Мікроелементи та здоров’я дитини: дефіцит есcенціальних мікроелементів у дітей і підлітків (сучасний стан проблеми)

З дефіцитом мікроелементів можуть бути пов'язані часті застуди, алергія, поганий апетит, перепади в настрої дитини, навіть низька успішність у школі. Через нестачу йоду погіршується пам'ять, відбувається зниження інтелекту, випадіння волосся, порушення функції щитоподібної залози. Дефіцит цинку, що може занадто швидко розвиватись у дитячому віці, гальмує процеси росту, нормального статевого та розумового розвитку дитини. Нестача міді у дівчаток-підлітків призводить до порушення синтезу статевих гормонів і менструального циклу. До речі, дефіцит тільки одного елемента – явище досить рідкісне, зазвичай, він багатоелементний. Так, наприклад, розвиток сколіозу пов'язують з недостатністю не тільки кальцію, а й марганцю, міді, цинку і селену. Порушення балансу елементів у дитинстві та в період статевого дозрівання обов'язково позначається також на здоров’ї у зрілому віці.

Раціональне харчування дітей і дорослих – найважливіша умова підтримки здоров'я нації. Проте в Україні, як і в багатьох інших країнах, через соціально-економічні умови, що склалися, тільки в незначної кількості людей харчування можна вважати збалансованим. Повсякденний раціон більшості населення в кінці ХХ століття вуглеводнево-жировий, з недостатньою кількістю тваринного білка, дефіцитом вітамінів і мікроелементів.Результати популяційних досліджень свідчать про вкрай недостатнє споживання і зростаючий дефіцит вітамінів (А, групи В, С, Е) і мікроелементів (заліза, цинку, йоду, селену) у значної частини населення. Виявлений дефіцит найчастіше носить характер поєднаної вітамінно-мінеральної недостатності. Насторожує той факт, що дефіцит вітамінів і мінералів можна спостерігати не тільки взимку і навесні, а й у літньо-осінній період, що свідчить про формування у більшості населення вкрай несприятливого типу полігіповітамінозу в поєднанні з дефіцитом мікроелементів цілий рік.

Викликають занепокоєння дані щодо розповсюдженості дефіциту мікронутрієнтів серед вагітних і жінок, які годують грудним молоком новонароджених і дітей. Нестача основних харчових речовин, вітамінів і мінеральних речовин у раціоні вагітної не тільки несприятливо позначається на стані здоров’я жінки, а й призводить до розвитку вираженого їх дефіциту у плода.

Дефіцит мікроелементів і вітамінів у раціоні матерів, які годують грудним молоком, також негативно впливає на здоров'я дітей. Не може не турбувати й те, що 70% дітей першого року життя у 3-4-місячному віці перебувають на штучному вигодовуванні. Установлено також, що 39-42% дітей, які знаходяться на ранньому штучному вигодовуванні, отримують неадаптовані молочні суміші. Викликає занепокоєння ситуація з дефіцитом вітамінів і мікроелементів у дітей старшого віку. Так, було показано, що забезпеченість вітамінами дітей і підлітків не перевищує 20-40%, а комплексний білково-вітамінний і мінеральний дефіцит відчувають до 90% дітей.

Напружений рівень метаболізму в дітей не тільки підтримує життєдіяльність, а й забезпечує ріст і розвиток дитячого організму, потребує достатнього і регулярного надходження мікронутрієнтів. Тому розвиток дефіциту мікроелементів у дітей може супроводжуватися різними розладами здоров'я. Незбалансоване і недостатнє (як у якісному, так і в кількісному відношенні) харчування дітей призводить до того, що у більшості з них спостерігається дефіцит мікроелементів і вітамінів, у 16-47% - анемія, у 24-63% – латентний дефіцит заліза. Крім цього, у результаті аліментарного дефіциту таких мікроелементів, як залізо та йод, відмічено тенденцію до погіршення психічного здоров'я дітей. Не можна не відзначити збільшення частоти виявлення недостатнього споживання йоду. У разі дефіциту йоду в мозку дитячого організму, що росте, відбуваються незворотні зміни, розвиваються олігофренія і кретинізм. Дефіцит йоду – найпоширеніша причина інтелектуальних порушень, яку можна попередити. Проте в Україні заходи з активної профілактики йодного дефіциту в останнє десятиліття були не на достатньому рівні. Це не могло не позначитися на стані психічного здоров'я дітей. Тільки впродовж останніх років почали проводити дієві заходи з профілактики йодної недостатності (виробництво йодованої солі в необхідній кількості, застосування йодиду калію, вітамінно-мінеральних комплексів, що містять йод, та ін.).

