Питание и остеопороз

Питание играет важную роль в формировании пика костной массы в молодом возрасте и темпе потери костной ткани у женщин в постменопаузе. В зависимости от количественных и качественных его особенностей существенно изменяются биохимические показатели обмена веществ, функциональная активность различных органов и систем. Поэтому питание рассматривается как активный лечебно-профилактический метод, который содействует сохранению физического и психического здоровья, снижает риск развития любых болезней и предупреждает преждевременное старение. Полноценное, или рациональное, питание предусматривает наличие в пищевом рационе белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ в зависимости от потребности в них и от оптимальных для усвоения соотношениях, в зависимости от возраста, пола, массы тела, условий труда.

В настоящее время установлена биологическая роль белков (протеинов) в метаболизме костной ткани. Белки являются важным структурным компонентом кости, необходимым для формирования ее органического матрикса. С одной стороны, избыточное употребление незаменимых аминокислот и протеинов ведет к развитию остеопороза и связанных с ним системных переломов, с другой недостаточное употребление белков способствует ухудшению костеобразования и заживления переломов. При обследовании больных преклонного возраста, госпитализированных по поводу переломов шейки бедра, установлено, что низкий уровень употребления белков в суточном рационе отрицательно влияет на состояние костной ткани и связан с низкой минеральной плотностью кости и низкой физической активностью и является одной из причин переломов шейки бедра. Нормализация содержания белка в рационе способствует уменьшению возникновения переломов и сокращению средней длительности лечения. Рациональное потребление протеинов, по мнению ряда исследователей, в большей мере ответственно за положительный эффект на костную ткань, чем кальций (Са), витамин D и другие факторы. Адекватное потребление протеинов, особенно животного происхождения, уменьшает потерю костной ткани у людей преклонного возраста с переломами шейки бедра и у женщин в постменопаузе (период с момента окончания менструаций). Однако в настоящее время установлено, что избыточное потребление протеинов, особенно животного происхождения, богатых аминокислотами, содержащими сульфатные группы, также может приводить к потере костной ткани, поскольку увеличивает экскрецию Са (выделения с мочой), особенно в преклонном возрасте.

Установлено, что уровень абсорбции (всасывания) Са в кишечнике и экскреции с мочой находится в зависимости от различного уровня потребления протеинов (низкого или высокого). Кальциевая абсорбция при низком употреблении белков достоверно ниже по сравнению с таковой при избыточном потреблении протеинов. У женщин, потребляющих недостаточно белков в пищевом рационе, выявляется гипокальциурия (сниженное выделение Са с мочой) и вторичная гиперфункция паращитовидных желез. Уровень Са экскреции и клубочковой фильтрации у женщин с высоким употреблением белков достоверно выше, чем у женщин с недостаточным потреблением белков. Очевидно, что угнетение Са абсорбции индуцируется недостаточным потреблением протеинов.

В профилактике и лечении остеопороза среди продуктов, содержащих достаточно много белка, особое место уделяется продуктам из бобов и сои.

В преклонном и старческом возрасте с целью уменьшения риска атеросклероза и ишемической болезни сердца широко рекомендуют диеты с низким содержанием жиров в пищевом рационе, однако подобные диеты не могут полностью обеспечить адекватный уровень поступления Са. Кроме того, жиры способствуют всасыванию жирорастворимых витаминов, в частности витаминов D и К, а некоторые из них являются их источниками. Установлено, что жиры в значительной мере влияют на Са абсорбцию. При недостаточном их потреблении образуется слишком мало кальциевых солей жирных кислот, образующих растворимые комплексные соединения с желчными кислотами. Установлено, что антисклеротические" и обычные диеты не отличаются между собой по уровню Са, хотя значительно отличаются по содержанию жиров. Средний уровень потребления Са при соблюдении таких диет составляет в среднем 754 мг/д и значительно ниже общерекомендованного. Таким образом, очевидно, что женщинам в период постменопаузы, когда идет ускоренная убыль костной ткани, необходимо увеличить уровень потребления Са независимо от потребления жиров и калорийности пищи.

Биологическая роль углеводов в метаболизме костной ткани в настоящее время не доказана, хотя существуют данные о том, что пищевые волокна (целлюлоза, пектины) могут влиять на минеральное обеспечение организма, уменьшая всасывание Са, цинка, железа. Положительная их роль, как энтеросорбентов, состоит в задержке на своей поверхности разнообразных канцерогенных веществ и радионуклидов, в частности, остеотропного радионуклида стронция. Кроме того, установлено, что повышенное содержание в пищевом рационе лактозы приводит к стимуляции биосинтеза солей Са.

