Abstract

In this paper the results of experimental and clinical studies indicating the importance of compensation micronutrient in the prevention and treatment of osteoporosis, osteopenia and rachitis are discussed.

Full Text

Введение Питание является важным модифицируемым фактором, определяющим развитие и поддержание костной массы. Диета, сбалансированная по калорийности, белку (1 г/кг в сутки), жирам и углеводам (не более 60% от общей кало- рийности пищи) способствует нормальному метаболизму кальция в костной ткани. В настоящее время кальций в со- четании с витамином D является основой нутрициальной коррекции для профилактики и лечения остеопороза, ос- теопении и рахита [1]. Тем не менее сочетанный прием кальция и витамина D не всегда успешно профилактирует остеопороз, так как не компенсирует всех нутрициальных потребностей костной ткани. Важность таких факторов питания, как кальций, фосфор и витамин D, для целостности костей неоспорима. Рецеп- тор витамина D, подобно эстрогеновым рецепторам, яв- ляется фактором транскрипции, который, в частности, ре- гулирует экспрессию белков, вовлеченных в гомеостаз кальция и фосфора. Экспериментальные данные показы- вают, что физиологические эффекты витамина D вклю- чают торможение секреции провоспалительных цитоки- нов, молекул адгезии и пролиферацию сосудистых гладко- мышечных клеток - процессов, которые имеют важное значение для кальцификации артерий [2]. В то же время проводимые в течение последнего десяти- летия исследования также показали, что для поддержания структуры костной ткани необходимы витамины A, C, E, K и микроэлементы - медь, марганец, цинк, стронций, магний, железо и бор. Дефицит этих микронутриентов замедляет набор костной массы в детстве и подростковом возрасте, способствует ускоренной потере костной массы в пожи- лом возрасте [3, 4]. В настоящей работе рассмотрены ре- зультаты экспериментальных и клинических исследова- ний, указывающие на важность компенсации дефицита этих микроэлементов в профилактике и терапии остеопо- роза, остеопении и рахита. Особое внимание уделяется бору - микроэлементу, оказывающему значительное влия- ние на структуру костной ткани и тем не менее отсутствую- щему в подавляющем большинстве витаминно-минераль- ных комплексов. Магний и поддержка соединительной и костной ткани Одной из принципиально важных нутрициальных по- требностей кости является обеспеченность ее магнием - элементом, регулирующим минерализацию, равномерный рост, гибкость и прочность костной ткани и увеличиваю- щим репаративный потенциал костей. И наоборот, дефи- цит магния в организме препятствует успешной терапии и профилактике нарушений структуры кости (остеопороз и др.). Среди различных тканей организма основным депо магния является именно костная ткань, помимо этого маг- ний также оказывает существенное влияние на минерали- зацию и структуру костной ткани - его низкие уровни свя- заны с низкой костной массой и остеопорозом [5]. Магний является одним из принципиально важных нут- риентных факторов, воздействующих на соединительную ткань. Недостаточная обеспеченность магнием является одной из важнейших причин нарушений структуры (дис- плазии) соединительной ткани. Систематический анализ взаимосвязей между обеспеченностью клеток магнием и молекулярной структурой соединительной ткани указал на такие молекулярные механизмы воздействия дефицита магния, как ослабление синтеза белков вследствие деста- билизации транспортной РНК, снижение активности гиа- луронансинтетаз, повышение активности металлопротеи- наз, гиалуронидаз и лизиноксидазы [6]. Следует напомнить, что костная ткань состоит только на 70% из кальциевых со- единений, а на 22% из коллагена, 8% составляет водная фракция. Значение роли магния в поддержании структуры кости связано и с тем, что при хроническом дефиците данного элемента нарушается важнейший аспект минерального об- мена костной ткани - отношение Mg:Ca. При его снижении в сторону дефицита магния обменные процессы в кости за- медлены, быстрее депонируются токсичные металлы (прежде всего кадмий и свинец). Вследствие накопления токсичных элементов в суставе из-за нарушения пропор- ции Mg:Ca функция суставов постепенно ухудшается: уменьшается объем движений, происходит деформация су- ставов конечностей и позвоночника. Эпидемиологические исследования частоты остеопороза в разных странах пока- зали, что более высокое значение отношения Mg:Ca в пита- нии соответствует более низкой встречаемости остеопо- роза [7]. В эксперименте диета с очень низким содержанием маг- ния (7% от нормального уровня потребления) приводила к значительной гипомагниемии, гипокальциемии и характер- ным для остеопороза изменениям костной ткани у цыплят. Дефицит магния приводит к разрежению костной ткани вплоть до образования полостей; компенсация дефицита магния - к восстановлению структуры костной ткани [8]. Более высокое диетарное потребление магния соответ- ствует повышенной минеральной плотности кости (МПК) у мужчин и женщин. В исследовании когорты из 2038 человек оценка диетарного потребления магния по опроснику кор- релировала с МПК после поправок на возраст, калорий- ность диеты, потребление кальция и витамина D, индекс массы тела, курение, алкоголь, физическую активность, ис- пользование тиазидных диуретиков и эстрогенсодержащих препаратов (р=0,05 - мужчины; p=0,005 - женщины) [9]. Материнское питание во время беременности значи- тельно влияет на минеральную плотности костной ткани у детей. Наблюдения за 173 парами мать-ребенок в течение 8 лет после родов показали, что МПК шейки бедра у детей повышалась с повышением диетарной обеспеченности бе- ременной магнием. МПК поясничного отдела позвоноч- ника зависела от обеспеченности