Мікроелементи та здоров’я дитини: фізіологічне значення мікроелементів

Живі організми у своєму складі містять різні хімічні елементи. Умовно, залежно від концентрації хімічних елементів в організмі виділяють макро- і мікроелементи.

Макроелементами прийнято вважати ті хімічні елементи, уміст яких в організмі становить більше 0,005% маси тіла. До макроелементів відносяться водень, вуглець, кисень, азот, натрій, магній, фосфор, сірка, хлор, калій і кальцій. Мікроелементами називаються хімічні елементи, що містяться в організмі в дуже малій кількості. Їхній уміст не перевищує 0,005% маси тіла, а концентрація у тканинах – не більше 0,000001%.

Серед усіх мікроелементів в особливу групу виділяють так звані незамінні мікроелементи.

Незамінні (ессенціальні, мікробіоелементи) – це мікроелементи, регулярне надходження яких з їжею або водою до організму необхідне для його нормальної життєдіяльності. Такі мікроелементи входять до складу ферментів, вітамінів, гормонів та інших біологічно активних речовин. Незамінними мікроелементами є залізо, йод, мідь, марганець, цинк, кобальт, молібден, селен, хром, фтор.

Фізіологічне значення макро- і мікроелементів визначається їхньою участю:

• у структурі й функції більшості ферментативних систем і перебігу процесів в організмі;
• у пластичних процесах і побудові тканин (фосфор і кальцій – основні структурні компоненти кісток);
• у підтримці кислотно-основного стану;
• у підтримці сольового складу крові й водно-сольового обміну.

Рівень надходження мікроелементів до організму залежить від їхнього вмісту в харчових продуктах і воді. Постійне зниження або підвищення концентрації певних мінеральних речовин у добовому раціоні людини, як правило, пов'язане з нестачею або надлишком цих мікроелементів у навколишньому середовищі регіону проживання. При цьому в організмі людей сформований дефіцит або надлишок певних мікроелементів призводить до розвитку ендемічних геохімічних захворювань. Найбільш вивченими є йодна і фторова ендемії. Так, у регіонах, де в навколишньому середовищі зафіксовано недостатній уміст йоду, широко розповсюджений ендемічний зоб. На територіях, що характеризуються підвищеним вмістом фтору у воді, відзначається високий рівень захворюваності на флюороз. Поряд з цим тривале недостатнє надходження фтору до організму викликає збільшення розповсюдження карієсу.

Розподіл мікроелементів в організмі та їхнє накопичення у певних органах і системах зумовлений як хімічними властивостями, так і їхньою фізіологічною роллю. Однак у деяких випадках місце переважного депонування мікроелементів не пов'язане із впливом їх на ці органи й тканини. Мікроелементи як складові компоненти біологічно активних речовин беруть участь у метаболічних процесах в організмі. Головна особливість мінерального обміну в дітей полягає в тому, що процеси надходження до організму мінеральних речовин і їхнє виведення не врівноважені між собою.

Ріст і розвиток дитини потребують інтенсивного надходження мінеральних речовин, але вікова добова потреба в основних мікроелементах має свої особливості.

Мікроелементи відіграють важливу роль як на різних етапах розвитку дитини, так і в період вагітності й лактації у жінок. Недостатнє їх накопичення або захват можуть мати небажані наслідки як для дитини (вроджені вади розвитку, внутрішньоутробна затримка росту, низька маса тіла при народженні), так і для матері (гіпертензія, анемія, ускладнення під час пологів).

Мікроелементи та здоров’я дитини: цинк та наслідки його дефіциту

Значення цинку для людини було визнане майже 40 років тому. Він відомий як природний мікроелемент, що впливає на ріст людей і тварин. Дефіцит його може призводити до підвищення ризику інфекційних захворювань і затримки росту в дітей особливо віком до 5 років. Нестача цинку широко розповсюджена у країнах, що розвиваються, і значно впливає на захворюваність і смертність дітей у разі незадовільного харчування.

Цинк є важливим мікроелементом, який необхідний для підтримки життєво важливих процесів в організмі. Імунний дефіцит, порушення смакової чутливості, проблеми зі шкірою, затримка росту й розумового розвитку – це результат його нестачі. У деяких дослідженнях передбачають також взаємозв’язок цинку з підвищеним ризиком розвитку раку.

Після підтвердженого 1961 року припущення щодо зв’язку гіпогонадизму і карликовості з дефіцитом цинку серед сільського населення Ірану зріс інтерес до визначення ролі дефіциту цинку для здоров'я людей. Під час обстеження іранських пацієнтів спостерігали затримку росту, гіпогонадизм у чоловіків, гепато- і спленомегалію, дистрофію шкіри та важку залізодефіцитну анемію. Пізніше аналогічні зміни були документально підтверджені у жителів Єгипту. Раціон цих людей, як було встановлено, складався переважно з білків зерна з високим умістом фітату, що призвело до зниження доступності заліза та цинку. У цих пацієнтів були серйозні порушення, пов’язані з імунною системою, багато з них померли від інтеркурентних інфекцій у віці до 25 років. У дослідженнях, що відображають модель дефіциту цинку в людини, показано, що нестача цинку призводить до зниження рівня тестостерону, олігоспермії, вираженого імунодефіциту внаслідок зниження Т-хелперів, інтерлейкінів (ІЛ-2) і цитокінів. Дослідження на культурі тканин виявили неможливість активації багатьох цинкзалежних ферментів і чинників транскрипції. Зниження експресії гена ІЛ-2 і рецептора (IL-2 Rα) викликало зниження активації ядерного фактора (NF-kappa B) у клітинах зі зниженим умістом цинку, який також має антиоксидантні та протизапальні властивості. У разі його зниження у плазмі крові пропорційно підвищуються маркери оксидантного стресу і генерація прозапальних цитокінів, ФНП-α, ІЛ-1β, ІЛ-8.

Цинк – багатофункціональний мікроелемент, який є компонентом біологічних мембран, що необхідний для ДНК, РНК, а також для стабілізації рибосом. Він пов’язаний з багатьма факторами транскрипції, стабілізує деякі гормонрецепторні комплекси. Не дивно, що його дефіцит призводить до серйозних фізіологічних порушень. У біологічних системах цинк завжди знаходиться у двохвалентному стані. Середній вміст цинку в ґрунті становить 0,001%. Підвищена кількість цинку міститься у вивержених породах (до 112 мг/кг), менше – у глині та суглинках (30-40 мг/кг).

Загальний уміст цинку в організмі дорослих людей становить приблизно 1,5 г у жінок і 2,5 г у чоловіків. Цинк знаходиться в усіх органах, тканинах, рідинах і секретах організму. Понад 95% цинку міститься у клітинах. Його рівень у сечі становить 50-1200 мкг/г, у печінці – 15-150 мкг/г, у волоссі – 50-400 мкг/г, у плазмі крові – 0,55-1,3 мкг/г. Під час вивчення розподілу цинку в ендокринних органах було виявлено вищу його концентрацію у хромафінних клітинах гіпофіза, α- і β-клітинах підшлункової залози, колоїді фолікулів щитоподібної залози.

Мікроелемент цинк входить до складу більш ніж 200 ферментів, бере участь у метаболізмі білка, обміні тестостерону, сперматогенезі, біосинтезі гема, регулює ріст і поділ клітин, він необхідний для функціонування ЦНС, підвищує стійкість організму до інфекцій і новоутворень. До цинкзалежних гормонів відносять: інсулін, кортикотропін, соматотропін, гонадотропіни.

Харчові продукти дуже відрізняються за вмістом у них цинку. Джерелом надходження цинку до організму є червоне м'ясо, печінка, яйця, продукти моря. Цистеїн і гістидин збільшують абсорбційну здатність цинку. Найбагатші на цинк хлібні злаки з цільного зерна. Велика кількість цинку міститься у висівках і зародках зерна, і майже 80% його втрачається під час помелу пшениці. У продуктах із цільного зерна і в білках рослин, таких як соя, цинк є у менш доступній формі через фітинову кислоту, що міститься в харчових продуктах рослинного походження. Відокремлення фітату з їжі може значно збільшити абсорбцію цинку. Бродіння тіста зменшує вміст фітинової кислоти і значно покращує абсорбцію цинку. Рослинним джерелом цього мікроелемента є також горіхи і боби. Концентрація цинку в рослині збільшується, якщо вона виростає на збагаченому цинком ґрунті.

Вживання цинку корелює із вживанням білка, але зв'язок залежить від джерела харчування. Дієти, до складу яких входять переважно яйця, молоко, птиця, риба, мають нижчий уміст цинку і білка, ніж ті, що складаються з бобів, зерна, горіхів і сиру. У питній воді, як правило, рівень цинку низький. Порівняно низький рівень вживання цинку підвищує абсорбцію міді. Клінічні ознаки дефіциту міді розвиваються у людей, які вживають 150 мг цинку на добу впродовж двох років. Разом з тим вживання міді у великій кількості не знижує всмоктування цинку. Незважаючи на те що високий рівень кальцію в їжі може затримувати всмоктування цинку в тварин, уведення солей кальцію у раціон людей, як правило, не порушує балансу цинку. Додавання 50 мг олова збільшує екскрецію цинку з калом. Однак цей елемент погіршує всмоктування цинку при звичайних раціонах. Фолієва кислота може знижувати всмоктування цинку при недостатній його кількості у раціоні.

Гостра цинкова інтоксикація, зумовлена його надлишковим надходженням до організму, у людей трапляється дуже рідко. Окремі випадки інтоксикації відмічено в результаті вживання харчових продуктів і напоїв, що зберігалися в гальванізованих контейнерах. До ознак гострого отруєння цинком відносять біль в епігастрії, діарею, нудоту, блювоту. Надлишок цинку викликає зниження імунітету, підвищення холестерину крові, зміни у шкірних покровах.

У разі хронічної інтоксикації спостерігається вторинний дефіцит міді, викликаний конкурентною взаємодією між цими елементами в кишечнику. Тривале вживання цинку (понад 150 мг/добу) призводить до появи ерозії у шлунку і зниження функції імунної системи.

Велике значення має рівень умісту цинку в кістковій тканині. Його вміст знижується під час старіння, великих скелетних навантажень, постменопаузи. Він викликає стимуляцію остеобластів завдяки активації аміноацил-тРНК-синтетази і внаслідок цього підвищує мінералізацію кісткової тканини. Крім того, цинк пригнічує остеокласти. Використання з їжею додаткової кількості цинку, особливо в хелатному вигляді, призводить до більш значного збільшення кісткової маси, ніж при використанні сульфату цинку. Отже, використання цинку можна рекомендувати для комплексного лікування остеопорозу.

J.T. Kim і співавт. (2009) з’ясували, що дефіцит цинку (уміст цинку в раціоні харчування 3 мг/кг у 10 разів нижчий від норми) гальмує ріст довгих кісток в ембріонів мишей. Відбувається вкорочення діафізів, звуження хондроцитарної зони, збільшення кількості остеобластів, дозрівання хондроцитів зі збільшенням остеокластної активності. Автори вважають, що вміст цинку має навіть більше значення для формування матриксу кісток протягом фетального розвитку, ніж мінералізація кісткового матриксу.

Дефіцит цинку є ембріопатичним in vivo, ембріони мають малу довжину та значну затримку розвитку органів; додавання цинку до раціону щурів значно знижує цей негативний ефект.

Симптоми дефіциту цинку не є специфічними, однак спостереження свідчать про виникнення відставання в рості, діареї, алопеції, глоситу, гіпоосмії, ламкості нігтів, зниження імунітету, гіпогонадизму в чоловіків, підвищеного ризику розвитку злоякісних пухлин, порушення толерантності до глюкози за умов зниження рівня цинку в організмі. У разі його дефіциту діти часто хворіють на інфекційні та вірусні захворювання. Поєднане застосування препаратів цинку й антиоксидантів є ефективним за повільно прогресуючої дегенерації сітківки. Відмічено також антидіабетичний ефект спеціальної дієти з додаванням цинку.

Зменшення вмісту цинку в біосфері має зобогенний ефект. 1972 року в клітинних ядрах був знайдений рецептор до трийодтироніну, у структурі якого є «цинкові пальці» – дві амінокислотні послідовності, які хелують цинк. С.Н. Пампутис (1999) відносить цинк до зобогенних чинників на підставі підвищеного вмісту цього мікроелемента в компонентах крові й тиреоїдній тканині у хворих на ендемічний зоб. М.В. Велданова (2003) повідомляє про зниження ефективності лікування ендемічного зоба препаратами йоду у разі дефіциту цинку. Крім того, цинк впливає на секрецію тиреоїдстимулюючого гормону завдяки його вмісту в ферменті супероксиддисмутази, дефіцит якого сприяє гіперплазії щитоподібної залози. Є роботи, у яких доведено, що гетерозиготні мутації або делеції в ділянці гена ZEB2, який кодує амінокислотну послідовність «цинкових пальців», призводять до розвитку синдрому Моут-Вільсона, що проявляється вадами розвитку мозку, розумовою відсталістю, вродженими пороками серця, сечостатевої системи і низькорослістю.

Оскільки цинк є незамінним мікроелементом для нормального росту й розвитку людини, під час вагітності потреба в ньому збільшується. Дефіцит цинку в цей період призводить до затяжних пологів, атонічних кровотеч у матері, а недостатній його рівень у харчуванні вагітної жінки вже визнано тератогенним чинником. У дітей дефіцит цинку призводить до зниження синтезу інсуліноподібного фактора росту-1 (ІФР-1) і білка, що його зв’язує (ІФР-ЗБ-3), внаслідок чого відбувається внутрішньоутробна затримка росту. Знижений рівень цинку у крові жінок у третьому триместрі вагітності призводить до вірогідної внутрішньоутробної затримки розвитку плода.

Крім того, у 42% недоношених дітей спостерігається виражений дефіцит цинку і ферменту Cu-Zn супероксиддисмутази в сироватці крові, особливо у разі затримки внутрішньоутробного розвитку. Цікаві дані отримали Y. Cesur і співавт. (2009) під час дослідження рівня ІФР-1 і ІФР-ЗБ-3 у дітей із затримкою росту та дефіцитом цинку (рівень соматомединів був знижений в усіх дітей), але без соматичної патології. Проби крові брали на початку дослідження, потім призначали дітям 50 мг цинку на добу впродовж 2 місяців. У подальшому повторно визначали рівень ІФР-1 і ІФР-ЗБ-3. У 62% хворих відбувалося вірогідне підвищення рівня соматомедину. Крім того, приріст соматомединів був значно більшим у дітей з низьким індексом маси тіла. Дефіцит цинку може викликати зниження синтезу гормону росту та/або рівня ІФР-1. На думку N.X. Ninh і співавт., дефіцит цинку не тільки викликає зниження рівня ІФР-1 у плазмі крові, а й значно зменшує його анаболічну дію. Дослідження вмісту ІФР-1 у крові дорослих пацієнтів із значною затримкою розвитку показало достовірне зниження рівня ІФР-1 на тлі низького вмісту цинку й амінокислот у плазмі крові, незважаючи на достатнє їх надходження з їжею.

Під час обстеження 18 здорових дітей препубертатного віку (від 7 до 10 років) з нормальним рівнем ІФР-1, частина з яких отримувала 5 мг/кг ZnSO4, а решта – плацебо, було встановлено, що швидкість росту в перші 6 місяців значно збільшилась у групі дітей, які отримували препарати цинку: 5,99±0,80 проти 5,05±0,85 см у контрольній групі (р=0,03). Після 12 місяців спостереження медіана швидкості росту повернулася до початкового рівня: 3,92±0,59 проти 4,19±1,08 см/рік (р=0,29) відповідно. Таким чином, додавання препаратів цинку до дієти збільшує швидкість росту, а в разі його відміни ефект не зберігається.

Z.T. Cossack і співавт. (1999) установили вірогідне зниження рівня ІФР-1 у плазмі крові здорових людей, які отримували дієту зі зниженим умістом цинку протягом 4 тижнів, що можна використати як один із критеріїв визначення дефіциту цинку.

У жінок, які народили дітей з низькою масою тіла, незважаючи на клінічно нормальний перебіг вагітності, спостерігався підвищений рівень α-фетопротеїну (>90-й перцентиль) та низький рівень цинку у плазмі крові й лейкоцитах. Підтверджено значення цинку для нормального неонатального розвитку дитини.

Досліджували також вплив добавок цинку з їжею при різних формах затримки росту в разі неможливості лікування гормоном росту (ГР) з різних причин. При порівнянні показників двох груп пацієнтів було доведено, що швидкість росту у пацієнтів, які отримували препарат цинку, була вірогідно вищою, ніж у тих, які отримували аргініну аспартат.

У зв’язку з тим, що цинк входить до кількох сотень нуклеопротеїдів, його дефіцит призводить до достовірного зниження продукції ІФР-1. Це пояснює, чому рівень цинку в дітей з недостатністю ГР впливає на швидкість відповіді на лікування препаратами рекомбінантного ГР (рГР). У дітей з доведеною соматотропною недостатністю дефіцит цинку може впливати на ефективність лікування рГР.

Крім того, визначено нові варіанти генетичних мутацій у ділянці 11р15.5, такі як хроматинчутлива метильна група, що блокує «цинкові пальці» білка CTCF, який зумовлює 10% випадків синдрому Беквіта-Відемана та 60% синдрому Рассела-Сільвера. Під час досліджень R. Rising і співавт. (2005) установили, що дефіцит цинку пов'язаний з відставанням у рості й резистентністю до ГР.

Механізм виникнення гіпогонадизму в разі дефіциту цинку до цього часу не встановлений, хоча є головною ознакою нестачі цього мікроелемента у людей і тварин. Розглядається також можливість виникнення гіпоталамічної дисфункції.

Дослідження A. Varea і співавт. (2011) свідчать про те, що збагачена цинком дієта, призначена дітям з відставанням у рості й анемією, сприяє поліпшенню показників росту і зменшенню ступеня анемії. Z. Zadik і співавт. обстежили 45 низькорослих дітей дошкільного віку, які дотримувалися спеціальної програми харчування (додавання 10 мг/добу міді, 11 мг цинку тричі на тиждень, 10 тис. ОД вітаміну А на тиждень). На тлі такого харчування навіть за відсутності лікування рГР за 6 місяців діти прибавляли у рості в середньому на 7,9±1,7 см (під час лікування рГР - на 9,1±1,8 см; контрольна група – на 4,6±1,3 см, р<0,001).

Виконані нами попередні дослідження щодо визначення вмісту цинку у хворих на соматотропну недостатність і конституціональну низькорослість виявили значне зниження цього мікроелемента як у волоссі (28,52–71,81 мкг/г за норми 120-200 мкг/г), так і в крові (0,52-0,68 мкг/г за норми 0,7-1,2 мкг/мл) низькорослих дітей. Зниження цинку супроводжувалося вірогідним зниженням рівнів ІФР-1 й ІФР-ЗБ-3 (р<0,01) на тлі різкого зниження викиду ГР у динаміці функціональних тестів (р<0,01). Найбільш суттєве зниження цинку у волоссі та крові було зафіксоване у дітей молодшого віку (3-6 років), які звернулися до лікаря вперше і не отримували ніякої терапії. У хворих на синдром Шерешевського-Тернера визначили тенденцію до зниження цинку у волоссі (104,41-110,82 мкг/г); уміст цинку у крові відповідав нижній межі норми (0,5-0,7 мкг/г).

Дані літератури і наші спостереження свідчать про те, що мікроелемент цинк задіяний у системі регуляції росту і статевого розвитку дитини, а відставання у рості й статевому розвитку супроводжується дефіцитом цинку в більшості хворих. Виявлені порушення є обґрунтуванням для призначення відповідної терапії цинковмісними препаратами дітям з низькорослістю різного генезу.

Мікроелементи та здоров’я дитини: селен та наслідки його дефіциту

У 1817 року шведський хімік Й. Берцеліус відкрив мікроелемент селен. Перші згадки у літературі стосовно біологічної ролі селену датуються 1842 роком, коли було встановлено, що Bacillus ferreus можуть відновлювати сполуки селену. В організмі людини міститься близько 14 мг селену. Вміст його у плазмі становить 50-150, у сечі – 3-75, у печінці – 0,1-0,8, у волоссі – 2,5-5 мкг/г. З віком кількість селену значно зменшується. Деякі рослини, наприклад астрагал, можуть накопичувати до 0,1% (1000 частин на мільйон) селену. Токсичність деяких диких рослин і мухоморів може бути зумовлена наявністю в них великої кількості сполук селену. Високу здатність накопичувати селен мають дріжджі та спіруліна.

Проведено багато досліджень, які встановили вплив селену на окисні процеси клітинного метаболізму. До 1957 року селен розглядали як токсичний компонент їжі, було описано багато випадків отруєнь його сполуками. І тільки 1957 року К. Шварц і С. Фольц продемонстрували ессенціальність селену. Було доведено, що недостатність селену в їжі у тварин призводить до розвитку міодистрофії, кардіоміопатії та цирозу печінки. Виражений аліментарний дефіцит селену в людей трапляється в ендемічних районах і має перебіг як хвороба Кешана (ураження серця, печінки, скелетних м’язів) і хвороба Кашина-Бека (остеопатія, переважно в дитячому віці).

Джерелом селену є зернові, м'ясо, субпродукти, менше – риба, молоко. Деякий вплив на вміст селену чинить кулінарна обробка. Під час приготування їжі м'ясо, овочі, молоко, фрукти втрачають до 78% селену, найменше – борошно і крупи (до 10%). Тому хліб, каші, свіжі овочі та фрукти є гарантованим джерелом селену для жителів України. Є території, де вживання селену є значно нижчим від необхідного.

За умов дефіциту селену в жителів таких регіонів знижується його рівень у крові, але ще раніше – активність Se-глутатіонпероксидази (GPX), одного з основних антиоксидантних ферментів. Селен необхідний для регенерації цього ферменту. За дефіциту селену знижуються рівні селеновмісних білків. При цьому селен, що знаходиться в недостатній кількості, витрачається ощадливо. У мозку, репродуктивній та ендокринній системах (як найбільш важливих) деякий час підтримується певна концентрація селену внаслідок його перерозподілу в організмі. Надалі в репродуктивній системі рівень селену поступово знижується, розвивається селенозалежна ендокринна і гінекологічна патологія. Цей феномен називають «жертва репродукції». Організм намагається зберегти себе як життєздатну одиницю, а репродуктивне надзавдання тимчасово відключається.

В організм людини селен потрапляє у вигляді амінокислот, що містять селен – селенометіонін (Se-Me) і селеноцистеїн (Se-Cys). Він добре всмоктується у шлунково-кишковому тракті. У подальшому селен може включатися до складу білка замість метіоніну або розпадатися до селеніду (H2Se), який забезпечує реалізацію біологічної активності селену. Встановлено біля 20 протеїнів, що містять селен. Процес включення селену до таких білків дуже складний. Спочатку селен, який поступив з їжею, перетворюється в селенід. Потім утворюється селен-фосфат, який служить субстратом для перетворення серил-тРНК у селеноцистеїл-тРНК. До речі, йому відповідає кодон мРНК UGA, у зв’язку з чим селеноцистеїн називають 21 амінокислотою. До селензалежних білків відносяться GPX, тіоредоксинредуктази (Trs), йодтироніндейодинази (Ds), а також селенопротеїни P, W,T, M та ін.

Глутатіонпероксидази (GPX 1-6) є головними ферментами антиоксидантного захисту. Їхня функція полягає у підтримці стабільної внутріклітинної концентрації відновленого глутатіону. Найбільш дослідженою є цитозольна глутатіонпероксидаза (GPX 1). Доведено, що GPX 1 відіграє основну захисну роль під час розвитку оксидантного стресу. В експерименті показана лінійна залежність між активністю GPX 1 і виживаністю мишей в умовах вираженого оксидантного стресу. Крім того, активність GPX 1 більш залежна від умісту селену порівняно з іншими ферментами, тому в еритроцитах вона є простим і чутливим показником селенового статусу організму. Внутріклітинний і тканинний рівень GPX 1 також впливає на активність шляхів апоптозу, фосфорилювання протеїнкіназ. Варто підкреслити, що гіперекспресія GPX 1 призводить до розвитку інсулінорезистентності й ожиріння. Накопичені експериментальні дані щодо зв'язку зміни експресії GPX 1 з етіологією раку, кардіоваскулярних й аутоімунних захворювань, діабету. Проводяться також клінічні дослідження ролі GPX 1. Доведено, що низький рівень GPX 1 в еритроцитах значно підвищує ризик кардіоваскулярних захворювань: інфаркту міокарда, інсульту.

Селенопротеїн P є основним позаклітинним джерелом селену та якісним маркером забезпечення організму цим мікроелементом. Селенопротеїн P – єдиний білок, який містить більше одного атома селену (за високого забезпечення селеном може вміщувати до 10 атомів). Припускають, що селенопротеїн P виконує функцію транспорту селену до різних тканин, головним чином до головного мозку. R.F. Burk і співавт. установили, що введення селеніту натрію призводить до значного збільшення вмісту селенопротеїну P у мозку (порівняно з іншими тканинами). Цікаво, що в умовах дефіциту селену захват мозком селенопротеїну P підвищується у 5 разів, при цьому низькомолекулярні сполуки селену не утилізуються мозком. Крім того, інші автори довели, що генетичний дефіцит селенопротеїну P у трансгенних мишей призводить до зниження експресії інших селенопротеїнів у мозку. За попередніми даними, це пов’язано з механізмом синтезу селенопротеїнів: за умов клітинного дефіциту селену кодон UGA, що кодує селеноцистеїн, починає відігравати роль стоп-кодона і синтез селенобілка припиняється. За даними S.J. Glatt і співавт., зниження активності селенопротеїну P1 патогномонічно для шизофренії: у разі загострення знижується до критичних цифр, при насиченні спостерігається покращення стану.

Функції інших селенопротеїнів менше вивчені. Відомо, що селенопротеїн H відіграє роль редоксзалежного регулятора транскрипції для генів глутатіону і детоксикації. Селенопротеїн K також є антиоксидантом, переважно в кардіоміоцитах. Генетичні дефекти селенопротеїну S є факторами ризику кардіоваскулярних захворювань, особливо в жінок. Y.R. Kim і співавт. підкреслюють, що селенопротеїн W – важливий буфер проти отруєння мозку метил ртуттю. Крім того, селенопротеїн W відіграє значну роль у рості й диференціюванні м’язової тканини. Як показали дослідження V. Allamand і співавт., мутації гена селенопротеїну N є причиною розвитку однієї з форм уродженої міопатії.

У цілому найбільш вивченою функцією селену є регуляція антиоксидантних процесів у всіх органах і тканинах, передусім у ЦНС. Крім того, B. Gabryel і співавт. довели зв'язок окисно-відновлювальних процесів й апоптозу. H. Blessing і співавт. виявили, що взаємодія селену з цинк-фінгерними білками необхідна для процесів репарації ДНК. Порушення цих процесів призводить до нестабільності генома і, як наслідок, до канцеро- і мутагенезу.

Селен відіграє найважливішу роль у функціонуванні імунної системи. Так, в умовах дефіциту селену порушуються процеси антигензалежної проліферації лімфоцитів, хемотаксис нейтрофілів, знижуються рівні IgA, IgG, IgM.

Щитоподібна залоза є органом з найвищим рівнем селену на 1 г тканини, тому дефіцит селену має велике значення в розвитку зобу. Низький уміст селену в навколишньому середовищі значно ускладнює йоддефіцитні стани. Причиною розвитку ендемічного кретинізму M.B. Zimmermann і співавт. вважають поєднаний дефіцит йоду і селену. Для синтезу тиреоїдних гормонів потрібна йодизація тиреоїдних залишків на тиреоглобуліні, запаси якого сконцентровані у тиреоїдному фолікулі. Йодизація каталізується тиреопероксидазою і потребує наявності перекису водню, що є небезпечним для тиреоциту. Утворення перекису водню регулюється тиреотропним гормоном через низку проміжних реакцій. У разі утворення надмірної кількості перекису водню, що здійснює пошкоджувальний вплив на тиреоцит, нейтралізується внутрішньоклітинними селеновмісними GPX, TR. Таким чином, глутатіонпероксидази забезпечують додаткові механізми контролю синтезу тиреоїдних гормонів шляхом регуляції концентрації перекису водню у фолікулі.

Актуальним питанням залишається використання селену для профілактики і лікування різних захворювань у дітей і підлітків, тому що рання корекція селенового дефіциту дає змогу захистити організм дитини від розвитку селендефіцитних захворювань. У зв’язку з цим в останні роки започатковано велику кількість епідеміологічних досліджень ефективності і безпеки профілактичного застосування антиоксидантів, включаючи селен, ролі змін оксидантного статусу в розвитку захворювань серцево-судинної системи, онкопатології, нейродегенеративних захворювань. R. Thiel і співавт. (2007) довели, що застосування комплексу антиоксидантів попереджує розвиток деменції у дітей із хворобою Дауна. M.M. Berger і співавт.(2006) наводять дані щодо доцільності коротких курсів внутрішньовенного застосування селену у хворих у критичному стані. Б. Харвіц і співавт. (2007) установили, що призначення селену в дозі лише 20 мкг/добу протягом 9 місяців приводить до пригнічення прогресування вірусного навантаження (p<0,02) й підвищує кількість CD4 (p<0,04), що дає змогу використовувати селен як просту і безпечну додаткову терапію ВІЛ-інфекції. Вживання фізіологічних доз селену дітьми і підлітками розглядають як простий і доступний спосіб підвищення стійкості до вірусу імунодефіциту людини. У 2004–2007 роках проведені пілотні дослідження використання у ВІЛ-інфікованих дітей спеціального вітамінно-мінерального комплексу, що містить селен.

Згідно з попередніми дослідженнями, проведеними нами щодо визначення вмісту селену у хворих на різні форми затримки росту і статевого розвитку, виявлено значне зниження цього мікроелемента як у волоссі (0,05–0,20 мкг/г за норми 0,30-1,2 мкг/г), так і в крові (0,01-0,05 мкг/г за норми 0,07-0,15 мкг/мл) низькорослих дітей. Найбільш суттєве зниження селену у волоссі та крові зафіксовано у дітей молодшого віку (3-6 років), які звернулися до лікаря вперше і не отримували ніякої терапії.

Мікроелементи та здоров’я дитини: профілактика та корекція дефіцитних станів

Профілактику дефіциту вітамінів і мікроелементів у дитини треба починати ще в антенатальному періоді її розвитку. Доцільно рекомендувати жінкам повноцінну, збалансовану дієту, збагачену необхідними мікронутрієнтами. Можна рекомендувати вживання спеціального молочного напою та мінерально-вітамінних комплексів, що містять необхідні вітаміни і мінеральні речовини у повній відповідності з потребами вагітних і жінок, які вигодовують малят грудним молоком. Крім того, треба приділяти велику увагу профілактиці мікроелементної недостатності протягом усього періоду дитинства шляхом збалансованої дієти і застосування полімінеральних препаратів.

Дослідження останніх років свідчать про необхідність організації досліджень з виявлення дефіциту ессенціальних мікроелементів серед дитячого населення, проведення корекції виявлених дефіцитних станів і доцільність включення препаратів, що містять ессенціальні мікроелементи (залізо, йод, мідь, марганець, цинк, кобальт, молібден, селен, хром, фтор), до схем комплексного лікування багатьох ендокринних захворювань дитячого та підліткового віку (порушення росту і статевого розвитку, патологія щитоподібної залози, цукровий діабет, ожиріння тощо).

Таблиця 1. Добова потреба основних мікроелементів

Таблиця 2. Рекомендовані норми вживання цинку

Таблиця 3. Рекомендовані дози вживання селену в США

О.В. Большова, д.м.н., керівник відділу дитячої ендокринної патології,
В.Г. Пахомова, ДУ «Інститут ендокринології та обміну речовин ім. В.П. Комісаренка НАМН України», м. Київ

Список літератури знаходиться в редакції.