На данное время установлена биологическая роль 32 минеральных элементов в жизнедеятельности человека. В зависимости от содержания в организме и пищевых продуктах их делят на макро- и микроэлементы. Среди макроелементов (11) наиболее существенное влияние на кость имеют Са, магний (Мg) и фосфор (Р). Первые два обладают щелочным действием, последний кислым. К микроэлементам, которые непосредственно влияют на обмен в костной ткани, относятся марганец (Mn), йод (И), фтор (F), стронций (Sr) и др. Проблема изучения влияния различных нутриентов, в частности, макро- и микроэлементов, на структурно-функциональное состояние костной ткани приобретает в последнее время все большую актуальность в связи с влиянием экологических, эпидемиологических и других факторов. В настоящей статье мы остановимся на влиянии белков, жиров, углеводов, основных минеральных элементов, участвующих в обмене костной ткани (Са, Mg, P), а также основного витамина, имеющего непосредственное значение в костном ремоделировании витамина D).
Суточная потребность в основных веществах, влияющих на обмен костной ткани, приведена ниже.

Кальций (Са) и его соединения играют ключевую роль в процессах формирования скелета, возбуждения и торможения на уровне головного и спинного мозга, влияют на процессы биоэнергетики, гуморальный и клеточный иммунитет, гемодинамику и микроциркуляцию, агрегатное состояние крови, секрецию нейрогормонов, обмен йода, формирование стресс-реакций.

В зависимости от возраста содержание Са в организме изменяется от 2530 г у новорожденных до 8501400 г у взрослых. Приблизительно 98-99 % Са находится в костной и хрящевой тканях в виде кристаллов гидроксиапатита, остальное количество в мягких тканях и внеклеточной жидкости. Поскольку Са в основном концентрируется в костях, изменение его баланса непосредственно связано с усилением роста или резорбцией скелета. По мнению многих исследователей, именно Са, по сравнению с другими минеральными элементами, принадлежит определяющая роль в формировании пика костной массы и метаболизме костной ткани.

Количество Са, всасываемое в кишечнике, зависит от уровня его потребления. Так, биологическая состоятельность Са к всасыванию при высоком его потреблении (более 800 мг/с) не слишком важна. Кроме того, достаточное употребление витамина D является еще одним важным моментом, поскольку биосинтез белков, необходимых для всасывания Са в желудочно-кишечном тракте, зависит от витамина D. Важное значение при оценке питания людей преклонного и старческого возраста занимают заболевания органов желудочно-кишечного тракта, частота которых значительно увеличивается с возрастом, ведет к дефициту макро- и микронутриентов и развитию остеопороза, а также увеличению частоты переломов.

Выведение Са из организма зависит от характера питания. Преобладание в рационе питания продуктов с кислой реакцией среды (мясо, крупы, хлеб) приводит к выделению Са с мочой, преобладание продуктов с щелочной реакцией приводит к выделению Са с калом.

Нормы потребления Са для взрослых и связь между потреблением Са и возникновением остеопороза в настоящее время являются предметом многочисленных споров. Разные исследователи предлагают считать нормами потребления Са количество от 300 мг/сут до величин, в 4 раза и более превышающих этот показатель. Разногласие в этом вопросе можно объяснить существенными различиями в питании и культурных традициях этнических групп, значительными индивидуальными колебаниями потребности в Са и уровней физической активности. Большинство исследователей придерживаются точки зрения, что для предупреждения отрицательного Са баланса в пожилом и старческом возрасте необходимо потребление Са в количестве не менее 10001500 мг/сут. Потребность в Са значительно возрастает при беременности и лактации. В настоящее время в мировой литературе существует много данных о недостаточном содержании Са в пищевых рационах. Большинство женщин постменопаузального возраста, проживающих в Германии, употребляют меньше 800 мг/с Са, 60 % женщин пременопаузального возраста и 75 % пациенток постменопаузального возраста, проживающие в Австралии, потребляют Са меньше рекомендованных норм, а 30 % женщин постменопаузального возраста потребляют меньше 500 мг/с Са. Меньше рекомендованных норм употребляются и другие микроэлементы, в частности, цинк, магний и железо. Адекватные уровни физической активности и потребления Са положительно влияют на минеральную плотность костной ткани, предупреждая ее ускоренную потерю, особенно в постменопаузальном периоде.

Важным источником солей Са являются молоко и продукты, изготовленные из него: наиболее богаты Са различные виды сыров. К тому же молоко способно повышать всасывание Са из других продуктов злаковых, овощей, фруктов.

