Профилактика дефицита кальция у детей | Таранушенко Т.Е., Киселева Н.Г.

Введение

Кальций является значимым макроэлементом, участвующим в различных физиологических процессах. На долю кальция приходится до 9% общей массы тела. Основная часть кальция депонирована в костях (99%), небольшое количество — в зубах и мягких тканях (1%), в межклеточной жидкости и плазме (0,08%) [1–5].

В плазме крови кальций циркулирует в свободном виде и связанном состоянии с альбумином и хелатными соединениями. Указанные фракции суммарно отражают содержание общего кальция в крови. Свободный кальций составляет примерно 50% от общей концентрации плазменного кальция и является биологически активной формой, участвующей в физиологических процессах нейромышечного проведения и свертывании крови. Концентрация общего и свободного кальция находится в узком диапазоне — 2,2–2,6 ммоль/л и 1–1,2 ммоль/л соответственно [1–7].

Гомеостаз кальция и роль кальция в организме

Поддержание стабильного уровня кальция в крови обес­печивается рядом механизмов, наиболее важными из которых являются [1–6]:

адекватное всасывание в тонком кишечнике / экскреция в ЖКТ в составе секретов печени и поджелудочной железы;

фильтрация в клубочках / реабсорбция в канальцах почек;

мобилизация из костного депо в кровоток / транспорт в костную ткань (минерализация);

диффузия в мягкие ткани и высвобождение из них;

активация и функционирование кальций-чувствительного рецептора.

К основным гормональным регуляторам гомеостаза кальция, контролирующим функции органов-мишеней, относят паратгормон, кальцитонин и кальцитриол. В литературе рассматривается влияние на минеральный обмен паратгормон-подобного пептида и кальций-чувствительного рецептора, дискутируется вопрос о значении половых и тиреоидных гормонов, инсулина, соматотропного гормона, глюкокортикостероидов (ГКС), цитокинов, инсулиноподобных ростовых факторов [1–7].

Физиологические эффекты кальция в целом известны, к ним относят [1–7]:

обеспечение прочности костной ткани;

осуществление нейромышечного проведения, сокращение мышц;

участие в механизме свертывания крови;

регуляцию внутриклеточных сигнальных систем и функции кальциевых каналов;

активацию кальмодулина (мессенджер гормональной регуляции ферментативных систем).

Следует отметить, что биологическое значение кальция продолжает изучаться. Предметом научного поиска являются кальций-зависимые белки, влияющие на функцию сосудистого эндотелия и соединительной ткани, метаболизм жиров и углеводов. Активность указанных протеинов коррелирует с уровнем обеспеченности кальцием. Обсуждается ноотропная и нейропротекторная роль кальция, а также его участие в процессах воспаления, апоптоза, иммунных и аллергических реакциях [1, 2].

Значение кальция для костной ткани

Кальций является основным компонентом минерального матрикса, который составляет более половины массы кости и обеспечивает полноценную структуру скелета. Известно, что костная система постоянно обновляется (ремоделируется). При ремоделировании кости кальцию принадлежит ключевая роль в обеспечении адекватной оссификации белкового матрикса. По мнению ряда авторов, кальций активирует кальцитриол и факторы роста, усиливает пролиферацию и дифференцировку остеобластов, снижает скорость резорбции кости. Для поддержания минерализации остеоида требуется постоянная стабильная концентрация минерала в плазме [2, 9].

Процессы костного ремоделирования наиболее активно происходят у детей и подростков и сопровождаются повышением потребности в кальции. Формирование пиковой костной массы до 15–17 лет определяет прочность кости в последующем. Вместе с тем около 40% российских детей без соматической патологии, влияющей на фосфорно-кальциевый обмен, имеют сниженную минеральную плотность кости (МПК), у 11% подростков выявлен остеопороз. По данным ряда авторов, в 45% случаев при переломах трубчатых костей в детском возрасте диагностируется снижение МПК, а остеопороз верифицируется у 7% обследованных. При сколиозе снижение МПК выявляется у 12% детей, а при выраженном искривлении позвоночника — у 70% [1–9].

