Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

По данным медицинского диагностического центра молекулярной медицины «Микроэлемент», в России наиболее часто встречаются дефициты цинка, меди и марганца, а также избытки кадмия, свинца, мышьяка и ртути. Взрослые 40-65 лет страдают полиминеральными дефицитами в 40% случаев [9]. Результаты популяционных исследований, проведенных Институтом питания РАМН, свидетельствуют о недостаточном потреблении и все более нарастающем дефиците витаминов (А, группы В, С, Е), а также микроэлементов (железа, цинка, йода) у значительной части населения Российской Федерации [4].

Недостаточность микроэлементов часто регистрируется в раннем детстве, когда потребность организма в них особенно высока, а пища не всегда содержит их в достаточном количестве. У 70% детей до 6 лет есть необходимость введения цинка для укрепления иммунитета и улучшения развития костной ткани (особенно у детей, которые не получали грудного кормления). Дети 6-14 лет имеют дефициты в 50% случаев. У подростков 14-18 лет чаще всего наблюдаются дефициты кальция (40%), магния (50%) и цинка (30%). У 80-90% часто болеющих детей наблюдается дефицит цинка, а среди детей и подростков, испытывающих хронический дефицит микронутриентов (минералов и витаминов), в 3 раза чаще встречаются курильщики и наркоманы [9].

Рациональное питание детей и взрослых - важнейшее условие поддержания здоровья нации. Однако в настоящее время в России, в силу сложившихся социально-экономических условий, только у очень немногих людей питание может считаться сбалансированным. При этом алиментарные нарушения могут отразиться не только на состоянии здоровья, физическом и интеллектуальном потенциале россиян, но и в целом на жизнеспособности нации. Так, в Чувашской Республике проведены комплексные исследования и доказано, что причиной развития ряда эндемических и некоторых хронических неинфекционных заболеваний является макро- и микроэлементный состав водно-пищевых рационов населения [11].

Потребности человека в микроэлементе можно условно разделить на физиологические (действующие) и пищевые (потреблямые). Средняя концентрация цинка пищевых рационов составляет 13,2 мг/сут. Уровень его потребления в различных странах варьируется в довольно широких пределах - от 5,5 до 17,4 мг/сут. Средние значения этого показателя составляют 9,0-9,7 мг/сут в Великобритании, 14 мг/сут в Нидерландах и 7,2 мг/сут в Японии. В условиях вегетарианского питания в Индии суточное потребление цинка оценивается в 16 мг/сут.

Нормальное потребление цинка человеком составляет 10-15 мг/день и целиком покрывается приемом смешанной пищи, воды. При этом учитывается и 0,1 мг цинка, поступающего с вдыхаемым воздухом. Рекомендованная суточная доза потребления цинка для взрослых в Канаде составляет 9-12 мг, в США 12-15 мг, Австралии и России12 мг [6]. Согласно существующим рекомендациям, потребление цинка для взрослой популяции не должно превышать 45 мг/сут, а для беременных и кормящих женщин - 55 мг/сут. Минимальная потребность человека в цинке не определена. Отечественные исследования по оценке суточного потребления цинка различными группами населения немногочисленны. Сделано заключение о субнормальной обеспеченности детей цинком, с учетом широкой распространенности недостатка животного белка в питании населения, потребления значительных количеств бедных цинком продуктов (белый хлеб, сахар, картофель, кондитерские изделия) [13].

По данным National Dietary Survey of Adults (Австралия), потребление цинка у 27% мужчин и 54% женщин Австралии составляет меньше 70% от рекомендованной суточной дозы. Исследования в США также свидетельствуют об общем дефиците цинка в пищевом рационе американцев. Существует предположение, что и жители Европы испытывают дефицит этого микроэлемента. Таким образом, исследования ученых регистрируют недостаточное содержание микроэлементов в организмах людей, причем поддержание баланса цинка в рационе является одним из важных звеньев купирования микроэлементозов.

Большинство важнейших микроэлементов находятся в хлебопродуктах и в продуктах растительного происхождения, источником микроэлементов в которых является почва. Среднее содержание некоторых из них в биосфере и накопление в растениях приведено в табл. 1.

Таблица 1 - Среднее содержание некоторых элементов (в мг/кг) в биосфере (по А.П. Виноградову и Д.П. Малюге) [7]

Черноземы Центрального Черноземья имеют дефицит таких микроэлементов, как бериллий, стронций, ванадий, хром, подвижные формы цинка и молибдена [8]. Таким образом, преобладающая часть содержащихся в почве микроэлементов растениям недоступна [7]. Растения поглощают микроэлементы из почвы неравномерно (таблица 1). Из представленных в таблице элементов цинк обладает наибольшей способностью накапливаться в растениях, что связано с его высоким сродством с биологически активными соединениями растительных тканей. Больше всего цинка содержится в семенах, причем у дикорастущих растений. Накопителями цинка являются посевные травы (люцерна), естественная растительность (липучка, разношипник, герань луговая, василек скабиозный), ядовитые растения (пижма, черемица белая). Накапливают цинк и растения, применяемые человеком в качестве продуктов питания: это зерно пшеницы, просо, некоторые сорта капусты. Главным источником цинка являются растения, богатые хлорофиллом (лук, шпинат, кресс-салат), зерновые, стручковые, чечевица, фасоль. По мере очистки зерновых продуктов от отрубей содержание цинка в них (в полированном рисе, муке) значительно снижается. Цинк содержат также грибы, орехи, молочные продукты, мясо и печень. В овощах, ягодах и фруктах цинка мало. Из них максимальное количество цинка обнаружено в гранатах и арбузе. От 8 до 20 мг/кг - в некоторых зерновых, дрожжах, луке, чесноке, неочищенном рисе, яйцах. 20-50 мг/кг - в овсяной, ячменной муке, какао, патоке, желтке яиц, в мясе кроликов и цыплят, орехах, горохе, фасоли, чечевице, зеленом чае, сушеных дрожжах, кальмарах. Около 130-202 мг/кг - в отрубях и проросших зернах пшеницы, тыквенных и подсолнечных семечках [1].

Однако всасывание цинка в организме человека во многом определяется характеристиками диеты, поэтому количественная оценка пищевых потребностей должна учитывать биодоступность микроэлемента в составе различных диет. Минеральные вещества поступают в организм человека в основном алиментарным путем в неактивном состоянии и активизируются, образуя комплексные соединения с белками [5].

Способность цинка принимать участие в процессах лигандообразования с органическими молекулами, с одной стороны, объясняет чрезвычайно широкий спектр его участия в разных биологических системах, с другой, позволяет обосновать оптимальную диету. Как известно, цинк при физиологических условиях существует в растворе в виде гидратированного иона Zn²⁺, который, вследствие наличия у него заряда и высокой гидрофильности, не способен проходить непосредственно через липидные слои биологических мембран. Поэтому для улучшения всасывания необходимо разнообразие пищевого рациона. Как правило, продукты, богатые цинком, богаты и витаминами (особенно группы В), а также клетчаткой. В течение суток желательно употреблять около 50 наименований продуктов, в том числе приправ и др. Факторами, благотворно влияющими на обеспеченность организма цинком, являются белковые продукты животного происхождения (постное красное мясо, субпродукты, морепродукты), витамин А, а также агенты-хелаторы: аминокислоты лизин и гистидин, комплексоны, фосфопептиды казеина и др. Свободные аминокислоты и короткие пептиды, а также фосфопептиды казеина, образующиеся при его ограниченном протеолизе, способны усиливать кишечное всасывание цинка, a также ряда других металлов.

