CC BY
132
l06
Є
В практику педиатра
Н.И.Тайбулатов
Научный центр здоровья детей РАМН, Москва
Дефицит кальция у детей: пути преодоления проблемы
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ ДЕФИЦИТА КАЛЬЦИЯ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ КАК ЕЕ РОСТОМ В ОБЩЕЙ ПОПУЛЯЦИИ ВСЕХ СТРАН МИРА, ТАК И ТЕМ, ЧТО ПОСЛЕДСТВИЯ НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА КАЛЬЦИЯ НАИБОЛЕЕ ЗНАЧИМЫ В ДЕТСКОМ И ПОДРОСТКОВОМ ВОЗРАСТЕ. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ МЕТАБОЛИЗМА ДАННОГО МАКРОМИНЕРАЛА В ОРГАНИЗМЕ ПОЗВОЛЯЕТ ВЫЯВИТЬ ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ НЕХВАТКИ КАЛЬЦИЯ В ПЕРИОД БУРНОГО РОСТА ЧЕЛОВЕКА, ОПРЕДЕЛИТЬ ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ, ИСПОЛЬЗУЯ КОРРЕКЦИЮ АЛИМЕНТАРНОГО И МЕДИКАМЕНТОЗНОГО ПОСТУПЛЕНИЯ КАЛЬЦИЯ.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: КАЛЬЦИЙ, ДЕТИ, ПОДРОСТКИ, МЕТАБОЛИЗМ КОСТНОЙ ТКАНИ.
Контактная информация:
Тайбулатов Николай Иванович, заведующий отделением восстановительного лечения детей
с патологией опорно-двигательного аппарата Научного центра здоровья детей РАМН
Адрес: 119991, Москва, Ломоносовский проспект, д. 2/62,
тел. (499) 134-03-92 Статья поступила 12.05.2008 г., принята к печати 14.08.2008 г.
Рост является одним из основных показателей здоровья ребенка. Адекватность процессов линейного роста, темпы увеличения размеров тела в значительной мере определяются характером питания [1, 2].
Кальций относится к числу так называемых незаменимых (или эссенциаль-ных) пищевых веществ, то есть абсолютно необходимых для нормальной жизнедеятельности человека. Они не образуются в организме из других веществ и поэтому в обязательном порядке должны поступать с пищей. Недостаточное употребление любого незаменимого пищевого вещества, или «нутриента» — по терминологии зарубежных авторов, и, в частности, кальция приводит вначале к развитию различных нарушений жизнедеятельности, а затем и болезни [1-3].
Кальций необходим для процессов роста, нормальной работы сердца, нервной и мышечной систем, системы гемостаза [1-3].
У детей раннего возраста дефицит кальция является одной из причин развития рахита. А в последующие периоды жизни недостаточное поступление кальция с пищей в детском возрасте, сопряженное со снижением его отложения в костной ткани, служит одним из факторов риска остеопороза, то есть снижения плотности костей и обусловленных им переломов. Подобная ситуация может возникнуть, в частности, во время беременности, когда идет активное отложение кальция в формирующуюся костную ткань плода, требующее мобилизации кальция из организма матери [1-3].
В плазме крови содержатся фракции связанного с белком (недиффундирующего) кальция (0,9 ммоль/л) и диффундирующего: ионизированного (1,1-1,4 ммоль/л) и неионизированного (0,35 ммоль/л). Биологически активным является ионизированный кальций, он проникает в клетки через мембраны. Неионизированная форма связана с белками (альбумином), углеводами и другими соединениями [3, 4].
Внутри клеток концентрация свободного кальция низкая. Так, общая концентрация ионов Са2+ в цитоплазме эритроцитов составляет около 3 мкМ,
N.I. Taybulatov
Scientific Center of Children's Health, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow
Calcium deficiency of children: ways to solve the problem
THE CALCIUM DEFICIENCY PROBLEM BECOMES ESPECIALLY TOPICAL CONSIDERING ITS WORLD-WIDE PROLIFERATION IN THE OVERALL POPULATION AND THE ESPECIAL SIGNIFICANCE OF THE CALCIUM METABOLISM DISTURBANCE AMONG KIDS AND TEENAGERS. ANALYSIS OF METABOLISM OF THAT MACROMINERAL REVEALS THE REASONS WHY A BODY LACKS CALCIUM DURING THE PERIOD OF INTENSIVE GROWTH, IDENTIFIES WAYS TO FIX THIS PROBLEM WITH THE HELP OF ADJUSTED ALIMENTARY AND MEDICATED INPUT OF CALCIUM.
