Основные пищевые источники кальция и факторы, снижающие его

Биодоступность

* Источники биодоступного кальция.

Определенный вклад в обеспечение кальцием организма мо­жет вносить питьевая вода (водопроводная или минеральная бу­тил ированная), содержащая много кальция.

На уровень усвояемости кальция из рациона влияют несколько пищевых факторов. Активный перенос кальция через мембраны энтероцитов стимулируют лимонная кислота, аминокислоты, фосфопептиды казеина, витамин D (кальцитриол), а лактоза при ферментации создает оптимальные условия для абсорбции каль­ция (рН) в кишечнике.

Эффективность абсорбции кальция снижается при увеличении общего объема съеденной пищи, высоком содержании в рационе оксалатов, фитатов, фосфора и, возможно, жиров, пищевых во­локон и кофеина. Средний уровень усвояемости кальция из сме­шанного рациона составляет 30...40%.

Усвояемость кальция из пищи снижается с возрастом и при заболеваниях кишечника.

Обеспечение кальцием организма достигается в полном объе­ме при ежедневном использовании молочной группы продуктов, овощей, зелени, хлебобулочных изделий, фруктов и регулярном включении в рацион морепродуктов, орехов, сухофруктов.

Нормы физиологической потребности и биомаркеры пищевого ста­туса. Потребность взрослого здорового человека в кальции состав­ляет 1 000 мг и повышается при беременности и лактации.

Биомаркерами обеспеченности организма кальцием служат уровень кальция в сыворотке крови и динамика параметров каль­циевого метаболизма, характеризующих процессы ремодуляции костной ткани: активность щелочной фосфатазы, концентрация паратгормона, количество С-телопептида в сыворотке крови и уровень выведения кальция с мочой по соотношению Са : креа-тинин в моче.

Причины и проявления недостаточности и избытка. Дефицит кальция может быть связан с недостаточным его поступлением с пищей, например в результате низкого содержания молочной груп­пы продуктов в рационе. Молоко в питании не используется по следующим причинам: аллергия к молочным белкам, неперено­симость молочного сахара (из-за лактазной недостаточности) или отрицательное субъективное отношение — устойчивая привычка не употреблять молочные продукты, которая относится чаще все­го к их жидким формам. С гигиенических позиций отсутствие жид­ких молочных продуктов в питании не может быть скомпенсиро­вано увеличением использования сыра, потому что в этом случае вместе с дефицитным кальцием организм будет получать лишние жировые калории. В силу этого при невозможности использовать в питании широкого ассортимента молочных продуктов необходи­мо чаще включать в рацион другие пищевые источники кальция, а также обогащенные продукты.

Алиментарный дефицит кальция может развиваться также в связи с уменьшением его всасывания (в результате недостатка ви­тамина D или нарушения синтеза кальцитриола при заболеваниях почек), снижением функции паращитовидных желез, дефицитом магния, в частности у больных хроническим алкоголизмом (де­фицит магния снижает чувствительность остеокластов к парат-гормону).

Однако существует ряд причин, способствующих развитию от­носительного дефицита кальция как в связи с его повышенным расходом, так и- с увеличенными потерями.

Повышенный расход кальция наблюдается при стрессовом ре­жиме функционирования защитно-адаптационных механизмов. Кальций обеспечивает защиту внутренней среды организма от ксенобиотиков на уровне желудочно-кишечного тракта, образуя с ними в просвете и пристеночном пространстве трудноабсорби­руемые комплексы, а также создавая высокую разность потенци­алов на внешней поверхности мембран энтероцитов за счет кон­центрации собственных ионов, обеспечивая снижение объемов трансмембранного переноса чужеродных соединений. В зависимо­сти от уровня ксенобиотической нагрузки дополнительные расхо-

ды кальция на процессы защиты могут достигать 40... 50 % физио­логической нормы.