беременной магнием, ка- лием, фосфором и калием. Дети, матери которых были адек- ватно обеспечены указанными минеральными веществами во время беременности, характеризовались значимо боль- шими значениями МПК (шейка бедра - +5,5%, поясничного отдела позвоночника - +12%, всего тела - +7%) [10]. Железо Помимо того что железо необходимо для поддержания достаточной обеспеченности тканей кислородом, этот микроэлемент также участвует в метаболизме коллагена - основного структурного белка всех видов соединительной ткани, в том числе костной. Хронический дефицит железа в эксперименте приводит к задержке созревания коллагена в бедренной кости и нарушениям фосфорно-кальциевого метаболизма [11]. В эксперименте железодефицитная ане- мия (ЖДА) приводит к нарушению минерализации и уве- личению резорбции кости [12]. По данным крупных клинико-эпидемиологических ис- следований, ЖДА способствует значительному повышению риска остеопороза и переломов. Например, в лонгитуди- нальном исследовании 5286 человек (2511 мужчин и 2775 женщин в возрасте 55-74 года) находились под наблюде- нием в течение 8 лет. Низкие уровни гемоглобина были связаны с когнитивными нарушениями и более низкой костной массой. За время наблюдения у 235 мужчин и 641 женщины был установлен хотя бы один перелом (исклю- чая переломы позвоночника). Уменьшение содержания ге- моглобина в крови на одно стандартное отклонение соот- ветствовало повышению риска переломов на 30% у мужчин (р<0,001) и 8% - у женщин (р=0,07). У мужчин с легкой ЖДА (гемоглобин менее 130 г/л) риск переломов был повышен в 2 раза по сравнению с пациентами с нормальным уровнем гемоглобина [13]. Медь Медь, как и железо, участвует в модификации определенных лизиновых остатков коллагена и эластина, что имеет важное значение для формирования коллагеновых и эласти- новых фибрилл. Одним из факторов, способствующих по- тере костной массы, являются субклинические дефициты цинка и меди, возникающие вследствие уменьшенного по- требления или нарушений всасывания этих микроэлементов в организме. Цинк и медь - принципиально важные кофак- торы ферментов, участвующих в синтезе различных молеку- лярных компонентов матрикса костной ткани. В частности, медь, являясь кофактором фермента лизилоксидазы (ген LOX), имеет важное значение для формирования внутри- и межмолекулярных поперечных связей в коллагене [14]. Недостаток меди у человека и у животных связан с нару- шениями роста, остеогенеза и хрупкостью костей, что во многом обусловлено недостаточным количеством этих по- перечных сшивок [15]. В эксперименте дефицит меди при- водил к нарушению структуры коллагена и снижению та- ких механических свойств кости, как устойчивость к скручиванию и угловой деформации (р<0,05) [16, 17]. Де- фицит меди ухудшает формирование сшивок коллагена и приводит к тяжелой патологии костей, легких и сердечно- сосудистой системы [18]. Совместный прием препаратов меди/цинка с препаратами кальция может способствовать значительному снижению всасывания цинка и меди вслед- ствие фармакокинетического антагонизма [19]. Марганец Марганец - эссенциальный микроэлемент и кофактор более 200 белков, участвующих в столь разнообразных процессах, как кроветворение, иммунитет, энергетический метаболизм и метаболизм соединительной ткани. К клини- ческим симптомам марганцевого дефицита у беременных относятся дерматиты, инсулинорезистентность, жировой гепатоз, остеопения; последствия дефицита марганца для плода включают нарушения образования хрящевой ткани, аномалии развития скелета. Исследования влияния мар- ганца на развитие и структуру соединительной ткани про- водятся с первой половины XX в. [20]. Исследование показало, что эффекты долгосрочного де- фицита марганца и меди в диете включают снижение ми- нерализации в сочетании с увеличением резорбции кости [21]. Этот эффект осуществляется за счет падения активно- сти марганецзависимых ферментов, принимающих уча- стие в синтезе глюкозаминогликанов и других углеводных компонентов протеогликанов. К этим ферментам отно- сятся галактозилксилозил глюкуронозилтрансферазы (в биосинтезе таких гликозаминогликанов соединительной ткани, как хондроитин сульфат, дерматан сульфат, гепаран сульфат и гепарин), b-галактозилтрансферазы (участвуют в биохимических модификациях и присоединении глюкоза- миногликанов) и N-ацетилгалактозаминилтрансферазы (необходимы для синтеза глюкозаминогликана хондрои- тин сульфата) [22]. Хронический сочетанный дефицит марганца и меди приводит к снижению активности строящих кость остео- бластов, увеличению резорбции костного матрикса и, сле- довательно, снижению плотности и массы костей. Недоста- точность потребления меди и марганца приводит к значи- тельному снижению содержания кальция в костях (180 мг/г, дефицит Mn/Cu и 272 мг/г, контроль). Рентгено- граммы плечевых костей указали на присутствие много- численных очагов повреждения кости как при сочетанном дефиците Mn/Cu, так и глубоком дефиците марганца [21]. В эксперименте диетарный дефицит марганца в течение 25 дней приводил к снижению содержания марганца в ко- сти до 2% от контрольной группы. При этом 88% животных проявляли выраженные признаки остеопороза, причем значительно снижалось поглощение сульфата для синтеза уроновых гликозаминогликанов соединительной ткани вследствие снижения активности ряда марганецзависимых гликозилтрансфераз. Восстановление марганца в диете приводило к быстрому возрастанию его содержания в ко- сти и восстановлению нормальной структуры кости [21]. Кремний Кремний имеет важное значение для формирования скелета и соединительной ткани, так как необходим для син- теза сиалопротеинов кости. Диетическое потребление кремния ассоциировано с МПК [23]. Наблюдения за Фре- мингемской