KEY WORDS: CALCIUM, CHILDREN, TEENAGERS, BONE TISSUE METABOLISM.
-Є-
из них на свободные ионы приходится менее 1 мкМ. Градиент концентрации ионов кальция по разные стороны от мембраны (от 102 до 105) поддерживается при помощи кальциевого насоса. Очень медленная обратная диффузия ионов внутрь клетки противостоит работе насоса. Са2+ относится к вторичным месенджерам — внутриклеточным веществам, концентрация которых контролируется гормонами, нейромедиаторами, внеклеточными сигналами [3-5].
Низкий уровень кальция в клетках поддерживается кальциевыми насосами (кальциевыми АТФ-азами) и натрий-кальциевыми обменниками. Высокая активация Mg2+-, Са2+-АТФ-азы связана с конформационными изменениями кальциевого насоса, приводящими к переносу Са2+. Резкое увеличение содержания кальция в клетке происходит при открытии кальциевых каналов или внутриклеточных кальциевых депо (концентрация повышается до 500-1000 нМ при 10-100 нМ в нестимулированной клетке). Открытие каналов может быть вызвано деполяризацией мембран, действием сигнальных веществ, нейромедиаторов (глутамат, АТФ), вторичных мессенджеров (инозит-1,4,5-трифосфат, цАМФ) [3-6].
В клеточных органеллах и цитоплазме клеток имеется большое количество белков, способных связывать кальций и выполнять роль буфера. Действие кальция опосредовано «кальциевыми сенсорами» — специальными кальцийсвязывающими белками — аннексином, каль-модулином, тропонином. Кальмодулин имеется во всех клетках и при связывании четырех ионов кальция переходит в активную форму, которая может взаимодействовать с белками. С2+ оказывает влияние на активность ферментов, ионных насосов, компонентов цитоскелета за счет активации кальмодулина [5, 6]. Гипоальбуминемия не влияет на уровень ионизированного кальция, который варьирует в узком диапазоне и тем самым обеспечивает нормальное функционирование нервно-мышечного аппарата. С увеличением рН доля связанного кальция возрастает. При алкалозе ионы водорода диссоциируют из молекулы альбумина, что приводит к снижению концентрации ионов кальция. Это может вызвать клинические симптомы гипокальциемии, несмотря на то, что концентрация общего кальция в плазме не изменена. Обратная картина (увеличение концентрации ионов кальция в плазме) отмечается при остром ацидозе. Глобулины также связывают кальций, хотя и в меньшей степени, чем альбумин [3-6].
Компоненты регуляции содержания кальция в плазме крови включают: скелет (резервуар кальция); почки; экскрецию кальция через кишечник с желчью; паратгор-мон, кальцитонин (их секреция определяется уровнем кальция в плазме); 1,25-диоксихолекальциферол. Внеклеточный пул кальция в течение суток обновляется приблизительно 33 раза, проходя через почки, кишечник и кости. И даже небольшое изменение любого из этих потоков оказывает существенное влияние на концентрацию кальция во внеклеточной жидкости, включая плазму крови. Кальций, входящий в состав секретов пищеварительного тракта, частично реабсорбируется вместе с пищевым кальцием [6,7].
Нарушения обмена кальция сопровождаются нарушениями обмена фосфатов и клинически проявляются в изменениях костного скелета и нервно-мышечной возбудимости [6-8].
Лучше всего всасывается глюконат и лактат кальция. Оптимум всасывания наблюдается при рН = 3,0. Кальций
Калырнова
для крепких костей и здоровых зубов
Препарат кальция с фруктовыми вкусами, разработанный специально для детей
Когда рекомендуется принимать таблетки Кальцинова?
детям в период роста и развития детям, не употребляющим молока и молочных продуктов как дополнение к рациону питания для укрепления и защиты зубов
Какая рекомендуемая доза таблеток Кальцинова?
дети от 2 до 4 лет:
1 таблетка в сутки - профилактическая,
2-3 таблетки в сутки - терапевтическая дети от 4 лет:
2 таблетки в сутки - профилактическая,
4-5 таблеток в сутки - терапевтическая
Таблетки Кальцинова имеют четыре фруктовых вкуса: малины, ананаса, клубники и киви. Таблетки необходимо разжевывать.
