Säure-Basen und Knochen III
Am J Clin Nutr 2006;83:1420–8.

Fruit and vegetable intakes and bone mineral status: a cross-sectional
study in 5 age and sex cohorts

Celia J Prynne, Gita D Mishra, Maria A O’Connell, Graciela Muniz,
M Ann Laskey, Liya Yan, Ann Prentice, and Fiona Ginty

From the Elsie Widdowson Laboratory, MRC Human Nutrition Research,
Cambridge, United Kingdom.

Supported by Project Award N05044 from the Food Standards Agency.

Reprints not available. Address correspondence to CJ Prynne, Elsie
Widdowson Laboratory, MRC Human Nutrition Research, Fulbourn Road,
Cambridge, CB1 9NL, United Kingdom.
E-mail: celia.greenberg@mrc-hnr.cam.ac.uk.


Background: Evidence is increasing for positive effects of fruit and
vegetable intakes on bone health. However, most of the studies to
date were conducted in adults, and few reports included adolescents.
Objective: We explored the association between bone mineral status
and fruit and vegetable intakes in adolescent boys and girls (aged
16–18 y), young women (aged 23–37 y), and older men and women
(aged 60–83 y).

Design: Bone mineral measurements of the whole body, hip, and
spine were made in all subjects by using dual-energy X-ray absorptiometry.
Information on health and lifestyle and physical activity
was obtained by questionnaire. Fruit, vegetable, and nutrient intakes
were ascertained from 7-d food diaries.

Results: In adolescent boys and girls and older women, significant
positive associations were observed between spine size-adjusted
bone mineral content (SA-BMC) and fruit intake. In boys only,
femoral neck SA-BMC was also significantly and positively associated
with the intakes of both fruit and dietary vitamin C. No significant
associations were found in the young women or older men,
or between bone measurements and intake of vegetables alone (after
adjustments) in any of the groups.

Conclusions: Higher fruit and vegetable intakes may have positive
effects on bone mineral status in both younger and older age groups,
especially at the spine and femoral neck. The specific mechanisms
remain to be ascertained, but vitamin C, other fruit-specific antioxidants,
and lifestyle may play a role.



Am J Clin Nutr 2006;83:1254 –5.

Fruit and vegetables: the unexpected natural answer to the question of
osteoporosis prevention?

Susan A Lanham-New

From the Centre for Nutrition & Food Safety, School of Biomedical &
Molecular Sciences, University of Surrey, Guildford, United Kingdom.

Address correspondence to S Lanham-New, Centre for Nutrition&Food
Safety, School of Biomedical & Molecular Sciences, University of Surrey,
Guildford, Surrey GU2 7XH, United Kingdom.
E-mail: s.lanhamnew@surrey.ac.uk.

We are in an epidemic of osteoporosis. There can be no doubt
about that. Global estimates for 2006 are that 1 in 3 women and
1 in 10 men now aged > 55 y will have osteoporosis in their
lifetime. In the United States, 10 million Americans have osteoporosis,
and costs are estimated at $17.9 billion annually. In the
United Kingdom, 3 million persons are affected, and the estimated
costs for all of Europe are in excess of €13.9 billion (euros)
annually. We urgently need public health strategies to maintain
bone health throughout the life cycle and to prevent osteoporosis
in later life.

The evidence base for the disease-preventing benefits of high
intakes of fruit and vegetables continues to expand with respect
to ischemic heart disease; stomach, bowel, and breast cancer;
and, most recently, stroke (1). The message “eat your fruit and
vegetables” is a sensible one (2); the only debate is about the
recommended number of portions. For osteoporosis, the evidence
from a combination of observational, experimental, clinical,
and intervention studies strongly points to a positive link
between fruit and vegetable consumption and indexes of bone

In this issue of the Journal, Prynne et al (3) report the findings
of a cross-sectional study examining the association between
fruit and vegetable consumption and bone mineral status in 5 age
and sex cohorts. Intriguingly, the results indicate significant positive
associations between fruit and vegetable intakes and both
spine size-adjusted bone mineral content and whole-body bone
mineral density in adolescent boys and girls aged 16–18 y. In the
older women, aged 60–83 y, significant positive associations
were found between spine size-adjusted bone mineral content
and fruit intake. The size of the effect in the older women was
impressive: doubling the fruit intake would have resulted in a 5%
increment in spine bone mineral content.

