Оптимальная обеспеченность детей и подростков необходимыми нутриентами является одним из главных факторов, определяющих формирование здоровья, физическое и нервно-психическое развитие. Важными составляющими рациона питания детей являются витамины и минеральные вещества. Одним из основных минералов, играющих важную роль в формировании и поддержании структуры костной ткани, является кальций. Известно более 2000 кальций-зависимых ферментов, участвующих в регуляции гемостаза, передаче нервных импульсов, внутриклеточном обмене [1]. Установлено, что недостаточное потребление кальция в детском возрасте может приводить к уменьшению пиковой массы костей на 5–10 %, что в свою очередь увеличивает частоту переломов шейки бедра в зрелом возрасте на 50 % [2]. Магний участвует во многих физиологических процессах, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность организма: в синтезе ферментов и их активации, регулировании функции клеточной мембраны, в сокращении и расслаблении мышц, синтезе и катаболизме белка, обмене нуклеиновых кислот и липидов, митохондрий) [3, 4]. Потребности растущего организма ребенка в кальции и магнии обеспечиваются при оптимальном содержании их в рационе питания [5]. По данным Росстата, поступление кальция в возрасте 3–13 лет составляет 838,3 мг в сутки, в более старшем возрасте, с 14 лет, уровень потребления снижается и составляет 780,5 мг в сутки, что ниже рекомендуемых норм [6]. Постоянный дефицит поступления кальция становится причиной начального периода остеопороза в подростковом возрасте. Эпидемиологические исследования Л.А. Щеплягиной и соавт. (2002 г.) продемонстрировали наличие остеопении (снижения показателей костной массы) у 7–42 % детей в возрасте 5–16 лет [7]. Дефицит магния в питании повышает риск развития артериальной гипертензии, избыточной массы. Низкие сывороточные уровни магния связаны с ожирением и резистентностью к инсулину у детей. [8]. Сведения о распространенности дефицита магния разнятся в зависимости от критериев диагностики, методологии лабораторных исследований и, по различным данным, варьируют в пределах от 14 до 60 % [9]. При наличии клинических симптомов дефицита магния у 86 % исследованных детей и подтвержденных специальной шкалой для оценки дефицита магния у детей снижение магния в сыворотке крови отмечалось лишь у 25,6 % детей [10]. Особенно важной является достаточность поступления кальция и магния в период наиболее интенсивного роста и развития детей и подростков, в пре- и пубертатном возрасте, когда происходит повышение плотности костной массы, увеличение мышечной массы, перестройка функционирования эндокринной системы, связанное с половым созреванием, возникновение частых стрессовых ситуаций при возрастании психических, умственных и физических нагрузок. Стресс сопровождается выведением магния из клеток за счет выброса гормонов норадреналина и адреналина и потери его с мочой, и при этом значимо повышается уровень магния в крови [11–13].
Цель исследования: оценка обеспеченности кальцием и магнием детей и подростков г. Улан-Удэ на основе фактического питания.
Материалы и методы исследования
Дизайн исследования: нерандомизированное поперечное (одномоментное) неконтролируемое исследование.
Критерии включения:
Все обследованные проживают в г. Улан- Удэ.
Возраст участников составлял 10–17 лет.
Продолжительность исследования:
Период с 22 мая 2020 по 29 мая 2020 г.
Условия проведения:
Исследуемые относились к 1 и 2 группам здоровья по результатам профилактических осмотров несовершеннолетних в 2019 г.
Предоставление родителями детей и подростками информации и ответов на анкету о недельном рационе питания с указанием количества молочных продуктов.
Наличие информированного добровольного согласия родителей детей в возрасте от 10 до 15 лет и информированного добровольного согласия подростков старше 15 лет на проведение исследования.
Этическая экспертиза
Проведение исследования одобрено Этическим комитетом Медицинского института ФГБОУ ВО «БГУ им. Доржи Банзарова» (протокол № 1 от 18.03.2020).
Исследование проводилось у 60 детей и подростков в возрасте от 10 до 17 лет.