Одной из ведущих причин дисбаланса костного
ремоделирования и снижения МПК в детском возрасте является алиментарный дефицит кальция и/или витамина D на фоне быстрых темпов роста. Установлено, что физиологическая потребность в кальции может быть обеспечена ежедневным потреблением минимум 3 разных молочных продуктов и дополнительным приемом рыбы дважды в неделю. Однако только половина российских детей получает молочные продукты ежедневно, при этом суточная дотация кальция у них меньше рекомендованной нормы на 50–60% и составляет в среднем 400–800 мг. Примерно 60% детей и подростков потребляют блюда из рыбы меньше 2 раз в неделю [5–8]. Дополнительная причина дефицита пищевого кальция — употребление продуктов, нарушающих всасывание этого минерала в кишечнике. Недостаточное содержание в рационе кальция обусловливает развитие латентной гипокальциемии, которая приводит к компенсаторному усилению секреции паратиреоидного гормона, активации остеокластов и мобилизации кальция из костных депо в кровяное русло [8–10].

Влияние кальция на состояние зубов

В настоящее время пристальное внимание обращено на влияние дотации кальция на состояние зубов. По данным литературы, до 80% российских детей и подростков имеют кариес. Одной из ведущих причин данной патологии является нарушение морфогенеза зубов, опосредованное дефицитом кальция [11–13].

Известно, что кальций депонируется в дентине и эмали в составе кристаллов гидроксиапатита. Адекватная минерализация и созревание зубных тканей обеспечиваются содержанием этого макроэлемента в сыворотке крови и слюне. Транспорт минералов из слюны в эмаль зуба происходит по градиенту концентрации, поэтому реминерализация возможна только при высоком содержании кальция в слюне. В литературе приводятся результаты исследований, показавших прямую корреляционную связь между активностью кариеса и уровнем потребления кальция у подростков. Установлено, что алиментарный минеральный дефицит сопровождается появлением очагов деминерализации в твердых тканях зуба, нарушением кислотоустойчивости эмали и снижением кариесорезистентности даже при удовлетворительном уровне гигиены ротовой полости. Важно, что содержание ионов кальция в слюне зависит от показателя кальциемии, является ранним маркером нарушений минерального обмена и предиктором кариеса [11–13].

Профилактика дефицита кальция

Нефармакологическая профилактика дефицита кальция

Для поддержания минерального обмена и предупреждения потерь микроэлементов из костей необходима регулярная алиментарная дотация кальция. Известно, что в тонком кишечнике всасывается примерно 50–75% кальция, поступающего с пищей. Адекватную диффузию кальция из кишечника в кровяное русло обеспечивает витамин D. Всасывание холекальциферола происходит в тонком кишечнике и двенадцатиперстной кишке. Абсорбция минерала из разных продуктов питания практически одинакова, несколько хуже усваивается кальций в присутствии фитиновой и щавелевой кислот [4, 14, 15].

Основными пищевыми источниками кальция являются молочные и морепродукты, орехи, бобовые, семена, пряные травы, сухофрукты, минеральная вода, халва и шоколад. Оптимальным донатором кальция в детском возрасте являются молочные продукты [14, 16, 17] (табл. 1). 

К пищевым продуктам, обеспечивающим поступление витамина D, относят печень трески, жирные сорта рыбы, яичный желток, жирные молочные продукты и печень животных (табл. 2). Важно ограничение в рационе продуктов, нарушающих всасывание и транспорт кальция в кишечнике: фитина (зерновые продукты), щавелевой кислоты (какао, щавель, шпинат, ревень и др.), железа, избытка жиров, фосфатов (колбасные изделия, ортофосфорная кислота в составе колы, разрыхлители и др.), клетчатки. Следует отметить, что усиливают абсорбцию кальция в кишечнике витамин D, лактоза, лимонная кислота, белок, а также физическая активность и низкий уровень рН в кишечнике. Необходимыми условиями профилактики и коррекции дефицита кальция являются достаточная инсоляция и свое­временная диагностика и лечение соматических заболеваний, нарушающих минеральный обмен.

Фармакологическая профилактика дефицита кальция

При недостаточном содержании кальция в рационе, соматической патологии, а также при возрастании потребности в минералах в периоды интенсивного роста показан прием фармакологических солей кальция. По данным литературы, эффекты пищевого кальция и таблетированных препаратов кальция аналогичны [14, 15, 18–21].

Соли кальция подразделяются на 2 группы: органические (цитрат, лактат и глюконат кальция) и неорганические (фосфат и карбонат кальция) (табл. 3). По мнению одних авторов, эффективность всех солей кальция одинакова, другие исследователи наиболее предпочтительными считают органические соли (например, лактат), т. к. они лучше растворяются в жидкостях, имеют высокую биодоступность, а усвоение кальция из них не зависит от рН среды [1, 14, 15, 22].