The particular strengths of this study are the rigorous method
used to assess fruit and vegetable consumption; the study analyzed
the actual portion weights of fruit and vegetables, rather
than analyzing the frequency of dietary intake of these 2 food
groups or relying on past consumption data. Furthermore, the
bone data were carefully adjusted for body size, which is a particular
problem with the standard areal-density measurement
(g/cm2) that is routinely collected by using dual-energy X-ray

The association between fruit and vegetable consumption and
indexes of bone health was first identified within the older population
(4-6), and more recent studies have shown the link in relation to peak
bone mass acquisition. Jones et al (7) were the first to report a positive
link between fruit and vegetable consumption and bone density in young
adolescent females. Tylavsky et al (8) showed fruit and vegetable intakes
to be a significant independent predictor of bone area and bone mineral
density in 56 girls aged 8–13 y. McGartland et al (9) found that
a greater fruit intake was associated with higher heel bone mineral
density in girls (but not boys) aged 12 y, and Vatanparast et
al (10) found that fruit and vegetable intakes were significant
independent environmental predictors of total-body bone mineral
content in boys (but not girls) aged 8–20 y.

Associations observed in observational studies do not indicate
causality, but interest is growing about a potential mechanism
involving dietary influences (ie, an alkalizing effect of fruit and
vegetables) on acid-base balance. Moreover, an important role
for the skeleton in acid-base homeostasis, where it acts as a
source of “buffer,” contributing to both the preservation of the
body’s pH and the defense of the system against acid-base disorders,
has been known for more than 3 decades. Crucially,
natural, pathologic, and experimental states of acid loading or
acidosis are associated with hypercalciuria and negative calcium
balance, and detrimental effects of “an acid environment” on
bone mineral density have been shown in the elegant work of
Arnett and Dempster (11) and Bushinsky et al (12). Seminal work
by Sebastian et al (13) showed that the administration of base as
potassium bicarbonate resulted in both a decrease in urinary
calcium and phosphorus excretion and an improvement in overall
calcium balance, which was accompanied by a decrease in
urinary excretion of hydroxyproline (bone resorption) and an
increase in serum osteocalcin (bone formation).

What are now needed urgently are randomized controlled trials
to confirm the benefit of fruit and vegetables to the skeleton
and to identify the extent of that benefit. A 3-mo Dietary Approaches
to Stopping Hypertension (DASH) intervention study involving
23–76-y-old men and women showed convincingly that a diet high
in fruit and vegetables significantly reduces bone turnover (14).

Whereas the alkalizing effect of fruit and vegetable consumption
has drawn attention as a possible mechanism of their beneficial
influence on bone, other plausible mechanisms include the
dietary influence of vitamin K, phytoestrogens, and as yet unidentified
dietary components acting in concert, in which case the
sum of the effect is greater than that of the parts. Vegetables,
herbs, and salads that are commonly consumed in the human diet
have been shown to affect bone resorption in rats by a mechanism
that is not mediated by their base excess but that may be mediated
through pharmacologically active compounds.

We currently have more questions than answers. Future research
should focus attention on, first, long-term intervention trials centered
specifically on fruit and vegetable intakes or alkali
administration as the supplementation vehicle and assessing a
wide range of bone health indexes (including fracture risk)
and, second, experimental studies (at the cellular, animal, and
human levels) to ascertain whether other aspects of fruit and
vegetables are beneficial to bone metabolism and under what
mechanisms (15).

If these questions can be answered, a “fruit and vegetables”
approach may provide a very sensible (and natural) alternative
therapy for osteoporosis treatment, one that is likely to have
numerous additional health-related benefits. However, persuading
Western populations to increase their fruit and vegetable
consumption remains our biggest challenge.

The author is a subcontractor on grant no. N05043, funded by the Foods
Standards Agency of the United Kingdom, to study the effects of dietary
alkali and fruit and vegetable intakes on bone health and is the principal
investigator on a grant from GlaxoSmithKline to study the effect of the alkali
load of one of that company’s products on dietary alkali estimates.


