Баланс магния в организме человека

1. Введение

2. Баланс магния в организме человека

3. Здоровье женщины и магний

4. Здоровье детей и магний

5. Занятия спортом и магний

6. Сердечно-сосудистые заболевания и магний

7. Болезни нервно-психические и магний

Введение

  Минеральные вещества являются необходимыми элементами, обеспечивающими нормальную жизнедеятельность организма. Они обязательны в  поддержании постоянства внутренней среды организма, кислотно-щелочного равновесия, водно-солевого обмена. Практически все химические элементы периодической таблицы Д. И. Менделеева участвуют в физиологических, а также патологических процессах человека, однако лишь 12, в числе которых магний, составляют 99% элементного состава организма.

Магний является необходимой составной частью всех клеток и тканей,участвуя вместе с другими элементами в сохранении ионного равновесия жидких сред организма, входит в состав многих ферментов, активирует фосфатазу плазмы,костей, участвует в проведении нервно-мышечной возбудимости, синтезе белка,обмене нуклеиновых кислот и липидов.

Содержание ионов магния в организме человека изменяется в зависимости от условий жизни, пищевых привычек, развития многих физиологических (беременность,лактация) и патологических состояний.   

 

Баланс магния в организме

Магний не синтезируется в организме человека, а в виде иона Mg²⁺ поступает с пищей, водой и солью. В природе он занимает 8-е место по распространенности, магнием насыщена морская вода, он является составной частью более 200 минералов, входит в состав хлорофилла (рис.1). Ежедневная потребность в магнии на 40% удовлетворяется за счет продуктов, на 60% - за счет ионизированного магния воды. Биологическая доступность магния из питьевой воды значительно выше, чем из твердой пищи. 

 

Рисунок 1 -  Распространенность магния в природе

Высокое содержание магния отмечают в растительной пище- необработанных зерновых, фигах, миндале, орехах, темно-зеленых овощах, бананах.Значительное количество магния содержится в урюке, кураге, сливах, финиках,порошке какао, рыбе (особенно лососевых), сое, крупах (овсяная, пшенная,гречневая), бобовых (фасоль, горох), морской капусте, зелени (шпинат, петрушка,салат, укроп), халве (подсолнечная и тахинная).

Поскольку во многих географических регионах в питьевой воде и почве определяют низкое содержание магния, концентрация элемента в растительных продуктах зависит от места произрастания растений. В индустриально развитых странах технология сельского хозяйства и производства продуктов питания,изменение образа жизни способствуют потерям магния и увеличению населения с магниевым дефицитом. Сельскохозяйственные культуры выращивают на почве, устойчиво обедняющейся магнием, к тому же повсеместно применяют органические удобрения, снижающие проникновение магния из почвы в культуры. Известно, что водный недостаток ионизированного магния не компенсируется употреблением продуктов с первоначально достаточным содержанием магния, поскольку в процессе приготовления пищи, пройдя механическую, термическую и химическую обработку, готовое кулинарное блюдо теряет многие необходимые химические элементы, в том числе ионы магния. Кроме того, для усвоения ионов магния состав пищи должен быть сбалансированным по содержанию макро- и микроэлементов.

Сбалансированная диета содержит 300-700 мг магния в сутки. В случае потребления обедненной магнием пищи в организме человека всасывается до 70% поступающего с пищей иона, при обогащенной магнием диете - 25%.

Поступающий с водой и продуктами ионизированный магний попадает в желудок, где происходит отщепление части ионов магния от магнезиальных солей пищи и всасывание в кровь. Основная часть трудно растворимых солей магния переходит в кишечник, и после соединения с жирными и щелочными кислотами всасывается в кровь. Эти комплексные соединения магния поступают в печень, где используются для синтеза биологически активных соединений.В щелочной среде тонкой кишки всасывается 30% магния, при этом преимущественно пассивно, небольшая часть ионов - активно с использованием транспортной функции белка. 

Соединения магния, поступившие в кровь, распределяются в организме не равномерно: около 60% поступает в кости, мышцы, сердце, почки; 39%- составляет внутриклеточная фракция и только 1% - внеклеточная фракция. 

  В клетках ионы магния занимают второе место по содержанию после калия, при этом 80-90% ионов магния соединяются в комплексы с АТФ (рис.2).Магний присутствует в ядре, митохондриях, цитоплазматическом ретикулуме, цитоплазме. Концентрация ионизированного магния в клетке поддерживается на постоянном уровне, несмотря на резкие колебания его внеклеточного содержания.Это происходит вследствие относительно ограниченной проницаемости  плазматической мембраны для катиона и наличия системы транспорта магния в клетку для поддержания высокого трансмембранного градиента.

В тканях с интенсивным обменом веществ (миокард, нервная ткань) отмечают наибольшее содержание магния.

 

Рисунок 2- Внутриклеточное распределение ионов магния

 

Общее содержание магния в организме составляет 21-28 г, большая часть (около2/3) содержится в костях скелета, нервной ткани, мышцах, почках, печени,меньшая часть (1/3) -  представлена внутриклеточной фракцией (рис. 3). Во внеклеточном пространстве содержится 1%магния,  при этом внеклеточный магний непрерывно пополняется запасами из костной и мышечной ткани.

Здоровье женщины и магний

У женщин потребность в магнии на 20-30%превышает таковую у мужчин. Снижение концентрации и избыточное выведение магния из организма определяют при синдроме предменструального напряжения, для которого характерны увеличение массы тела, нагрубание молочных желез, появление отеков, раздражительности, беспокойства, головной боли, усталости.

