Дефицит кальция у детей: причины, последствия и возможности профилактических вмешательств | Самороднова Е.А.

Введение

Обязательным условием роста, физического и нервно-психического развития ребенка, сбалансированного течения всех метаболических процессов является адекватное обеспечение организма органическими (белки, липиды, углеводы, витамины) и неорганическими (вода, минеральные элементы) веществами [1–5]. Огромное количество исследований посвящено изучению особенностей минерального обмена, раскрытию роли отдельных химических элементов в физиологии и патологии человека, их синергических и антагонистических взаимоотношений. Сложное многостороннее взаимодействие между незаменимыми макро- и микроэлементами объясняет возникновение дисбаланса элементного гомеостаза при недостаточности даже одного компонента, что становится отправной точкой развития многих патологических процессов у детей и взрослых [1, 2, 4–9].

Среди эссенциальных макроэлементов, химических веществ, количественный оборот которых в сутки выражается в граммах и концентрация которых в организме превышает 0,01%, кальций занимает одну из ключевых позиций в силу широкого спектра своих биологических функций. В организме человека на него приходится около 1,4% от массы тела (в абсолютных цифрах от 25–30 г у новорожденного до 1000–1200 г на 70 кг массы у взрослого) [1, 2, 4, 6–8].

В организме кальций распределен неравномерно — 98–99% его содержится в костной ткани и только 1–2% в других тканях (1 г в плазме крови, 6–8 г в мягких тканях). Концентрация кальция в крови находится в диапазоне 2,25–2,75 ммоль/л, причем около 45% его связано с плазменными белками, 8–10% — в комплексе с другими ионами, 45–50% находится в свободной ионной форме. Последняя форма составляет физиологически активную часть в обмене кальция и часто является лучшим индикатором в клинических исследованиях. Такие особенности распределения обусловлены функциями, осуществляемыми этим макро-элементом в организме человека [1, 2, 6–8, 10–13].

Биологические функции кальция в организме человека

Прежде всего кальций выполняет структурную функцию, входя в состав костей, ногтей и зубов в форме фосфата, карбоната и органических солей, обеспечивает опорную функцию костей и их прочность. Костная ткань выполняет роль депо кальция и при недостаточном поступлении извне и/или повышении потребности организма из нее мобилизуется необходимое количество для метаболических процессов [1, 2, 10, 13–16].

В химическом плане ионы кальция обладают высокой активностью из-за наличия двух валентностей и сравнительно небольшого атомного радиуса, это обеспечивает им доминирующее положение в конкуренции с другими металлами и соединениями за активные участки белков, по-этому они могут успешно конкурировать с радионуклидами и тяжелыми металлами на всех этапах метаболизма [1, 2, 15]. Так, при системно-биологическом анализе выявлено, что функции примерно 10% (2145 из 23 500) белков протеома человека в той или иной мере зависят от содержания кальция в организме, а 625 белков имеют в составе Са²⁺ как кофактор [1, 6, 7, 17, 18]. Все это определяет широкий спектр биологических функций кальция в физиологических процессах:

регуляция клеточных и внутриклеточных процессов: биологическая сигнализация об активации всех стадий клеточного цикла и генной транскрипции, кофактор эндонуклеаз, участвующих в деградации ДНК в процессе апоптоза;

• регуляция процессов нервной проводимости и мышечных сокращений;

• участие в процессах свертывания крови;

• регуляция проницаемости клеточных мембран;

• поддержание стабильной сердечной деятельности;

• регуляция синтеза и высвобождения ряда гормонов и нейромедиаторов;

• участие в поддержании минерального гомеостаза, белковом, липидном и углеводном обмене;

• участие в процессах межклеточной адгезии и формирования структуры соединительной ткани;

• регуляция клеточного апоптоза и воспаления, синаптической трансмиссии и роста аксонов [1, 2, 6–7, 13, 19, 20].

Регуляция обмена кальция

Обмен кальция — это сложный многоуровневый процесс, неразрывно связанный с обменом фосфатов и витамина D, в котором участвуют пищеварительный тракт (абсорбция преимущественно через тонкий кишечник, выведение неусвоенного пищевого кальция, эндогенного кальция с желчью), почки (реабсорбция в канальцах, выделение с мочой), кость (как основной «потребитель» и депо), кровь (как ткань-посредник). Он находится под строгим контролем со стороны эндокринной системы: паращитовидных желез (паратиреоидный гормон), щитовидной железы (кальцитонин), кальциферолов (витамин D), что объясняет достаточно узкий диапазон колебаний концентрации общего кальция в крови, поэтому данный параметр является недостаточно информативным индикатором статуса кальция. Более чувствительным маркером нарушения кальциевого обмена является снижение/повышение уровня ионизированного кальция в плазме [1, 6, 7, 13, 21, 22].