1. He FJ, Nowson CA, MacGregor GA. Fruit and vegetable consumption
and stroke: meta-analysis of cohort studies. Lancet 2006;367:320–6.
2. Steffen LM. Eat your fruit and vegetables. Lancet 2006;367:278 –9.
3. Prynne CJ, Mishra GD, O’Connell MA, et al. Fruit and vegetable intakes
and bone mineral status: a cross-sectional study in 5 age and sex cohorts.
Am J Clin Nutr 2006;83:1420–8.
4. New SA, Bolton-Smith C, Grubb DA, Reid DM. Nutritional influences
on mineral density: a cross-sectional study in premenopausal women.
Am J Clin Nutr 1997;65:1831–9.
5. Tucker KL, Hannan MT, Chen H, Cupples LA, Wilson PW, Kiel DP.
Potassium, magnesium and fruit and vegetable intakes are associated
with greater bone mineral density in elderly men and women. Am J Clin
Nutr 1999;69:727–36.
6. Macdonald HM, New SA, Golden MHN, Campbell MK, Reid DM.
Nutritional associations with bone loss during the menopausal transition:
evidence for a beneficial effect of calcium, alcohol, and fruit and vegetable
nutrients and of a detrimental effect of fatty acids. Am J Clin Nutr
2004;79:155– 65.
7. Jones G, Riley MD, Whiting SJ. Associations between urinary potassium,
urinary sodium, current diet and bone density in prepubertal children.
Am J Clin Nutr 2001;73:839–44.
8. Tylavsky FA, Holiday K, Danish RK, et al. Fruit and vegetable intake is
an independent predictor of bone mass in early pubertal children. Am J
Clin Nutr 2004;79:311–7.
9. McGartland CP, Robinson PJ, Murray LJ, et al. Fruit and vegetable
consumption and bone mineral density: the Northern Ireland Young
Hearts Project. Am J Clin Nutr 2004;80:1019 –23.
10. Vatanparast H, Baxter-Jones A, Faulkner RA, Bailey DA, Whiting SJ.
Positive effects of fruit and vegetable consumption and calcium intake
on bone mineral accrual in boys during growth from childhood to adolescence:
the University of Saskatchewan Pediatric Bone Mineral Accrual
Study. Am J Clin Nutr 2005;82:700–6.
11. Arnett TR, Dempster DW. Effect of pH on bone resorption by rat osteoclasts
in vitro. Endocrinology 1986;119:119 –24.
12. Bushinsky DA, Lam BC, Nespeca R, Sessler NE, Grynpas MD. Decreased
bone carbonate content in response to metabolic, but not respiratory,
acidosis. Am J Physiol Renal Fluid Electrolyte Physiol 1993;
13. Sebastian A, Harris ST, Ottaway JH, Todd KM, Morris RC Jr. Improved
mineral balance and skeletal metabolism in postmenopausal women
treated with potassium bicarbonate. N Engl J Med 1994;330:1776–81.
14. Lin PH, Ginty F, Appel L, et al. The DASH diet and sodium reduction
improve markers of bone turnover and calcium metabolism in adults. J
Nutr 2003;133:3130–6.
15. Rafferty K, Davies KM, Heaney RP. Potassium intake and the calcium
economy. J Am Coll Nutr 2005;24:99 –106.


Übersetzung von meezer - vielen Dank!

Wir befinden uns mitten in einer Osteoporose-Epidemie. Daran kann es keinen Zweifel ge-ben. Weltweite Schätzungen für das Jahr 2006 besagen, daß 1 von 3 Frauen und 1 von 10 Männern, die jetzt älter als 55 Jahre sind, im Lauf ihres Lebens Osteoporose bekommen werden. In den USA haben 10 Mio. Amerikaner Osteoporose, die Kosten werden auf 17,9 Milliarden Dollar jährlich geschätzt. In Großbritannien sind 3 Mio. Menschen betroffen, die geschätzten Kosten für ganz Europa belaufen sich auf mehr als 13,9 Milliarden Euro jähr-lich. Wir brauchen dringend Strategien des öffentlichen Gesundheitswesens, mit denen sich auf Lebenszeit gesunde Knochen erhalten und Osteoporose im Alter vermeiden lassen.

