea capaz de contribuir con el aumento del CaU. Así, no se documentaron elevaciones de los marcadores de este proceso durante los 7 días del período experimental, y la administración de un bisfosfonato potente no atenuó el efecto de una dieta rica en proteínas sobre el CaU.

En teoría, la proteína presente en la dieta aumentaría la absorción de calcio por vía transcelular, paracelular, o ambas. Este estudio se centró en pesquisar la primera posibilidad. Se observó que al aumentar la cantidad proteica se produjo mayor captación del catión por medio de las vesículas de membrana del ribete en cepillo. Puesto que la captación apical se considera el paso limitante de la absorción transcelular, estos cambios podrían traducirse en un aumento de la captación transcelular in vivo.

Asimismo, la V_máx en las vesículas de membrana del ribete en cepillo aumentó en las ratas que ingirieron cantidades altas de proteínas en las vesículas del borde en cepillo de la membrana, mientras que la constante de Michaelis-Menten (K_m) no se modificó. Esto indicaría cambios en la expresión de los canales de calcio a nivel de la membrana apical. Para explorar esta posibilidad se midieron los niveles de transcripción de TRPV5 y TRVP6 mediante PCR cuantitativa, sin que se encontraran modificaciones. De esta forma, queda por dilucidar si existen, como otras investigaciones plantean, canales de calcio no identificados.

En síntesis, en este estudio de corto plazo realizado en animales de experimentación se verificó que un incremento agudo en el contenido proteico de la dieta conduce, hacia el día 7 de administrada ésta, a un aumento de los niveles de CaU. Esto se debe, en primer lugar, a una mayor absorción intestinal y retención del catión inducidos por la dieta con alto contenido proteico. Además, una mayor captación a nivel de las vesículas de membrana del ribete en cepillo contribuiría, en parte, a un aumento de la absorción por vía transcelular. Si bien se desconocen los mecanismos por los cuales la dieta hiperproteica aumenta la captación transcelular de calcio, se postula que la proteína en la dieta aumenta la expresión en la membrana celular de los transportadores de calcio por un mecanismo postranscripcional.

Especialidad: Bibliografía - Endocrinología