При выборе фармакологического препарата следует учитывать содержание элементарного кальция в соли: карбонат кальция и трифосфат кальция содержат 400 мг и 399 мг элементарного кальция на 1 г соли. Содержание элементарного кальция в цитрате, глицерофосфате, лактате и глюконате кальция составляет 211, 191, 139 и 89 мг на 1 г соли кальция соответственно. Таким образом, глюконат кальция не может рассматриваться как оптимальный донатор кальция [1, 15]. Характеристика некоторых солей кальция представлена в таблице 3.

Доза препарата кальция рассчитывается индивидуально, в зависимости от возраста, физиологической потребности (табл. 4) и степени потребления кальцийсодержащих продуктов. Процессы роста и остеомоделирования у детей происходят преимущественно в ночные часы, в связи с чем предпочтительнее принимать препараты кальция во второй половине дня. Курсы профилактического приема солей кальция составляют 1–3 мес. 2–3 раза в год [1, 14, 15, 24].

Известно, что всасывание кальция в проксимальном отделе тонкого кишечника и его последующий транспорт в костную ткань определяются активностью витамина D [4]. Указанное обстоятельство определяет целесообразность комбинированной терапии солями кальция с холекальциферолом. Согласно современным рекомендациям профилактическая доза витамина D для детей разного возраста составляет 1000 МЕ [23]. В качестве рекомендаций для детской практики может быть рассмотрен KidZ жидкий кальций — это первый российский препарат кальция в форме сиропа в стиках. При его использовании кальций быстро всасывается, а наличие витамина D в составе препарата позволяет получить максимальную пользу от принятого микроэлемента.

По данным литературы, все соли кальция обладают высоким профилем безопасности. Дисфункция кишечника наиболее часто встречается при применении карбоната кальция, реже — при приеме цитрата кальция. Риск камнеобразования возникает при потреблении солей кальция в дозе, превышающей 2500 мг/сут, натощак и/или отдельно от приема пищи. Поэтому рекомендуется указанные препараты принимать во время или сразу после еды, с достаточным количеством жидкости [1, 14, 15, 24].

Показания к назначению препаратов кальция с профилактической целью [2, 3, 8–10, 14, 16, 21]:

задержка внутриутробного развития и/или недоношенность;

недостаточное диетарное потребление белка, кальция и витамина D;

младенческий рахит и его последствия (в анамнезе);

периоды ускоренного роста;

идиопатическая задержка роста;

дефицит веса, нервная анорексия;

низкая физическая активность;

эндокринные заболевания (гипогонадизм, сахарный диабет, соматотропная недостаточность);

синдром мальабсорбции, лактазная недостаточность, аллергия к белкам коровьего молока;

хронические заболевания почек с ренальной остеодистрофией;

применение ГКС, противосудорожных препаратов, цитостатиков;

переломы в анамнезе, повторные или возникающие при незначительной травме.

Противопоказания к применению препаратов кальция:

гиперпаратиреоз;

декальцинирующие опухоли;

мочекаменная болезнь;

почечная недостаточность;

тяжелая гиперкальциурия;

остеопороз, обусловленный иммобилизацией.

Гипокальциемия не является редкой патологией, может сопутствовать ряду хронических соматических состояний, эндокринопатиям, патологии почек (хроническая почечная недостаточность) и пищеварительной системы (синдром мальабсорбции, заболевания кишечника) и т. д. Наряду с этим нарушения метаболизма кальция могут возникать у относительно здоровых детей в результате гиповитаминоза (особенно витамина D), особенностей питания (отказ от молочных продуктов), несбалансированного пищевого рациона, высоких темпов роста в раннем возрасте или в период пубертата. При этом важно понимать, что дефицит кальция у ребенка в различные периоды жизни может усугублять соматическое неблагополучие и приводить к развитию других патологических состояний, из которых наиболее значимыми являются снижение темпов роста, уменьшение МПК, изменение зубной эмали, нарушение нейромышечной передачи, дисрегуляция внутриклеточных сигнальных систем и функции кальциевых каналов, негативное влияние на морфофункциональное созревание органов и систем детского организма.