Die Evidenz für die krankheitsvermeidenden Vorteile eines hohen Obst- und Gemüsever-zehrs im Hinblick auf ischämische Herzkrankheit, Magen-, Darm- und Brustkrebs, neuer-dings auch Schlaganfälle, wird immer größer. Die Botschaft "esst Obst und Gemüse" ist eine sehr vernünftige. Der einzige Diskussionspunkt ist, wie viele Portionen empfehlenswert wären. Was die Osteoporose betrifft, so deutet die Evidenz aus einer Kombination von Beobachtungs-, experimentellen, klinischen und Interventionsstudien stark auf eine positive Beziehung zwischen dem Obst- und Gemüseverzehr und der Knochengesundheit hin.

In dieser Ausgabe des 'Journal' berichten Prynne et al von den Resultaten einer Cross-Sectional-Studie, in welcher die Beziehung zwischen Obst- und Gemüseverzehr und Kno-chenmineralisiserungsstatus in 5 Alters- und Geschlechtsgruppen untersucht wurde. Inte-ressanterweise deuten die Resultate auf signifikante positive Bezüge zwischen Obst- und Gemüseaufnahme und größenangepaßtem Wirbelsäulenknochenmineraliengehalt und Ganzkörpermineraliendichte bei heranwachsenden Jungen und Mädchen im Alter von 16 bis 18 Jahren hin. Bei den älteren Frauen (60 - 83 Jahre) entdeckte man signifikante positive Bezüge zwischen dem größenangepaßten Wirbelsäulenknochenmineraliengehalt und dem Obstverzehr. Die Größe des Effekts bei den älteren Frauen war beeindruckend: eine Verdoppelung des Obstverzehrs würde eine 5%igen Zunahme des Wirbelsäulenknochenmineraliengehalts bewirken.

Die speziellen Stärken dieser Studie liegen in der strengen Methodik, die angewandt wurde, um den Obst- und Gemüseverzehr zu ermitteln: die Studie analysierte die tat-sächlichen Portionsgewichte von Obst und Gemüse, statt nur die Häufigkeit des Ver-zehrs dieser beiden Nahrungsmittelgruppen zu analysieren oder sich auf ältere Daten zu verlassen. Darüber hinaus wurden die Knochendaten sorgfältig auf die Körpergröße umgerechnet; dies stellt ein besonderes Problem bei der Standard-Flächendichte-messung [g/cm2] dar, die routinemäßig durch Dualenergie-Röntgenabsorptiometrie gewonnen wird.

Der Bezug zwischen dem Obst- und Gemüseverzehr und den Anzeichen für die Knochen-gesundheit wurde zunächst bei der älteren Bevölkerung festgestellt. Neuere Studien haben eine Verbindung in Relation zum Aufbau der optimalen Knochenmasse gezeigt. Jones et al waren die ersten, die über den positiven Bezug zwischen dem Obst- und Gemüseverzehr und der Knochendichte bei heranwachsenden Mädchen berichteten. Tylavsky et al zeigten, daß der Obst- und Gemüseverzehr ein signifikanter unabhängiger Prediktor für die Knochenfläche und Knochenmineraliendichte bei 56 Mädchen im Alter von 8 - 13 Jahren war. McGartland et al stellten fest, daß ein größerer Obstverbrauch mit höherer Fersenbeinmineraliendichte bei 12jährigen Mädchen (aber nicht bei Jungen) zusammenhing. Vatanparast et al entdeckten, daß der Obst- und Gemüseverzehr ein signifikanter umgebungsbedingter unabhängiger Prediktor für den Ganzkörpermineraliengehalt bei Jungen (aber nicht bei Mädchen) im Alter von 8 - 20 Jahren war.