Повышенные концентрации ионов со сходными физико-химическими свойствами (например, кадмия, кальция, двухвалентного железа) снижают всасывание. Цинк и железо конкурируют при диализе в просвете кишечника, что может свидетельствовать о тождестве молекулярных структур, ответственных за хелатное связывание. Продукты неферментативной реакции белков с сахарами, возникающие при кулинарной обработке блюд, обладают способностью задерживать всасывание цинка. Фитиновая кислота, которая содержится во всех зерновых и в сое, обладает способностью поглощать цинк, а также железо и кальций, превращаясь в кишечнике в неусвояемые металлофитиновые соединения. Молочные продукты снижают усвоение цинка, а кофеин и алкоголь усиленно выводят его из организма [14]. Всасывание цинка является концентрационно-зависимым процессом и происходит в основном в тонкой кишке. Всасывание из разовой порции пищи приближается к насыщению при потреблении доступных форм цинка у взрослых в количестве более 4-5 мг на порцию. Наиболее эффективно (до 60-70%) цинк всасывается из водных растворов, назначаемых натощак, симптомов насыщения не наблюдается вплоть до доз 10-15 мг. Всасывание цинка из твердой пиши менее эффективно, чем из растворов, и, в зависимости от его содержания, может широко варьироваться.

В совокупности представленные данные свидетельствуют о том, что проблема восполнения недостаточности цинка в питании населения РФ весьма актуальна. Следует подчеркнуть, что данный микроэлемент должен поступать в максимально биологически доступной форме. Все это делает необходимыми разработку новых источников биодоступного цинка. БАДы могут создавать и крупные фармацевтические компании, и более мелкие предприятия, например научно-производственные фирмы, индивидуальные предприниматели. В таблице 2 представлены цинксодержащие БАДы, прошедшие регистрацию в федеральном реестре [12]. Торговых наименований БАДов с цинком более четырех десятков. Большинство рассмотренных биодобавок содержат факторы, усиливающие биодоступность элемента, - это органические кислоты, и в частности аминокислоты. Отдельно нужно выделить БАДы, содержащие природные комплексы протеинов: пивные дрожжи с цинком, цинксодержащая спирулина, Цинк плюс альбумин «Тяньши».

Таблица 2 - Некоторые цинк-содержащие БАДы (по Федеральному реестру БАДов http://obad.ru/registrbad [12])

Дрожжи (сахаромицеты) относятся к большому классу сумчатых грибов, которые существуют на протяжении всего или большей части жизненного цикла в виде раздельных одиночных клеток. Дрожжевая биомасса в общем хорошо усваивается человеческим организмом. 500 г сухих дрожжей по содержанию белка примерно соответствуют 1 кг мяса, 30 куриным яйцам или 4 л коровьего молока. В качестве витаминного препарата достаточна суточная доза в 25 г сухих или 100 г прессованных дрожжей. Перед употреблением получают автолизат из исходного биологического сырья, прогревая его до температуры 55-80 °С. Автолизат пивных дрожжей содержит аминокислоты, полный набор витаминов группы В, витамины РР, А, К, высшие и низшие пептиды, полисахариды, макро- и микроэлементы, ростовые вещества, биосорбенты. Препарат доступнее для нашего организма, чем сумма аминокислот, и значительно повышает биодоступность внесенного в него цинка.

Многочисленные источники показывают участие цинка в функционировании биосистем организма человека. Цинк является кофактором многих ферментов (карбоангидразы, супероксидисмутазы, ДНК-полимеразы I), в последние годы изучается роль цинка в программированной (апоптоз) клеточной смерти. Хотя известно, что более 300 различных белков используют цинк в качестве кофактора, его точные функции остаются неизвестными. В публикациях проявлен общественный характер проблемы дефицита цинка в питании. Биологически активные вещества практически перестали усваиваться из обычной пищи, что привело к развитию иммуно- и витаминодефицита. Человечество решило эту проблему с помощью БАДов - натуральных биологически активных веществ, основной задачей которых является обогащение рациона человека, восполнение дефицита витаминов и других полезных элементов питания. Повсеместному распространению и популяризации биодобавок послужил рынок маркетинговых продаж, однако, в связи с огромным их разнообразием и первоначальным отсутствием строгого фармакологического контроля, БАДы стали предметом спекуляции со стороны некоторых производителей. Определение подлинности и оценка биодоступности различных цинксодержащих биодобавок является актуальной междисциплинарной задачей.

Рецензенты

• Новиков Олег Олегович, доктор фармацевтических наук, заведующий кафедрой фармацевтической химии и фармакогнозии федерального автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», г. Белгород.
• Рыбников Владимир Николаевич, доктор медицинских наук, врач первой категории, Городской клинический родильный дом, г. Курск.