Proteine e danni renali: ipotesi e realtà

Articolo originariamente pubblicato su vivereinforma.it il 6 ottobre 2015. Fu al tempo il primo articolo sul web italiano a proporre una rassegna delle più importanti evidenze scientifiche sul tema della relazione tra dieta iperproteica e compromessa funzionalità renale, in un’epoca in cui praticamente chiunque nel settore sanitario credeva che questo tipo di alimentazione fosse deleteria in tal senso.

Curiosamente, leggendo la letteratura scientifica non vi era alcuna prova di questa relazione. Pur essendo passati diversi anni dalla pubblicazione, le conclusioni tratte dalla letteratura scientifica contemporanea sono ancora attuali.

Nel mondo accademico della nutrizione è sempre esistita una certa preoccupazione circa il presunto impatto negativo delle proteine alimentari sulla funzionalità renale. Questa ipotesi è supportata da decenni da gran parte dei professionisti della nutrizione e tutt’oggi viene diffusa impropriamente come una realtà assodata.

La correlazione tra introito proteico e funzionalità renale può essere riconosciuta come uno di quei tanti temi che vengono accettati nel senso comune per via dell’estrema ripetitività dell’informazione, un bias cognitivo riconosciuto a volte come mere exposure effect (1).

Non a caso, consultando la letteratura scientifica non esiste evidenza sul fatto che le diete ricche di proteine siano nocive nei riguardi della funzionalità renale sul soggetto sano, finanche causa di danni renali.

Nell’articolo vengono prese in esame le principali evidenze e documenti scientifici sul tema per far luce su un argomento poco conosciuto ma ampiamente soggetto a “terrorismo” da parte di molti addetti ai lavori.

L’ipotesi delle proteine e i danni renali: Brenner hypothesis

L’ipotesi che correla un’elevata assunzione di proteine a danni renali è basata su alcuni aspetti legati all’impatto della loro ingestione sull’organismo. A seguito dell’ingestione e della digestione delle proteine in sede gastrica e intestinale, gli amminoacidi che ne derivano accedono al circolo sanguigno. Per essere utilizzati, gran parte di questi composti vengono metabolizzati dal fegato, subendo in questa sede alcuni processi come la deaminazione.

In questo processo, il gruppo amminico viene rimosso dall’aminoacido dando origine a due composti: lo scheletro carbonioso (o chetoacido) e l’ammonio (NH4+). L’ammonio contiene la componente azotata dell’aminoacido, ed è un prodotto di scarto con un effetto tossico sul corpo. Parte dell’ammonio segue quindi una via di conversione in una sostanza meno tossica chiamata urea, che viene trasportata ai reni per essere filtrata e infine escreta. Questo processo ha inizialmente luogo in un’area del rene chiamata glomerulo, dove le scorie vengono filtrate tramite una fitta rete di capillari (2). In passato questo meccanismo ha posto le basi per generare alcune ipotesi sul fatto che le diete iperproteiche portassero nel tempo a un declino della funzionalità renale o peggio a nefropatie.

L’origine di questa ipotesi è da attribuire al nefrologo statunitense Barry M Brenner, che la propose in una review pubblicata nel 1982 sul New England Journal of Medicine (3). Brenner speculava sul fatto che l’eccessiva produzione di urea associata ad un elevato consumo di proteine sovraccaricasse i glomeruli, causando danni e disfunzioni al rene. Questa teoria è stata in seguito riconosciuta appunto come “Brenner Hypothesis” (ipotesi di Brenner) (4), e da quel periodo venne assimilata nei circoli della nutrizione accademica e diffusa in maniera impropria come verità consolidata. 

Ciò che non venne originariamente considerato, fu che l’ipotesi di Brenner si basava su evidenze su animali o su soggetti affetti da nefropatie, pertanto questa non poteva essere validata per la popolazione sana (4,5). Il rene malato effettivamente può non essere in grado di eseguire al meglio i processi di escrezione a fronte di elevati introiti proteici, ma non c’erano prove l’organo sano non fosse in grado di gestire un’elevata produzione di urea, o peggio, che un elevato consumo di proteine danneggiasse i reni.