In Beobachtungsstudien festgestellte Bezüge deuten nicht unbedingt auf einen Kausalzu-sammenhang hin, doch das Interesse an potentiellen Mechanismen einschließlich nah-rungsbedinger Einflüsse (z.B. alkalisierender Effekt von Obst und Gemüse) auf die Säuren-Basen-Balance wächst. Außerdem weiß man seit mehr als 3 Jahrzehnten um die wichtige Rolle des Skeletts in der Säuren-Basen-Homöostase, wo es als eine Art "Puffer" dient und sowohl zum Erhalt des Körper-pH-Werts als auch zur Abwehr von Störungen des Säuren-Basen-Haushalts beiträgt. Entscheidend ist, daß natürliche, pathologische und experimentelle Zustände der Säurenüberlastung oder Azidose mit Hypercalciurie (= erhöhte Calciumausscheidung im Harn) und negativer Calciumbalance in Verbindung gebracht werden. Nachteilige Effekte einer "sauren Umgebung" auf die Knochenmineraliendichte wurden durch die elegante Arbeit von Arnett und Dempster sowie Bushinsky et al aufgezeigt. Die wegweisende Arbeit von Sebastian et al zeigte, daß die Verabreichung von Basen als Kaliumbicarbonat sowohl eine Absenkung der Calcium- und Phosphorausscheidung im Harn als auch eine Verbesserung des allgemeinen Calciumgleichgewichts bewirkte, womit die Erniedrigung von Hydroxyprolin im Harn (--> Knochenabbau) als auch der Anstieg von Osteocalcin im Serum einhergingen (--> Knochenaufbau).

Was jetzt dringend vonnöten ist, sind randomisierte kontrollierte Versuche zur Bestäti-gung der günstigen Auswirkungen von Obst und Gemüse auf das Skelett und zur Identifikation des Ausmaßes dieser günstigen Auswirkungen. Die 3monatige 'Dietary Approaches to Stopping Hypertension (DASH)'-Studie, an der Männer und Frauen im Alter von 23 bis 76 Jahren teilnahmen, zeigte überzeugend, daß eine Ernährung, die viel Obst und Gemüse beinhaltet, den Knochenumsatz signifikant verringert.

Der alkalisierende Effekt des Obst- und Gemüseverzehrs als evtl. möglicher Mechanismus seines günstigen Einflusses auf die Knochen hat Aufmerksamkeit erregt; aber es gibt noch weitere plausible Mechanismen, z.B. den Einfluß von Vitamin K, Phytoöstrogenen und noch nicht identifizierten Nahrungsbestandteilen, die zusammenwirken, in welchem Falle der Gesamteffekt größer wäre als der der einzelnen Faktoren. Es wurde entdeckt, daß Gemüse, Kräuter und Salate, die üblicherweise vom Menschen verzehrt werden, die Knochenresorption bei Ratten beeinflussen - durch einen Mechanismus, der nicht von ihrem Basenüberschuß vermittelt wird, sondern eventuell durch pharmakologisch wirksame Inhaltsstoffe. [Anm. d. Ü.: Link zu einem interessanten Papier, wo es genau um diesen Aspekt geht:

Derzeit haben wir mehr Fragen als Antworten. Die zukünftige Forschung sollte ihre Auf-merksamkeit erstens auf Langzeit-Interventionsstudien fokussieren, die sich speziell auf den Obst- und Gemüseverzehr oder die Verabreichung von Basen(präparaten) und eine große Bandbreite von Knochengesundheitsindizes (einschl. Frakturrisiko) konzentrieren; zweitens auf experimentelle Studien (an der Zelle, am Tier und am Menschen) zur Vergewisserung, ob andere Aspekte von Obst und Gemüse ebenfalls günstig auf den Knochenmetabolismus wirken und unter welchen Umständen.

Wenn diese Fragen beantwortet werden können, dann könnte ein "Obst-und-Gemüse"-Ansatz eine vernünftige (und natürliche) alternative Therapie der Osteoporosebehandlung darstellen, die wahrscheinlich zahlreiche zusätzliche günstige Auswirkungen auf die Ge-sundheit hat. Doch die größte Herausforderung bleibt, die Bevölkerung der westlichen Welt davon zu überzeugen, daß sie ihren Obst- und Gemüseverzehr erhöhen sollte.

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