Оценку фактического питания детей в домашних условиях проводили на основании изучения недельного рациона питания детей с указанием точного количества молочных продуктов родителями детей в возрасте от 10 до 15 лет, подростками – в возрасте 15–17 лет. Потребление кальция оценивали по формуле: кальций молочных продуктов (мг) + 350 мг [14].
Исследования были выполнены на автоматическом биохимическом анализаторе AU680 (Beckman Coulter, США) реагентами производства Beckman Coulter. Магний определяли спектрофотометрическим методом с ксилидиновым синим (референтные значения 0,7– 0,91 ммоль/л), кальций – спектрофотометрически с кальций-арсеназо III (референтные значения 2,1–2,55 ммоль/л). Забор крови осуществлен из локтевой вены в количестве 3 мл с 08.00 до 10.00, строго натощак.
Статистическую обработку данных проводили с использованием программы STATISTICA 10.0. Для оценки межгрупповых различий при анализе количественных параметрических данных использовали t-критерий Стьюдента, для непараметрических данных – критерий Фишера и критерий U Манна – Уитни. Различия считались статистически значимыми при p < 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Оценка обеспеченности кальцием и магнием проведена у 60 детей в возрасте от 10 до 17 лет, из них мальчиков – 18, девочек – 42 (средний возраст – 12,9 ± 0,7 лет). Содержание магния в сыворотке крови у детей представлено в табл. 1. Ни у одного из детей не выявлено значений ниже референтного интервала, у 7 детей (12 %) уровень магния оказался выше референтного интервала 0,91 мм/л: у 22 % мальчиков, у 12 % девочек.
Таблица 1
Содержание магния в сыворотке крови (ммоль/л) (M ± SD)
|
Группа обследованных |
Содержание магния в сыворотке крови |
|
Мальчики (n = 18) |
0,87 ± 0,06 [0,76–0,91] |
|
Девочки (n = 42) |
0,88 ± 0,03 [0,81–0,97] |
|
Все исследуемые (n = 60) |
0,88 ± 0,04 [0,76–0,97] |
Примечание. *В квадратных скобках даны пределы колебаний.
Необходимо отметить, что уровень магния в сыворотке крови составляет менее 1 % содержания в организме и не всегда может отражать имеющийся дефицит магния в организме [8]. Для поддержания постоянства уровня магния в крови за счет механизмов регуляции магний переходит из костей и мышц [10]. Повышение магния в сыворотке крови у 12 % исследуемых может свидетельствовать о высоком уровне стресса [11]. Понятие «дефицит магния в организме» не тождественно понятию «гипомагниемия», повсеместно распространенная лабораторная диагностика уровня магния в сыворотке крови может не полностью отражать реальное его содержание в организме [15].
Содержание кальция в сыворотке крови у детей и подростков представлено в табл. 2. Ни у одного из детей и подростков не выявлено значений ниже референтного интервала, у 9 детей (15 %) уровень кальция оказался выше референтного интервала 2,55 мм/л: у мальчиков – в 11 %, у девочек – в 17 %. Повышение содержания кальция может быть связано с усилением секреции паратиреоидного гормона [2]. Не обнаружено различия в содержании кальция у девочек и мальчиков.
Таблица 2
Содержание кальция в сыворотке крови (ммоль/л) (M ± SD)
|
Группа обследованных |
Содержание кальция в сыворотке крови (ммоль/л) |
|
Мальчики (n = 18) |
2,51 ± 0,20 [2,31–2,64] |
|
Девочки (n = 42) |
2,42 ± 0,19 [2,31–2,61] |
|
Все исследуемые (n = 60) |
2,49 ± 0,16 [2,32–2,64] |
Примечание. *В квадратных скобках даны пределы колебаний.
Учитывая, что в организме при тенденции к снижению уровня кальция в крови происходит резорбция кальция из костной ткани для поддержания постоянства гомеостаза, содержание кальция в сыворотке крови, скорее, не отражает дефицит его поступления [16].
