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01-06-2010

Maintenir et renforcer la santé des os malgré le passage des années

L'ostéoporose est une cause majeure d'invalidité chez les personnes âgées et est loin d'être l'apanage des femmes. Son impact chez les hommes est également significatif et, en particulier, ceux traités pour un cancer de la prostate avec un traitement de privation d'androgènes ont un risque particulièrement élevé d'ostéoporose. Les diabétiques présentent également un risque accru d'ostéoporose. La prévention de l'ostéoporose passe par une supplémentation en vitamines et minéraux, associée à une alimentation équilibrée et diversifiée et à la pratique d'une activité physique régulière.

densité osseusePrès de 80 % de la densité osseuse est déterminée par l'hérédité et 20 % par le style de vie (incluant l'alimentation, l'exercice physique, le tabagisme ou différentes médications).
En dehors de ses fonctions mécaniques, l'os est un réservoir de minéraux : il stocke 99 % du calcium de l'organisme et 85 % du phosphore. La matrice organique de l'os est essentiellement composée de collagène qui lui confère sa flexibilité. 10 % de la masse d'un os adulte est composée de collagène. Près de 65 % de la masse osseuse est composée d'hydroxyapatite, un sel insoluble de calcium et de phosphore. L'os contient également de petites quantités de magnésium, de sodium et de bicarbonate. Enfin, l'eau représente près de 25 % de la masse osseuse.
Physiologiquement, l'os est renouvelé en permanence par deux processus opposés de résorption et de formation, étroitement associés dans le temps et dans l'espace au sein d'une structure anatomique temporaire appelée unité de remodelage osseux. Dans cette unité, l'os vieilli est résorbé par des cellules osseuses, les ostéoclastes. La cavité résorbée est ensuite comblée par l'os nouvellement formé par des ostéoblastes. Le rôle de ces derniers est d'extraire le calcium, le magnésium et le phosphore du sang pour construire la masse osseuse.
À l'âge adulte, formation et résorption osseuses s'équilibrent jusqu'à 25/30 ans. Par la suite, la masse osseuse diminue lentement, aboutissant à un léger déficit de 3 à 5 % tous les dix ans. Puis, chez la femme, cette perte osseuse s'accélère de façon transitoire pendant les cinq à dix ans qui suivent la ménopause, à cause de la carence en œstrogènes. À 80 ans, une femme a ainsi perdu en moyenne 40 % de son pic de masse osseuse. Après 60 ans, une perte tardive de masse osseuse se produit chez l'homme comme chez la femme.
Le calcium est indispensable à la construction osseuse mais il ne peut agir seul et doit être entouré de toute une équipe de minéraux comme le magnésium, le bore, le strontium ou le silicium et de vitamines comme les vitamines D3 et K et tous constituent, chez l'homme comme chez la femme, l'arsenal indispensable à la prévention et au ralentissement de l'ostéoporose.