L’evidenza scientifica: le proteine non causano danni renali

Consultando la letteratura, non sono mai state riportate evidenze che associano la dieta iperproteica a danni renali in soggetti con una normale funzionalità renale. Negli ultimi anni sono stati pubblicati molti documenti che hanno analizzato l’ipotesi di Brenner, senza tuttavia confermarle. Qui di seguito vengono elencati i principali documenti scientifici relativi alle proteine e la funzionalità renale su soggetti sani.

Review 

Tra i primi tipi di documenti scientifici legati a questo argomento verranno citate le review. Essendo un riassunto di ciò che la ricerca ha stabilito fino al momento della pubblicazione, la review presenta il punto in maniera discorsiva e più comprensibile. Inerenti all’argomento trattato si possono reperire svariate review di rilievo pubblicate negli ultimi 15 anni:

• Walser (1999) (6). Questa review venne pubblicata su un testo di medicina sportiva del Institute of Medicine (IOM), un’organizzazione medica statunitense no-profit e non governativa. In questa revisione, il nefrologo Mackenzie Walser concludeva: “è chiaro che la restrizione proteica non previene il declino della funzione renale con l’età, e, di fatto, è la principale causa di tale declino. Un modo migliore per prevenire tale declino sarebbe quello di aumentare l’assunzione di proteine. Non c’è alcun motivo per limitare l’assunzione di proteine negli individui sani al fine di proteggere il rene.”
• Manninen (2004) sul Journal of the International Society of Sports Nutrition (7). L’autore trattava dei presunti effetti avversi delle diete iperproteiche dedicando una sezione anche alla funzionalità renale sul soggetto sano. La conclusione del ricercatore a riguardo: “‘Nonostante il suo ruolo nell’escrezione di azoto, non ci sono attualmente dati nella letteratura scientifica che dimostrano come il rene sano venga danneggiato dalle crescenti richieste di proteine ​​consumate in quantità superiori al Recommended Dietary Allowance (RDA) [ovvero 0.8 g/kg].”
• Friedman (2004) sul American Journal of Kidney Diseases (8). Nonostante il documento fosse incentrato sui potenziali effetti avversi delle proteine su soggetti affetti da nefropatia, le conclusioni del ricercatore riconoscevano come la popolazione sana non fosse esposta a rischio di nefropatie con le diete iperproteiche. “Tuttavia, anche se non esistono evidenti controindicazioni legate ai reni sulle diete iperproteiche per i soggetti con funzionalità renale sana, i rischi teorici dovrebbero essere riesaminati con attenzione per il malato.“
• Luyckx e Mardigan (2004) sul Nephrology Dialysis Transplantation (9). Nonostante il tono degli autori fosse piuttosto allamista e parziale, il documento era ancora focalizzato su soggetti nefropatici, e tutte le evidenze presentate erano su casi patologici e su animali, in linea con le argomentazioni di Brenner dei primi anni ottanta. Vennero accennate delle ipotesi sullo sviluppo della nefrolitiasi (calcoli renali) in persone sane, senza però presentarne alcuna prova a supporto.
• Manninen (2005) ancora sul Nephrology Dialysis Transplantation (10). Il documento era un’esplicita risposta alla lettera di Luyckx e Mardigan (2004) con evidenti richiami nel titolo. Manninen accusò Luyckx e Mardigan di aver usato un titolo fuorviante, e smentì qualsiasi connessione tra diete iperproteiche e danni renali su soggetti sani, in buona parte ribadendo alcuni concetti già espressi nella sua revisione dell’anno precedente. “In sintesi, per gli individui con una normale funzionalità renale, i rischi associati all’alto contenuto proteico nelle diete dimagranti sono minime e devono essere ridimensionate contro il reale e stabilito rischio di continua obesità“.
• Martin et al. (2005) sul Nutrition & Metabolism (4). Quella di Martin et al. è stata probabilmente la più citata ed esaustiva review sul tema. Esaminando tutta la letteratura in merito, tra cui l’ipotesi proposta da Brenner, i ricercatori confermarono che dell’introtito proteico dovessero preoccuparsi i soggetti con patologie renali pre-esistenti, e che la ricerca non aveva segnalato una connessione tra introito proteico e lo sviluppo di malattie renali su soggetti sani. Martin e colleghi evidenziarono come l’aumento delle proteine alimentari portasse ad adattamenti morfologici e funzionali del rene senza provocare effetti avversi. “Non abbiamo trovato evidenze significative a riguardo di un effetto nocivo delle diete iperproteiche sulla funzionalità renale nei soggetti sani dopo secoli di dieta occidentale ricca di proteine. […] Allo stato attuale non vi sono indicazioni sufficienti perché vengano emanate direttive pubbliche per limitare il consumo di proteine in adulti sani allo scopo di preservare la funzione renale.“
• Campbell et al. (2007) sul Journal of the International Society of Sports Nutrition (5). Si tratta del position stand della International Society of Sports Nutrition (ISSN – un’organizzazione scientifica no-profit) riguardo al tema dell’assunzione proteica per sportivi. La categoria degli sportivi infatti necessita fisiologicamente di un apporto proteico anche più che raddoppiato rispetto al fabbisogno minimo indicato dal RDA (0.8 g/kg) ideale per il sedentario. Anche questa revisione ribadì la mancanza di evidenze scientifiche su presunti effetti avversi delle diete iperproteiche sulla funzionalità renale (e sulla salute ossea) per i soggetti sani. “Viene spesso erroneamente riportato da parte dei mass media che un’assunzione di proteine cronicamente elevata sia dannosa e possa provocare ulteriore affaticamento metabolico dei reni portando a compromettere la funzionalità renale. […] Mentre sembra che l’assunzione di proteine nella dieta al di sopra del RDA non sia deleteria per la salute per le persone sane e sportive, gli individui con insufficienza renale lieve dovrebbero monitorare attentamente la loro assunzione di proteine […] Se parte di una dieta equilibrata e ricca di nutrienti, l’assunzione di proteine a [1.4 – 2.0 g/kg/die] non è dannosa per la funzione renale nelle persone sane e sportive.”
• Lowery e Devia (2009) sul Journal of the International Society of Sports Nutrition (11). Un documento piuttosto critico che trattava delle posizioni più diffuse sul rapporto tra assunzione proteica e funzionalità renale, oltre che sulla salute ossea, sulla popolazione sportiva. Pur riconfermando l’assenza di evidenze di danni renali da diete iperproteiche sulla popolazione sana, la revisione poneva l’accento sul fatto che gli sportivi presentano differenze nella funzionalità renale rispetto ai soggetti non-sportivi, e le evidenze sull’argomento nei confronti di questa specifica categoria fossero carenti. Le conclusioni degli autori: “[…] qualsiasi conclusione [riguardo al fatto] che il consumo intenzionale di molte proteine o un surplus di proteine nella dieta sia innocuo o del tutto senza conseguenze è altrettanto non convalidata, almeno per quanto riguarda la popolazione di atleti che si allenano con sovraccarichi. […] L’assenza di evidenza non è evidenza dell’assenza (per quanto riguarda i dati disponibili sulle conseguenze renali, ossee o alimentari [indotte dall’elevato consumo di] proteine).“