Магний (Mg) в организме человека содействует активации больше 300 важных ферментативних реакций, в частности, участвует в метаболизме костной ткани, передаче нервного возбуждения, активизирует работу желчного пузыря и желчевыводящих путей, а также перистальтику кишечника, содействует удалению вредных веществ и продуктов их метаболизма и т.д. В последнее время роль Mg оценивается с позиции его уникальной способности выступать в качестве естественного антагониста Са, регулируя тем самым осуществление всего разнообразия жизненно важных функций, которые зависят от присутствия ионов Са. Принято считать, что оптимальным соотношением Са и Mg является 2:1, и это соотношение необходимо поддерживать в пищевом рационе. Известно, что как излишек, так и недостаток Mg приводит к уменьшению всасывания Са в кишечнике. Недостаток Мg в пище может быть причиной некоторых форм рахита или остеопороза.

В экспериментах на животных показано, что при дефицита Mg значительно увеличивается количество остеокластов и, соответственно, участков костной резорбции на фоне неизменного костеобразования, что ведет к несогласованности процесса костного ремоделирования. Напротив, при излишке Mg в пищевом рационе выявлено снижение экскреции Са с мочой, которая может играть роль в возникновении нарушений структурно-функционального состояния кости. Кроме того, излишек Мg ускоряет обмен в костной ткани, в основном, за счет стимуляции клеток, разрушающих костную ткань остеокластов.
Фосфор (Р). В организме взрослого человека содержится 600-700 г Р, т. е. около 1 % массы тела. В костной ткани находится 80 % общего количества Р в организме, 10 % в мышцах и 10 % в других тканях (жидкостях) тела. Р входит в состав важных биоорганических соединений: белков, жиров, углеводов, ряда витаминов, которые участвуют в разнообразных метаболических процессах и играют одну из основных ролей в жизнедеятельности всех организмов.

Общеизвестно, что Р относится к основным макроелементам, имеющим значительное влияние на метаболизм костной ткани. Са и Р взаимодополняют друг друга в главной своей функции построении минеральной основы костной ткани и зубов, а основные диетические нарушения связаны не только с их недостатком, но и с нарушением оптимального соотношения между ними, которое составляет для детей от 1 до 12 мес. 1:0,8; от 1 года и старше 1:1. При излишке Са образуются нерастворимые Са-Р соли, которые выводятся из организма с калом, а излишек Р приводит к связыванию последнего с Са крови с образованием соединений, которые не усваиваются организмом. Таким образом, даже избыточное, но не сбалансированное количество в суточном рационе этих элементов может приводить к обеднению существующих в организме запасов Са и Р.

Основным витамином, регулирующим обмен Са в организме и активно влияющим на структурно-функциональное состояние костной ткани, является витамин D (кальциферол). Существует несколько его разновидностей (D1, D2, D3, D4 и др.), однако достаточной биологической активностью у человека обладают только D2 (эргокальциферол) и D3 (холекальциферол). Витамин D играет важную роль во всасывании Са и Р в кишках, мобилизации их в костной ткани, а также влияет на функциональное состояние щитовидной, паращитовидных, половых желез, обеспечивая правильное формирование скелета. Он необходим для предупреждения рахита при отсутствии солнечного света, но еще более важен для профилактики остеопороза и вторичного гиперпаратиреоза. Кроме того, данные эпидемиологических исследований свидетельствуют об определенной роли витамина D в предупреждении возникновения некоторых видов рака, прогрессирования остеоартрозов, системного склероза, артериальной гипертензии.

Витамин D содержится только в продуктах животного происхождения, но продукты питания только частично удовлетворяют потребность организма в этом витамине. Наиболее богаты витамином D печень рыб, рыбий жир, яичный желток, молочные продукты. Основное количество витамина D образуется в клетках кожи под действием ультрафиолетовых лучей. В отличие от других витаминов, кальциферол способен создавать в организме депо.

Растительные продукты богаты солями Mg, P и, в меньшей мере, Ca. Кроме того, они содержат разнообразные микроэлементы. Однако следует отметить, что много минеральных веществ (Ca, Mg, P и т.д.) в растительных продуктах, особенно в злаковых и бобовых, находятся в труднорастворимой форме и организмом усваиваются плохо. В связи с широким распространением вегетарианства, особенно среди американцев, проблема адекватного потребления Са, протеинов и соли остается очень важной, поскольку растительные продукты не могут обеспечить адекватный уровень поступления различных макро- и микронутриентов. Продукты животного происхождения более бедны минеральными веществами, но последние находятся в более легкоусвояемой форме, чем в растительных продуктах. Так, мясо, рыба, яичные продукты являются основными источниками белка, жиров, Са, Р.

ФАКТИЧЕСКОЕ ПИТАНИЕ И СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ КОСТНОЙ ТКАНИ У ЖЕНЩИН СТАРШИХ ВОЗРАСТНЫХ ГРУПП.