Потери кальция с мочой могут возрастать при избыточном потреблении натрия и белка. Так, каждый лишний грамм потреб­ленного белка приводит к потере по разным данным от 2 до 20 м г кальция. Доказано также, что кофеинсодержащие напитки спо­собствуют усилению выведения кальция с мочой.

Избыток фосфора в рационе не только снижает степень абсорб-

|

ции кальция, но также приводит к потерям этого минерала с фе­калиями в результате его повышенной секреции в просвете ки­шечника.

Клинические проявления многолетнего алиментарного дефи­цита кальция у взрослых связаны с состоянием костной ткани и характеризуются снижением ее плотности, развитием остеопоро-за и повышенным риском переломов костей. Остеопороз является системным заболеванием, и дефицит кальция --не единствен­ная, хотя и важная причина его развития. Однако доказано, что на сроки и тяжесть его развития оказывает существенное влияние состояние метаболизма кальция на протяжении всей жизни чело­века, начиная с рождения. В силу этого дефицит кальция следует рассматривать как крайне неблагоприятное состояние, требующее обязательной коррекции.

Лабораторными признаками дефицита кальция являются:

• кальций в сыворотке крови на нижней границе нормы;

• высокая растущая активность щелочной фосфатазы в сыво­
ротке крови;

• повышение концентрации паратгормона и С-телопептида в

крови;

• снижение концентрации кальция в суточной моче.
Избыточное потребление кальция с пищевыми продуктами у

здорового человека не приводит к развитию нарушений в пара­метрах пищевого статуса. У человека существует четкая система регуляции кальциевого метаболизма, которая обеспечивает по­ступление во внутреннюю среду только необходимого количе­ства кальция. Существенная часть лишнего кальция остается в просвете кишечника и удаляется с фекалиями. Гиперкальцие-мия, как правило, не является следствием избытка кальция в рационе, а связана с тяжелыми патологиями паращитовидных и щитовидной желез, онкологическими заболеваниями, гиперви-шминозом D.

При дополнительном включении в рацион значительного ко­личества кальцийсодержащих добавок необходимо учитывать воз­можность модификации за счет этого биодоступности х<елеза, магния и цинка.

Верхним допустимым уровнем употребления кальция считает­ся 2 500 мг/сут.

Фосфор.Это незаменимый макроэлемент, необходимый для нормального функционирования всех клеток организма. Основ­ное количество фосфора в организме представлено в виде фосфа­та, а его основным депо является скелет, где сконцентрировано около 85 % этого минерала. В костях фосфор в виде фосфата каль­ция входит в состав кристаллов гидроксиапатита, играя, таким образом, структурную роль. Фосфор выполняет в организме мно­жество других важнейших функций:

• участвует в построении и функционировании биомембран в
составе фосфолипидов;

• обеспечивает производство и запас энергии в макроэргиче-
ских связях АТФ и креатининфосфата;

• входит в состав ДНК и РНК для сохранения и передачи на­
следственной информации;

• обеспечивает активность ряда ферментов, гормонов и кле­
точных регуляторов за счет их фосфорилирования;

• обладает в составе фосфатов буферными свойствами, необ­
ходимыми для поддержания в организме и клетках кислотно-ще­
лочного равновесия;

• в составе дифосфоглицерата связывается с гемоглобином в
эритроцитах и регулирует передачу кислорода тканям.

Регуляция метаболизма фосфора в организме происходит па­раллельно с контролем обмена кальция. В ней участвуют паратгор-мон и витамин D.

Основные пищевые источники, усвояемость и возможность обес­печения организма. Фосфор содержат большинство пищевых про­дуктов в значительном количестве. Богатыми источниками биодо­ступного фосфора в питании являются молочные и мясные про­дукты, яйца, птица и рыба — в них содержится от 100 до 350 мг фосфора (в 100 г продукта). В зерновых, бобовых, семенах и орехах фосфор находится в форме фитатов (фитиновой кислоты). До­ступность фосфора из фитатов не превышает 50 %, но может быть увеличена в результате технологической переработки раститель­ного сырья: при производстве хлеба, тепловой обработке круп, бобовых. Усвояемость фосфора из смешанного рациона составля­ет 30...50%.

