Неорганические микроэлементы - кратко с точки зрения внутренних болезней
Ряд неорганических элементов являются важными составляющими рациона питания у человека (табл. 34). Их дефицит наблюдается при недостаточном поступлении минеральных веществ с пищей или чрезмерной потере. Также наблюдались токсические эффекты в результате самолечения и нарушения их всасывания или выведения. Примеры клинической токсичности включают переизбыток железа (гемохроматоз, или гемосидероз), фторидов (флюороз), меди (болезнь Вильсона) и селена (селеноз, наблюдаемый в некоторых районах Китая).
Для большинства минералов существующие биохимические маркеры неточно отражают их потребление с пищей, и необходима тщательная оценка рационов питания.
а) Кальций и фосфор. Кальций — наиболее распространенный катион в организме, и активные гомеостатические механизмы контролируют уровень циркулирующего ионизированного кальция. Рекомендации Всемирной организации здравоохранения по содержанию кальция в рационе отличаются в разных странах, при этом в регионах с более высокой распространенностью переломов обычно рекомендуется употреблять больше кальция.
Из пищи усваивается от 20 до 30% кальция в зависимости от содержания витамина D и конкретных продуктов. Потребность в кальции зависит от потребления фосфора, при этом оптимальное молярное соотношение (Са и Р) составляет 1:1. Было показано, что чрезмерное потребление фосфора (например, 1,0—1,5 г/сут) с соотношением Са и Р 1:3 вызывает гипокальциемию и вторичный гиперпаратиреоз (с. 288).
Всасывание кальция может нарушаться при дефиците витамина D и мальабсорбции, обусловленной заболеванием тонкой кишки. Дефицит кальция вызывает нарушение минерализации костей и может привести к остеомаляции у взрослых. Слишком большое содержание кальция в пище может привести к запорам, а при молочно-щелочном синдроме (синоним — синдром Бернетта) наблюдается токсичность.
Дефицит фосфора в рационе встречается редко (за исключением пожилых людей с ограниченным питанием), поскольку он присутствует почти во всех продуктах, а фосфаты добавляются в ряд полуфабрикатов. Дефицит фосфатов у взрослых возникает:
• у пациентов с потерей фосфатов через почечные канальцы;
• у пациентов, длительно получающих высокие дозы алюминия гидроксида;
• иногда у лиц, страдающих алкоголизмом, когда они употребляют продукты с высоким содержанием углеводов;
• у пациентов, получающих парентеральное питание с недостаточным количеством фосфатов.
Дефицит кальция вызывает гипофосфатемию и мышечную слабость вследствие недостатка АТФ.
б) Железо. Железо участвует в синтезе гемоглобина и необходимо для транспорта электронов в клетках и для ряда ферментативных реакций. Негемовое железо в злаках и овощах плохо усваивается, но вносит больший вклад в общее потребление железа по сравнению с хорошо всасывающимся гемовым железом из продуктов животного происхождения. Фрукты и овощи, содержащие витамин С, улучшают усвоение железа, а танины в чае снижают его всасываемость.
Пищевой кальций ухудшает усвоение железа при одновременном приеме, что может усугубить дефицит железа у людей с пограничными запасами железа. Физиологического механизма экскреции железа нет, поэтому гомеостаз зависит от регуляции всасывания железа на уровне энтероцитов двенадцатиперстной кишки гепсидином — пептидом, секретируемым гепатоцитами в двенадцатиперстную кишку. Экспрессия гепсидина подавляется при низком содержании железа в организме, что приводит к усиленному выходу железа в кровоток.
В норме суточные потери железа составляют 1 мг из-за слущивания поверхностных клеток и потерь через кишечник. Регулярная потеря только 2 мл крови в сутки удваивает потребности в железе. В среднем во время менструации дополнительно теряются 20 мг железа, поэтому женщинам, не достигшим менопаузы, требуется примерно в 2 раза больше железа, чем мужчинам (и еще больше при обильных менструациях).
Основным следствием дефицита железа является анемия. Это одна из наиболее важных алиментарных причин плохого состояния здоровья во всех частях света. Согласно оценкам, в Великобритании 10% женщин страдают от дефицита железа. Периодически наблюдается перегрузка пищевым железом, что приводит к накоплению железа в печени и реже к развитию цирроза. Гемохроматоз возникает в результате наследственного дефекта, приводящего к увеличению всасывания железа.
в) Йод. Йод необходим для синтеза гормонов щитовидной железы. Он содержится в морской рыбе, морских водорослях и большинстве растительных продуктов, выращенных на берегу моря. Количество йода в почве и воде влияет на содержание йода в большинстве пищевых продуктов. Йод отсутствует в самых высокогорных районах мира (например, в Альпах и Гималаях) и в почве часто затопляемых равнин (например, в Бангладеш).