В отделе клинической физиологии и патологии опорно-двигательного аппарата Института геронтологии АМНУ совместно с лабораторией гигиены питания обследовано 187 женщин в возрасте 50-89лет, которые были распределены на возрастные группы (77 пациенток в возрасте 50-69 лет и 110 больных в возрасте 70 лет и старше). Проведенный анализ полученных данных фактического питания выявил дисбаланс основных нутриентов. Так, установлено, что содержание в суточном рационе женщин старших возрастных групп белков растительного и животного происхождения значительно ниже рекомендованного (рис. 1). Дисбаланс в белковом потреблении, который определяется увеличением содержания растительных белков за счет уменьшения количества животных белков, отрицательно влияет на общее состояние организма и, в частности, на состояние костной ткани, поскольку животные белки наиболее полноценные в аминокислотном составе и необходимы для построения органического матрикса кости.

Кроме того, установлено, что содержание в пищевом рационе растительных жиров также значительно ниже рекомендованного (рис. 2). Дефицит последних ведет к нарушению структурно-функционального состояния костной ткани и развитию остеопороза, поскольку известно, что жиры, и особенно растительные, способствуют всасыванию в ЖКТ Са и жирорастворимых витаминов, в частности Д.

Общеизвестно, что увеличение содержания холестерина в пищевом рационе, дефицит жиров растительного происхождения, уменьшение индекса ПНЖК/НЖК (полиненасыщенные жирные кислоты и насыщенные жирные кислоты) являются важными факторами в развитии атеросклероза. В проведенном исследовании в группе женщин с диагностированным остеопорозом выявлены перечисленные изменения в потреблении жиров, что свидетельствует о единстве патогенетических механизмов в развитии атеросклероза и остеопороза, которые являются поздними обменно-эндокринными проявлениями постменопаузы.

Особенностью питания людей пожилого и старческого возраста в Украине является то, что недостаточное потребление белков и растительных жиров компенсируется увеличением в пищевом рационе удельного веса углеводов. В настоящее время в литературе недостаточно данных о влиянии углеводов на структурно-функциональное состояние костной ткани. Однако, результаты проведенного исследования свидетельствуют о более высоком содержании в пищевом рационе таких углеводов, как крахмал, моно- и дисахариды, которые содержатся в основном в крупах, хлебе, муке продуктах, занимающих важное значение в питании украинской популяции, что отрицательно влияет на структурно-функциональное состояние костной ткани (рис. 3).

Потребление основных макроэлементов, которые влияют на костное ремоделирование, а именно: Са, Р, Мg, в суточном рационе женщин старших возрастных групп, по данным нашего исследования, достоверно ниже рекомендованного. Поскольку известно, что Са и Р основные минеральные элементы кости, взаимодополняющие друг друга в своей основной функции построении ее минеральной основы, их дефицит в пищевом рационе отрицательно влияет на структурно-функциональное состояние костной ткани (см. рис. 1, рис. 2).

Дефицит же другого макроелемента Мg ведет к снижению всасывания Са в кишечнике, усилению гипокальциемии (сниженное содержание Са в крови), снижению уровня паратиреоидного гормона и витамина D, что также способствует развитию остеопороза (см. рис. 3).

Традиционно сложившееся в последние годы питание людей старших возрастных групп включает ограничение потребления продуктов, содержащих витамин Д, при этом его основные источники (сливочное масло, яйца, печень) одновременно содержат значительное количество холестерина и должны быть существенно ограничены у большей части людей старших возрастных групп с высоким риском атеросклероза и больных с нарушениями жирового обмена. В то же время именно эта группа людей подвержена риску остеопороза, что необходимо учитывать при составлении рациона питания больных. В проведенном исследовании в группе женщин, которые получали с пищей большое количество витамина Д, показатели структурно-функционального состояния костной ткани были наихудшими. Такой парадоксальный эффект витамина Д на фоне хронической кальциевой недостаточности, по нашему мнению, обусловлен усилением костного ремоделирования, в частности, костной резорбцией, на фоне дефицита основных минеральных компонентов кости Са и Р.

Таким образом, установлено, что фактический рацион питания краинской популяции является дефицитным по многим нутриентам, что отрицательно сказывается на состоянии здоровья стареющего организма в общем и на структурно-функциональном состоянии костной ткани. Дефицит основных минеральных элементов на фоне существующего дисбаланса многих макро- и микроэлементов ведет к развитию остеопороза. Рациональное, сбалансированное питание обязательно должно быть включено в комплекс лечебно-профилактических мер предупреждения остеопороза.

В.В. ПОВОРОЗНЮК, Н.В. ГРИГОРЬЕВА

Институт геронтологии АМН Украины, Киев