Причины и клинические проявления дефицита кальция у детей

В клинической практике педиатры значительно чаще сталкиваются с кальципенией, чем с избытком кальция. Причинами этого дефицита могут быть экзогенные, эндогенные факторы, а также их сочетание, как генетически детерминированные, так и врожденные или приобретенные состояния (рис. 1) [1, 6, 7, 10–13, 22–35]. Причем частота кальципении у детей существенно связана с возрастным аспектом — максимум приходится на периоды повышенного костного метаболизма (0–3 года, дошкольный возраст, препубертат и период полового созревания) [5–8, 10, 11, 16–26, 30–35].

Согласно эпидемиологическим исследованиям, проведенным зарубежными и отечественными исследователями, недостаточная обеспеченность кальцием является одним из наиболее распространенных в мире алиментарно обусловленных дефицитов у детей и взрослых, приводящих в дальнейшем к серьезным метаболическим нарушениям и формированию патологии различных органов и систем, прежде всего опорно-двигательного аппарата (рахита — у детей раннего возраста, остеопороза — во всех возрастных группах) [3–7, 10–12, 26–30].

Однако, несмотря на важнейшую роль кальция в физиологических процессах, симптомы его дефицита неспецифичны, на начальных стадиях малозаметны, нарастают постепенно, поэтому в подавляющем числе случаев пропускаются родителями пациентов и клиницистами. Следовательно, профилактические мероприятия не осуществляются, дефицит кальция устанавливается с опозданием на несколько месяцев или даже лет, так же, как и меры по его диетической и фармакологической коррекции.

К таким симптомам относятся:

• онемение пальцев рук и ног, судороги и подергивания в мышцах, миалгии, оссалгии, артралгии; нарушение осанки;

• неврологические проявления: раздражительность, напряженность, нарушение когнитивных способностей, бессонница, головокружение, пароксизмальные и судорожные состояния, слабость, быстрая утомляемость;

• симптомы со стороны кожи и зубочелюстной системы: снижение эластичности кожи, ломкость ногтей, колонихии, выпадение волос, дефекты оволосения, нарушения роста зубов и образования зубной эмали, а в дальнейшем кариес, аномалии формирования прикуса и пародонтоз;

• кардиологическая симптоматика: тахикардия, аритмии, нарушение процессов возбудимости и проводимости в миокарде;

• диспепсические: боли в животе, запоры, метеоризм и др. [1, 6–11, 21–26, 31].

Патологические состояния, ассоциированные с кальципенией у детей

Длительно существующий дефицит кальция у детей при отсутствии соответствующей профилактики и коррекции в конечном итоге приводит к недостаточному накоплению костной массы, снижению минеральной плотности кости, развитию остеопороза и повышенному риску возникновения патологических низкоэнергетических переломов костей (при незначительной или минимальной травме или физической нагрузке) — тел позвонков (компрессионные переломы), шейки бедра, области вертелов бедренной кости, дистального отдела лучевой и проксимального отдела плечевой кости [11, 14–16, 21–26, 31–33]. Кроме того, современные доказательные исследования свидетельствуют, что кальципения, наряду с другими микронутриентными дефицитами, ассоциирована с повышенным риском коморбидных состояний: гипертонической болезни, инсулинорезистентности, ожирения и метаболического синдрома, злокачественных новообразований и т. д. [1, 5, 8, 13, 21, 34, 36]. Последствия дефицита кальция у детей в различных возрастных группах представлены в таблице 1.

Профилактика дефицита кальция у детей

В клинической практике педиатра, учитывая широкую распространенность дефицита кальция в детской и взрослой популяциях и крайне серьезные последствия для здоровья при длительно существующей нескорректированной кальципении, акцент должен быть сделан на первичных профилактических мероприятиях. Особенно это важно в критические периоды накопления костной массы, так как попытки коррекции дефицита в более поздние сроки не дают полного эффекта относительно восстановления структуры и минеральной плотности костной ткани [1–8, 12, 14–16, 31–38].

Пищевые источники кальция

К неспецифическим профилактическим мероприятиям следует отнести рациональное питание для регулярной алиментарной дотации кальция и витамина D с учетом физиологической потребности (табл. 2) [39], обеспечение адекватной возрасту ребенка физической активности, достаточную инсоляцию, по возможности устранение социальных и средовых факторов риска (экопатогены, вредные привычки и др.) [1, 6, 7, 12–18, 34–37].

При составлении рациона питания ребенка следует информировать родителей об особенностях усвоения кальция из пищи, факторах, стимулирующих и ингибирующих его абсорбцию в кишечнике. Усвоение этого макроэлемента в тонком кишечнике улучшают витамин D, оптимальное количество фосфатов (соотношение Са/Р 1:1 или 1:1,5) и жиров (0,04–0,08 кальция на 1 г липидов), лактоза. Ингибирует этот процесс высокое содержание в пище фосфатов, фитатов, сульфатов, оксалатов, жиров.