Для оценки адекватности поступления магния и кальция проводилась оценка недельного рациона детей и подростков с указанием частоты потребления и количества продукта в сравнении с рекомендуемыми [16]. Физиологическая потребность в кальции для детей и подростков с 10 лет составляет 1200 мг в сутки. Основным источником кальция являются молочные продукты, рекомендуемые суточные нормы потребления молока – 300 мл, кефира или иных кисломолочных продуктов – 150 мл, творога – 50 г, сыра и сметаны по 10 г, сливочного масса – 30 г. [16]. Физиологическая потребность в магнии, поступающем с продуктами питания, для детей и подростков в возрасте 10–11 лет составляет 300 мг в сутки, для подростков 14–17 лет – 400 мг в сутки [17]. Источником магния являются крупы гречневая, овсяная, орехи, зелень, фасоль, сыры, морская рыба, фрукты, молочные продукты. Около 10 % магния поступает в организм с водой, среднее содержание которой в р. Селенга, из которой осуществляется водозабор для жителей г. Улан-Удэ, составляет 3,1 мг/л.
При анализе фактического питания детей и подростков (табл. 3, 4) оказалось недостаточным в сравнении с рекомендованным [17] потребление круп, молочных продуктов, овощей и фруктов.
Таблица 3
Частота потребления продуктов, содержащих магний
|
Пищевые продукты |
Частота потребления % |
|||
|
Ежедневно |
3 раза в неделю |
Несколько раз в месяц |
Никогда или крайне редко |
|
|
Крупы (гречневая, овсяная) |
5 % |
77 % |
11 % |
7 % |
|
Орехи |
0 % |
11 % |
67 % |
22 % |
|
Овощи, зелень |
35 % |
37 % |
20 % |
8 % |
|
Хлеб с отрубями |
10 % |
8 % |
35 % |
47 % |
|
Фрукты |
80 % |
10 % |
10 % |
0 % |
Таблица 4
Частота потребления молочных продуктов
|
Пищевые продукты |
Частота потребления |
|||
|
Ежедневно рекомендуемая порция |
Ежедневно половина от рекомендуемой порции |
3 раза в неделю |
Никогда или крайне редко |
|
|
Молоко |
30 % |
18 % |
35 % |
13 % |
|
Кисломолочные продукты или йогурт |
27 % |
12 % |
35 % |
27 % |
|
Сыр |
23 % |
12 % |
45 % |
20 % |
|
Творог |
10 % |
8 % |
40 % |
42 % |
|
Сливочное масло |
23 % |
27 % |
35 % |
15 % |
Таблица 5
Потребление детьми молока и молочных продуктов (в сутки)
|
N = 20 детей |
N = 32 детей |
N = 8 детей |
|
|
Молоко, мл |
246,0 ± 55,0 |
121,0 ± 39,0 |
10,0 ± 12,0 |
|
Кисломолочные продукты, мл |
90,0 ± 60,0 |
50,0 ± 20,0 |
0 |
|
Сыр, г |
16,7 ± 5,0 |
10,0 ± 2,7 |
15,0 ± 4,5 |
|
Творог, г |
32,0 ± 18,0 |
21,0 ± 7,0 |
0 |
|
Сливочное масло, г |
5,0 ± 2,5 |
3,0 ± 2,3 |
3,0 ± 2,3 |
При анализе фактического питания недостаточным является потребление продуктов, с наиболее богатым содержанием магния: орехов, лиственных овощей, хлеба с отрубями. В недельном рационе всех детей отсутствовали, такие продукты, как фасоль, отмечено крайне редкое потребление орехов, ежедневно в рационе зеленые овощи присутствовали лишь у 35 % детей, что свидетельствует о недостаточном поступлении с продуктами питания. Рацион детей обеднен по продуктам, содержащим магний.
При оценке фактического питания родители детей и подростки с 15 лет в течение недели указывали частоту и количество потребляемого молочного продукта в стаканах и ложках, которые были переведены в граммы согласно рекомендациям [15].
Для расчета среднесуточного потребления фактически потребленный объем молочных продуктов за неделю был разделен на количество дней в неделю, что за сутки составило: молока – 121,0 ± 76,0 мл, кисломолочных продуктов – 65,6 ± 24,7 мл, сыра– 4,3 ± 3,7 г, творога – 14,6 ± 13,4 г.
Не все дети ежедневно потребляют молоко и молочные продукты, только 33 % детей принимали рекомендуемый объем потребления молочных продуктов, 53 % – потребляли половину рекомендуемого объема, а 13 % детей и подростков принимали молоко только с чаем или совсем не употребляли молочные продукты, что согласуется с данными Росстата [6].
При расчете потребляемого с молочными продуктами кальция исходили из среднего содержания: в 100 г молока – 120 мг кальция, 100 мл кисломолочного продукта – 120 мг, в 100 г творога – 95 мг, в 10 г. сыра – 100 мг, в 100 г сметаны – 90 мг.
Согласно расчетам по данным фактического питания за неделю у 20 детей (33 %) при потреблении рекомендуемого объема молочных продуктов потребление кальция составило 947 ± 36,0 мг, 32 ребенка (53 %) потребляли половину рекомендуемого суточного объема молочных продуктов, при этом потребление кальция составило 823,5 ± 25,6 мг в сутки, 8 детей потребляли молоко только с чаем, в рационе из молочных продуктов был только сыр 1 или 2 раза в неделю, суточное потребление кальция составило 460 мг ± 14,0 мг.
Доля детей с недостаточным потреблением кальция составила 67,0 %. Даже при потреблении рекомендуемого количества молочных продуктов в сутки у 23 % обследованных потребление кальция было ниже рекомендуемого и составило 947,0 ± 36,0 мг. Недостаток молочных продуктов в ежедневном рационе питания детей неизбежно ведет к дефициту кальция, способствует постепенному развитию обменных нарушений [18, 19].
Таким образом, несмотря на достаточное содержание кальция и магния в сыворотке крови у исследуемых, 67 % детей и подростков не получают кальций и магний с продуктами питания в достаточном количестве. При общем дефиците в организме магний и кальций высвобождаются из костей, предотвращая снижение сывороточной концентрации, что неизбежно приведет к возникновению их дефицита в организме.
Превышение референтных значений кальция у 15 % подростков может свидетельствовать о дисфункции эндокринной системы, магния у 12 % – о наличии напряженности организма, вероятных стрессовых ситуациях.
Заключение
Результаты обследования рациона питания детей и подростков г. Улан-Удэ показали, что питание 67 % детей и подростков не соответствует рекомендуемым нормам, что неизбежно приведёт к дефициту кальция и магния, имеющему серьезные метаболические последствия. При исследовании среди здоровых детей и подростков не выявлено снижения содержания кальция и магния в сыворотке крови при имеющемся дефиците их поступления с продуктами питания, у 12 % детей уровень магния, а кальция – у 15 %, оказался выше референтных значений, что требует дополнительного исследования. При постоянном дефиците поступления кальция с продуктами питания у детей происходит резорбция кальция из костной ткани для поддержания постоянства гомеостаза, магния – из костной ткани, мышц, соединительной ткани, что способствует поздней диагностике дефицитных состояний и задержке мероприятий по их коррекции.
Алиментарное обеспечение кальцием и магнием детей и подростков является недостаточным. Полученные данные свидетельствуют о необходимости увеличении в рационе детей молока и молочных продуктов, а также продуктов, богатых магнием, согласно рекомендуемым нормам питания. При высоком риске дефицита кальция и магния, имеющих серьезные метаболические последствия для растущего организма, осуществлять профилактическое назначение препаратов кальция и магния.
Ограничение исследования
Исследование проведено на относительно малой выборке популяции детей и подростков.
Для более точной оценки дефицита кальция и магния требуется исследование в форменных элементах, суточной моче, волосах, определение ионизированного кальция в сыворотке крови.