Фосфор также является компонентом большого количества различных полифосфатов, которые в качестве пищевых добавок широко используются в современном продовольственном произ­водстве. Например, фосфорная кислота включается в состав про­хладительных напитков, а фосфаты вводятся в рецептуру колбас­ных изделий.

С гигиенических позиций основной задачей является не обес­печение фосфором как таковым (его изолированный дефицит — крайне редкая ситуация), а соблюдение оптимального соотноше­ния Са: Р в рационе в целом. Для этого необходимо главным обра-120

зом поддерживать высокий уровень алиментарного кальция. В наи­более широкр используемых современных продуктах, особенно в колбасах, кулинарных мясных и рыбных полуфабрикатах, бобо­вых, хлебобулочных (необогащенных) изделиях, орехах, шоко­ладе соотношение Са: Р крайне неблагоприятное.

Нормы физиологической потребности и биомаркеры пищевого ста­туса. Потребность в фосфоре для взрослого здорового человека установлена в количестве 1 200 мг/сут.

Биомаркером обеспеченности фосфором является уровень фос­фора в крови и моче.

Причины и проявления недостаточности и избытка. Алиментар­ный дефицит фосфора может наблюдаться только при общем серь­езном недоедании (голоде). В результате регистрируется гипофос-фатемия (менее 0,4 ммоль/л), сопровождающаяся компенсатор­ным повышением концентрации в крови паратгормона, кальци-триола и приводящая к гиперкальциурии. Клиническими проявле­ниями длительного дефицита фосфора могут быть потеря аппети­та, анемия, мышечная слабость, затрудненная походка, боли в костях и остеомаляция.

Причинами гипофосфатемии могут быть алкоголизм и сахар­ный диабет (особенно в периоды диабетического кетоацидоза), а также прием алюминийсодержащих антацидов.

Избыточное потребление фосфора может иметь серьезные ме­таболические последствия лишь на фоне глубокого одновремен­ного дефицита кальция и магния. Верхним допустимым уровнем потребления фосфора взрослым здоровым человеком считается 4 000 мг/сут.

Калий.Незаменимый электролит организма человека. Элект­ролитические функции калия связаны с его способностью дис­социировать в растворе с образованием заряженных ионов. Ка­лий является основным положительно заряженным ионом (ка­тионом) внутренней клеточной среды. Именно калий в комп­лексе с натрием в силу разности своих концентраций внутри и снаружи клеток обеспечивают их нормальное функционирова­ние за счет создания мембранного потенциала. Количество внут­риклеточного калия превышает более чем в 30 раз его внекле­точную концентрацию. Разность потенциалов поддерживается за счет работы натриево-калиевых мембранных насосов с затрата­ми энергии АТФ. Энергия, затрачиваемая на поддержание мемб­ранного потенциала, составляет от 20 до 40 % величины основ­ного обмена. Нормальное функционирование данного механиз­ма обеспечивает проведение нервных импульсов и мышечного сокращения.

Калий также выполняет кофакторную функцию, активизируя №⁺/К⁺-АТФазу и пируваткиназу -- ключевой фермент метабо­лизма углеводов.

Основные пищевые источники, усвояемость и возможность обес­печения организма. Основными пищевыми источниками калия яв­ляются фрукты, овощи и соки (табл. 2.29). Еще больше калия со­держат сухофрукты. При этом, однако, необходимо помнить, что с гигиенических позиций в качестве источника калия предпочти­тельнее выглядят продукты с меньшим содержанием моно- и ди-сахаридов, жира и калорий в целом.

Таблица 2.29 Содержание калия в основных продуктах питания

Калий теряется при отваривании продуктов в воде, выходя в отвар (бульон), поэтому картофель запеченный будет являться лучшим источником калия, нежели отварной. В этом же плане предпочтение следует отдавать блюдам из свежих овощей и фрук­тов, а не из отварных: салат из свежих овощей будет содержать больше калия, чем, например, винегрет, приготовленный из них же.