Удовлетворение всех потребностей растущего организма в периоде детства не всегда возможно только с помощью пищевых продуктов. В ряде случаев, даже при полноценном питании, лабораторная оценка показателей нутритивного статуса указывает на существенный микроэлементоз или гиповитаминоз. В связи с этим следует признать, что наличие у ребенка каких-либо факторов риска по развитию гипокальциемии должно рассматриваться с позиций своевременной профилактики и коррекции последующих нарушений минерального обмена и гиповитаминоза витамина D.

При выборе препарата кальция для профилактики и коррекции его дефицита следует учитывать преимущества и недостатки различных форм. Преимуществами жидких форм, например сиропов, являются равномерное дисперсное распределение действующего вещества, увеличение площади поверхности всасывания, более высокая степень абсорбции. Немаловажным является и удобство применения жидких форм у детей, поскольку проглатывание твердых форм, таких как таблетки, может быть затруднено. Примером популярной и удобной жидкой витаминной формы является сироп KidZ жидкий кальций для детей с 3 лет. В состав этого витаминно-минерального комплекса наряду с кальциевой солью ортофосфорной кислоты (кальция фосфат), лактатом кальция, лимонной кислотой и витамином D₃ (холекальциферол) включен фитоменадион (витамин К₁). Фитоменадион — это натуральное вещество из группы витаминов К, которое содержится в пище (зеленых овощах, печени, яичном желтке и молоке), всасывается из ЖКТ в небольшом количестве (около 10%), поступает в печень, где участвует в синтезе плазменных факторов гемостаза II, VII, IX, X, обусловливающих процесс свертывания крови [25]. Дефицит фитоменадиона может сопровождаться повышением кровоточивости. К факторам, приводящим к снижению эффектов витамина К и развитию состояний с повышением потребности в этом органическом веществе, относятся прием антибиотиков, холестаз, нарушение всасывания в кишечнике (мальабсор­б-
ция) и возраст до 1 года. Среднее содержание биологически активного витамина в 10 мл составляет 20 мкг и не превышает суточной потребности. Витамин К₁ способствует усвоению витамина D₃.

Заключение

Одним из наиболее актуальных направлений профилактической педиатрии является предупреждение дефицитных состояний у детей, т. е. своевременность рекомендаций по оптимизации восполнения микроэлементов и витаминов в период их повышенной потребности. Применение в педиатрической практике эффективных и сбалансированных витаминно-минеральных комплексов, направленных на профилактику и коррекцию наиболее значимых дефицитных состояний в детском возрасте, может существенно снизить риски развития неблагоприятных последствий для здоровья в этом возрасте.

Благодарность

Редакция благодарит компанию ООО «ВТФ» за оказанную помощь в технической редактуре настоящей публикации.

Acknowledgement

Editorial Board is grateful to “VTF” Ltd. for the assistance in technical edition of this publication.

Сведения об авторах:

Таранушенко Татьяна Евгеньевна — д.м.н., профессор, заведующая кафедрой педиатрии Института пост­дипломного образования ФГБОУ ВО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России; 660022, Россия, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, д. 1; ORCID iD 0000-0003-2500-8001.

Киселева Наталья Геннадьевна — к.м.н., доцент кафедры педиатрии Института постдипломного образования 

ФГБОУ ВО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России; 660022, Россия, г. Красноярск,
ул. Партизана Железняка, д. 1; ORCID iD 0000-0001-6425-5086.

Контактная информация: Таранушенко Татьяна Евгеньевна, e-mail: tetar@rambler.ru. Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует. Статья поступила 04.09.2020, поступила после рецензирования 19.09.2020, принята в печать 07.10.2020.

About the authors:

Tatyana E. Taranushenko — Dr. of Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of Pediatrics, Institute of Postgraduate Education, Krasnoyarsk State Medical University named after Prof. V.F. Voino-Yasenetsky: 1, Partisana Zheleznyaka str., Krasnoyarsk, 660022, Russian Federation; ORCID iD 0000-0003-2500-8001.

Natalia G. Kiseleva — Cand. of Sci. (Med.), Associate
Professor of the Department of Pediatrics, Institute of Postgraduate Education education, Krasnoyarsk State Medical University named after Prof. V.F. Voino-Yasenetsky: 1, Partisana Zheleznyaka str., Krasnoyarsk, 660022, Russian Federation; ORCID iD 0000-0001-6425-5086.

Contact information: Tatyana E. Taranushenko, e-mail: tetar@rambler.ru. Financial Disclosure: no authors have a financial or property interest in any material or method mentioned. There is no conflict of interests. Received 04.09.2020, revised 19.09.2020, accepted 07.10.2020.