Отпускается в аптеках без рецепта врача. Упаковка: 27 таблеток. Регистр, свид. М3 РФ П№015024/01-2003 от 19.06.2003
Представительство в РФ
123022, г. Москва ул. 2-я Звенигородская, д. 13, стр. 41, эт. 5 Тел.: (495)739 6600 Факс: (495) 739 6601 E-mail: [email protected] www.krka.ru
О
Г _
I&KRKK
L
Russia, 03/2008, 2008-7032
(П
а
и
V
х
га
а
с
т
соединяется с жирными и желчными кислотами и через воротную вену поступает в печень. Транспорту через мембрану энтероцита в кровь способствует витамин D. Всасывание снижается при недостатке фосфатов (важное значение имеет соотношение кальций/фосфор). На всасывание влияет концентрация Nа+, активность щелочной фосфатазы, Mg2+-, Са2+-АТФ-азы, содержание кальций-связывающего белка. При рассасывании минерального остова костей, реабсорбция кальция снижается. Кости являются резервуаром кальция: при гипокаль-циемии кальций поступает из костей и, наоборот, при гиперкальциемии он откладывается в скелете [5-9]. Ионы кальция важны для течения многих процессов: нервно-мышечного возбуждения; мышечного сокращения; свертывания крови; проницаемости клеточных мембран; активности многих ферментов и перекисного окисления липидов.
В настоящее время доказано, что кальций оказывает многостороннее положительное влияние на кость. Он снижает скорость ремоделирования кости при патологическом повышении ее темпов, способствует пролиферации и дифференцировке остеобластов, участвует в образовании и секреции инсулиноподобного фактора роста 1, запускает каскад процессов костного ремоделирования, вовлекая в него кальцитриол и ростовые факторы, оптимизирует костный метаболизм. Главная роль в метаболизме кальция в организме человека принадлежит костной ткани. В костях кальций представлен фосфатами — Са3(РО4)2 (85%), карбонатами — СаСО3 (10%), солями органических кислот — лимонной и молочной (около 5%) [7-10].
Вне скелета кальций содержится во внеклеточной жидкости и практически отсутствует в клетках. В состав плотного матрикса кости, наряду с коллагеном, входит фосфат кальция — кристаллическое минеральное соединение, близкое к гидроксилапатиту Са10(РО4)6(ОН)2. Часть ионов Са2+ замещена ионами Mg2+, незначительная часть ионов ОН- — ионами фтора, которые повышают прочность кости. Минеральные компоненты костной ткани находятся в состоянии химического равновесия с ионами кальция и фосфата сыворотки крови. Клетки костной ткани могут ускорять отложение или, наоборот, растворение минеральных компонентов при локальных изменениях рН, концентрации ионов Са2+, НРО42-, хела-тообразующих соединений [10].
В организме взрослого человека содержится 1-2 кг кальция, 98% которого находится в составе скелета (А. Уайт и соавт., 1981). Он составляет около 2% массы тела (примерно 30 моль). В крови уровень кальция —
9-11 мг/100 мл (2,2-2,8 ммоль/л), во внеклеточной жидкости — около 20 мг/100 мл. Регуляция обмена кальция между вне- и внутриклеточной жидкостью осуществляется паратгормоном, кальцитонином, 1,25-диок-сихолекальциферолом. При уменьшении концентрации ионов кальция возрастает секреция паратиреотропного гормона (ПТГ), и остеокласты увеличивают растворение содержащихся в костях минеральных соединений. ПТГ увеличивает одновременно реабсорбцию ионов Са2+ в почечных канальцах. В итоге повышается уровень кальция в сыворотке крови. При увеличении содержания ионов кальция секретируется кальцитонин, который снижает концентрацию ионов Са2+ за счет отложения кальция в результате деятельности остеобластов. В процессе регуляции участвует витамин D, он требуется для синтеза кальцийсвязывающих белков, необходимых для
всасывания ионов Са2+ в кишечнике, реабсорбции его в почках [9-11].
Постоянное поступление витамина D необходимо для нормального течения процессов кальцификации. Изменение уровня кальция в крови могут вызывать тироксин, андрогены, которые повышают содержание ионов Са2+, и глюкокортикоиды, снижающие его. Ионы Са2+ связывают многие белки, в том числе некоторые белки системы свертывания крови. В белках системы свертывания содержатся кальций-связывающие участки, образование которых зависит от витамина К [10-11].