Основными источниками кальция с высокой биодоступностью являются молочные продукты (особенно кисломолочные), рыба и морепродукты, орехи (фундук, миндаль), семена кунжута, подсолнечника, тыквы, бобовые (соя, фасоль), пряные травы (базилик, петрушка, сельдерей), сухофрукты (курага), минеральная вода, из кондитерских изделий — халва и шоколад.

Для детского возраста молочные продукты являются самым важным источником кальция, поэтому ограничение и исключение их потребления должно быть строго обосновано (аллергия на белки коровьего молока, лактазная недостаточность и др.). Алиментарную дотацию витамина D можно обеспечить за счет включения в питание жирных сортов рыбы (печень трески, сельдь, лососевые), желтка яиц, говяжьей печени. Важно, особенно у детей младших возрастных групп, исключить или максимально ограничить продукты с избытком насыщенных жирных кислот, фосфатов, простых углеводов и промышленных пищевых добавок (колбасные изделия, фастфуд, снеки, сладкие газированные напитки и др.). Нежелательно использовать у детей и подростков без соответствующей саплементации строгие вегетарианские рационы, ставшие в последнее десятилетие трендом в питании взрослых [1–8, 11–16, 21–26, 37].

К специфическим мероприятиям, способствующим предупреждению развития кальципении у детей, можно отнести своевременную диагностику и лечение соматических заболеваний, нарушающих минеральный обмен, прием витамина D в возрастных профилактических дозах. При невозможности обеспечить адекватное поступление кальция и других макро- и микронутриентов с питанием, а также при наличии факторов риска следует рассмотреть возможность его фармакологической дотации путем применения биологически активных добавок (БАД), витаминно-минеральных комплексов (ВМК), а в случае терапии заболеваний, сопровождающихся кальципенией, — лекарственных препаратов [6, 7, 21–26, 31].

Фармакологические источники кальция

Фармакологические соединения кальция для перорального приема представлены солями неорганических (фосфат, карбонат) и органических (лактат, глюконат, цитрат) кислот, оба типа успешно используются в клинической практике. Если преимуществом неорганических солей можно назвать высокое содержание элементарного кальция в 1 г, то органические соли хорошо абсорбируются в ЖКТ при различных показателях рН и обладают большей биодоступностью. Выбор должен осуществляться индивидуально с учетом возраста и состояния здоровья ребенка, цели (профилактика или лечение), особенностей диеты и функционирования ЖКТ [6, 7, 9, 11–13, 15–18, 31–33, 37].

При профилактическом приеме кальция рекомендуется соблюдать следующие правила:

• препараты кальция применять в комплексе с витамином D;

• делить суточную дозу на несколько приемов во время или после еды, с достаточным количеством жидкости (для профилактики побочных эффектов);

• принимать препараты кальция во второй половине дня (процессы роста и остеомоделирования происходят в ночные часы);

• курс профилактики 1–3 мес. повторять 2–3 раза в год;

• для профилактики остеопороза у детей в критические периоды роста скелета и формирования костной массы предпочтительнее использовать ВМК, содержащие кроме кальция и витамина D другие остеотропные агенты (Zn, Cu, Mg, витамины К, С, группы В и др.) [6, 7, 9, 11–18, 22, 33, 37].

Основной круг состояний, при которых показан профилактический прием кальция при недостаточном алиментарном обеспечении, представлен на рисунке 2. Однако следует помнить, что использование для профилактики или лечения кальципении монопрепаратов солей кальция характеризуется недостаточной абсорбцией и имеет низкую клиническую эффективность [40, 41].

Согласно информации Федерального исследовательского центра питания в настоящее время отмечаются негативные тенденции в питании детского и взрослого населения вследствие снижения качества пищевых продуктов, а также их пищевой ценности (снижение содержания витаминов, макро- и микроэлементов), поэтому даже сбалансированный возрастной рацион может оказаться дефицитным на 20–30% по эссенциальным макро- и микронутриентам. К тому же во всех возрастных группах растет доля детей, имеющих несбалансированное питание, а значит, и увеличивается риск формирования не только кальципении, но и множественной микронутриентной недостаточности. В отсутствие широкого обогащения пищевой продукции дефицитными микронутриентами особое значение приобрело для профилактики алиментарного дефицита минералов и витаминов использование ВМК [3–5, 7, 9, 11–15].

С учетом этих сведений для профилактики и лечения кальципенических состояний использование сочетания препаратов кальция с остеопротективными нутриентами (витамины D, К и др.) становится обязательным. Так, витамин D в своей активной форме (кальцитриол) является одним из главных регуляторов фосфорно-кальциевого обмена, начиная с процессов абсорбции в кишечнике, обеспечения минерализации кости и заканчивая выделением почками. Витамин К способствует γ-карбоксилированию костного белка остеокальцина, снижает потери кальция с мочой и участвует в регуляции обмена витамина D [6, 7, 18, 40, 41].