когортой (n=2847, возраст 30-87 лет) пока- зало, что более высокое диетарное потребление кремния соответствовало более высокой МПК у мужчин и женщин до 50 лет [24]. Стронций Стронций близок по химическим свойствам к кальцию и включается в состав гидроксиапатита, способствуя существенному увеличению минеральной плотности костной ткани. Препараты на основе солей стронция снижают риск переломов позвоночника на 41% [25], а риск непозвонко- вых переломов - на 15% [26]. Бор и костная ткань Ультрамикроэлемент бор играет важную роль в метаболизме костной ткани. Ежедневное потребление бора в раз- ных странах колеблется от 0,3 до 41 мг/сут [27]; источни- ком бора является диета, обогащенная фруктами, овощами, орехами и бобовыми. Обнаружена жизненная необходимость микродоз бора на примере влияния на обмен кальция, фосфора и осо- бенно магния. Бор взаимодействует с гидроксильными группами многих органических соединений, включая са- хара, полисахариды, аденозин-5-фосфат, пиридоксин, об- разуя биологически активные соединения. Бор регулирует активность паратгормона. В организме человека около 20 мг бора. Максимально концентрируется в костях, зубной эмали, почках, легких, лимфатических узлах, печени, мыш- цах, семенниках, мозге [28]. С фармакологической точки зрения препараты бора ха- рактеризуются гиполипидемическим, противовоспали- тельным, антионкологическим эффектами. Дефицит бора стимулирует развитие таких состояний, как анемия, остео-, ревматоидный артрит, когнитивная дисфункция, остеопо- роз, мочекаменная болезнь и нарушение обмена половых гормонов. Результаты экспериментальных и клинических исследо- ваний, проводимых с начала 1960-х годов, показали, что препараты бора являются безопасным и эффективным средством для лечения некоторых форм артрита. Дальней- шие исследования подтвердили важность обеспеченности бором для поддержания структуры кости. Так, костная ткань пациентов с более высоким потреблением бора ха- рактеризовалась более высокой механической проч- ностью. В тех географических регионах, где потребление бора составляет менее 1 мг/сут, заболеваемость артритом колеблется от 20 до 70%, в то время как в регионах с потреб- лением 3-10 мг/сут - не более 10%. Эксперименты с моде- лями артрита показали эффективность перорального или внутрибрюшинного введения препаратов бора [29]. О молекулярно-физиологических механизмах воздействия бора Бор влияет на активность ряда ферментных каскадов, включая метаболизм стероидных гормонов и гомеостаз кальция, магния и витамина D, также способствуя сниже- нию воспаления, улучшению профиля липидов плазмы и функционирования нейронов [30] (дефицит бора снижает электрическую активность мозга, снижает результаты те- стов на двигательную ловкость, внимание и кратковремен- ную память [31]). Бораты могут образовывать сложные эфиры с гидроксильными группами разных соединений, что может являться одним из возможных механизмов осу- ществления их биологической активности [32]. Повышен- ное содержание бора в пище увеличивает экспрессию NaBCl в тощей кишке и понижает в ткани почек [33]. Несмотря на то что детали молекулярных механизмов воздействия бора на физиологические процессы остаются неизвестными, бор оказывает существенное влияние на процессы роста клеток костной ткани и хряща. Так, бор по- вышает одонтогенную и остеогенную дифференцировку клеток ростка стволовых клеток зубов. Прием пентабората натрия оказывал дозозависимый эффект на активность ще- лочной фосфатазы и экспрессию генов, связанных с одон- тогенезом [34]. Поэтому дефицит бора во время беремен- ности, наряду с дефицитами кальция и других микронутри- ентов, также будет способствовать нарушениям развития зубов и у беременной, и у ребенка. Бор дозозависимо влияет на процессы дифференци- ровки стромальных клеток костного мозга. Концентра- ции бора в 1, 10 и 100 нг/мл повышали, а уровни более 1000 нг/мл ингибировали дифференцировку клеток (р<0,05). При уровнях бора в 10-100 нг/мл в питательной рис. 1. Гистологические образцы альвеолярной (луночной) ко- сти пародонта при разных уровнях потребления бора: а - нор- мальное потребление бора (3 мг/кг, 9 нед); б - бор-дефицитная диета (0,07 мг/кг, 9 нед). Примечание. Окраска гематоксилин-эозином, ×400. При нормальной обеспеченности бором толщина надкостницы выше, и она выстлана зрелыми остеобластами. При дефиците бора толщина надкостницы меньше, и ее поверхность образована незрелыми клетками. среде культуры клеток костного мозга также повышались уровни белков остеогенеза - остеокальцина, коллагена I типа, белков морфогенеза костей 4, 6 и 7 (р<0,05) [35], а также остеопонтина, сиалопротеина кости (ген BSP), белка Runx2 и др. [36]. Последствия дефицита бора Экспериментальное исследование эффектов дефицита бора показало, что даже при достаточном содержании каль- ция в пище недостаток бора приводил к снижению прочно- сти кости. И, наоборот, добавление бора в пищу способство- вало повышению прочности костной ткани [37]. Экспериментальная оценка последствий низкого (40 мкг/кг) или достаточного (2 мг/кг) содержания бора в диете в тече- ние 6 нед показала, что дефицит бора снижает фертиль- ность за счет уменьшения числа сайтов, приводящих к ус- пешной имплантации эмбриона, замедления роста бласто- цисты и увеличения числа тяжелых пороков развития [38]. Дефицит бора в эксперименте приводит к сокращению популяции остеобластов, тормозя формирование паро- донта [39]. При приеме бор-дефицитной диеты гистомор- фометрические исследования указали на снижение отно- сительного трабекулярного объема кости на 36% к концу 1-й недели и на 63% - через 14 дней эксперимента. К концу 2-й недели эксперимента общая поверхность клеток-ос- теобластов снизилась на 87%, что