L'hydroxyapatite de calcium marin freine efficacement la perte minérale osseuse

hydroxyapatiteDe nombreuses études ont montré que le calcium peut diminuer la perte osseuse et ralentir le renouvellement osseux. La prise de calcium est cruciale pour la prévention de l'ostéoporose mais il nécessite la présence de la vitamine D pour une absorption maximale. Ainsi, dans une étude multicentrique, randomisée en double aveugle, contrôlée contre placebo, des chercheurs ont réparti 583 femmes vivant dans des maisons de retraite en deux groupes qui ont pris pendant deux ans du calcium et de la vitamine D ou un placebo. Dans le groupe sous placebo, le risque de fracture de la hanche était plus élevé que dans celui supplémenté. La densité minérale osseuse est restée stable dans ce dernier alors qu'elle a diminué de 2,36 % par an dans le groupe sous placebo1.
Les suppléments nutritionnels de calcium dérivé d'os ou d'écailles de poisson contiennent des éléments naturels que l'on retrouve dans les os en bonne santé, comme de l'hydroxyapatite microcristalline (des cristaux de calcium et de phosphore dans le rapport 2:1 que l'on trouve naturellement dans l'organisme), du collagène, des acides aminés, des glycoaminoglycanes et tout un éventail d'éléments-trace essentiels.
La recherche a montré les effets bénéfiques de l'hydroxyapatite de calcium, non seulement par comparaison avec des groupes témoins mais aussi par rapport à d'autres formes de calcium. Chez des femmes ménopausées, il maintient la densité osseuse des sujets en bonne santé et ralentit davantage la perte osseuse chez celles montrant des signes d'ostéoporose. Ainsi, en 1995, une étude randomisée, contrôlée contre placebo, a inclus quarante patients souffrant d'ostéoporose et a montré que l'hydroxyapatite était plus efficace que le carbonate de calcium à ralentir la perte osseuse. Les sujets ont été suivis pendant vingt mois et la densité osseuse a été évaluée tous les quatre mois. À la fin de l'étude la perte d'os trabéculaire était de 0,8 % dans le groupe supplémenté en hydroxyapatite de calcium, contre 1,8 % dans le groupe supplémenté en carbonate de calcium2.

La vitamine D3 indispensable au métabolisme du calcium

L'un des effets bénéfiques de la vitamine D3 le mieux connu et établi depuis longtemps est sa capacité à améliorer la santé du système des muscles squelettiques et des os. Un de ses principaux rôles biologiques est de maintenir des niveaux sanguins normaux de calcium et de phosphore. En favorisant l'absorption du calcium, la vitamine D aide à former et entretenir des os solides. Elle travaille également de concert avec un certain nombre d'autres vitamines et minéraux ainsi qu'avec des hormones pour promouvoir la minéralisation osseuse.
Des déficiences en vitamine D3 sont responsables d'ostéopénie, précipitent et exacerbent l'ostéoporose, provoquent une maladie douloureuse des os connue sous le terme d'ostéomalacie, augmentent la faiblesse des muscles, renforçant ainsi le risque de chutes et de fractures. Une insuffisance en vitamine D3 peut altérer le mécanisme de régulation de l'hormone parathyroïde et causer une hyperparathyroïdie secondaire, augmentant le risque d'ostéoporose et de fracture3. Dans un article de revue portant sur des femmes souffrant d'ostéoporose hospitalisées pour une fracture de la hanche, 50 % d'entre elles avaient des signes de déficience en vitamine D4.

La vitamine K2 agit efficacement sur la minéralisation osseuse

vitamine K2La vitamine K2 fonctionne comme un cofacteur essentiel de l'enzyme gamma carboxylase. Les réactions de carboxylation en dépendent. C'est notamment le cas de la carboxylation de l'ostéocalcine, une protéine de l'os contenant de l'acide gamma-carboxyglutamique ainsi qu'un grand nombre d'autres protéines de liaison au calcium comme la calbindine. Ces protéines sont impliquées dans l'absorption du calcium et la minéralisation osseuse. L'ostéocalcine est synthétisée dans les ostéoblastes des tissus osseux. Non carboxylée, elle est incapable de se lier à l'hydroxyapatite. Ses niveaux sériques constituent un bon marqueur du renouvellement osseux.
Des études in vitro montrent que la vitamine K2 est beaucoup plus active que la vitamine K1 sur la formation osseuse et la réduction de la perte osseuse. On a également montré que lorsqu'elle est combinée à la vitamine D3 la vitamine K2 favorise la croissance osseuse.
Des données observationnelles et expérimentales suggèrent qu'une faible consommation de vitamine K pourrait être associée à une augmentation du risque de fractures. Une méta-analyse a passé en revue les essais randomisés contrôlés dans lesquels des adultes ont reçu des suppléments de phytonadione et de ménaquinone pendant plus de six mois. Treize essais ont été identifiés avec des données concernant la perte osseuse et sept avec des fractures. Toutes les études sauf une ont montré un intérêt de la phytonadione et de la ménaquinone dans la réduction de la perte osseuse. La supplémentation en ménaquinone a eu pour résultat une diminution de 70 % des fractures de la hanche, de 60 % des fractures vertébrales et de 81 % de toutes les fractures non vertébrales5.
Quatre-vingt-douze femmes ménopausées, âgées de 55 à 81 ans, ont été réparties de façon aléatoire en quatre groupes et ont reçu de la vitamine K2 (45 mg par jour), de la vitamine D3 (0,75 mcg par jour, une combinaison des deux ou du lactate de calcium (2 g/jour). La densité minérale osseuse des groupes vitamine K ou D a augmenté par rapport à celle du groupe sous calcium au bout d'une période de deux ans, alors que le traitement combiné était synergique et augmentait de façon significative la densité minérale osseuse de 1,35 %6.

magnesiumLe magnésium facilite le transport du calcium

Le magnésium est un élément indispensable pour la protection contre l'ostéoporose, la diminution de la masse et de la densité osseuses. Le magnésium joue notamment un rôle important dans la régulation du transport du calcium. Dans deux études séparées, des chercheurs ont constaté qu'une consommation inadaptée de magnésium diminue la densité minérale osseuse alors qu'une consommation suffisante à travers des sources alimentaires l'augmente, pouvant ainsi réduire le risque d'ostéoporose et de fractures osseuses. Les deux études ont montré que plus la consommation de magnésium est élevée, plus la densité minérale osseuse est forte7, 8.

magnesium


Le strontium réduit le risque de fractures

En raison de ses similarités chimiques avec le calcium, le strontium peut, dans une certaine mesure, jouer un rôle similaire à celui du calcium dans différents processus chimiques de l'organisme, y compris remplacer une petite proportion du calcium dans les cristaux d'hydroxyapatite de tissus calcifiés, comme les dents ou les os. Dans ces cristaux, le strontium transmet une force additionnelle aux tissus. Le strontium semble également faire entrer du calcium supplémentaire dans les os. Lorsque l'on donne du strontium à des rats ou à des cochons d'Inde, leurs os et leurs dents deviennent plus épais et plus forts.
StrontiumLe strontium a tendance à s'accumuler dans les os, en particulier au cours des périodes d'activité de remodelage. En 1959, des chercheurs de la clinique Mayo ont examiné les effets d'une supplémentation en strontium sur trente-deux individus souffrant d'ostéoporose9. Les résultats ont montré que la supplémentation avait diminué les douleurs osseuses et induit une probable augmentation de la masse osseuse dans 78 % des cas.
Plus récemment, un large essai clinique multicentrique a examiné l'efficacité et la sûreté de différentes doses de strontium dans le traitement de l'ostéoporose chez 1 649 femmes ménopausées souffrant d'ostéoporose. Les sujets ont reçu pendant trois ans 680 mg quotidiens de strontium, sous forme de ranelate, ou un placebo. Des suppléments de vitamine D et de calcium ont également été donnés aux deux groupes avant et pendant l'étude. Les femmes ayant reçu simplement de la vitamine D et du calcium ont perdu 1,3 % de densité minérale osseuse dans le bas de leur colonne vertébrale alors que la masse osseuse de celles prenant aussi du strontium augmentait de 14,4 % au niveau de la colonne vertébrale10. Un second essai a montré qu'une supplémentation en strontium évitait 41 % des fractures de la hanche subies par les femmes prenant seulement de la vitamine D et du calcium11.