Причиной предменструального синдрома считают снижение концентрации серотонина, трансформированного из триптофана. Поскольку установлено, что синтез большинства нейропептидов в головном мозге осуществляется при участии магния, его недостаток приводит к снижению содержания дофамина, участвующего в развитии синдрома предменструального напряжения.

У женщин, получающих оральные контрацептивы в течение нескольких месяцев, наблюдают дефицит витамина B₆ и гипомагниемию. Установлено, что витамин  B₆ улучшает всасывание иона магния в кишечнике и способствует  накоплению его в клетке, а также участвует в превращении триптофана в серотонин. 

Особое значение магния отмечают в акушерско-гинекологической практике. Дефицит магния при беременности развивается вследствие повышенной потребности в ионе для роста плода, к тому же происходит избыточное выделение магния почками. К вероятным причинам гипомагниемии при беременности относят стрессовые ситуации, рвоту в ранние сроки беременности, заболевания желудочно-кишечного тракта.

Низкую концентрацию магния у женщин определяют в третьем триместре беременности при поздних гестозах, при эклампсии. Отмечают,что при невынашивании беременности определяется низкая концентрация магния в организме. При гипомагниемии происходит патологическая активация кальций зависимых контратильных реакций в миометрии, повышается возбудимость центральной нервной системы, провоцирующая спастические реакции матки в результате создается угроза прерывания беременности.

Дефицит магния встречается при лактации, в результате недостаточного потребления иона с молоком матери, у детей развиваются симптомы гипомагниемии.

 

Здоровье детей и магний

Симптомы дефицита магния развиваются в любом возрасте: у новорожденных, маленьких детей и подростков.

Признаки гипомагниемии можно определить у ребенка по следующим проявлениям:

- синдром гиперактивного, «трудного» ребенка;

- повышенная утомляемость, состояние хронической усталости, депрессивные состояния, апатия, снижение памяти, способности сконцентрироваться и удерживать внимание;

- мышечные спазмы, нарушение засыпания либо тревожный сон, зябкость(при отсутствии явных признаков других заболеваний);

- склонность к поносам, потеря веса;

- кардиалгии, аритмии.

К факторам риска развития гипомагниемии у детей относят недостаточно разнообразную диету, содержащую мало нерафинированных злаковых, и особенно зеленых, желтых, красных овощей и фруктов; диету с низким содержанием белков;частое употребление кофе (более 2-3 чашек в день), алкоголя, в том числе напитков типа пива, «джин-тоника» (также формирующих алкогольную зависимость,особенно у детей и подростков); применение наркотиков; курение; прием мочегонных средств.

Установлено, что при значительных учебных нагрузках и высокой ответственности ребенка, посещающего несколько школ, кружков, частом пребывании на шумных дискотеках со световыми и звуковыми эффектами, повышается расход магния в организме и в случае недостаточного поступления иона с пищей развивается его дефицит.

 

Занятия спортом и магний. 

Спортсмены относятся к группе риска развития дефицита магния. Условия жизни спортсменов, включающие значительные физические и эмоциональные нагрузки, коррегирование массы тела в сторону увеличения либо снижения за короткие промежутки времени с использованием лекарственных препаратов (диуретики), значительная потеря иона магния с потоотделением, постоянная потребность в высокоэнергетическом питании, обусловливает повышенную потребность в магнии.

Недостаточное поступление иона магния в организм спортсмена проявляется клиническими симптомами гипомагниемии в виде эмоциональной неустойчивости, снижением способности к адаптации к чрезмерным нагрузкам, появлением признаков перенапряжения, замедлением темпов восстановления после нагрузок, болезни, травматических повреждений.

К основным причинам развития дефицита магния у спортсменов относятся следующие: 

- колебания массы тела,

- высокоинтенсивные физические и эмоциональные нагрузки,

- перенапряжение,

- потребность в адаптации(срочной и долгосрочной),

- травматизм,

- потребность в быстром восстановлении.

Сердечно-сосудистые заболевания и магний

Недостаток магния в организме человека выявляют при многих сердечно-сосудистых заболеваниях. С дефицитом магния связывают дисфункцию эндотелия и дефицит эндотелиального оксида азота, определяемых при заболеваниях и факторах риска, способствующих развитию ишемической болезни сердца (ИБС), АГ:атеросклероз, гиперхолестеринемия, сахарный диабет, сердечная недостаточность,стресс, курение.

Магний оказывает влияние на функциональное состояние эндотелия, участвующего в регуляции сосудистого тонуса, гемостаза, иммунного ответа, миграции клеток крови в сосудистую стенку, синтеза факторов воспаления и их ингибиторов, а так же осуществляющего барьерную функцию.

В рандомизированном двойном слепом исследовании после применения препарата магния выявлена линейная корреляция между степенью эндотелий-зависимой вазодилатации и концентрацией внутриклеточного магния.

Влияние магния на сосудистый тонус исследовано у населения биогеохимических регионов со сниженным содержанием химического элемента в природных источниках. Было показано, что распространенность АГ выше в этих регионах по сравнению с населением стран с нормальным содержанием магния в природных источниках. У лиц с АГ из регионов с недостатком магния отмечена значительная задержка иона (20-33%) при выполнении нагрузочной пробы, свидетельствующая о гипомагниемии. Применение препаратов магния в течение 4 недель у больных с гипомагниемией и АГ сопровождалось снижением систолического и диастолического артериального давления, а также секреции альдостерона.

Неблагоприятные эффекты дефицита магния отмечают в виде повышения тонуса коронарных сосудов, а также повышения чувствительности к вазоконстрикторным агентам: серотонину, ангиотензину, норадреналину, ацетилхолину.

Ионы магния регулируют баланс фракций липопротеидов высокой и низкой плотности, а также триглицеридов. Длительный дефицит магния в организме снижает антиоксидантную защиту и в условиях атерогенной диеты участвует в механизмах раннего развития атеросклероза. Исследователи считают, что недостаток магния влияет на жирнокислотный состав липидов, снижает активность ферментов системы элонгации и десатурации жирных кислот, блокирует синтез арахидоновой кислоты. В случае дефицита магния отмечают повышенное содержание триглицеридов, хиломикронов, липопротеидов очень низкой и низкой плотности, вместе с тем уровень липопротеидов высокой плотности снижается.

Прогрессированию атеросклероза способствует частое развитие бактериальной и вирусной инфекции у лиц с дефицитом магния. Отмечают повышенную чувствительность организма к токсическому влиянию, оказываемому микроорганизмами. При выраженном дефиците магния выявлено неблагоприятное течение инфекционно-токсического шока, часто осложняющего развитие многих инфекционных заболеваний, а также снижение эффективности антибактериальной терапии. Однако при добавлении к лечению пациентам с инфекционными процессами в организме препаратов магния, отмечено повышение антимикробной активности антибиотиков пенициллинового ряда.

Поскольку магний является антагонистом кальция, в случае потери ионов магния повышается концентрация кальция. Нарушение кальциево-магниевого баланса в организме человека в сторону повышения содержания кальция и снижения концентрации ионов магния способствует кальцификации сосудов.

Дефицит ионов магния увеличивает активность тромбоксана А₂ и вызывает повреждение сосудистой стенки. Применение препаратов магния задерживает образование артериальных тромбов путем ингибирования активности тромбоцитов.Торможение тромбообразования является дозозависимым, ингибирующее действие наблюдают в случае применения препаратов магния в эффективных клинических дозах. Известно, что магний потенцирует дезагрегационные свойства ацетилсалициловой кислоты, трентала.

Низкий уровень магния в сыворотке крови отмечают при сосудистых событиях - мозговом инсульте, инфаркте миокарда. На фоне дефицита магния клинические проявления инфаркта миокарда имеют особенности: часто развиваются безболевые формы, своевременная диагностика которых и раннее оказание помощи вызывают трудности. Аритмии сердца возникают в первые часы и сутки от начала развития инфаркта миокарда, поскольку содержание внутриклеточного магния катастрофически снижается. Низкая концентрация внутриклеточного магния приводит к спазму сосудов и повышению чувствительности к прессорным агентам.

В числе факторов, способствующих ишемии миокарда, называют дефицит магния в кардиомиоцитах. При внутриклеточном недостатке магния снижается скорость расслабления мышечных волокон и кровотока в миокардиальных артериях, развиваются диастолическая дисфункция левого желудочка, ишемия миокарда и признаки кардиосклероза.

Дефицит магния и повышение содержания кальция в кардиомиоцитах обнаруживают при постишемическом синдроме реперфузии. Шилов А.М .и соавт. отметили, характерные для синдрома реперфузии при остром инфаркте миокарда и спонтанном тромболизисе либо тромболитической терапии, фатальные аритмии, распространение зоны инфаркта миокарда в виде постишемического контрактурного некроза, развитие острой сердечной недостаточности с летальным исходом у лиц с внутриклеточным снижением содержания ионов магния и постишемическим вхождением ионов кальция в кардиомиоциты. Применение препаратов магния вместе с тромболитической терапией в ранние сроки развития инфаркта миокарда (первые 6 часов) реже сопровождалось осложнениями (аритмии, сердечная недостаточность) и приводило к суммарному снижению госпитальной летальности.

Ионы магния стабилизируют сердечный ритм, участвуют в регуляции нервно-мышечной активности сердца, необходимы для метаболизма кальция. Результаты холтеровского мониторирования после электрической кардиоверсии свидетельствуют, что у пациентов после применения препаратов магния снижается частота суправентрикулярных и желудочковых экстрасистол, эпизодов фибрилляции предсердий. Применение комбинации магния и пиридоксина повышает безопасность антиаритмической терапии препаратами 3 класса.

Недостаток внутриклеточного магния может привести к развитию аритмического синдрома и без развития инфаркта миокарда либо ишемии. Наиболее типичными проявлениями дефицита магния называют синусовую тахикардию,пароксизмальную наджелудочковую тахикардию, мономорфную желудочковую тахикардию, а также желудочковую тахикардию типа «пируэт». Исследователи отмечали при нормализации баланса магния исчезновение аритмий сердца.

Нарушения ритма сердечной деятельности часто возникают при синдроме удлиненного  интервала QT (врожденного и приобретенного). Синдром QT сопровождается пароксизмами желудочковой тахикардии типа «пируэт», синкопальными состояниями и внезапной сердечной смертью. Длительность интервала QT отображает процессы реполяризации и деполяризации в кардиомиоцитах, возникающие вследствие движения электролитов из внеклеточного пространства в клетку и обратно, контролируемое К⁺-,Na⁺- и Са²⁺- каналами сарколеммы, энергетическое обеспечение которых осуществляется Mg⁺⁺ - зависимой АТФазой. По мнению исследователей, применение препаратов магния в лечении лиц с удлиненным  интервалом QT является патогенетической терапией, влияющей на продолжительность интервала QT и обусловливающей профилактику возникновения аритмий.

Препараты магния (сульфатные соли) относятся к средствам выбора для купирования желудочковой тахикардии типа «пируэт». Считают, что применение препаратов магния у больных с желудочковой тахикардией оправдано в случаях неопределенной продолжительности интервала QT, поскольку антиаритмическая активность магния направлена на стабилизацию клеточной мембраны.

При застойной сердечной недостаточности гипомагнезиемия возникает в результате активации ренин - ангиотензин - адьдостероновой и симпато-адреналовой систем, недостаточного поступления вследствие нарушения абсорбции иона в желудочно-кишечном тракте. Дефицит магния усугубляется на фоне применения препаратов для коррекции клинических проявлений (дигоксина и тиазидных и петлевых диуретиков), влияющих на реабсорбцию иона.

Дефицит магния возникает в случае применения многих лекарственных препаратов. Основными группами препаратов, вызывающих нарушения электролитного баланса являются диуретики. Тиазидные и петлевые диуретики, влияя на проксимальные отделы нефрона, повышают экскрецию ионов калия и магния с мочой. Быстро нарастающую потерю магния отмечают на фоне приема циклоспорина А, аминогликозидов, гентамицина, спирамицина - антибиотиков, применение которых сопровождается избыточным выведением ионов магния.  К одной из основных причин ототоксичности антибиотиков группы аминогликозидов относят недостаток ионов магния в реснитчатых клетках эпителия улитки уха. Абсорбция магния снижается в результате образования труднорастворимых соединений, не всасывающихся в кишечнике, при сочетании приема магнийсодержащих продуктов или препаратов с фторхинолонами и тетрациклинами. Ятрогенная гипомагнезиемия возникает при применении сердечных гликозидов.

Эстрогенсодержащие препараты, используемые для контрацепции и заместительной терапии, способствуют депонированию магния в костях, сухожилиях,связках, дериватах кожи, в результате развивается относительный дефицит магния в сыворотке крови.

Кофеинcxсодержащие препараты, никотин, кокаин, морфин, героин, cxамфетамин способствуют выходу магния из клеток во внеклеточную среду, усиливают экскрекцию ионов магния почками и вызывают недостаток магния в организме.

Болезни нервно-психические и магний

Дефицит магния часто сопровождает физические и психические стрессовые состояния. Повышение в крови содержания катехоламинов и стероидов при остром стрессе вызывает истощение внеклеточного и внутриклеточного пула магния, а так же увеличивает его выделение с мочой, поскольку в стрессовой ситуации наблюдается повышение уровня адреналина и норадреналина. Стресс и гипомагниемия относятся к взаимно обусловленным процессам, усугубляющим проявления друг друга: ионы магния способны блокировать нейросинаптическую передачу, препятствуя высвобождению ацетилхолина, в также нарушать продукцию катехоламинов клетками мозгового слоя надпочечников, моделируя их реакцию на стрессовое воздействие.

В случае недостатка магния повышается чувствительность организма квнешним раздражителям. Катехоламины воздействуют на лизосомы, образующиеся придеградации свободных жирных, и способствуют связыванию магния, вызывая темсамым дефицит свободного биологически активного ионизированного магния.

При дефиците магния повышается активность глубоких сухожильных рефлексов, появляется атаксия, тремор, дезориентация, судорожные состояния, нистагм, парестезии. Доказано, что нормальный уровень магния в организме обеспечивает активность нейромедиаторной аминокислоты глицина, участвующей в таких важных неврологических функциях, как тонкая моторика, точность движений,поддержание позы и ходьбы. В случае недостатка магния глицин проявляет недостаточные нейропротекторные эффекты, поскольку не активируется магнием.

Магний принимает участие в синтезе в головном мозге всехнейропептидов, влияющих на эмоциональное состояние. Он относится к  физиологическим регуляторам нейрональноговозбуждения и контролирует деятельность центральной и периферической нервнойсистемы в эмоциональной сфере. В случае нарушения обеспечения адекватногопотребности энергетического обмена и трансмембранного транспорта в нервнойткани развиваются патологические процессы, обусловленные многими факторами, втом числе, дефицитом магния.

Магний, участвуя в производстве серотонина, оказывает влияниена серотонинергическую регуляцию сосудистого тонуса, нарушение которой приводитк появлению мигрени. Применение препаратов магния сопровождается снижениемчастоты и интенсивности приступов мигрени.

К важным эффектам магния относится влияние на процессыторможения и возбуждения в головном мозге и проявления в виде наркотического,снотворного, седативного и анальгетического действия. В случае дефицита магнияснижается способность к концентрации внимания, страдают функции памяти, нарушаетсяравновесие процессов возбуждения и торможения, повышается порог болевойчувствительности, появляется эпилептиформная готовность в коре головного мозга.

Применение препаратов магния предупреждает развитиепохмельного синдрома. Поскольку алкоголь увеличивает потери магния  мочевыделительной системой, при значительномупотреблении развивается повышенная возбудимость, мышечная слабость, истощениенервной системой, возрастает внутричерепное давление, появляются аритмии.

Препараты магния эффективны при проявлениях соматофорнойвегетативной дисфункции в виде нарушений вегетативной регуляции внутренних органов,желез внутренней секреции, сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечноготракта, респираторной системы, с многообразными клиническими симптомами иэмоциональными расстройствами

Фармакологические эффекты магния при соматофорной вегетативной дисфункции многообразны: седативный,нормализующий электрическую активность клеток центральной нервной системы ипередачу импульсов в нейро-мышечных синапсах; угнетающий вазомоторный центр ипередачу нервного импульса в вегетативных ганглиях и адренергических синапсах;метаболический, нормализующий обменные процессы в ишемизированных тканях, атакже нормализующий электролитный баланс в кардиомиоцитах.

Нутриенты в питьевой воде

     В этой рубрике представлен перевод материалов встречи экспертов ВОЗ "Нутриенты в питьевой воде". В частности, доклада Франтишека Козишека (Национальный Институт общественного здоровья, Республика Чехия) "Последствия для здоровья, возникающие при употреблении деминерализованной питьевой воды".

Для удобства материалы представлены отдельными разделами:

ПРЕДИСЛОВИЕ
I. Введение

II. Риск для здоровья от употребления деминерализованной или слабоминерализованной воды

     1. Прямое воздействие на слизистую оболочку кишечника, метаболизм и гомеостаз минеральных веществ, и другие функции организма

     2. Малое поступление/отсутствие поступления кальция и магния
     3. Малое поступление других макро- и микроэлементов
     4. Потери кальция, магния и других макроэлементов в процессе приготовления пищи
     5. Возможный рост поступления в организм токсичных металлов
     6. Возможное бактериальное загрязнение воды с малой минерализацией
III. Оптимальный минеральный состав деминерализованной питьевой воды
     1. Отчет  ВОЗ 1980 года
     2. Современные рекомендации
IV. Руководства и директивы по кальцию, магнию и жесткости питьевой воды
V.  Выводы
Cсылки


14. Фтор

Физиологическая полноценность питьевой воды

ИА «Росбалт»

Новое слово в водоснабжении

Ни одно посещение Петербурга главным санитарным врачом РФ Геннадием Онищенко не остается незамеченным. Его яркие заявления и комментарии украшают страницы и ленты СМИ. На этот раз главврач посетил город на Неве в связи с необходимостью сказать новое слово в истории отечественного водоснабжения.

«Цветем и пахнем»

Озвучить общероссийкую статистику было доверено академику РАМН, директору Института экологии человека и гигиены окружающей среды имени А. Н. Сысина Юрию Рахманину. Он сообщил, что в России каждая пятая проба воды не соответствует по химии, десятая — по микробиологии. Почти 45% граждан испытывает дефицит по кальцию, 25% — магнию. Дефицит фтора и йода испытывают 90% россиян.

Кариес у нас, оказывается, «цветет и пахнет» — другой такой страны нет, авторитетно утверждает директору Института экологии человека. Ученый отметил, что до такой жизни мы докатились, в том числе, из-за скудости соцпомощи со стороны правительства — уж слишком «полегчала» наша потребительская корзина. Но проблему эту надо решать, и решать ее предлагается испытанным советским способом — через иодизацию соли, а также минерализацию питьевой воды (это новый подход к проблеме).

В первую очередь нужно убрать дефицит по кальцию, магнию и фтору. Так, в США 80% населения получает фторированную воду. То же самое нужно делать и нам, но не так, как мы это делали до сих пор, когда 85% «добавки» составлял шлак, пояснил он.

Новое слово

Главный государственный санврач по Петербургу Игорь Ракитин отметил, что вода в городе — абсолютно безопасна. Ее показатели по химическому и микробиологическому составу находятся в пределах нормы. Разве что в ней отмечается повышенное содержание железа, но никто еще не связал железо со здоровьем, как-то очень легкомысленно отмахнулся он от этой примеси. Вместе с тем, Ракитина беспокоит, что невская вода слабо минерализированна. Отсюда, утверждает он, высокая заболеваемость рахитом, остеопорозом, кариесом, а также с сердечными заболеваниями. Именно поэтому необходимо подходить к водоснабжению не просто безопасной водой, а физиологически полноценной.

Его поддержала заведующая кафедрой Петербургской медицинской академии имени Мечникова Валентина Семенова. Она сказала, что если термин «физиологически полноценная вода» будет узаконен, то появится возможность административным путем корректировать минерализацию водопроводной воды до необходимого уровня. Также эксперт отметила, что требуется разработать нормативы нового стандарта воды.

Регламенты ужесточат

Как оказалось, предложения петербургских ученых вот-вот будут материализованы. Юрий Рахманин сообщил, что в настоящее время на утверждении в Госдуме находятся новые регламенты на питьевую воду. Вместо имеющихся 56 показателей качества воды в них предлагается ввести 88 показателей. Академик отметил, что Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует характеризовать воду 116-ю показателями, а сегодня ведется работа, чтобы довести эту цифру до 232-х.

По словам ученого, предлагается ввести два новых критерия качества — «стабильность качества» и «физиологическая полноценность». Испытания «физиологической полноценности» воды проводилось на добровольцах и космонавтах, отметил директор Института. На этом наши ученые не успокоились. Они вплотную подошли к нормированию

Нутриены в питьевой воде

14. Фтор 

Майкл А. Леннон 

Школа клинической стоматологии 

Университета Шэффилда, Объединенное Королевство 

Хелен Уэлтон 

Дэннис О'Муллан 

Исследовательский центр проблем полости рта 

Колледж Университета, Корк, Республика Ирландия 

Жан Экстранд 

Каролинский Институт 

Стокгольм, Швеция

__________________________________________________________________

I. Введение

Фтор оказывает как позитивное так и негативное влияние на здоровье человека. С точки зрения здоровья полости рта, частота стоматологических заболеваний обратно пропорциональна концентрации фтора в питьевой воде; существует также связь между концентрацией фтора в воде и флюорозом (1). С точки зрения здоровья вообще в регионах, где концентрации фтора высоки и в воде и в пищевых продуктах, случаи скелетного флюороза и переломы костей – распространенное явление. Тем не менее, есть и другие источники фтора. Обессоливание и обработка воды с помощью мембран и анионообменных смол удаляют из воды практически весь фтор. Использование такой воды в питьевых целях, значение для здоровья общества сильно зависит от конкретных обстоятельств. Основное задача – усилить положительный эффект присутствия фтора в питьевой воде (защита от кариеса), при этом снизив до минимума нежелательные проблемы полости рта и здоровья в целом.

            Этиология заболеваний полости рта включает взаимодействие бактерий и простых сахаров (например, сахароза) на поверхности зуба. В отсутствии таких сахаров в продуктах питания и напитках кариес перестанет быть значимой проблемой. Однако проблема будет существовать при высоком потреблении сахара до тех пор, пока не будет сделан верный ход в ее решении. Удаление фтора из питьевой воды может потенциально обострить существующую или развивающуюся проблему заболеваний полости рта.

II. Поступление фтора в организм человека

            Фтор достаточно широко распространен в литосфере; часто встречается в виде плавикового шпата, фторапатита и криолита и занимает 13-е место по распространенности на земном шаре. Фтор присутствует в морской воде в концентрации 1,2-1,4 мг/л, в грунтовых водах – до 67 мг/л и в поверхностных водах – 0,1 мг/л (2). Также фтор обнаружен в продуктах питания, в частности, в рыбе и чае (3).

            В то время, как большинство пищевых продуктов содержит следы фтора, вода и немолочные напитки являются основными источниками поглощаемого фтора, обеспечивая от 66 до 80 % поступления у взрослых жителей США в зависимости от содержания фтора в питьевой воде.

Дополнительными источниками фтора являются зубная паста (особенно это касается маленьких детей, которые заглатывают большую часть пасты), чай – в тех регионах, где чаепитие является устоявшейся традицией, уголь (при вдыхании) в некоторых регионах Китая, где дома топят углем с очень высоким содержанием фтора. Абсорбция заглатываемого фтора происходит в желудке и тонком кишечнике (3).

            По большей части фтор, изначально содержащийся в воде или добавленный, содержится там в виде свободного фторид-иона (3). Жесткость воды 0-500 мг/л (в пересчете на СаСО₃) влияет на ионную диссоциацию, что в свою очередь незначительно изменяет биодоступность фтора (4). Абсорбция обычной дозы фтора меняется от 100 % (на пустой желудок) до 60 % (завтрак, богатый кальцием).

III. Влияние фтора, поступающего с продуктами питания и напитками на состояние полости рта

            Влияние фтора, естественно присутствующего в питьевой воде, на состояние полости рта рассматривалось в 30-40-е годы Трендли Дином и его коллегами из службы Общественного здоровья США. Был проведен ряд исследований на всей территории США; исследования показали, что при росте содержания естественного фтора в воде повышалась вероятность заболеваний флюорозом и понижалась – кариесом (5). Кроме того, на основе полученных Дином результатов можно было предположить, что при концентрации 1 мг/л частота, серьезность и косметический эффект флюороза не являются социально значимой проблемой, а сопротивляемость кариесу возрастает существенно.

            При анализе этих фактов возникает закономерный вопрос: позволит ли искусственное фторирование питьевой воды повторить эффект? Первое исследование на эту тему проводилось в Гранд Рапидс под руководством USPHS в 1945 г. Результаты, полученные за 6 лет фторирования воды, были опубликованы в 1953 г. Дополнительные исследования были проведены в 1945-46 гг. в Иллинойсе (США) и Онтарио (Канада).

Также этой проблемой занимались ученые в Нидерландах (1953), Новой Зеландии (1954), Объединенном Королевстве (1955-1956) и Восточной Германии (1959). Результаты оказались сходными: было отмечено снижение числа случаев заболеваний кариесом (5). После опубликования результатов фторирование воды стало распространенной мерой укрепления здоровья на общественном уровне. Сведения о некоторых странах, вовлеченных в проект и численности их населения, употребляющего искусственно обогащенную фтором воду, приведены в таблице 1. Оптимальная концентрация фтора, в зависимости от климатических условий, составляет 0,5-1,0 мг/л. Приблизительно 355 млн. человек во всем мире пьют искусственно фторированную воду. Дополнительно около 50 млн. человек употребляют воду, содержащую натуральный фтор в концентрации около

1 мг/л. В таблице 2 перечислены страны, где население численностью 1 млн. человек или более употребляет воду, богатую естественным фтором (содержание 1 мг/л). В некоторых странах, в частности в отдельных районах Индии, Африки и Китая вода может содержать естественный фтор в довольно высоких концентрациях, выше 1,5 мг/л, нормы, установленной Руководством по качеству питьевой воды ВОЗ.   

            Многие страны, которые ввели искусственное обогащение воды фтором, продолжают следить за частотой возникновения кариеса и флюорозов, используя поперечную случайную выборку детей от 5 до 15 лет. Замечательным примером мониторинга может служить недавно опубликованный отчет о состоянии полости рта у детей в Ирландии (в основном фторированная вода) и севера Ирландии (нефторированная) (7). (см. таблицу 3).