говорит о заметном со- кращении остеогенеза на фоне дефицита бора [40] (рис. 1). Биохимические и физиологические последствия дефи- цита бора и компенсации дефицита были изучены в группе здоровых добровольцев (12 женщин в постменопаузе). Участницы сначала принимали бор 0,25 мг/сут на 2000 ккал в течение 119 дней, а затем в 3 мг/сут в течение 48 дней. До- бавки бора сокращали потери кальция и магния с мочой и повышали уровни 17b-эстрадиола в сыворотке [41]. Экспериментальные и клинические исследования эффектов компенсации дефицита бора При приеме внутрь бораты и борная кислота легко и пол- ностью всасываются и быстро распределяются по жидко- стям тела посредством пассивной диффузии. Соотношение содержания бора кровь/мягкая ткань составляет 1,0, кровь/кость - 4,0. Период полувыведения боратов состав- ляет приблизительно 21 ч при пероральном или внутри- венном введении [32]. В эксперименте дополнение бора к пищевым добавкам кальция и витамина D способствовало нормализации массы тела, увеличению уровней эстрадиола в плазме крови и повышению прочности ткани бедренной кости [42]. Добавление бора в дозах 4, 10, 30, 50 мг/сут на 1 кг массы тела к обычной диете кроликов (люцерна) дозозави- симо увеличивало содержание кальция, магния и фосфора в костях и повышало механическую прочность берцовой кости [43]. Добавление к питьевой воде кальция (210 мг/сут), фто- рида (0,7 мг/сут) и боратов (1,2 мг/сут) в течение 8 нед при- водит к значительному положительному воздействию на механические свойства кости [44]. Добавки бора в пищу (50 мг/кг в виде тетрабората натрия) улучшало параметры состояния позвоночной и бедренной костной массы на фоне регулярной нагрузки на беговой дорожке. При приеме тетрабората натрия длина и масса тела, содержа- ние минералов и плотность, трабекулярный и губчатый объемы бедренных и позвоночных костей были значи- тельно выше (р<0,005) [45]. Дотации бора в эксперименте (борная кислота - 5 мг/кг, 5 нед) усиливают позитивные эффекты эстрогенов на кост- ную ткань у крыс с удаленными яичниками при подкожном введении эстрогенов (30 мкг/кг в сутки). Дотации бора спо- собствовали увеличению содержания кальция, фосфора, магния в кости, повышению трабекулярного объема и плотности кости [46, 47]. Добавление 50 мг/кг бора в пищу для кур приводило к значительному увеличе- нию прочности берцовой и бедренной кости на сдвиг [48], улучшало овогенез [49]. Совместное введение бора и вита- мина D в эмбрионы кур на фоне дефи- цита витамина D (0,5 мг бора, 0,3 мкг ви- тамина D, 8 сут эмбриогенеза) улучшало выводимость эмбрионов из яиц, мине- ральное содержание и плотность кости, активизировало зону роста эпифизарной пластины, обеспечивая тем самым более быстрое формирование кости [50]. Препараты бора могут оказывать про- тивовоспалительное действие. В частно- сти, фруктоборат кальция значительно снижает сывороточные уровни С-реак- тивного белка, тем самым контролируя воспаление, приводящее к потере мине- ральной плотности костной ткани [51]. Экскреция бора с мочой в группе здо- ровых добровольцев (n=18) составила 0,4-3,5 мг/сут. Прием препаратов бора в дозе 10 мг/сут в течение 4 нед приводило к 84% увеличению уровней бора в моче. В результате приема добавок бора кон- центрация эстрадиола в плазме досто- верно увеличилась от 52±21 до 74±22 пмоль/л (р<0,004) [52]. Витамины группы В Витамины В6 (пиридоксин), В9 (фо- латы) и В12 (цианокобаламин) способ- ствуют нормализации фолатного мета- болизма и снижению уровней гомоци- стеина плазмы крови. Более высокие уровни гомоцистеина ассоциированы с повышенными хрупкостью костей и ча- стотой переломов, в том числе перело- мов бедра у пожилых [53]. Наблюдения за группой 702 пожилых участников (65-94 года) в течение четырех лет показали, что более низкие уровни гомоцистеина на фоне дефицита фолатов являются факто- ром риска остеопороза [54]. Наблюдения за пожилыми участниками Фремингем- ской когорты (n=1002) подтверждают взаимосвязь между дефицитом фолатов и остеопорозом [55]. Риск остеопороза также повышается на фоне дефицита витамина В12 [56]. В Роттердамском исследовании (более 5 тыс. человек, находившихся под наблюдением в течение 7 лет) снижение риска переломов было связано с более вы- соким потреблением пиридоксина [57]. Фолат- и витамин В12-зависимая пернициозная анемия также является значимым фактором риска развития остео- пороза. Наблюдения показали, что у пациентов с перни- циозной анемией риск переломов проксимального отдела бедренной кости был повышен в 1,9 раза, переломов позво- ночника - 1,8 раза, а также переломов дистального отдела предплечья - в 3 раза по сравнению с популяционным контролем [58]. Витамин С Эпидемиологические исследования показали, что более низкое потребление витамина С связано с более быстрыми темпами потери костной массы, а более высокое потребле- ние витамина С - с меньшим количеством переломов [59]. Высокое потреблением витамина С в пожилом возрасте (более 300 мг/сут) было ассоциировано со значительно меньшей потерей костной массы по сравнению с более низким потреблением витамина [60, 61]. Наблюдения участников Фремингемской когорты, проводимые в тече- ние 15 лет, показали, что более высокое потребление вита- мина С в составе витаминно-минеральных комплексов поколения лекарственных препаратов кальция поколение композиция примеры I Препараты кальция Кальция глюконат Кальция карбонат Кальция цитратКальция карбонат + кальция лактоглюконат II Кальций + витамин D3 Кальция карбонат + колекальциферолКальция гидрофосфат + кальция цитрат + колекальциферол III Кальций + витамин D3 + синергисты (соли остеотропных минералов) Кальция карбонат + кальция цитрат + колекальциферол + магний, марганец, медь, цинк, бор (Кальцемин