Le bore renforce l'action du calcium, du magnésium et de la vitamine D3

BoreSans le bore, l'absorption du calcium peut être réduite et ce minéral essentiel à la formation osseuse être sous-utilisé. De nombreuses études indiquent en effet que le bore est indispensable au maintien et à l'amélioration de la santé osseuse parce qu'il renforce l'action du calcium, du magnésium et de la vitamine D3.
Des scientifiques ont examiné l'effet du bore sur différentes mesures de la santé osseuse chez des femmes ménopausées ne suivant pas un traitement de substitution des œstrogènes. Les sujets ont consommé pendant 119 jours une alimentation pauvre en bore puis ont été supplémentés en bore pendant 48 jours. Une perte urinaire accrue de calcium et de magnésium a été observée pendant la période où les femmes consommaient une alimentation pauvre en bore. Par contre, lorsqu'elles étaient supplémentées en bore, leur excrétion urinaire de calcium et de magnésium était moins importante et les niveaux de deux hormones associées à une masse osseuse saine avaient augmenté. Ces résultats indiquent qu'une consommation adaptée de bore est essentielle pour préserver les stocks de calcium et de magnésium de l'organisme utilisés pour la formation des os. Les chercheurs ont également étudié ces femmes pendant des périodes de consommation ou de déficience en magnésium. Là encore, le bore a aidé à préserver les stocks essentiels de calcium et de magnésium de l'organisme. Les chercheurs ont constaté qu'une privation de bore produisait des effets similaires à ceux de l'ostéoporose et qu'un statut adéquat en bore aidait à prévenir la perte de calcium et la déminéralisation osseuse chez des femmes ménopausées12.
Le bore pourrait également aider à alléger les effets néfastes sur le métabolisme du calcium d'une déficience en vitamine D3. Une étude a montré que lorsque des animaux sont alimentés avec une nourriture déficiente en vitamine D3, une augmentation de leur consommation en bore aide à soutenir une absorption optimale de calcium. Ces données indiquent que le bore joue un rôle supplémentaire en favorisant un équilibre minéral optimal et en garantissant une utilisation saine du calcium13.
Une étude a observé les effets d'une supplémentation en bore sur des rats souffrant d'une ostéoporose induite par de l'acide rétinoïque. Les résultats ont montré qu'une supplémentation en bore augmentait le contenu sérique en bore des rats ostéoporotiques pour stimuler la formation des os et inhiber leur résorption14.

Le collagène marin de type I agit sur l'activité de remodelage osseux

Le collagène est la protéine la plus abondante dans le règne animal et représente près de 30 % des protéines chez les mammifères. Il existe au moins seize types de collagène mais 80 à 90 % du collagène de l'organisme est constitué des types I, II et III, le type I étant le plus courant. Ces molécules de collagène s'assemblent pour former de longues fibrilles minces de structures similaires. Elles assurent la cohésion, l'élasticité et la régénération de la peau, du cartilage et des os. Le collagène de type I est particulièrement important pour la force mécanique des os, en raison de sa capacité à résister à la tension. Les ostéoblastes produisent de l'ostéoïde qui est principalement composé de collagène de type I. Avec les années, les niveaux de collagène diminuent, particulièrement chez les femmes au moment de la ménopause.
Plusieurs études ont indiqué que la prise d'hydrolysat de collagène entraîne une augmentation significative de la masse osseuse et une diminution du nombre de fractures chez des sujets souffrant d'ostéo-porose. En 1996, un essai clinique a mesuré un accroissement de la densité osseuse après la prise pendant quatre à vingt-quatre semaines d'hydrolysat de collagène. Un autre essai a montré que la production endogène de collagène par les cellules osseuses était stimulée par l'hydrolysat de collagène.
L'administration de collagène à des rates ovariectomisées a produit une augmentation de la densité minérale osseuse de l'épiphyse du fémur des animaux et a accru son contenu en collagène et en glycoaminoglycanes15.
La croissance et la différentiation d'ostéoclastes et d'ostéoblastes mis en culture avec différentes concentrations d'hydrolysats de collagènes de porc, de bœuf et de poisson ont été mesurées. Cela a permis d'observer une augmentation dose-dépendante de l'activité de la phosphatase alcaline, un marqueur bien connu de l'ostéogenèse, ainsi qu'une diminution de celle des ostéoclastes par rapport à des cellules osseuses témoins. Chez des souris ayant subi une ablation des ovaires, la consommation d'hydrolysat de collagène pendant quatre à douze semaines a significativement augmenté la densité minérale osseuse par rapport aux animaux témoins.
Les résultats de cet essai suggèrent que l'hydrolysat de collagène alimentaire augmente l'activité des ostéoblastes, agissant ainsi sur le remodelage osseux et accroissant le diamètre externe des zones corticales des fémurs16.