Altre review, per chi volesse ulteriormente approfondire sono quelle di Bauer et al. (2013) sul Journal of the American Medical Directors Association (12) e Deutz et al. (2014) sul Clinical Nutrition (13).

Proteine e danni renali: studi a lungo termine

La seconda categoria di documenti da considerare per valutare l’impatto delle diete iperproteiche sulla funzionalità renale sono gli studi controllati a lungo termine. Gli studi controllati hanno il vantaggio di minimizzare la possibilità che altre variabili impediscano l’individuazione della reale causa-effetto (i cosiddetti “fattori confondenti”), al contrario degli studi osservazionali, i quali non possono stabilire per definizione la causalità. Gli studi controllati a breve termine non possono invece essere rappresentativi per l’evidente limite di non analizzare gli effetti sul lungo periodo.

Spesso, per smentire questa connessione vengono presentati studi controllati che, pur somministrando ai soggetti elevate quantità proteiche (2.6-2.8 g/kg) senza rilevare effetti avversi, sono di durata troppo breve (da 1 settimana a 4 mesi) (14,15). Altre analisi della durata maggiore (6-12 mesi) ancora non ci mostrano alcuna correlazione negativa tra alti introiti proteici e funzionalità renale in soggetti obesi con reni sani sottoposti a diete moderatamente iperproteiche (media 107-124 g/die) ma ipoglucidiche (16,17).