IV. Употребляемый фтор и здоровье

            Влияние поглощаемого фтора на здоровье рассматривалось Мултоном в 1942 г., что предшествовало исследованию, проведенному Гранд Рапидс; с тех пор проблемой постоянно занимается ряд организаций и отдельных ученых.  Позднее IPCS (3) провела детальный обзор по фтору и его влиянию на здоровье. Исследования и обзоры были сконцентрированы на переломах костей, флюорозах скелета, онкологических заболеваниях и отклонениях у новорожденных, однако затрагивали и другие отклонения, возможно вызванные или усугубленные фторированием (1, 9, 10, 11, 12, 13, 14). Никаких подтверждений и неблагоприятных эффектов при употреблении воды, содержащей естественный или добавленный фтор в концентрациях

0,5 – 1 мг/л обнаружено не было, кроме случаев флюорозов полости рта, описанных выше. Кроме того, исследования в тех районах США, где содержание естественного фтора достигает 8 мг/л, не показали каких-либо неблагоприятных последствий употребления такой воды. При этом есть данные из Индии и Китая, где повышенный риск переломов костей является результатом долгосрочного употребления большого количества фтора (суммарное поступление 14 мг/день) и предположение, что риск переломов возникает уже при поступлении свыше 6 мг/день (3).

            Институт медицины Национальной Академии наук США (15) дает рекомендуемую суммарную дозу употребления фтора (из всех источников) 0,05 мг/кг массы тела человека, аргументируя это тем, что прием такого количества фтора максимально снижает риск заболеваний кариесом у населения, при этом не провоцируя побочных отрицательных эффектов (например, флюороз). Агентство по защите окружающей среды США (EPA) максимально допустимой концентрацией (не вызывающей скелетных флюорозов) считает 4 мг/л, а величину 2 мг/л -  не вызывающей флюорозов полости рта. Руководство по качеству питьевой воды ВОЗ рекомендует 1,5 мг/л (16). ВОЗ подчеркивает, что при разработке национальных стандартов нужно учитывать климатические условия, объем потребления, поступление фтора из других источников (вода, воздух). ВОЗ (16) отмечает, что в регионах с естественно высоким содержанием фтора трудно достигнуть соответствия потребляемого населением количества рекомендуемой величине

            Фтор не является элементом, связанным в костных тканях необратимо. В период роста скелета относительно большая часть фтора, поступающего в организм, накапливается в костной ткани. «Баланс» фтора в организме, т.е. разница между поступающим и выделяющимся количеством может быть положительным или отрицательным. При поступлении фтора из материнского и коровьего молока содержание его в биологических жидкостях очень низкое (0,005 мг/л), а выделение с мочой превышает поступление в организм, при этом наблюдается отрицательный баланс. Фтор попадает в организм грудных детей в очень малых количествах, поэтому из костной ткани он выделяется во внеклеточные жидкости и покидает организм с мочой, что приводит к отрицательному балансу. Ситуация со взрослым населением противоположна – около 50 % фтора, поступающего в организм, депонируется в костной ткани, оставшееся количество покидает организм через систему выделения. Так, фтор может выделяться из костной ткани медленно, но на протяжении длительного периода. Такое соотношение возможно благодаря тому, что кость не является застывшей структурой, а формируется постоянно из питательных веществ, поступающих в организм (17,18).

V. Значение обессоливания

            Обессоливание удаляет фактически весь фтор из морской воды, поэтому если воду на выходе не подвергнуть реминерализации, она будет содержать явно недостаточное количество фтора и других минералов. Многие натуральные питьевые воды изначально бедны минеральными веществами, в том числе фтором. Значение этого факта для здоровья общества определяется балансом пользы и риска.

            При сравнении жителей разных континентов и внутри континента видна существенная разница заболеваемости. ВОЗ рекомендовала ввести индекс DMFT, который определяется у детей 12-летнего возраста (сюда включено количество пораженных, отсутствующих и залеченных зубов) в качестве наиболее подходящего индикатора; в базе данных ВОЗ по состоянию полости рта имеется расширенная информация (19). Этиология кариеса включает фактор взаимодействия бактерий и простых сахаров (например, сахарозы), поступающих с продуктами питания. При отсутствии сахара в напитках и продуктах питания эта проблема стала бы незначительной. При данных обстоятельствах задачей здравоохранения является предотвращение вредного воздействия избыточных концентраций фтора в воде.

             Тем не менее, когда риск заболеваний кариесом высок, эффект удаления фтора из централизованной системы питьевого водоснабжения будет комплексным. В Скандинавских странах, где гигиена полости рта находится на высоком уровне и широко используются альтернативные источники фтора (например, зубная паста), практика безвозвратного удаления фтора из питьевой воды может не иметь особых последствий. С другой стороны, в некоторых развивающихся странах, где гигиена полости рта находится на достаточно низком уровне, фторирование воды в количестве 0,5-1 мг/л остается важной задачей общественного значения. Есть также страны, где наблюдается смешанная ситуация. В частности, на юге Англии заболеваемость находится под контролем и без искусственного фторирования воды; в других регионах, на северо-западе Англии, уровень заболеваемости выше и фторирование воды является важной мерой.

VI. Выводы

            Значение использования деминерализованной воды, необогащенной впоследствии фтором, зависит от:

            - концентрации фтора в питьевой воде конкретного источника;

            - климатических условий и объема потребляемой воды;

            - риска заболеваний кариесом (например, употребление сахара);

            - уровня знаний о проблемах полости рта в обществе и доступности альтернативных источников фтора для населения конкретного региона.

            Тем не менее, необходимо решить вопрос общего поступления из других источников  и установления разумной нижней границы употребления фтора для предотвращения его потери костной тканью.

Ссылки

1. М. МакДонах, П. Уайтинг, М. Брэдли, А.Саттон, И. Честнут, К. Миссо, П. Уилсон, Е. Трэжер, Дж. Клейнен. Систематический обзор фторирования воды в централизованных системах водоснабжения. Йорк: Университет Йорка, Центр обзора и распространения информации, 2000.

2. Ф.А. Смит, Дж. Экстранд. Происхождение и химия фтора. Опубликовано в: О. Фейрсков, Дж. Экстранд, Б.А. Бурт и др. Фтор в стоматологии, 2-е издание. Копенгаген: Munksgaard, 1996: 20-21.

3. IPCS. Экологические критерии здоровья: фтор. Женева: ВОЗ, 2002.

4. П. Джексон, П. Харви, В. Янг. Химия и биодоступность фтора в питьевой воде. Марлоу, Букингемшир: WRc-NSF, 2002.

5. Дж.Дж. Мюррей, А.Дж. Рагг-Ган, Дж.Н. Дженкинс. Фтор в профилактике кариеса. 3-е издание, Оксфорд: Райт, 1991: 7-37.

6. Экспертный комитет ВОЗ по здоровью и использованию фтора. Фтор и здоровье полости рта. Серия технических отчетов ВОЗ № 846. Женева: ВОЗ, 1994.

7. Х. Вэлтон, Е. Кроули, Д. О'Муллан, М. Кронин, В. Келлехер. Здоровье полости рта у детей в Ирландии: предварительные результаты. Дублин: Ирландский Государственный Департамент здоровья детей, 2003.

8. Ф. Мултон. Фтор и здоровье полости рта. Вашингтон ДС: Американская Ассоциация научных достижений, 1942.

9. Л. Демос, Х Казда, Ф. Циккутини, М. Синклер, С. Фэйрили. Фторирование воды, остеопороз, переломы – последние открытия. Австрийский стоматологический журнал 2001; 46: 80-87.

10. под ред. Ф. Фоттрелла. Ирландский форум по фторированию. Дублин, 2002.

11. Е.Г. Кнокс. Фторирование воды и рак: обзор эпидемиологического подтверждения. Лондон: HMSO, 1985.

12. Медицинский исследовательский совет.  Отчет рабочей группы: фторирование воды и здоровье. Лондон, MRC, 2002.

13. Комитет токсикологии Национального исследовательского совета  Национальной Академии Наук. Вашингтон ДС: национальное академическое издательство, 1993.

14. Королевский медицинский колледж. Фтор и здоровье зубов. Лондон: Pitman Medical, 1976.

15. Институт медицины. Справочные данные поступления кальция, фосфора, магния, витамина D и фтора в организм. Вашингтон ДС: национальное академическое издательство, 1997.

16. ВОЗ, Руководство по качеству питьевой воды. Том 1, Рекомендации. 2-е издание. Женева: ВОЗ, 1993.

17. Дж. Экстранд. Метаболизм фтора. Опубликовано в: О. Фейрсков, Дж. Экстранд, Б.А. Бурт и др. Фтор в стоматологии, 2-е издание. Копенгаген, Munksgaard, 1996: 55-68.

18. Дж. Экстранд, Е.Е. Зиглер, С.Е. Нельсон, С.Дж. Фомон. Абсорбция и накопление фтора из питания и дополнительного прикорма организмом грудного ребенка. Достижения стоматологических исследований 1994; 8: 175-180.

19. База данных ВОЗ по здоровью полости рта. В Интернете: http://www.whocollab.od.mah.se/countriesalphab.html

Таблица 1. Страны, в которых применяется фторирование воды с населением 1 млн. и выше

Страна	Население (млн.)	Скорректированный фтор Защищенное население (млн.)	Защищенное население (%)
Аргентина	35,9	3,1	9,0
Австралия	19,3	11,7	60,6
Бразилия	172,5	65,6	38,0
Канада	31,0	13,3	42,9
Чили	15,4	5,4	35,1
Колумбия	42,8	29,4	68,7
Гватемала	11,7	1,8	15,4
Гонконг	6,7	6,7	100,0
Ирландия	3,8	2,3	60,5
Израиль	6,4	4,3	67,2
Корея	46,1	5,4	11,7
Малайзия	22,6	15,8	69,9
Новая Зеландия	3,8	2,3	60,5
Филиппины	77,1	5,0	6,5
Сингапур	4,1	4,1	100,0
Испания	39,9	4,0	10,0
Объединенное Королевство	59,5	5,4	9,1
США	281,4	171,0	60,8
Вьетнам	79,7	4,4	5,5

Таблица 2. Страны с содержанием натурального фтора в воде около 1 мг/л и населением 1 млн. и выше

Страна	Население (млн.)	Натуральный фтор, концентрация в воде около 1 мг/л
		Защищенное население (млн.)	Защищенное население (%)
Аргентина	35,9	4,5	12,5
Франция	59,4	1,8	3,0
Габон	1,3	1,3	100
Ливия	5,4	1,0	18,5
Мексика	100,4	3,0	3,0
Сенегал	9,7	1,0	10,3
Шри Ланка	19,1	2,8	14,7
Танзания	35,0	12,2	34,9
США	281,4	10,0	3,6
Зимбабве	13,0	2,6	20,0

Таблица 3. Количество пораженных, отсутствующих и залеченных зубов у детей, проживающих в разных регионах Ирландии с фторированной (Ф) и нефторированной водой (НФ), а также в Северной Ирландии (СИ)

Возраст	Республика Ирландия (Ф)	Республика Ирландия (НФ)	Северная Ирландия (НФ)
5 лет	1,0	1,7	1,8
12 лет	2,1	3,2	3,6