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Références :


1. Chapuy M.-C. et al., « Combined calcium and vitamin D3 supplementation to prevent hip fracture in elderly women. A confirmatory study : Decaloyos II », Osteoporos. Int. 2002 ; 13(suppl. 1) : S25. Program and abstracts of the IOF world congress on osteoporosis ; May 10-14, 2002, Lisbon, Portugal. Abstract P68.
2. Rüegsegger P., Keller A., Dambacher M. A., « Comparison of the treatment effects of ossein-hydroxyapatite compound and calcium carbonate in osteoporotic females », Osteoporos Int. 1995 ; 5:30-34.
3. Pérez Lopez F. R., « Vitamin D and its implications for musculoskeletal health in women : an update », Maturitas, 2007 June 28, e-pub ahead of print.
4. Le Boff M. S. et al., « Occult vitamin D deficiency in postmenopausal US women with acute hip fracture », J. Am. Med. Assoc., 1999, 251 : 1505-11.
5. Arch. Intern. Med., 2006 Jun. 26, 166 (12) : 1256-61.
6. Iwamoto I. et al., « Treatment with vitamin D3 and /or vitamin K2 for postmenopausal women with osteoporosis », Keio J. Med. 2003 ; 52 : 147-150.
7. Tucker K. L. et al., « Potassium, magnesium and fruit and vegetable intakes are associated with greater bone mineral density in elderly men and women », Am. J. Clin. Nutr. 1999 Apr. ; 69(4) : 727-36.
8. New S. A. et al., « Dietary influence on bone mass and bone metabolism : further evidence of a positive link between fruit and vegetable consumption and bone health », American J. Clin. Nutr. 2000 Jan. ; 71(1):142-51.
9. McCaslin F.E., et al., « The effect of strontium lactate in the treatment of osteoporosis », Proc. Staff Meetings Mayo Clinic, 1959, 34:329-334.
10. Meunier P.-J. et al., « The effects of strontium ranelate on the risk of vertebral fracture in women with postmenopausal osteoporosis », N. Engl. J. Med. 2004 Jan. 29:350(5) : 459-68.
11. Reginster J. Y. et al., « Strontium ranelate reduces the risk of hip fractures in women with postmenopausal osteoporosis », Osteoporos. Int. 2002 Nov. 13(Suppl. 3) : S14(AbsO14).
12. Nielsen F. H. et al., « Effect of dietary boron on mineral, estrogen and testosterone metabolism in postmenopausal women », FASEB J. 1987 Nov. ; 1(5):394-7.
13. Hegsted M. et al., « Effect of boron on vitamin D deficient rats », Biol. Trac. Elem. res. 1991 Mar. ; 28(3) : 243-55.
14. Xu P. et al., « Therapeutic effect of dietary boron supplement on retinoic acid-induced osteoporosis in rats », Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao. 2006 Dec. ; 26(12) : 1785-8.
15. « Increase in bone mineral density through oral administration of shark gelatin to ovariectomized rats », Nutrition. 2005 Nov.-Dec. ; 21(11-12) : 1120-6.
16. Guilleminet F. et al., « Hydrolyzed collagen improves bone metabolism and biomechanical parameters in ovariectomized mice : an in vitro and in vivo study », European Journal of Cardiovascular Prevention & Rehabilitation. March 2010, Volume 46, Issue 3 : 827-834.

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