В аптечной сети ВМК для детей, содержащие кальций, представлены очень широко как по лекарственным формам (таблетки, драже, капсулы, пастилки, сиропы и др.), так и по своему композиционному составу. Среди всего этого многообразия хотелось бы выделить БАД «Кидз (Kidz) Жидкий кальций» — инновационный продукт, выпускаемый российской фармацевтической компанией «ВТФ», крупным производителем лекарственных средств и БАД. Это первый отечественный препарат кальция для детей в жидкой форме, прием которого рекомендуется с полуторагодовалого возраста.

Перечислим основные достоинства БАД с точки зрения врача-педиатра:

• жидкая лекарственная форма БАД создает бóльшие преимущества как в плане более высокой степени абсорбции в кишечнике за счет равномерности распределения, так и в плане безопасности использования, особенно у детей раннего и дошкольного возраста, которые не могут проглотить таблетки, капсулы;

• высокая биодоступность солей кальция, входящих в состав БАД: кальция лактат хорошо всасывается при различных уровнях рН в кишечнике, а кальция фосфат становится дополнительным источником фосфатов для организма;

• остеотропные нутриенты витамин D₃ (холекальциферол) и витамин K₁ (фитоменадион) потенцируют процессы абсорбции в кишечнике и способствуют более эффективному повышению минеральной плотности костной ткани;

• удобство применения: выпускается в специальных стиках, в каждый из которых расфасована разовая порция, что делает прием удобным и гигиеничным [11, 12, 42].

«Кидз (Kidz) Жидкий кальций» имеет прекрасные органолептические характеристики — не содержит искусственных красителей, ароматизаторов, консервантов, отличается тонким вкусом и нежным ароматом, напоминающим ванильный пудинг или сливочную карамель, поэтому, как правило, не возникает проблем при приеме даже у детей раннего возраста.

В 1 стике (5 мл) содержится 400 мг элементарного кальция, 2,5 мкг (100 МЕ) витамина D₃, 10 мкг витамина K₁. В зависимости от возраста пациентов БАД рекомендуется принимать:

• детям раннего возраста (1,5–3 года) — 1 стик (5 мл) в день во время еды;

• дошкольникам (3–7 лет) — 2 стика (10 мл) в день во время еды;

• в 7–14 лет — 3 стика (15 мл) в день во время еды;

• в 14–18 лет — 3–4 стика (15–20 мл) в день во время еды.

Рекомендуемая производителем продолжительность приема БАД «Кидз (Kidz) Жидкий кальций» составляет 1–2 мес., но на практике должна определяться педиатром или лечащим врачом [11, 12, 42].

Использование «Кидз (Kidz) Жидкий кальций» в дополнение к сбалансированной диете позволит обеспечить адекватное поступление кальция в организм здорового ребенка в периоды активного роста, а также в тех случаях, когда имеются значимые экзогенные и эндогенные факторы риска развития кальципении.

Заключение

В завершение обсуждения традиционно актуальной проблемы дефицита кальция у детей, причин его формирования и влияния на здоровье и развитие ребенка следует подчеркнуть необходимость своевременного выявления педиатрами и врачами других специальностей факторов риска кальципении, принятия мер по диагностике и лечению патологии, сопровождающейся нарушением минерального обмена, с последующим использованием комплекса профилактических вмешательств.

Сведения об авторе:

Cамороднова Елена Анатольевна — к.м.н., доцент, доцент кафедры пропедевтики детских болезней и факультетской педиатрии ФГБОУ ВО Казанский ГМУ Минздрава России; 420012, Россия, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 49; ORCID iD 0000-0003-2668-3746.

Контактная информация: Cамороднова Елена Анатольевна, e-mail: elenasamorodnova@yandex.ru.

Прозрачность финансовой деятельности: автор не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах.

Конфликт интересов отсутствует.

Статья поступила 02.12.2022.

Поступила после рецензирования 27.12.2022.

Принята в печать 26.01.2023.

About the author:

Elena A. Samorodnova — C. Sc. (Med.), associate professor of the Department of Propaedeutics of Childhood Diseases and Faculty Pediatrics, Kazan State Medical University; 49, Butlerov str., Kazan, 420012, Russian Federation; ORCID iD 0000-0003-2668-3746. There is no conflict of interests.

Contact information: Elena A. Samorodnova, e-mail: elenasamorodnova@yandex.ru.

Financial Disclosure: the author has no a financial or property interest in any material or method mentioned.

There is no conflict of interests.

Received 02.12.2022.

Revised 27.12.2022.

Accepted 26.01.2023.