Адванс) рис. 2. синергидные кальцию микронутриенты, принимающие участие в поддержке структуры кости. приводило к достоверному снижению частоты переломов бедра (р<0,04) и непозвоночных переломов (р<0,05) [62]. Употребление витаминов С и Е в составе витаминно-мине- ральных комплексов достоверно снижало резорбцию ко- сти в соответствии с уровнями С-терминального телопеп- тида, известного биомаркера костного обмена [63]. Витамин К Витамин К (менахинон, филлохинон) необходим для карбоксилирования многих белков и, в частности, остеокаль- цина - основного структурного белка кости. Дефицит вита- мина приводит к снижению карбоксилирования остеокаль- цина и, следовательно, нарушает структуру костной ткани [64]. В рандомизированном исследовании женщины полу- чали 200 мкг/сут филлохинона (витамин K1), витамина D и кальция, что приводило к более выраженному повышению МПК по сравнению с приемом только кальция и витамина D [65]. Метаанализ семи проведенных в Японии исследований показал, что прием менахинона (витамин К2) снижает риск переломов позвонков на 60% (отношение шансов - ОШ 0,40; 95% доверительный интервал - ДИ 0,25-0,65), риск перело- мов бедра - 67% (ОШ 0,23; 95% ДИ 0,12-0,47) и риск непозвонковых переломов - 71% (ОШ 0,19; 95% ДИ 0,11-0,35) [66]. Каротиноиды Каротиноиды a-, b-, g-каротин и b-криптоксантин могут трансформироваться в витамин А, известный фактор роста тканей; каротиноиды ликопин, лютеин, зеаксантин яв- ляются антиоксидантами, но в ретинол (витамин А) не трансформируются. По сравнению с женщинами с нор- мальной МПК более низкие концентрации ликопина и криптоксантина были обнаружены в сыворотке крови жен- щин с остеопорозом [67]. В исследовании «Инициатива по охране здоровья женщин» более высокие уровни b-каро- тина были ассоциированы с более высокой МПК [68]. Более высокое потребление каротинов и ликопина снижается ча- стоту переломов на 46% у женщин и 34% - у мужчин при наблюдениях в течение 15 лет в рамках исследования Фре- мингемской когорты [62]. Флавоноиды Флавоноид кверцетин является сильным антиоксидантом и тормозит дифференциацию и активность остеокла- стов [69] - клеток, осуществляющих резорбцию кости [70, 71]. Исследование когорты близнецов показало, что более высокое потребление кверцетина связано с более высокой МПК позвоночника. Более высокое потребление антоциа- нина также было положительно ассоциировано с повыше- нием МПК позвоночника, костей таза и бедра [72]. Омега-3-жирные кислоты Хроническое воспаление нарушает физиологическое протекание процесса ремоделирования кости. В крупно- масштабных клинических исследованиях было показано, что более высокие уровни С-реактивного белка, известного маркера воспаления, связаны со сниженной минеральной плотностью костной ткани. Факторы, способствующие снижению уровней С-реактивного белка (т.е. снижающие системное воспаление), также улучшают баланс между ре- зорбцией и формированием кости [51]. Омега-3-полинена- сыщенные жирные кислоты (ПНЖК), участвуя в каскаде арахидоновой кислоты и снижая уровни провоспалитель- ных простагландинов, способствуют снижению уровней провоспалительных цитокинов, стимулирующих актива- цию остеокластов и резорбцию кости [73]. Более высокое диетарное потребление омега-3-ПНЖК соответствует повышению МПК бедра [74] и поясничного отдела позвоночника [75]. Положительная ассоциация была найдена между диетарным потреблением омега-3- ПНЖК и МПК в исследовании группы 78 здоровых добро- вольцев 16-22 лет [76]. В то же время более высокое соот- ношение омега-6 к омега-3 при потреблении омега-ПНЖК с пищей стимулирует воспаление и соответствует сниже- нию МПК [77, 78]. Заключение Возможности абсолютного восполнения дефицитов микроэлементов, необходимых для функционирования костной ткани, существенно расширяются при использова- нии специальных микронутриентных препаратов. Напри- мер, непереносимость лактозы у индивидуального паци- ента может способствовать возникновению дефицита кальция вследствие ограничений на прием молочных про- дуктов, так что для этого пациента становится необходи- мым прием специальных препаратов кальция. В настоящей работе показано, что поддержанию здоровья костной си- стемы способствуют такие микроэлементы, как магний, же- лезо, медь, марганец, кремний, стронций, бор и ряд других микронутриентов: витамины В6, В9 (фолаты), В12, С, К, каро- тиноиды, флавоноиды, омега-3-ПНЖК (рис. 2). Магний, марганец, медь, цинк и бор принято называть остеотропными минералами. Они способствуют синтезу коллагена и эластина (см. рис. 2). Известно, что костный матрикс на 90% состоит из коллагена [79], который, в свою очередь, входит не только в состав костной ткани, но и всех соединительных тканей, включая суставные связки и кож- ный покров. Следует отметить, что для микронутриентной коррекции используют разные поколения препаратов (см. таблицу). К I поколению препаратов магния принято относить не- органические композиции: карбонат кальция, оксиды, сульфат, хлорид и т.д.; ко II - органические соли кальция и синергидных микроэлементов: цитрат кальция, оротат магния, пироглутамат магния, глицинат меди. Биодоступ- ность органических солей магния почти на порядок выше, чем неорганических. Кроме того, неорганические формы элементов (сульфат цинка, карбонат кальция, оксид магния и др.) хуже переносятся и чаще дают диспептические осложнения (диарея, рвота, рези в животе). К III поколению относятся препараты на основе органических солей каль- ция и микроэлементов в сочетании с такими синерги- стами, как витамин D, изофлавоны сои и другие раститель- ные экстракты. Компоненты препаратов III поколения не только имеют высокую биодоступность, но и способствуют улучшению усвоения кальция в организме.