В пищевых продуктах кальций содержится, в основном, в виде фосфата кальция, который и поступает в организм. В природе кальций встречается в виде карбоната, оксалата, тартрата, фитиновой кислоты (в составе злаков). Дефицит кальция в организме часто связан с малой растворимостью большинства его солей. С плохой растворимостью солей кальция связывают кальцификацию стенок артерий, образование камней в желчном пузыре, почечных лоханках и канальцах [12].
Фосфаты кальция легко растворяются в желудочном содержимом. Максимальное всасывание кальция происходит в проксимальных отделах тонкого кишечника и уменьшается в дистальных отделах.
Доля усвоения кальция более значительна у детей (по сравнению со взрослыми), у беременных и кормящих. Усвоение кальция снижается с возрастом человека, при дефиците витамина D [12-13].
Основные источники кальция — молоко, молочные продукты (творог, твердые сыры), рыба, яйца. Он содержится также в зеленых овощах, орехах. Одним из источников кальция является питьевая вода (в 1 литре до 350-500 мг). С питьевой водой в организм человека поступает
10-30% кальция. Биодоступность кальция улучшают кисломолочные продукты, животные белки, снижают ее — пищевые волокна, алкоголь, кофеин, избыток жиров (образуются нерастворимые соединения), фосфаты, ок-салаты. Повышенное содержание в пище магния и калия тормозит всасывание кальция: они конкурируют с кальцием за желчные кислоты. Препараты витамина D способствуют всасыванию кальция. При лечении остео-пороза одновременно с назначением препаратов кальция необходимо восполнение дефицита белков, кальциферола, витаминов [13-15].
Главным фактором, способствующим повышению всасыванию кальция в тонкой и толстой кишке, является активный метаболит витамина D — кальцитриол. В его отсутствие может быть абсорбировано только 10 процентов поступающего в организм кальция [13-17]. Известно, что различные неблагоприятные воздействия в «критические» периоды внутриутробного развития, в частности, недостаточное поступление макроэлементов с пищей, оказывает отрицательное влияние на рост и развитие ребенка, что приводит к различным отдаленным неблагоприятным последствиям — раннему развитию кариеса, низкорослости и т.д. [14-18].
Помимо неблагоприятных воздействий в различные периоды внутриутробного развития, большое значение имеют также алиментарные нарушения в различные периоды детского возраста. Данные последних лет свидетельствуют о неадекватности и несбалансированности питания детей в условиях дошкольных образовательных учреждений и школах. В рационах питания содержится недостаточное количество основных пищевых веществ, витаминов, микроэлементов. Исследова-
108
ния выявили наличие резкого дефицита кальций. В разных регионах Российской Федерации количество детей, испытывающих дефицит кальция, колеблется от 30 до 76% [19].
Особое значение придается низкому содержанию в рационе белка, что влияет на всасывание кальция в кишечнике. При анализе питания детей дошкольного и школьного возраста было выявлено снижение потребления продуктов животного происхождения (мяса, рыбы, молочных продуктов), в то же время отмечено преобладание в рационе хлебобулочных, кондитерских и макаронных изделий [20-22].
Таким образом, в современных условиях, в различные периоды детского возраста необходимо проведение профилактики и восполнения дефицита кальция.
Помимо коррекции рациона питания, большое значение имеет прием различных витаминно-минеральных комплексов. Одним из хорошо сбалансированных, содержащих кальций, фосфор и витамин D, комплексов является «Кальцинова» (^КА, Словения). В состав витаминно-минерального комплекса входят важные для процесса формирования костей физиологические дозы кальция, фосфора, витаминов D, А, В6 и С. Препарат разработан специально для детей и представляет собой жевательные таблетки с различными фруктовыми вкусами, что делает его прием для детей приятным. Исследования, проведенные специалистами Научного центра здоровья детей РАМН показали, что регулярный прием «Кальцино-вы» положительно влияет на процессы костного метаболизма [23].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Стенникова О.В., Санникова Н.Е. Патофизиологические и клинические аспекты дефицита кальция у детей. Принципы его профилактики // Вопросы современной педиатрии. — 2007. — Т. 6, № 4. — С. 59-66.
2. Тайбулатов Н.И., Намазова Л.С. Способы коррекции дефицита кальция у детей // Педиатрическая фармакология. — 2007. — Т. 4, № 4. — С. 54.