Усвояемость калия из смешанного рациона составляет 90... 95 %.

Нормы физиологической потребности и биомаркеры пищевого ста­туса. Потребность в калии для взрослого здорового человека уста­новлена в количестве 2500...5000 мг/сут.

Биомаркером обеспеченности калием является уровень калия в крови: норма 3,5...5,0 ммоль/л в сыворотке и 78,5... 112 ммоль/л в эритроцитах (К_эр: К_сыв > 20).

Потребность в калии может повышаться у лиц с избытком на­трия в рационе. При поступлении с пищей калия и натрия в мо­лярном соотношении 1:1 (например, 3 900 мг К и 2 300 мг Na) поддерживается оптимальный баланс этих электролитов.

Причины и проявления недостаточности и избытка. Алиментар­ный дефицит калия у взрослого здорового человека крайне мало­вероятен. Причинами возникновения недостатка калия и разви­тия вследствие этого гипокалиемии могут быть различные вне­шние факторы и патологические состояния, вызывающие повы­шенное выведение калия из организма. Длительно текущая гипо-калиемия может серьезно нарушить здоровье и вызвать сердечные аритмии, парез кишечника, мышечные слабости, что требует ее правильной диагностики и коррекции.

Избыточное потребление калия с пищевыми продуктами мо­жет рассматриваться в основном как относительное увеличение калия в рационе, по сравнению с натрием, за счет сочетания определенных продуктов с одновременным снижением использо­вания поваренной соли. При этом усиливается диурез и повыша­ется выделение натрия с мочой, что может использоваться в ка­честве одного из диетологических приемов.

Гиперкалиемия может возникать при поступлении с рационом или в результате внутренней концентрации калия в количестве, превышающем возможность почек по его выведению. Она являет­ся опасным состоянием, которое может привести к нарушению сердечного ритма.

Натрий.Натрий входит в состав соли (поваренной) вместе с хлоридом и играет ключевую роль в поддержании водно-электро­литного баланса в организме. Регуляция их концентрации обеспе­чивается сложным гормональным механизмом. Натрий (катион) и хлор (анион) являются основными внеклеточными ионами, обеспечивающими совместно с внутриклеточным калием разность потенциалов на биомембранах.

Натрий играет ключевую роль при абсорбции в кишечнике хло­ра, аминокислот, глюкозы и воды. Аналогичные механизмы ис­пользуются организмом при реабсорбции перечисленных нутри-ентов и воды в почках.

С натрием в организме связаны также функции регуляции объема крови и артериального давления. В поддержании этих важнейших параметров организма участвуют ренинангиотензинальдостероно-вая система и антидиуретический гормон. Оба механизма регули­руют реабсорбцию натрия и воды в почках.

Основные пищевые источники, усвояемость и возможность обес­печения организма. Основным источником натрия и хлорида в ра­ционе служит поваренная соль, вводимая в продукты в процессе промышленного изготовления пищи и при приготовлении и упо­треблении ^(досаливании) блюд дома. Таким образом, именно с поваренной солью в развитых странах поступает более 75 % всего количества натрия и хлора. К продуктам, содержащим максимум поваренной соли, относятся колбасные изделия, копченые, ма­ринованные, соленые продукты, консервы, сыры (табл. 2.30). Ра­цион с минимальным содержанием поваренной соли должен со­стоять из натуральных овощей, фруктов, ягод, бобовых (за ис­ключением соевой муки или соевого изолята), мяса, жидких мо­лочных продуктов.

Хорошим источником натрия в питании могут быть минераль­ные воды («Ессентуки № 4», «Арзни», «Боржоми»).

Усвояемость натрия из смешанного рациона составляет 90...