×

References

  1. Zofkova I, Nemcikova P, Matucha P. Trace elements and bone health. Clin Chem Lab Med 2013; 51 (8): 1555-61.
  2. Zittermann A, Schleithoff S.S, Koerfer R. Vitamin D and vascular calcification. Curr Opin Lipidol 2007; 18 (1): 41-6.
  3. Schaafsma A, de Vries P.J, Saris W.H. Delay of natural bone loss by higher intakes of specific minerals and vitamins. Crit Rev Food Sci Nutr 2001; 41 (4): 225-49.
  4. Lakhkar N.J, Lee I.H, Kim H.W et al. Bone formation controlled by biologically relevant inorganic ions: role and controlled delivery from phosphate - based glasses. Adv Drug Deliv Rev 2013; 65 (4): 405-20.
  5. De Francisco A.L, Rodriguez M. Magnesium - its role in CKD. Nefrologia 2013; 33 (3): 389-99.
  6. Торшин И.Ю., Громова О.А. Молекулярные механизмы дефицита магния в недифференцированной дисплазии соединительной ткани. Рос. мед. журн. 2008; 2: 62-7.
  7. Swaminathan R. Nutritional factors in osteoporosis. Int J Clin Pract 1999; 53 (7): 540.
  8. Parlier R, Hioco D, Leblanc R. Metabolism of magnesium and its relation to that of calcium. I. Apropos of a study of magnesium balance in the normal man, in osteopathies and nephropathies. Rev Fr Endocrinol Clin 1963; 4: 93-135.
  9. Ryder K.M, Shorr R.I, Bush A.J et al. Magnesium intake from food and supplements is associated with bone mineral density in healthy older white subjects. J Am Geriatr Soc 2005; 53: 1875-80.
  10. Jones G, Riley M.D, Dwyer T. Maternal diet during pregnancy is associated with bone mineral density in children: a longitudinal study. Eur J Clin Nutr 2000; 54 (10): 749-56.
  11. Smoliar V.I. Effect of iron - deficient diets on the formation of bone tissue. Vopr Pitan 1984; 5: 55-9.
  12. Diaz-Castro J, Lopez-Frias M.R, Campos M.S et al. Severe nutritional iron - deficiency anaemia has a negative effect on some bone turnover bio - markers in rats. Eur J Nutr 2012; 51 (2): 241-7.
  13. Jorgensen L, Skjelbakken T, Lochen M.L et al. Anemia and the risk of non - vertebral fractures: the Tromso Study. Osteoporos Int 2010; 21 (10): 1761-8.
  14. Kaitila I, Peltonen L, Kuivaniemi H et al. A skeletal and connective tissue disorder associated with lysyl oxidase deficiency and abnormal copper metabolism. Prog Clin Biol Res 1982; 104: 307-15.
  15. Smoliar V.I, Biniashevskii E.V. Effect of copper deficiency on growth and bone tissue formation. Vopr Pitan 1988; 6: 28-32.
  16. Jonas J, Burns J, Abel E.W et al. Impaired mechanical strength of bone in experimental copper deficiency. Ann Nutr Metab 1993; 37 (5): 245-52.
  17. Opsahl W, Zeronian H, Ellison M et al. Role of copper in collagen cross - linking and its influence on selected mechanical properties of chick bone and tendon. J Nutr 1982; 112 (4): 708-16.
  18. O'Dell B.L. Roles for iron and copper in connective tissue biosynthesis. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 1981; 294 (1071): 91-104.
  19. Lowe N.M, Fraser W.D, Jackson M.J. Is there a potential therapeutic value of copper and zinc for osteoporosis? Proc Nutr Soc 2002; 61 (2): 181-5.
  20. Gallup W.D, Norris L.C. The essentialness of manganese for the normal development of bone. Science 1938; 87 (2245): 18-9.
  21. Strause L.G, Hegenauer J, Saltman P et al. Effects of long - term dietary manganese and copper deficiency on rat skeleton. J Nutr 1986; 116 (1): 135-41.
  22. Керимкулова Н.В., Торшин И.Ю., Громова О.А. и др. Систематический анализ молекулярно - физиологических эффектов синергидного воздействия железа, марганца и меди на соединительную ткань. Гинекология. 2012; 6: 51-60.
  23. Jugdaohsingh R. Silicon and bone health. J Nutr Health Aging 2007; 11: 99-110.
  24. Jugdaohsingh R, Tucker K.L, Qiao N et al. Dietary silicon intake is positively associated with bone mineral density in men and premenopausal women of the Framingham Offspring cohort. J Bone Miner Res 2004; 19: 297-307.
  25. Meunier P.J, Roux C, Seeman E et al. The effects of strontium ranelate on the risk of vertebral fracture in women with postmenopausal osteoporosis. N Engl J Med 2004; 350: 459-68.
  26. Reginster J.Y, Felsenberg D, Boonen S et al. Effects of long - term strontium ranelate treatment on the risk of nonvertebral and vertebral fractures in postmenopausal osteoporosis: results of a five - year, randomized, placebo - controlled trial. Arthritis Rheum 2008; 58: 1687-95.