3. Bronner F. Calcium and Osteoporosis // Am. J. Clin. Nutr. — 1994. — V. 60, № 6. — R 831-836.
4. Gumming R.G., Cummings S.R. et al. Calcium Intake and Fracture Risk: Results from the Study of Osteoporotic Fractures // Am. J. Epidemiol. — 1997. — V. 145. — R 929-934.
5. Dowson-Hughers B. et al. A Controlled Trial of the Effect of Calcium Supplementation on Bone Density in Postmenopausal Women // New Engl. J. Med. — 1990. — V. 323, № 13. — R 878-883.
6. Feskanish D., Willet W.^ et al. Milk, deitary calcium and bone fractures in women: a 12-year prospective study // Am. J. Public Health. — 1997. — V. 87. — R 992-997.
7. Heaney R.R Age consideration in nutrient needs for bone health: older adults // J. Am. Coil. Nutr. — 1996. — V. 15. — R 570-574.
8. Jonston С.С. et al. Calcium Supplementation and Increases in Bone Mineral Density in Children // New Engl. J. Med. — 1992. — V. 327, № 2. — R 82-87.
9. Kinyami H.K., Gallagher J.^ et al. Serum vitamin D metabolites and calcium absorption in normal young and elderly, free living women and women living in nursing homes // Am. J. Clin. Nutr. — 1997. — V. 65. — R. 790-797.
10. Matkovic V. and R.R Heaney. Calcium Balance During Human Growth: Evidence for Threshold Behavior // Am. J. Clin. Nutr. — 1992. — V. 55. — R. 992-996.
11. Recker R.R. еt al. Bone Gain in Young Adult Women // JAMA. — 1992. — V. 268, 17. — R. 2403-2408.
12. Руководство по остеопорозу / Под ред Л.И. Беневоленской. — М., 2003. — С. 523.
13. Физиология роста и развития детей и подростков (теоретические и клинические вопросы) — издание переработанное и дополненное / Под ред. А.А. Баранова, Л.А. Щеплягиной. — М., 2006. — С. 414.
14. Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю., Круглова И.В. Снижение минерализации костной ткани: факторы риска, диагностика и профилактика: В кн.. Проблемы подросткового возраста (избранные главы) / Под ред. А.А. Баранова, Л.А. Щеплягиной. — М., 2003. — С. 290-324.
15. Langdahl B.L., Gravholt C.H. et al. Rolymorphism in the vitamin D receptor gene and bone mass, bone turnover and osteoporosis fracture // Eur. J. Coin. Invest. — 2000. — V. 30. — R 608-617.
16. Garner S.C., Anderson J.J.B., Ambrose W.W. Sceletal tissues and mineralisation. Anderson J.J.B., Garner S.C. eds. Calcium and phosphorus in health and disease // CRC Rress: Boca Raton, 1995. — R 97-117.
17. Rigo J., De Curtis M., Nyamugabo K. еt.al. Contribution of diet; human milk fortifier of preterm formula in the occurance of osteopenia in VLBW infants // J. Rediatr. Gastroenterol. Nutr. — 1997. — № 24. — A 456.
18. Chan G.M. Dietery calcium and bone mineral status of children and adolescents // Am. J. Dis. Child. — 1991. — № 145. — R. 631-634.
19. Коровина Н.А., Творогова Т.М., [аврюшова Л.П. и др. Критерии безопасности применения препаратов кальция для профилактики остеопении у детей // Педиатрия. — 2006. — № 5. — С. 81-86.
20. Кудря Л.И. Протективная роль питания детей дошкольного возраста в условиях Европейского Севера: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Архангельск., 1996. — С. 30.
21. Колпакова Н.И., Шигапов РМ. Организация питания детей в дошкольных образовательных учреждениях г. Зеленодольска. Материалы Поволжско-Уральской научно-практической конференции. Казань, 11 июня 1999 г. — Казань, 1999. — Т. 2. — С. 68-70.
22. Истомин А.В., Михайлов И.Г. Гигиеническая характеристика питания детей в детском дошкольном учреждении северного региона // Педиатрия. — 1996. — № 4. — С. 19-22.
23. Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю. Проблемы остеопороза в педиатрии: возможности профилактики // Рус. мед. журн. — 2003. — V. 11, № 27. — С. 1554-1556.
О
109
ПЕДИАТРИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ/ 2008/ ТОМ 5/ № 5