Нормы физиологической потребности и биомаркеры пищевого ста­туса. Физиологическая потребность в натрии для взрослого здо­рового человека составляет 1 500 мг/сут, что соответствует 3,75 г поваренной соли. При этом ежедневное поступление натрия не должно превышать 2 400 мг, что соответствует 6 г поваренной соли в сутки.

Биомаркером обеспеченности натрием является уровень этого электролита в крови.

Причины и проявления недостаточности и избытка. Алиментар­ный дефицит натрия у взрослого здорового человека крайне ма­ловероятен. Количество натрия в разнообразном пищевом рацио­не вполне достаточно для поддержания баланса этого элемента в организме. Причинами развития гипонатриемии (менее 136 ммоль/л натрия в сыворотке крови) могут быть: гормональные наруше­ния, связанные с патологиями центральной нервной системы: чрезмерное питье; продолжительная рвота и диарея; высокая и длительная физическая нагрузка (в том числе профессиональная), сопровождающаяся обильным потоотделением; прием некоторых лекарственных средств (диуретики, нестероидные противовоспа­лительные средства, опиаты, фенотиазины, трициклические ан-124

Таблица 2.30 Основные источники натрия и поваренной соли в питании

тидепрессанты, карбамазепин, клофибрат, винкристин, оксито-цин).

Избыток алиментарного натрия — гораздо более частая ситуа­ция, чем его недостаток — она характерна для питания большин­ства населения в развитых странах. В результате длительного избыт­ка в рационе натрия развивается гиперволемия, артериальная ги-пертензия, нарушаются функции почек. Избыток натрия в диете также ведет к потерям кальция с мочой: каждые 2,3 г натрия, вы­деленные почками, сопровождаются потерями 24...40 мг кальция.

Магний.В организме магний распределяется следующим об­разом: около 60 % депонируется в скелете (хотя только 1 % маг­ния встроен в структуру костной ткани), около 27 % — в мыш-

Таблица 2.31

Основные пищевые источники магния

цах, не более 1 % циркулирует во внутренней среде. Магний принимает участие в нескольких сотнях эссенциальных метабо­лических реакциях, в том числе в синтезе АТФ, белков, угле­водов, жиров и нуклеиновых кислот, глутатиона, циклическо­го АМФ (цАМФ).

Магний играет структурную роль в костной ткани, биомембра­нах и хромосомах. Наряду с кальцием и калием он регулирует ион­ный транспорт через мембраны.

Основные пищевые источники, усвояемость и возможность обес­печения организма. Магний поступает в организм с широким набо­ром продуктов (табл. 2.31). Его существенное присутствие в зеле­ных растениях обусловлено нахождением в составе хлорофилла. Много магния также в зерновых, орехах, морепродуктах.

Некоторые минеральные воды (например, «Арзни») являются хорошим дополнительным источником магния.

Магний лучше усваивается из пищи при соотношении Са: Mg, равном 1:0,5...0,4 (2...2,5). Для обеспечения организма магнием необходимо ежедневно включать в рацион разнообразные расти­тельные продукты, хлебобулочные изделия из муки грубого по­мола (или с отрубями) и молоко (кефир, йогурт). Именно ис­пользование достаточного количества молочных продуктов помо­жет оптимизировать соотношение магния с кальцием в диете для лучшей абсорбции этих минералов.

Пищевые волокна будут в определенном количестве снижать биодоступность магния, как и других минеральных веществ, из рациона. Установлено также, что дефицит белка в рационе (менее 30 г/сут) снижает биодоступность магния.

Из смешанного рациона магний усваивается в среднем на 30 %.

Нормы физиологической потребности и биомаркеры пищевого ста­туса. Физиологическая потребность в магнии для взрослого здо­рового человека составляет 400 мг/сут. Биомаркером обеспечен­ности магнием является уровень этого электролита в крови, нор­ма которого составляет: 0,65... 1,05 ммоль/л в плазме крови.

Причины и проявления недостаточности и избытка. Алиментар­ный дефицит магния может развиваться как при его низком со­держании в пище, так и в результате снижения усвояемости маг­ния (болезнь Крона, синдром малабсорбции, длительная диарея), а также повышенных потерь минерала с мочой (при сахарном ди­абете и приеме диуретиков).

Наиболее ранним проявлением дефицита магния является снижение концентрации этого минерала в плазме крови ниже 0,65 ммолъ/л (гипомагниемия). На первом этапе гипомагние-мии отмечается гипокальциемия (даже при достаточном количе­стве кальция в рационе) и компенсаторное повышение паратгор-мона, обеспечивающее быструю нормализацию уровня кальция в крови. В дальнейшем при длительном течении гипомагниемии от-

мечаются гипокалиемия, прогрессирующая гипокальциемия, ус­тойчивая к паратгормону и витамину D. В клинических проявлени­ях преобладают тремор, мышечные спазмы, судороги, тошнота,

рвота.

При длительно текущем дефиците магния нарушается структу­ра костной ткани, возникают структурные и регуляторные пред­посылки для развития остеопороза: кристаллы гидроксиапатита становятся более крупными и хрупкими и нарушается гормональ­ный контроль поддержания нормального уровня кальция в крови. Дефицит магния может снижать толерантность к глюкозе у боль­ных сахарным диабетом и усиливать кальцификацию сосудов,

ш

миокарда, почек. Опасности поступления чрезмерных количеств магния с рационом не существует.

Железо.Железо является ключевым элементом метаболизма. Оно входит в состав сотен функциональных белков и ферментов — гемопротеидов. Жизненная важность железа определяется, в час­тности, его участием в переносе кислорода в крови (гемоглобин) и мышцах (миоглобин). В составе гемоглобина находится около ²/з всего железа в человеческом организме. Остальное железо вклю­чено в состав транспортных белков (трансферринов) и депониро­вано в тканях в виде ферритина и гемосидерина.

Железо играет основную роль в процессах образования энер­гии в митохондриях, входя в состав цитохромов, работающих в цепи переноса электронов и являясь кофактором различных де-гидрогеназ. Оно относится к микроэлементам защитно-адаптаци­онного действия за счет кофакторного участия в первой фазе био­трансформации ксенобиотиков в составе цитохрома Р-450 и ра­боты в составе антиоксидантного фермента каталазы. В то же вре­мя железо участвует в обратном процессе — инициации образова­ния активных форм кислорода, реализуя защитные функции им­мунной системы (нейтрофилов) в отношении чужеродных клеток за счет активизации в них перекисного окисления липидов, при­водящей к уничтожению.

Железо относится к нутриентам, участвующим в генной регу­ляции. С одной стороны, в составе рибонуклеотидредуктазы оно отвечает за синтез ДНК. С другой стороны, железорегулирующие протеины контролируют трансляционные процессы по принципу отрицательной обратной связи и при низком содержании железа в клетках способствуют повышению синтеза трансферрина и ферритина, увеличивая тем самым количество усвоенного и транс­портируемого железа и возможности его дополнительного депо­нирования. При кислородном голодании (гипоксии) железо в со­ставе фермента пролилгидроксилазы регулирует факторы транс­крипции специфических белков, обеспечивающих адаптацию орга­низма к этому состоянию.

Основные пищевые источники, усвояемость и возможность обес­печения организма. Железо в пище может быть разделено на биодо­ступное и трудноабсорбируемое (табл. 2.32). В составе мясопродук­тов, птицы и рыбы оно находится в составе тема, доступно для непосредственного всасывания и мало зависит от других пищевых факторов.

Остальное неорганическое (негемовое) железо, находящееся в растительных продуктах, требует активаторов абсорбции — ас­корбиновую или другие органические кислоты. Аскорбиновая кис­лота в большей степени, чем лимонная, яблочная, молочная, способствует абсорбции неорганического железа, переводя его из трехвалентной формы в двухвалентную и образуя при этом высо-