  27. Naghii M.R, Samman S. The role of boron in nutrition and metabolism. Prog Food Nutr Sci 1993; 17 (4): 331-49.
  28. Ребров В.Г., Громова О.А. Витамины, макро - и микроэлементы. М.: ГЭОТАР-МЕД, 2008.
  29. Newnham R.E. Essentiality of boron for healthy bones and joints. Environ Health Perspect 1994; (Suppl. 102): 83-5.
  30. Devirian T.A, Volpe S.L. The physiological effects of dietary boron. Crit Rev Food Sci Nutr 2003; 43 (2): 219-31.
  31. Penland J.G. The importance of boron nutrition for brain and psychological function. Biol Trace Elem Res 1998; 66 (1-3): 299-317.
  32. Murray F.J. A comparative review of the pharmacokinetics of boric acid in rodents and humans. Biol Trace Elem Res 1998; 66 (1-3): 331-41.
  33. Liao S.F, Monegue J.S, Lindemann M.D et al. Dietary supplementation of boron differentially alters expression of borate transporter (NaBCl) mRNA by jejunum and kidney of growing pigs. Biol Trace Elem Res 2011; 143 (2): 901-12.
  34. Tasli P.N, Dogan A, Demirci S, Sahin F. Boron enhances odontogenic and osteogenic differentiation of human tooth germ stem cells (hTGSCs) in vitro. Biol Trace Elem Res 2013; 153 (1-3): 419-27.
  35. Ying X, Cheng S, Wang W et al. Effect of boron on osteogenic differentiation of human bone marrow stromal cells. Biol Trace Elem Res 2011; 144 (1-3): 306-15.
  36. Hakki S.S, Bozkurt B.S, Hakki E.E. Boron regulates mineralized tissue - associated proteins in osteoblasts (MC3T3-E1). J Trace Elem Med Biol 2010; 24 (4): 243-50.
  37. Naghii M.R, Torkaman G, Mofid M. Effects of boron and calcium supplementation on mechanical properties of bone in rats. Biofactors 2006; 28 (3-4): 195-201.
  38. Lanoue L, Taubeneck M.W, Muniz J et al. Assessing the effects of low boron diets on embryonic and fetal development in rodents using in vitro and in vivo model systems. Biol Trace Elem Res 1998; 66 (1-3): 271-98.
  39. Gorustovich A.A, Steimetz T, Nielsen F.H, Guglielmotti M.B. A histomorphometric study of alveolar bone modelling and remodelling in mice fed a boron - deficient diet. Arch Oral Biol 2008; 53 (7): 677-82.
  40. Gorustovich A.A, Steimetz T, Nielsen F.H, Guglielmotti M.B. Histomorphometric study of alveolar bone healing in rats fed a boron - deficient diet. Anat Rec (Hoboken) 2008; 291 (4): 441-7.
  41. Nielsen F.H. Biochemical and physiologic consequences of boron deprivation in humans. Environ Health Perspect 1994; (Suppl. 102): 59-63.
  42. Naghii M.R, Ebrahimpour Y, Darvishi P et al. Effect of consumption of fatty acids, calcium, vitamin D and boron with regular physical activity on bone mechanical properties and corresponding metabolic hormones in rats. Indian J Exp Biol 2012; 50 (3): 223-31.
  43. Hakki S.S, Dundar N, Kayis S.A et al. Boron enhances strength and alters mineral composition of bone in rabbits fed a high energy diet. J Trace Elem Med Biol 2013; 27 (2): 148-53.
  44. Ghanizadeh G, Babaei M, Naghii M.R et al. The effect of supplementation of calcium, vitamin D, boron, and increased fluoride intake on bone mechanical properties and metabolic hormones in rat. Toxicol Ind Health 2014; 30 (3): 211-7.
  45. Rico H, Crespo E, Hernandez E.R et al. Influence of boron supplementation on vertebral and femoral bone mass in rats on strenuous treadmill exercise. A morphometric, densitometric, and histomorphometric study. J Clin Densitom 2002; 5 (2): 187-92.
  46. Sheng M.H, Taper L.J, Veit H et al. Dietary boron supplementation enhanced the action of estrogen, but not that of parathyroid hormone, to improve trabecular bone quality in ovariectomized rats. Biol Trace Elem Res 2001; 82 (1-3): 109-23.
  47. Sheng M.H, Taper L.J, Veit H et al. Dietary boron supplementation enhances the effects of estrogen on bone mineral balance in ovariectomized rats. Biol Trace Elem Res 2001; 81 (1): 29-45.
  48. Wilson J.H, Ruszler P.L. Effects of boron on growing pullets. Biol Trace Elem Res 1997; 56 (3): 287-94.
  49. Qin X, Klandorf H. Effect of dietary boron supplementation on egg production, shell quality, and calcium metabolism in aged broiler breeder hens. Poult Sci 1991; 70 (10): 2131-8.
  50. King N, Odom T.W, Sampson H.W, Yersin A.G. The effect of in ovo boron supplementation on bone mineralization of the vitamin D-deficient chicken embryo. Biol Trace Elem Res 1991; 31 (3): 223-33.
  51. Scorei I.D, Scorei R.I. Calcium fructoborate helps control inflammation associated with diminished bone health. Biol Trace Elem Res 2013; 155 (3): 315-21.
  52. Naghii M.R, Samman S. The effect of boron supplementation on its urinary excretion and selected cardiovascular risk factors in healthy male subjects. Biol Trace Elem Res 1997; 56 (3): 273-86.
  53. Gjesdal C.G, Vollset S.E, Ueland P.M et al. Plasma total homocysteine level and bone mineral density: the Hordaland Homocysteine Study. Arch Intern Med 2006; 166: 88-94.