Согласно оценкам, около миллиарда человек в мире потребляют недостаточно йода и, следовательно, подвержены риску йододефицитных заболеваний. Наиболее распространенное проявление — зоб, которым страдают около 200 млн человек.
В тех районах, где у большинства женщин наблюдается эндемический зоб, 1% детей или более рождаются с кретинизмом (характеризуется умственной и физической отсталостью). В остальной популяции выше обычного распространенность глухоты, заторможенных рефлексов и плохой обучаемости. Лучший способ предотвращения неонатального кретинизма (врожденного гипотиреоза) — обеспечить достаточное потребление йода во время беременности.
Этого можно достигнуть с помощью внутримышечных инъекций 1—2 мл йодированного макового масла (475—950 мг йода) женщинам детородного возраста каждые 3—5 лет, с помощью приема внутрь йодированного масла каждые 6 мес или ежегодно у взрослых и детей, или за счет использования йодированной соли для приготовления пищи.
г) Цинк. Цинк присутствует в большинстве продуктов растительного и животного происхождения. Это важный компонент многих ферментов, в том числе карбоангидразы, алкогольдегидрогеназы и ЩФ.
Острый дефицит цинка наблюдается у пациентов, получающих длительное парентеральное питание без цинка, и вызывает диарею, апатию, мокнущий экзематозный дерматит, особенно вокруг рта, и выпадение волос. Хронический дефицит цинка развивается при его недостаточности в рационе, синдромах мальабсорбции, алкоголизме и алкогольном циррозе печени. Хронический дефицит цинка вызывает клинические признаки, характерные для очень редкого врожденного заболевания, известного как энтеропатический акродерматит (замедление роста, выпадение волос и хроническая диарея).
Считается, что дефицит цинка является причиной того, что треть населения мира не достигает своего оптимального роста. На Ближнем Востоке хронический дефицит связан с карликовостью и гипогонадизмом. При голодании дефицит цинка вызывает атрофию тимуса; пищевые добавки с цинком могут ускорить заживление поражений кожи, улучшить общее самочувствие и аппетит, снизить заболеваемость, связанную с недостаточностью питания, и уменьшить смертность, обусловленную диареей и пневмонией у детей.
д) Селен. Семейство селеносодержащих ферментов включает глутатионпероксидазу, которая помогает предотвратить повреждение клеток свободными радикалами, и монодейодиназу, которая превращает тироксин в трийодтиронин. В почве Северной Америки содержание селена выше, чем в почве на европейской и азиатской территории, а снижение зависимости Европы от импортируемых американских продуктов питания в последние десятилетия привело к уменьшению потребления селена с пищей.
Дефицит селена может вызывать гипотиреоз, кардиомиопатию у детей (кешанская болезнь) и миопатию у взрослых. Избыток селена способен стать причиной развития заболеваний сердца.
е) Фториды. Фториды помогают предотвратить кариес, повышая устойчивость эмали к воздействию кислот. Фтор является компонентом минералов костной ткани, и ряд исследований показал, что в низких дозах он уменьшает частоту переломов, но чрезмерное потребление фторидов может нарушать структуру костной ткани.
Если местная водопроводная вода содержит более 1 миллионной доли (м.д.) фтора, заболеваемость кариесом бывает низкой. Мягкая вода обычно не содержит фтора, в то время как очень жесткая вода может содержать более 10 м.д. фтора. Польза фторидов наиболее выражена, когда они поступают в организм до прорезывания постоянных зубов, во время закладки их эмали. Добавление следовых количеств фтора (1 м.д.) в коммунальное водоснабжение в настоящее время является широко распространенной практикой.
Иногда наблюдается хроническое отравление фтором, когда водопроводная вода содержит более 10 м.д. фтора. Хроническое отравление также возможно у рабочих, работающих с криолитом (фторалюминат натрия), который используется при выплавке алюминия. Появление дефектов зубной эмали — результат потребления слишком большого количества фторидов в детстве.
ж) Натрий, калий и магний. Западные диеты богаты натрием из-за натрия хлорида (соли), который добавляется в приготовленную пищу. В Великобритании считается, что ежедневное потребление соли составляет значительно менее 6 г/сут.
з) Другие значимые неорганические питательные вещества. К ним относятся хлорид (противоион натрия и калия), кобальт (необходим для синтеза витамина В12), сера (входит в состав метионина и цистеина), марганец (необходим для многих ферментов или для их активации) и хром (необходим для действия инсулина). Дефицит хрома проявляется в виде гипергликемии и отмечается у взрослых как редкое осложнение длительного парентерального питания.
Метаболизм меди нарушен при болезни Вильсона. Дефицит меди возникает редко и встречается только у маленьких детей, вызывая микроцитарную гипохромную анемию, нейтропению, замедление роста, разрежение костной ткани и дерматоз.