In questa sede saranno di conseguenza prese in esame le analisi che hanno valutato l’impatto delle diete iperproteiche sulla funzionalità renale solo in un periodo di tempo molto lungo (i.e. anni).

• Blum et al. (1989) sul Archives of Internal Medicine (18). I ricercatori analizzarono il declino della funzionalità renale dovuto all’età in soggetti sani confrontando un gruppo di 31 non-vegetariani cronicamente in dieta iperproteica (≥100 g/die), e un gruppo di 30 vegetariani che assumeva in cronico una dieta fortemente ipoproteica (≤30 g/die), inferiore cioè ai livelli minimi di sicurezza suggeriti dal RDI (0.8 g/kg). I due gruppi includevano soggetti di età compresa tra 30 e 60 anni (10 soggetti per ognuno dei 3 decenni di età), e partirono tutti con una funzionalità renale simile. Diverse fasce di età vennero coinvolte per escludere la complessa influenza dell’età sulla funzionalità renale, differente tra giovani e anziani. Nonostante le grandi differenze di assunzione cronica di proteine (almeno più di 3 volte), entrambi i gruppi mostrarono un simile declino progressivo e fisiologico della funzionalità renale associato all’età, senza differenze significative. I ricercatori conclusero che, “al contrario dell’importante effetto terapeutico di un basso apporto proteico sul progressivo deterioramento della funzionalità renale nei reni malati, una tale dieta [dieta iperproteica cronica a ≥100 g/die] non influenza significativamente la funzionalità renale nel processo di “normale invecchiamento” nei soggetti sani“.
• Knight (2003) sul Annals of Internal Medicine (19). Si tratta di uno studio di coorte della durata complessiva di 11 anni. Sono stati analizzati i campioni di sangue di 1624 donne di età compresa tra 42 e 68 anni nel 1989, e le rispettive variazioni della funzionalità renale dal 1989 a 2000. Il 98% delle donne erano bianche, e l’1% afro-americane: l’alto introito proteico non era significativamente associato al cambiamento nel tasso stimato di filtrazione glomerulare (GFR) nelle donne con una normale funzionalità renale. Pertanto, gli autori conclusero che l’elevata assunzione di proteine non fosse associata al declino della funzionalità renale in donne con reni sani. Altri ricercatori (20) puntualizzarono che questi risultati avessero limiti derivanti dalle caratteristiche del campione esaminato, cioè donne bianche di età adulta; ma questa limitazione in realtà veniva compensata dal grande campione, dall’analisi a lungo termine, e dalla regolazione per più covariate.
• Lowery et al. (2011) sul The FASEB Journal (21). Questo studio ha analizzato i marker del danno renale (in particolare la microalbuminuria, ossia la presenza di piccole quantità di albumina nelle urine) per 9 anni tra un gruppo sottoposto cronicamente a una dieta molto iperproteica, e un gruppo sottoposto ad una dieta leggermente iperproteica. Questo campione era composto da soggetti allenati (allenamento con i pesi) da almeno 3 anni all’inizio dello studio, e seguivano protocolli di allenamento simili durante il periodo di studio. Il primo gruppo, di 12 soggetti, assumeva una media di 2.5 g/kg/die o 250 g/die di proteine, mentre il secondo gruppo, di 10 soggetti, ne assumeva in media 1.3 g/kg/die o 104 g/die. Al termine dei 9 anni non venne osservato alcun indizio di danno renale nel gruppo cronicamente esposto a una dieta altamente iperproteica.
• Fiedmand et al. (2012) sul Clinical Journal of the American Society of Nephrology (22). Lo studio analizzava l’impatto delle diete iperproteiche a lungo termine in concomitanza di un basso apporto glucidico. Sono state espresse infatti ulteriori preoccupazioni non solo per gli alti introiti proteici, ma anche per la combinazione di questo fattore un una dieta ipoglucidica. 307 soggetti adulti (18-65 anni, 208 done e 99 uomini) obesi (BMI 30-40) sono stati divisi in due gruppi al quale vennero assegnate rispettivamente, una dieta iperproteica-ipoglucidica (dieta Atkins) e una dieta normoglucidica e normoproteica, per una durata di 2 anni. Al termine dei 2 anni, venne concluso che “In individui obesi sani, una dieta dimagrante ipoglucidica iperproteica oltre 2 anni non è stata associata ad evidenti effetti nocivi su GFR, albuminuria, o bilancio idro-elettrolitico rispetto ad una dieta povera di grassi“

Il quadro delineato è quindi netto ed esente da misinterpretazioni: ad oggi la ricerca non conferma come un individuo sano aumenti il rischio di sviluppare malattie renali nell’aumentare il proprio introito proteico in funzione di un aumentato fabbisogno.

Riferimenti:

1. Kahneman D. Thinking, Fast and Slow. Macmillan, 2011.
2. Gropper SS, Smith JL. Advanced nutrition and human metabolism. Cengage Learning, 2012.
3. Brenner BM et al. Dietary protein intake and the progressive nature of kidney disease: the role of hemodynamically mediated glomerular injury in the pathogenesis of progressive glomerular sclerosis in aging, renal ablation, and intrinsic renal disease. N Engl J Med. 1982 Sep 9;307(11):652-9.
4. Martin WF et al. Dietary protein intake and renal function. Nutr Metab (Lond). 2005 Sep 20;2:25.
5. Campbell B et al. International Society of Sports Nutrition position stand: protein and exercise. J Int Soc Sports Nutr. 2007 Sep 26;4:8.
6. Walser M. The role of protein and amino acids in sustaining and enhancing performance. Committee on Military Nutrition Research, Institute of Medicine. Washington, DC: National Academies Press; 1999. Effects of protein intake on renal function and on the development of renal disease; pp. 137–154.
7. Manninen AH. High-protein diets are not hazardous for the healthy kidneys. Nephrol Dial Transplant. 2005; 20: 657–658.
8. Friedman AN. High-protein diets: potential effects on the kidney in renal health and disease. Am J Kidney Dis. 2004 Dec;44(6):950-62.
9. Luyckx VA, Mardigan TA. High-protein diets may be hazardous for the kidneys. Nephrol Dial Transplant 2004; 19: 2678.
10. Manninen AH. High-protein weight loss diets and purported adverse effects: where is the evidence? Sports Nutr Rev J. 2004; 1: 45–51.
11. Lowery LM, Devia L. Dietary protein safety and resistance exercise: what do we really know? J Int Soc Sports Nutr. 2009 Jan 12;6:3.
12. Bauer et al. Evidence-based recommendations for optimal dietary protein intake in older people: a position paper from the PROT-AGE Study Group. J Am Med Dir Assoc. 2013 Aug;14(8):542-59.
13. Deutz et al. Protein intake and exercise for optimal muscle function with aging: Recommendations from the ESPEN Expert Group. Clin Nutr. 2014 Apr 24. pii: S0261-5614(14)00111-3.
14. Brändle et al. Effect of chronic dietary protein intake on the renal function in healthy subjects. Eur J Clin Nutr 1996, 50(11):734-40.
15. Poortmans JR, Dellalieux O. Do regular high protein diets have potential health risks on kidney function in athletes?. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2000 Mar;10(1):28-38.
16. Brinkworth GD, Buckley JD, Noakes M, Clifton PM.: Renal function following long-term weight loss in individuals with abdominal obesity on a very-low-carbohydrate diet vs high-carbohydrate diet. J Am Diet Assoc 110: 633–638, 2010.
17. Skov AR, Toubro S, Bülow J, Krabbe K, Parving HH, Astrup A.: Changes in renal function during weight loss induced by high vs low-protein low-fat diets in overweight subjects. Int J Obes Relat Metab Disord 23: 1170–1177, 1999.
18. Blum M et al. Protein intake and kidney function in humans: its effect on ‘normal aging’. Arch Intern Med. 1989 Jan;149(1):211-2.
19. Knight EL et al. The impact of protein intake on renal function decline in women with normal renal function or mild renal insufficiency. Ann Intern Med. 2003 Mar 18;138(6):460-7.
20.  Lentine K, Wrone EM: New insights into protein intake and progression of renal disease. Curr Opin Nephrol Hypertens 2004, 13:333-336.
21. Lowery LM et al. Large chronic protein intake does not affect markers of renal damage in healthy resistance trainers. The FASEB Journal. 2011;25:983.2.
22. Friedman AN et al. Comparative effects of low-carbohydrate high-protein versus low-fat diets on the kidney. Clin J Am Soc Nephrol. 2012 Jul;7(7):1103-11.