  54. Ravaglia G, Forti P, Maioli F et al. Folate, but not homocysteine, predicts the risk of fracture in elderly persons. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2005; 60: 1458-62.
  55. Mc Lean R.R, Jacques P.F, Selhub J et al. Plasma B vitamins, homocysteine, and their relation with bone loss and hip fracture in elderly men and women. J Clin Endocrinol Metab 2008; 93: 2206-12.
  56. Tucker K.L, Hannan M.T, Qiao N et al. Low plasma vitamin B12 is associated with lower BMD: the Framingham Osteoporosis Study. J Bone Miner Res 2005; 20: 152-8.
  57. Baines M, Kredan M.B, Davison A et al. The association between cysteine, bone turnover, and low bone mass. Calcif Tissue Int 2007; 81: 450-4.
  58. Goerss J.B, Kim C.H, Atkinson E.J et al. Risk of fractures in patients with pernicious anemia. J Bone Miner Res 1992; 7 (5): 573-9.
  59. New S.A, Bolton-Smith C, Grubb D.A, Reid D.M. Nutritional influences on bone mineral density: a cross - sectional study in premenopausal women. Am J Clin Nutr 1997; 65: 1831-9.
  60. Tucker K.L, Chen H, Hannan M.T et al. Bone mineral density and dietary patterns in older adults: the Framingham Osteoporosis Study. Am J Clin Nutr 2002; 76: 245-52.
  61. Sahni S, Hannan M.T, Gagnon D et al. High vitamin C intake is associated with lower 4-year bone loss in elderly men. J Nutr 2008; 138: 1931-8.
  62. Sahni S, Hannan M.T, Blumberg J et al. Protective effect of total carotenoid and lycopene intake on the risk of hip fracture: a 17-year follow - up from the Framingham Osteoporosis Study. J Bone Miner Res 2009; 24: 1086-94.
  63. Pasco J.A, Henry M.J, Wilkinson L.K et al. Antioxidant vitamin supplements and markers of bone turnover in a community sample of nonsmoking women. J Womens Health (Larchmt) 2006; 15: 295-300.
  64. Binkley N, Harke J, Krueger D et al. Vitamin K treatment reduces under - carboxylated osteocalcin but does not alter bone turnover, density, or geometry in healthy postmenopausal North American women. J Bone Miner Res 2009; 24: 983-91.
  65. Bolton-Smith C, Mc Murdo M.E, Paterson C.R et al. Two year randomized controlled trial of vitamin K1 (phylloquinone) and vitamin D3 plus calcium on the bone health of older women. J Bone Miner Res 2007; 22: 509-19.
  66. Cockayne S, Adamson J, Lanham-New S et al. Vitamin K and the prevention of fractures: systematic review and meta - analysis of randomized controlled trials. Arch Intern Med 2006; 166: 1256-61.
  67. Yang Z, Zhang Z, Penniston K.L et al. Serum carotenoid concentrations in postmenopausal women from the United States with and without osteoporosis. Int J Vitam Nutr Res 2008; 78: 105-11.
  68. Wolf R.L, Cauley J.A, Pettinger M et al. Lack of a relation between vitamin and mineral antioxidants and bone mineral density: results from the Women’s Health Initiative. Am J Clin Nutr 2005; 82: 581-8.
  69. Woo J.T, Nakagawa H, Notoya M et al. Quercetin suppresses bone resorption by inhibiting the differentiation and activation of osteoclasts. Biol Pharm Bull 2004; 27: 504-9.
  70. Boots A.W, Haenen G.R, Bast A. Health effects of quercetin: from antioxidant to nutraceutical. Eur J Pharmacol 2008; 585: 325-37.
  71. Wattel A, Kamel S, Prouillet C et al. Flavonoid quercetin decreases osteoclastic differentiation induced by RANKL via a mechanism involving NF kappa B and AP-1. J Cell Biochem 2004; 92: 285-95.
  72. Hardcastle A.C, Aucott L, Reid D.M, Macdonald H.M. Associations between dietary flavonoid intakes and bone health in a Scottish population. J Bone Miner Res 2011; 26: 941-7.
  73. Miggiano G.A, Gagliardi L. Diet, nutrition and bone health. Clin Ter 2005; 156 (1-2): 47-56.
  74. Salari P, Rezaie A, Larijani B, Abdollahi M. A systematic review of the impact of n-3 fatty acids in bone health and osteoporosis. Med Sci Monit 2008; 14: 37-44.
  75. Jarvinen R, Tuppurainen M, Erkkila A.T et al. Associations of dietary polyunsaturated fatty acids with bone mineral density in elderly women. Eur J Clin Nutr 2012; 66: 496-503.
  76. Hogstrom M, Nordstrom P, Nordstrom A. n-3 Fatty acids are positively associated with peak bone mineral density and bone accrual in healthy men: the NO2 Study. Am J Clin Nutr 2007; 85: 803-7.
  77. Eriksson S, Mellstrom D, Strandvik B. Fatty acid pattern in serum is associated with bone mineralisation in healthy 8-year - old children. Br J Nutr 2009; 102: 407-12.
  78. Weiss L.A, Barrett-Connor E, von Muhlen D. Ratio of n-6 to n-3 fatty acids and bone mineral density in older adults: the Rancho Bernardo Study. Am J Clin Nutr 2005; 81: 934-8.
  79. Дыдыкина И.С., Дыдыкина П.С., Алексеева О.Г. Вклад микроэлементов (меди, марганца, цинка, бора) в здоровье кости: вопросы профилактики и лечения остеопении и остеопороза. Эффективная фармакотерапия. 2013; 38.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2014 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС77-63961 от 18.12.2015.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies