Глава V. Рахит, нарушение фосфорно-кальциевого обмена

Биохимия

Тканей зуба

Пародонта УДК 616.31:577.1

Забросаева Л.И. Биохимия тканей зуба и пародонта. (Учебно-методическое пособие). Смоленск, СГМА, 2007, 74 с.

Рецензенты:

А.А.Чиркин, профессор, доктор биологических наук, заведующий кафедрой биохимии Витебского государственного университета им. П.Машерова.

В.В.Алабовский, профессор, доктор медицинских наук, заведующий кафедрой биохимии Воронежской государственной медицинской академии.

Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с учебной про­граммой Министерства образования РФ (1996г) для стоматологического факультета медицинских вузов. В данное пособие включены вопросы биохимии соединительной ткани, тканей зуба и пародонта, а также имеющие к ним непосредственное отношение сведения о фосфорно-кальциевом обмене, его регуляции, биохимических аспектах минерализации твёрдых тканей зуба и кости, метаболических функциях фтора.

Пособие предназначается для студентов стоматологического факультета, врачей-интернов, ординаторов. Отдельные главы могут представлять интерес для студентов лечебного и педиатрического факультетов.

Таблиц 2, рисунков 15. Список литературы 78 названий.

Смоленск, СГМА, 2007

Фосфорно-кальциевый обмен и его регуляция.

Кальций - один из пяти (О, С, Н, N, Са) наиболее распространённых элементов, встречающихся в организме человека и животных. В тканях организма взрослого человека содержится до 1-2 кг кальция, 98-99 % которого локализовано в костях скелета. Входя в состав минерализованных тканей в виде фосфорнокислых солей и апатитов различных видов, кальций выполняет пластическую и опорную функции. Внекостный кальций, на долю которого приходится около 1-2% от его общего содержания в организме, также выполняет чрезвычайно важные функции:

1. Ионы кальция участвуют в проведении нервных импульсов, особенно в области ацетилхолиновых синапсов, способствуя высвобождению медиаторов.

2. Ионы кальция участвуют в механизме мышечного сокращения, инициируя при их поступлении в саркоплазму взаимодействие актина и миозина. Из саркоплазмы ионы кальция выкачиваются в цистерны саркоплазматического ретикулума Са 2+ - зависимой АТФ-азой или т. н. «кальциевым насосом». При этом происходит мышечная релаксация.

3. Ионы кальция являются кофактором ряда ферментов, участвующих в синтезе белков, гликогена, в энергетическом обмене и других процессах.

4. Ионы кальция легко образуют межмолекулярные мостики, сближают молекулы, активируя их взаимодействие внутри клеток и между клетками. Этот факт объясняет участие кальция в фагоцитозе, пиноцитозе, адгезии клеток.

5. Ионы кальция являются необходимым компонентом системы свёртывания крови.

6. В комплексе с белком кальмодулином ионы кальция являются одним из вторичных посредников действия гормонов на внутриклеточный метаболизм.

7. Ионы кальция увеличивают проницаемость клеток для ионов калия, влияют на работу ионных каналов.

8. Избыточное накопление ионов кальция внутри клеток ведёт к их деструкции и последующей гибели.

Кальций поступает в организм в составе пищи в виде солей: фосфатов, бикарбонатов, тартратов, оксалоацетатов, всего - около 1г в сутки. Большинство солей кальция плохо растворимы в воде, чем объясняется их ограниченное усвоение в желудочно-кишечном тракте. У взрослых всасывается из желудочно-кишечного тракта в среднем 30 % всего кальция пищи, у детей и беременных - больше. Во всасывании кальция из просвета кишечника участвуют Са 2+ -связывающий белок, Са 2+ -зависимая АТФ - аза, АТФ. Витамин D, лактоза, лимонная кислота, белки повышают всасывание кальция из желудочно-кишечного тракта, а алкоголь в высоких дозах и жиры - понижают.

Транспорт кальция кровью происходит в комплексе с органическими и неорганическими кислотами, а также с альбуминами и, в меньшей степени - с глобулинами плазмы. Эти транспортные формы кальция суммарно составляют связанный кальций крови - своеобразное депо кальция крови. Помимо этого в крови имеется также ионизированный кальций, составляющий в норме 1,1-1,3 ммоль/л. Общее содержание кальция в сыворотке крови составляет 2,2-2,8 ммоль/л. Гипокальциемия имеет место при рахите, гипопаратиреозе, при низком содержании кальция в пище и нарушении всасывания его в желудочно-кишечном тракте. Гиперкальциемия отмечается при гиперпаратиреозе, гипервитаминозе D и других патологических состояниях. Ион кальция и парный ему ион фосфата присутствуют в плазме крови в концентрациях, близких к пределу растворимости их солей. Поэтому связывание кальция белками плазмы предупреждает возможность образования осадка и эктопической кальцификации тканей. Изменение концентрации альбуминов, и в меньшей степени глобулинов, в сыворотке крови сопровождается изменением соотношения концентраций ионизированного и связанного кальция. Кислый сдвиг рН внутренней среды организма способствует переходу кальция в ионизированную форму, а щелочной, наоборот - связыванию его с белками.

Из крови кальций поступает в минерализованные и, в меньшей степени - в другие ткани. В организме костная ткань выполняет роль депо кальция. В надкостнице содержится легко обменивающийся кальций, составляющий около 1% всего кальция скелета. Это мобильный пул кальция. Способностью к аккумуляции кальция обладают митохондрии, ядра, цистерны саркоплазматического и эндоплазматического ретикулума. Они содержат Са 2+ -зависимые АТФ-азы, осуществляющие сопряжённый с гидролизом АТФ выброс ионов кальция из цитоплазмы во внеклеточную жидкость (сокращение мышцы) и закачивание Са 2+ в цистерны саркоплазматической сети (расслабление мышцы). Кальций - это типичный внеклеточный катион. Концентрация кальция внутри клеток - менее 1 мкмоль/л. Если она повышается более 1мкмоль/л, то происходит изменение активности многих ферментов, которое влечёт за собой нарушение нормального функционирования клетки. Повышение проницаемости клеточных мембран при различных патологических состояниях также сопровождается активацией транспорта ионов кальция внутрь клеток. При этом происходит повышение активности мембранной фосфолипазы А 2 , освобождение полиненасыщенных жирных кислот, активация процессов перекисного окисления липидов в мембранах и повышенное образование эйкозаноидов, что приводит к дальнейшему увеличению проницаемости мембранных структур вплоть до развития деструктивных изменений в них, ведущих к гибели клетки. Известен, например, т. н. «кальциевый парадокс» - резкое ухудшение функции сердечной мышцы и общего состояния организма в постишемической фазе миокарда.

Выведение кальция из организма осуществляется главным образом через кишечник в составе жёлчи, желудочного сока, слюны и секрета поджелудочной железы (всего около 750 мг/сутки). С мочой выделяется мало кальция (около 100 мг/сутки), т.к. 97-99% кальция первичной мочи реабсорбируется в извитых канальцах почек. После достижения 35 летнего возраста суммарная экскреция кальция из организма человека возрастает.

Фосфор, как и кальций, является одним из жизненно необходимых элементов. В организме взрослого человека содержится ~1 кг фосфора. 85% этого количества выполняет структурную и минерализующую функции, входя в состав костей скелета. Значительная часть фосфора является составной частью различных органических веществ: фосфолипидов, некоторых коферментов, макроэргических соединений, нуклеиновых кислот, нуклеотидов, фосфопротеинов, фосфорнокислых эфиров глицерина, моносахаридов и других соединений. Участвуя в реакциях фосфорилирования и дефосфорилирования различных органических соединений, фосфат выполняет регуляторную функцию. Эти процессы происходят с участием специфических протеинкиназ. Таким путём регулируется активность многих ключевых ферментов: фосфорилазы, гликогенсинтазы, а также ядерных, мембранных белков и других соединений. Неорганический фосфат входит в состав фосфатной буферной системы: NaH 2 РО 4 / Na 2 HРО 4 и тем самым участвует в поддержании кислотно-щёлочного состояния крови и тканей.

Основным источником фосфора для организма человека является пища. Содержание фосфора в суточном пищевом рационе человека варьирует от 0,6 до 2,8г и зависит от состава и количества потребляемой пищи. Основное количество фосфора поступает в составе молока, мяса, рыбы, изделий из муки и, в меньшей степени, - с овощами. В желудочно-кишечном тракте фосфор усваивается лучше, чем кальций: всасывается 60-70% пищевого фосфора. Обмен фосфора тесно связан с обменом кальция, начиная с поступления в организм в составе пищи и кончая выделением из организма. Их объединяет также общая эндокринная регуляция.

В плазме крови фосфор находится в трёх формах: ионизированной (55 %), связанной с белками (10 %),связанной с комплексонами Nа, Са, Мg (35%). В норме содержание неорганического фосфата в сыворотке крови взрослого человека составляет 0,75 - 1,65 ммоль/л и зависит от возраста, пола, характера питания и т.п. В сыворотке крови детей содержание неорганического фосфата выше, чем у взрослых и зависит от интенсивности роста. Гиперфосфатемия отмечается при хронической почечной недостаточности, заживлении перелома кости, при гипофизарном гигантизме, некоторых опухолях кости, гипервитаминозе D. Гипофосфатемия имеет место при рахите, гиперпаратиреозе, низком содержании фосфора в пище и нарушении его всасывания в кишечнике, а также при поступлении в организм большого количества углеводов. Содержание фосфатов в клетках крови превышает их содержание в плазме в 30-40 раз. В клетках, в отличие от плазмы крови, преобладает органический фосфат, например, в эритроцитах - 2,3 дифосфоглицерат, АТФ, глюкозо-6 фосфат, фосфотриозы и другие фосфорно-кислые эфиры органических веществ. Концентрация органического фосфата в клетке выше, чем неорганического почти в 100 раз. В плазме крови преобладает неорганический фосфат, который, поступая в клетки, используется для реакций фосфорилирования различных органических веществ. Показано, например, что поступление повышенного количества глюкозы в клетки сопровождается снижением содержания неорганического фосфата в плазме крови.

Роль депо фосфора выполняют кости скелета, в состав которых фосфор входит в виде различного вида апатитов и фосфорно-кальциевых солей. Выведение фосфора из организма осуществляется, главным образом, через почки (64,4%), а также с калом (35,6%). Ничтожно малое количество фосфора экскретируется с потом. В извитых канальцах почек реабсорбируется до 90% фосфора. Реабсорбция фосфора зависит от реабсорбции натрия. Усиление экскреции натрия с мочой сопровождается повышением экскреции фосфора. В составе мочи преобладают однозамещённые фосфаты (NaН 2 РО 4), а в плазме крови - двузамещённые (Na 2 НРО 4). В моче соотношение NаН 2 РО 4 / Nа 2 НРО 4 равно 50/1, а в плазме крови оно составляет 1/4.

В регуляции фосфорно-кальциевого обмена участвуют паратгормон, кальцитонин, витамин D. Паратгормон (ПТГ) синтезируется в паращитовидных железах (парном органе), а также частично в тимусе и щитовидной железе. По химической структуре - это белок с молекулярной массой 9500, состоящий из 84 аминокислот. Он вырабатывается в виде препрогормона (115 аминокислот), путём частичного протеолиза преобразуется в прогормон (90 аминокислот), а затем - в активный ПТГ (84 аминокислоты). Синтез и секреция ПТГ возрастают при снижении концентрации кальция в крови. Период полураспада ПТГ составляет 20 минут, его органы - мишени: кость и почки. В костях ПТГ (в больших дозах) стимулирует распад коллагена и переход кальция и фосфора из кости в кровь, в почках он повышает реабсорбцию кальция, но снижает реабсорбцию фосфора, что приводит к фосфатурии и уменьшению концентрации фосфора в крови. Концентрация кальция в крови при этом повышается. ПТГ способствует также превращению витамина D в почках в его активную форму - кальцитриол (1,25 дигидроксихолекальциферол). В связи с этим он может опосредованно (через кальцитриол) активировать всасывание кальция в тонком кишечнике.

Секреция ПТГ зависит только от концентрации кальция в крови и не контролируется другими железами внутренней секреции. Концентрация фос­фора в плазме крови не влияет на секрецию ПТГ. Недостаточность функции паращитовидных желёз может развиться при операциях на шее, случайном удалении или повреждении паращитовидных желёз, а также вследствие их аутоиммунной деструкции. Кажущийся эффект гипопаратиреоза может быть связан со снижением чувствительности рецепторов органов - мишеней к парат­гормону. Клиническими симптомами гипопаратиреоза являются гипо­кальциемия, гиперфосфатемия, повышение нервно-мышечной возбудимости, судороги, тетания. Может наступить смерть вследствие спазма дыхательных мышц и ларингоспазма. Устранить последствия гипокальциемии можно введением в организм препаратов кальция, паратгормона, витамина D.

Гиперпаратиреоз проявляется гиперкальциемией, гипофосфатемией, фосфатурией, резобцией костной ткани, приводящей к частым переломам костей; камнеобразованием в почках, нефрокальцинозом, снижением функции почек. Причинами гиперпаратиреоза могут быть аденома паращитовидных желёз, а также некоторые патологические состояния почек, приводящие к уменьшению образования кальцитриола в почках и снижению концентрации кальция в крови. В ответ на гипокальциемию возрастает продукция и секреция ПТГ. Стойкая гиперкальциемия может привести к развитию комы и гибели от паралича мышц.

Кальцитонин - это пептид с Мr 3200, состоящий из 32 аминокислот. Он синтезируется в щитовидной и паращитовидных железах, секретируется в ответ на гиперкальциемию, снижая концентрацию кальция и фосфора в крови. Механизм действия кальцитонина состоит в том, что он подавляет мобилизацию кальция и фосфора из кости, способствует минерализации кости. Кальцитонин является антагонистом ПТГ, так как поддерживает «тонус» кальция в крови. При гиперпродукции кальцитонина может развиться остеосклероз - увеличение массы кости на единицу её объёма.

Витамин D - это группа веществ - кальциферолов, обладающих антирахитической активностью. Важнейшие среди них - холекальциферол (витамин D 3), эргокальциферол (витамин D 2) и дигидроэргокальциферол (витамин D 4) относятся к группе стероидных соединений. Витамин D 3 содержится в пище животного происхождения: в рыбьем жире, печени, желтке куриного яйца, сливочном масле. Этот витамин может также синтезироваться в коже из холестерина под воздействием ультрафиолетовых лучей (эндогенный витамин D 3). Эргокальциферолы имеют растительное происхождение. Однако, ни эрго-, ни холекальциферолы не обладают биологической активностью. Их биологически активные формы образуются в процессе метаболизма. Пищевые и эндогенные кальциферолы с током крови приносятся в печень. В гепатоцитах с участием специфической монооксигеназной системы, включающей 25-гидроксилазу кальциферолов, NADH и молекулярный кислород, осуществляется первый этап гидроксилирования витамина D 3 , в результате чего у 25-го атома углерода появляется ОН-группа.

Затем 25 (ОН) производное витамина D 3 с помощью кальциферолсвязывающего белка плазмы крови переносится в почки, где подвергается второму этапу гидроксилирования с участием 1 альфа-гидроксилазы кальциферолов, NADH, молекулярного кислорода и превращается в 1,25 дигидроксихолекальциферол, или кальцитриол,-биологически активную форму витамина D (рис.1).

Рис.1. Формулы предшественника витамина D 3 - -7дегидрохолестерола, витамина D 3 и кальцитриола.

Кальцитриол (1,25 дигидроксихолекальциферол) имеет следующие органы - мишени: кишечник, костная ткань, почки. В кишечнике он повышает всасывание кальция и фосфора против градиента концентрации с участием АТФ и кальцийсвязывающего белка, образование которого происходит под действием кальцитриола. В минерализованных тканях кальцитриол в физиологических дозах повышает синтез коллагена, кальцийсвязывающих белков, сиалогликопротеинов межклеточного вещества, а также специфического белка дентина фосфофорина и специфических белков эмали: амелогенинов, энамелинов, способствуя их минерализации. В почечных канальцах он активирует реабсорбцию кальция и фосфора. В итоге витамин D обусловливает оптимальное содержание кальция и фосфора в плазме крови, необходимое для минерализации костной ткани, тканей зуба и пародонта. Биологическую функцию витамина D можно обозначить также как кальций, фосфор сберегающую.

При недостаточности витамина D в организме детей развивается рахит. Основные клинические симптомы рахита: снижение концентраций кальция и фосфора в крови, нарушение минерализации костной ткани, что ведёт к деформации опорных костей скелета. Характерны также атония мышц, позднее прорезывание зубов, нарушение зубного ряда. Чаще всего причинами рахита являются недостаточное содержание витамина D в пище, нарушение всасывания его в желудочно-кишечном тракте, а также недостаточность действия ультрафиолетовых лучей на организм. У детей с патологией печени и почек встречаются также формы рахита, связанные с нарушением превращения кальциферолов в их активные формы. Причиной рахита также может быть генетически обусловленная недостаточность монооксигеназных систем, которые участвуют в образовании биологически активных форм витамина D 3 . В некоторых случаях развитие рахита может быть обусловлено отсутствием или недостаточностью рецепторов к кальцитриолу.

Недостаточность витамина D у взрослых вызывает остеомаляцию (размягчение костей), нарушение всасывания кальция в тонком кишечнике, гипокальциемию, что может привести к гиперпродукции ПТГ. В лечении рахита применяют витамин D, препараты кальция и фосфора, адекватное пребывание на солнце и ультрафиолетовое облучение, а также устранение патологии печени и почек. Гипервитаминоз D ведёт к деминерализации костей, переломам, повышению концентраций кальция и фосфора в крови, кальцификации мягких тканей, а также к образованию камней в почках и мочевыводящих путях. Суточная потребность в витамине D для взрослых составляет 400 МЕ, для беременных и кормящих - до 1000 МЕ, для детей - 500-1000 МЕ в зависимости от возраста.

Когда мы говорим о рахите, то прежде всего подразумеваем недостаточность вита­мина D (витамин D-дефицитный рахит). Таким классическим рахитом заболевают дети первых месяцев жизни в результате де­фектов вскармливания и нарушений обще­го режима дня.

Рахит раньше чаще встре­чался у детей, живущих в плохих бытовых условиях, без достаточного количества све­жего воздуха и естественного ультрафиоле­тового облучения. Безусловно, эти факторы играют ведущую роль в развитии заболева­ния. Однако сейчас рахит встречается го­раздо чаще, почти у каждого второго ре­бенка, поскольку чаще стали встречаться предрасполагающие факторы: задержка внутриутробного развития, внутриутробная гипоксия плода и другие перинатальные за­болевания.

Рахит является заболеванием всего ор­ганизма и сопровождается значительными изменениями всех видов обмена веществ. Даже легкие формы рахита с малозамет­ными проявлениями изменяют реактив­ность детского организма, понижая его со­противляемость. Эго создает предпосылки для возникновения ряда других заболева­ний, протекающих нередко с различны­ми осложнениями. Поэтому рахит явля­ется так называемым «неблагоприятным фоном». Витамин D-дефицитный рахит способствует тяжелому течению сопутст­вующих заболеваний, замедлению темпов физического и нервно-психического раз­вития, может быть причиной необратимых костных изменений, например, костей та­за, что имеет немаловажное значение у де­вочек.

Основная причина рахита - недоста­ток, или гиповитаминоз D, возникающий у ребенка в результате нарушения естест­венного синтеза витамина D в коже и не­достаточного введения его с пищей. Для доношенных детей, находящихся на есте­ственном вскармливании, суточная по­требность в витамине D составляет 150- 400 ЕД/сутки, для недоношенных детей, находящихся на искусственном вскармли­вании - 800 ЕД/сутки и более. Непосред­ственными причинами дефицита витамина D является недостаточное образование его в коже из провитамина под влиянием уль­трафиолетовых лучей. Образование витами­на D затрудняется при воздействии рассе­янного света, запыленности воздуха, чрез­мерном укутывании детей. Второй важный фактор - нерациональное питание, не сба­лансированное по количеству белка, каль­ция и фосфора, с избытком жира или пре­имущественно растительное. Витамин D содержится в яичном желтке, сливочном масле, печени рыб и птиц. В женском и коровьем молоке его мало. Но в женском молоке он находится в активной форме и полностью усваивается организмом ребен­ка. Кроме того, в грудном молоке наиболее оптимальное соотношение кальция и фос­фора.

Рахиту способствует быстрый рост, свойственный детям первых месяцев жиз­ни, но особенно недоношенным, а также длительные инфекционные и желудочно-кишечные заболевания, недостаток двига­тельной и эмоциональной активности де­тей.

В развитии заболевания ведущую роль играет нарушение фосфорно-кальциевого обмена, нарушение образования костей и их обызвествление, вызванные дефицитом витамина D. Костные изменения возника­ют в зонах наиболее интенсивного роста.

Рахит может быть вторичным в резуль­тате заболеваний пищеварительной систе­мы, которые способствуют нарушению вса­сывания витамина D.

Первые проявления возникают обычно на 2-3-м месяце, у недоношенных - раньше. Ранние проявления связаны с нарушением функции нервной системы на фоне сниженного уровня фосфора (беспокойство, потливость, легкая возбу­димость в ответ на слабые раздражители, размягчение швов и краев родничка, мы­шечная дистония). Через 2-6 недель на­ступает период разгара рахита, который характеризуется более выраженными рас­стройствами, ребенок становится вялым, малоподвижным, наблюдается снижение тонуса мышц, развиваются изменения скелета (уплощение затылка, изменение конфигурации грудной клетки, появляют­ся лобные и теменные бугры, утолщения в области запястьев). При осмотре ребен­ка можно увидеть утолщения на ребрах, напоминающие бусы, - «рахитические четки», на ручках ребенка в области запя­стий определяются утолщения костей - «рахитические браслеты», в результате расслабления мышц брюшной стенки уве­личивается живот - «лягушачий живот». На рентгеновских снимках можно увидеть разрежение костной ткани - остеопороз. В крови снижено содержание кальция (гипокальциемия) и фосфора (гипофосфатемия).

Лечение проводят витамином D в тече­ние 30-45 дней на фоне полноценной по возрасту диеты и режима, витаминотерапии (С, В). Проводятся курсы массажа, ЛФК, ультрафиолетового облучения, солевые и хвойные ванны.

Под влиянием лечения улучшается об­щее состояние, ликвидируются неврологи­ческие признаки, значительно дольше со­храняется нарушение тонуса мышц (дисто­ния) и деформация скелета.

При смешанном и искусственном вскармливании необходима соответствую­щая коррекция питания. Кроме того, при рахите рекомендуется введение прикорма на 1-1,5 месяца раньше, чем здоровым де­тям. Первый прикорм вводится с 3,5-4 месяцев и обязательно в виде овощного пюре с желтком; второй прикорм - каша на овощном отваре - с 4,5-5 месяцев; в 5 месяцев - печень; в 6-6,5 месяца - мя­со в виде пюре.

Профилактика. Детям с первых дней жизни необходим рациональный режим и питание, проведение профилактических курсов витамина D по 500 ME 1 раз в день, исключая летние месяцы.

Наследственные рахитоподобные заболевания

Сходными признаками с рахитом обла­дают рахитоподобные заболевания - группа болезней, признаки которых сходны с ра­хитом, но не связаны с дефицитом посту­пающего в организм витамина D. Их веду­щим проявлением являются аномалии ске­лета.

К таким заболеваниям относятся фос­фат-диабет, гипофосфатазия, ахондропла­зия.

Фосфат-диабет

(гипофосфатемический витамин D-резистентный рахит)

Фосфат -диабет - наследственное заболе­вание, передающееся по доминантному типу сцепленно с Х-хромосомой, проявляющееся выраженными нарушениями фосфорно-каль­циевого обмена, которые не удается восста­новить обычными дозами витамина D. Есть предположение, что заболевание связано с патологией ферментов, обеспечивающих вса­сывание фосфатов в почечных канальцах.

Характерными лабораторными призна­ками этого заболевания являются снижение фосфатов в крови с одновременным их уве­личением в моче (в 4-5 раз) и отсутстви­ем изменения содержания кальция в крови.

Фосфат-диабет имеет сходные черты с ви­тамин D-дефицитным рахитом, но отличает­ся от него тем, что общее состояние ребенка остается удовлетворительным. Заболевание поражает в основном нижние конечности - искривляются кости и деформируются ко­ленные и голеностопные суставы.

Признаки заболевания начинают прояв­ляться ближе к концу первого года жизни, когда малыш начинает стоять и ходить, и от­четливо обнаруживаются после второго года жизни.

При вовремя не поставленном диа­гнозе и отсутствии лечения ребенок стано­вится инвалидом - не может передвигаться.

При установлении диагноза ребенка ле­чат большими дозами витамина D, в не­сколько раз превышающими таковые при классическом рахите. При улучшении со­стояния ребенка дозы постепенно снижают. Большое значение имеет дополнительное поступление фосфора с пищей и в составе лекарственных препаратов.

Риск повторного рождения ребенка с та­кой патологией составляет 50%.

Синдром Дебре-де Тони-Фанкони

Синдром Дебре-де Тони-Фанкони - на­следственное заболевание, также характери­зующееся рахитоподобными изменениями, но, в отличие от фосфат-диабета, проявля­ется более тяжелыми признаками - гипо­трофией, снижением сопротивляемости к инфекциям. Признаками заболевания явля­ются отставание в росте (нанизм) и изме­нениями состава мочи. Характерно повы­шение в моче фосфатов, глюкозы, амино­кислот, кальция.

Заболевание начинает проявляться ближе к концу первого года жизни, когда ребенок начинает стоять и ходить. Отмечается за­держка увеличения роста и массы тела, при­знаки рахита и мышечная гипотония, час­тые инфекционные заболевания.

Лечение заключается в назначении вы­соких доз витамина D, увеличении содер­жания белка в рационе малыша. Ребенок должен находиться под наблюдением педи­атра.

Прогноз может быть неблагоприятным - высока летальность в связи с острой почеч­ной недостаточностью.

Ахондроплазия

Ахондроплазия (хондродистрофия, бо­лезнь Парро-Мари) - врожденное генети­чески обусловленное заболевание, проявля­ющееся поражением хрящевой ткани и приводящее к различного рода деформаци­ям и укорочению костей. Причина заболе­вания до сих пор неясна.

Проявляется заболевание карликовос­тью. Наряду с отставанием в росте резко выражены О-образные деформации бедрен­ных и берцовых костей (типа «галифе»). Кости сплющены в поперечнике и скруче­ны. Характерен вид черепа: большая голо­ва с выдающимися лобными и теменными буграми.

Лечение хирургическое с целью коррек­ции деформаций.

Прогноз в отношении функций обычно благоприятный.

Профилактикой заболевания является медико-генетическое консультирование.

Гипофосфатазия

Гипофосфатазия - редкое наследствен­ное заболевание, передающееся по аутосомно-рецессивному типу, вызванное отсутст­вием или снижением активности фермента фосфатазы.

Ранняя злокачественная форма может выявиться уже в периоде новорожденности и у детей до года. Похожа на проявления классического рахита костными изменени­ями, беспокойством ребенка, повышенной чувствительностью к внешним раздражите­лям, гипотонусом мыши, снижением фос­фатов в крови, однако отличается более злокачественным течением. Кости черепа становятся мягкими, конечности коротки­ми, деформированными. Может быть по­вышение температуры, судороги.

Признаки заболевания иногда спонтан­но исчезают по мере созревания ребенка. При тяжелой форме может рано наступить смерть от почечной недостаточности.

Профилактикой заболевания является медико-генетическое консультирование.

Гипервитаминоз D (D-витаминная интоксикация, отравление витамином D)

Это заболевание, обусловленное повы­шением содержания кальция в крови и из­менениями в органах и тканях вследствие передозировки витамина D или индивиду­альной повышенной чувствительности к нему.

Передозировка витамина D может быть в результате применения бесконтрольных повторных курсов витаминотерапии, при­менения витамина D в летнее время в со­четании с ультрафиолетовым облучением, препаратами кальция, употреблением боль­шого количества коровьего молока и творо­га. Развитию заболевания способствует по­вышенная чувствительность к этому препа­рату в результате профилактики рахита в дородовом периоде, особенно в условиях гипоксии плода, несбалансированного пи­тания беременной с избытком кальция или фосфора в пище, дефицитом полноценно­го белка, витаминов А, С и группы В.

Кальций откладывается в сосудах, вызы­вая необратимые изменения в почках, серд­це. Появляются сдвиги в обмене веществ, недостаточность иммунитета, склонность к различного рода инфекциям.

Острая D-витаминная интоксикация проявляется синдромом кишечного токси­коза или нейротоксикоза после 2- 10-не­дельного приема витамина D. Появляется отказ от пищи, рвота, снижение массы те­ла, обезвоживание, высокая температура. Возможны судороги, развитие почечной не­достаточности, нарушения мочеиспускания. В крови резко повышен кальций (гипер­кальциемия), проба Сулковича положи­тельна (определяет кальций в моче). Хро­ническая D-витаминная интоксикация про­является на фоне 6-8 и более месяцев приема витамина D в умеренных дозах, но превышающих физиологическую потреб­ность. Появляются раздражительность, преждевременное закрытие большого род­ничка и заращение швов черепа, признаки хронического пиелонефрита, ребенок не прибавляет в весе.

Лечение заключается в уменьшении ин­токсикации, восполнении дефицита жидко­сти, белка и солей. Из диеты исключают продукты, богатые кальцием, - творог, ко­ровье молоко. Рекомендуются прием овощ­ных блюд, фруктовых соков, обильное пи­тье, глюкозо-солевые растворы, 3% раствор аммония хлорида, способствующего выве­дению кальция с мочой, щелочные мине­ральные воды, витаминотерапия (С, А и группы В).

При своевременно начатом лечении про­гноз относительно благоприятный.

В раннем детском возрасте (особенно на первом году жизни) заболевания (или состояния), связанные с нарушением фосфорно-кальциевого обмена, занимают ведущее место.

Это обусловлено чрезвычайно высокими темпами развития ребенка: за первые 12 месяцев жизни масса тела увеличивается в среднем в 3 раза, длина – в 1,5.

Такое интенсивное увеличение размеров тела очень часто сопровождается абсолютным или относительным дефицитом кальция и фосфора в организме.

К развитию кальций- и фосфопенических состояний приводят разнообразные факторы: дефицит витаминов (главным образом витамина D), нарушения метаболизма витамина D в связи с незрелостью ряда ферментных систем, снижение абсорбции фосфора и кальция в кишечнике, а также реабсорбции их в почках, нарушения эндокринной системы, регулирующей фосфорно-кальциевый обмен, отклонения в микроэлементном статусе и многое другое.

Существенно реже встречаются гиперкальциемические состояния. Они носят, как правило, ятрогенный характер, но представляют не меньшую угрозу организму, чем гипокальциемии.

Три узловых момента определяют фосфорно-кальциевый метаболизм в организме:

1. всасывание фосфора и кальция в кишечнике;
2. взаимообмен их между кровью и костной тканью;
3. выделение Ca и P из организма – реабсорбция в почечных канальцах.

Основным показателем, характеризующим метаболизм Ca, является его уровень в крови, который в норме составляет 2,3–2,8 ммоль/л (содержание P в крови – 1,3–2,3 ммоль/л).

Все факторы, ухудшающие всасывание кальция в кишечнике и снижающие реабсорбцию его в почках, вызывают гипокальциемию, которая может частично компенсироваться вымыванием Ca из костей в кровь, что приводит к развитию остеомаляции или остеопорозов.

Избыточное всасывание Ca в кишечнике приводит к гиперкальциемии, которая компенсируется за счет усиленного отложения его в кости (зоны роста) и выведения с мочой.

Неспособность организма удержать нормальный уровень Ca крови вызывает либо тяжелые гипокальциемические состояния с проявлениями тетании, либо приводит к гиперкальциемии с картиной токсикоза, отложением Ca в различных тканях и органах.

Суточная потребность в кальции детей грудного возраста равна 50 мг на 1 кг массы, т.е. ребенок во втором полугодии жизни должен получать около 500 мг.

Важнейшим источником его являются молочные продукты: в 100 мл женского молока содержится 30 мг Ca, в таком же количестве коровьего – 120 мг.

Важное значение имеет состояние слизистой оболочки тонкой кишки: синдромы мальабсорбции, энтериты сопровождаются ухудшением всасывания. Главным регулятором всасывания Ca является витамин D.

Основная масса (более 90%) кальция и 70% фосфора находится в костях в виде неорганических солей. В течение всей жизни костная ткань находится в постоянном процессе созидания и разрушения, обусловленном взаимодействием трех типов клеток: остеобластов, остеоцитов и остеокластов. Кости активно участвуют в регуляции метаболизма Ca и P, поддерживая их стабильный уровень в крови. При снижении уровня кальция и фосфора крови (произведение Ca x P является постоянной величиной и равно 4,5-5,0) развивается резорбция кости за счет активации действия остеокластов, что увеличивает поступление в кровь этих ионов; при повышении данного коэффициента происходит избыточное отложение солей в кости.

Половина содержащегося в крови Ca связана с белками плазмы (главным образом с альбумином), из оставшейся части более 80% это ионизированный кальций, способный проходить через стенку капилляра в интерстициальную жидкость. Именно он является регулятором разнообразных внутриклеточных процессов, в том числе проведение специфического трансмембранного сигнала в клетку, поддержание определенного уровня нервно-мышечной возбудимости. Связанный с белками плазмы Ca является резервом для сохранения необходимого уровня ионизированного кальция.

Регуляция

Основными регуляторами фосфорно-кальциевого обмена наряду с витамином D являются паратиреоидный гормон (ПГ) и кальцитонин (КТ) – гормон щитовидной железы.

Витамин D

“Витамин D” — эргокальциферол (витамин D 2) и холекальциферол (витамин D 3). Эргокальциферол в небольших количествах содержится в растительном масле, ростках пшеницы; холекальциферол – в рыбьем жире, молоке, сливочном масле, яйцах. Физиологическая суточная потребность в витамине D величина достаточно стабильная и составляет 400-500 МЕ. В период беременности и кормления грудным молоком она возрастает в 1,5, максимум в 2 раза.

Нормальное обеспечение организма витамином D связано не только с поступлением его с пищей, но и с образованием в коже под влиянием УФ-лучей с длиной волны 280-310 ммк. При этом из эргостерола (предшественник витамина D 2) образуется эргокальциферол, а из 7-дегидрохолестерола (предшественник витамина D 3) – холекальциферол. При достаточной инсоляции (по некоторым данным достаточно 10-минутного облучения кистей рук) в коже синтезируется необходимое организму количество витамина D. При недостаточной естественной инсоляции: климатогеографические особенности, условия проживания (сельская местность или промышленный город), бытовые факторы, время года и др. недостающее количество витамина D должно поступать с пищей или в виде лекарственных препаратов. У беременных женщин витамин D откладывается в виде депо в плаценте, что обеспечивает новорожденного некоторое время после рождения антирахитическими веществами.

Основная физиологическая функция витамина D (т.е. его активных метаболитов) в организме – регуляция и поддержание на необходимом уровне фосфорно-кальциевого гомеостаза организма. Это обеспечивается путем влияния на всасывание кальция в кишечнике, отложение его солей в костях (минерализация костей) и реабсорбцию кальция и фосфора в почечных канальцах.

Механизм всасывания кальция в кишечнике связан с синтезом энтероцитами кальций-связывающего белка (СаСБ), одна молекула которого транспортирует 4 атома кальция. Синтез СаСБ индуцируется кальцитриолом через генетический аппарат клеток, т.е. по механизму действия 1,25(OH) 2 D 3 аналогичен гормонам.

В условиях гипокальциемии витамин D временно увеличивает резорбцию костной ткани, усиливает всасывание Ca в кишечнике и реабсорбцию его в почках, повышая тем самым уровень кальция в крови. При нормокальциемии он активирует деятельность остеобластов, снижает резорбцию кости и ее кортикальную порозность.

В последние годы показано, что клетки многих органов имеют рецепторы к кальцитриолу, который тем самым участвует в универсальной регуляции ферментных внутриклеточных систем. Активация соответствующих рецепторов через аденилатциклазу и цАМФ мобилизует Ca и его связь с белком-кальмодулином, что способствует передаче сигнала и усиливает функцию клетки, и соответственно, всего органа.

Витамин D стимулирует реакцию пируват-цитрат в цикле Кребса, обладает иммуномодулирующим действием, регулирует уровень секреции тиреотропного гормона гипофиза, прямо или опосредованно (через кальциемию) влияет на выработку инсулина поджелудочной железой.

Паратгормон

Вторым важнейшим регулятором фосфорно-кальциевого обмена является паратгормон. Продукция данного гормона паращитовидными железами усиливается при наличии гипокальциемии, и, особенно, при снижении в плазме и внеклеточной жидкости концентрации ионизированного кальция. Основными органами-мишенями для паратгормона являются почки, кости и в меньшей степени желудочно-кишечный тракт.

Действие паратгормона на почки проявляется увеличением реабсорбции кальция и магния. Одновременно снижается реабсорбция фосфора, что приводит к гиперфосфатурии и гипофосфатемии. Считается также, что паратгормон повышает способность образования в почках кальцитриола, усиливая тем самым абсорбцию кальция в кишечнике.

В костной ткани под влиянием паратгормона кальций костных апатитов переходит в растворимую форму, благодаря чему происходит его мобилизация и выход в кровь, сопровождающаяся развитием остеомаляции и даже остеопороза. Таким образом, паратгормон является основным кальцийсберегающим гормоном. Он осуществляет быструю регуляцию гомеостаза кальция, постоянная регуляция – функция витамина D и его метаболитов. Образование ПГ стимулируется гипокальциемией, при высоком уровне Ca в крови его продукция уменьшается.

Кальцитонин

Третьим регулятором кальциевого обмена является кальцитонин – гормон, вырабатываемый С-клетками парафолликулярного аппарата щитовидной железы. По действию на гомеостаз кальция он является антагонистом паратгормона. Его секреция усиливается при повышении уровня кальция в крови и уменьшается при понижении. Диета с большим количеством кальция в пище также стимулирует секрецию кальцитонина. Этот эффект опосредуется глюкагоном, который таким образом является биохимическим активатором выработки КТ. Кальцитонин защищает организм от гиперкальциемических состояний, снижает количество и активность остеокластов, уменьшая рассасывание костей, усиливает отложение Ca в кости, предотвращая развитие остеомаляции и остеопороза, активирует выведение его с мочой. Предполагается возможность ингибирующего влияния КТ на образование в почках кальцитриола.

На фосфорно-кальциевый гомеостаз, кроме трех выше описанных (витамин D, паратгормон, кальцитонин), оказывает влияние множество других факторов. Микроэлементы Mg, Al являются конкурентами Ca в процессе всасывания; Ba, Pb, Sr и Si могут замещать его в солях, находящихся в костной ткани; гормоны щитовидной железы, соматотропный гормон, андрогены активируют отложение кальция в кости, снижают его содержание в крови, глюкокортикоиды способствуют развитию остеопороза и вымыванию Ca в кровь; витамин А является антагонистом витамина D в процессе всасывания в кишечнике. Однако патогенное влияние этих и многих других факторов на фосфорно-кальциевый гомеостаз проявляется, как правило, при значительных отклонениях содержания этих веществ в организме.

Нарушения фосфорно-кальциевого обмена

Нарушения фосфорно-кальциевого обмена у детей раннего возраста чаще всего проявляются.

Биологическая роль кальция и фосфора. Особенности обмена кальция и фосфора у детей. Роль витамина Д в обмене кальция. Профилактика рахита.

Фосфор (Р) – биохимический элемент, необходимый для нормального функционирования организма. Соединения фосфора и его производные присутствуют практически в каждой клетке тела и принимают участие во всех физиологических химических реакциях.

Биологическая роль фосфора очень велика. Необходимо отметить следующее:

· Он входит в состав нуклеиновых кислот, участвующих в процессах роста и деления клеток, хранения и использования генетической информации.

· В составе костей скелета содержится примерно 85% от всего фосфора, находящегося в организме.

· Фосфор обеспечивает нормальную и здоровую структуру десен и зубов.

· Он существенно влияет на правильную работу почек и сердца.

· Принимает участие в процессах накопления и освобождения энергии в клетках.

· Задействован в передаче нервных импульсов.

· Немаловажное значение фосфора: элемент способствует обмену жиров и крахмалов.

В организме фосфор содержится в виде соединений – липидов, неорганических фосфатов, нуклеотидов.

Для правильного функционирования данного элемента требуется достаточное количество кальция и витамина D. При этом важно не столько количество самого фосфора, сколько его соотношение с кальцием.

Проведение биохимического анализа, определяющего содержание фосфора в крови, – очень важный этап диагностики заболеваний почек, костей, паращитовидных желез.

Вообще фосфору и кальцию отводится особая роль в обмене веществ. Они незаменимы для организма, несмотря на то, что не имеют какой-либо питательной ценности и не несут в себе энергии. Их главнейшей функцией является связь с белками и участие в образовании костной ткани. Это крайне важно для интенсивного роста молодых особей.

Кальций является структурным макроэлементом, содержание которого превышает по своему содержанию все остальные элементы в организме (кроме элементов-органогенов).
Общее количество кальция у взрослого человека может составлять более одного килограмма.
Практически весь (99%) кальций в организме находится в зубах и костях скелета, и только около 1% - во всех остальных органах, тканях и биологических жидкостях.

Биологическая роль кальция

Прежде всего, кальций является важнейшим структурным компонентом костей и зубов.
Также кальций регулирует проницаемость клеточных мембран, а также инициирует ответы клеток на различные внешние стимулы. Присутствие кальция в клетки или во внеклеточной среде обуславливает дифференцировку клетки, а также сокращение мышц, секрецию и перистальтику. Кальций регулирует активность многих ферментов (включая ферменты систем свертывания крови). Кальций регулирует работу некоторых эндокринных желез, обладает десенсибилизирующим и противовоспалительным эффектом.

Основные функции кальция в организме:

o структурный компонент костей и зубов

o участвует в мышечных сокращениях

o регулирует проницаемость клеточных мембран

o участвует проводимости сигнала по нервным клеткам

o регулирует сердечную деятельность

o участвует в свертывании крови

Особенности обмена

Количество солей, содержащихся в организме ребенка, с возрастом увеличивается. У новорожденного соли составляют 2,55% от массы тела, а у взрослого - 5%.

o Особенно велика у детей потребность в кальции и фосфоре, которые необходимы для формирования костной ткани. Наибольшая потребность в кальции отмечается на первом году жизни и в период полового созревания. На первом году жизни кальция требуется в 8 раз больше, чем на втором. В дошкольном и школьном возрасте суточная потребность в кальции составляет 0,68-2,36г.

o Характерно, что при уменьшении количества кальция в организме у взрослых он начинает поступать в кровь из костной ткани, что поддерживает постоянное его содержание в ней. У детей в этом случае, наоборот, кальций задерживается костной тканью, что ведет к понижению его количества в крови. Для нормального процесса окостенения необходимо, чтобы в организм поступало достаточное количество фосфора. У детей дошкольного возраста отношение кальция и фосфора. У детей дошкольного возраста отношение кальция и фосфора должно быть равным единице. В 8-10 лет кальция требуется несколько меньше, чем фосфора: их количества должны относиться как 1:1,5. В старшем школьном возрасте разница в количествах кальция и фосфора должна быть еще больше и их соотношение становится равным 1:2.

Основная функция витамина Д - способствовать усвоению организмом кальция, регулировать фосфорно - кальциевый обмен, а также регулировать всасывание кальция и фосфата в кишечнике. Если концентрация кальция в крови падает, то в неё поступает небольшое количество парагормона, стимулирующего производство витамина Д в почках, а он в свою очередь стимулирует клетки слизистой оболочки кишечника по всасыванию большего количества кальция и фосфатов в кровь. С другой стороны почки начинают усиленно удерживать кальций и не выводят его с мочой. Но если кальция по прежнему будет не хватать, то он будет взят из костей и направлен в кровь. так как прежде всего должна удовлетворяться потребность в нем нервных клеток и сердца.. Это нередко ведет к остеопорозу, атрофии костной массы.

Если при этом не хватает и витамина Д, то возникает опасность. размягчения костей, а в раннем возрасте это ведёт к рахиту. Без него ни кальций, ни фосфор не усваиваются в достаточном количестве, и кости утрачивают необходимую прочность.

ВИТАМИН Д – НОРМЫ

Активность препаратов витамина Д выражается в международных единицах (ME): 1 ME содержит 0,000025 мг (0,025 мгк) химически чистого витамина Д. 1 мкг = 40 МЕ. Для нормального развития и жизнедеятельности организму требуется:
Новорожденным массой тела меньше 2500 г 1400 МЕ/день,
Новорожденным с нормальной массой тела 700 МЕ/день,
Беременным и кормящим женщинам 600 МЕ/день,
Детям и подросткам 500 МЕ/день,
Молодежи и взрослым 300 – 500 МЕ/день,
Людям старшего возраста 500 - 700 МЕ/день.

Начиная с 32 недели беременности беременным женщинам с нормальным течением беременности, рекомендуется принимать по 500 МЕ витамина Д в день, независимо от времени года и места проживания. Более раннего приема витамина Д лучше избегать, так как в начале беременности избыток этого вещества может навредить плаценте.

Прием кормящей матерью поливитаминных препаратов помогает обогатить материнское молоко витаминами и минералами. Несмотря на то, что кормление грудью не может покрыть необходимость организма ребенка в витамине Д, оно все же является важным источником кальция и других минеральных веществ, необходимых для нормального развития ребенка.

Специфическую профилактику рахита (прием витамина Д) рекомендуется начинать с 3-4 недельного возраста.

Детям с повышенным риском развития рахита (недоношенные дети, близнецы, дети, проходящие лечение противосудорожными препаратами, часто болеющие дети, дети получающие неадаптированное питание) витамин Д назначается в дозе 1000 МЕ.

У недоношенных детей профилактику рахита препаратами витамина Д нужно согласовать с врачом педиатром. Возможно, ребенок нуждается в увеличении дозы лекарства и дополнительном назначении препаратов кальция.

Роль углеводов в питании.

При достаточном поступлении углеводов с пищей организм ребенка покрывает свои энергетические по­требности за их счет. В организме углеводы легко и полностью окисляются. Одни формы углево­дов могут переходить в другие, синтезироваться за счет белков и жиров. Углеводы необходимы для работы мышц тела, мышцы сердца, нормального функционального состояния центральной нервной сис­темы и умственной деятельности. Потребность в угле­водах увеличивается при таких состояниях, как пе­реохлаждение, перегревание, нервное напряжение. Су­точная норма потребления углеводов в зависимости от возраста составляет 113-422 г. Употребление из­быточного количества углеводов угнетающе действует на секрецию желудочных желез и ухудшает аппетит. Увеличение содержания углеводов отрицательно ска­зывается на белковом обмене, вызывая задержку азота в организме. При избыточном углеводном питании мо­гут возникнуть относительная белковая недостаточность, а также относительная недостаточность витаминов В1, В2, РР, магния, железа и марганца. При избыточном поступлении углеводов в организме образуется избыток жира, которым пополняются жировые депо, нарушается жировой обмен, развивается тучность.

Соотношение белков и жиров в питании детей долж­но составлять 1:1. Содержание белков, жиров и углеводов в пище для детей младшего возраста должно быть 1:1:3, а для детей старшего возраста – 1:1:4. Разбалансированность основных компонентов питания неблаго­приятно сказывается на обменных процессах, отрица­тельно влияя на рост детей и подростков.

Углеводы являются основным источником энергии: 1 г углеводов выделяет 4 ккал, они входят в состав соединительной ткани, являются структурными компонентами клеточных мембран и биологически активных веществ (ферментов, гормонов, антител).

У детей первого года жизни содержание углеводов составляет 40 %, после 1 года оно возрастает до 60 %. В первые месяцы жизни потребность в углеводах покрывается за счет материнского молока, при искусственном вскармливании ребенок также получает сахарозу или мальтозу. После введения прикорма в организм попадают полисахариды (крахмал, гликоген), что способствует выработке амилазы поджелудочной железой начиная с 4 месяцев.

Перевариваниеуглеводов :

Начинается в ротовой полости, где из слюнных желез выделяется фер­мент амилаза; к рождению слюнные железы морфологически сфор­мированы, однако до 2-3 месяцев их секреторная функция снижена;

Усиленная саливация и образование амилазы отмечается на 4-5 меся­цах жизни;

Продолжается переваривание углеводов в желудке ферментами слюны;

Главным образом углеводы перевариваются в проксимальном отделе тонкой кишки под действием 6-амилазы поджелудочной железы, где они расщепляются до моно- и дисахаридов. В переваривании прини­мают участие ферменты слизистой оболочки кишечника глюкоамила-за и дисахаридаза. Дисахаридаза превращает дисахариды в моносаха­риды, которые являются единственной формой, способной всосаться в тонкой кишке в кровь (скорость всасывания углеводов различная: быстрее всего - глюкоза, медленнее - фруктоза).

В организме человека разработаны многочисленные хорошо дублиро­ванные механизмы поддержки концентрации глюкозы в физиологических границах при многодневном голодании или большой физической нагрузке. Главными гормонами, регулирующими обмен углеводов, являются: адрена­лин, повышающий глюкозу в крови, и инсулин, понижающий ее количество. После приема с пищей углеводов уровень глюкозы в кровеносном русле увеличивается, однако тут же вступает в действие инсулин и через 1-2 часа количество ее снижается до нормы.

6. Врожденные нарушения обмена углеводов у детей: галактоземия, непереносимость лактозы; их профилактика.

Галактоземия

Галактоземия -наследственное нарушение углеводного обмена, передающееся аутосомно-рецессивным путем. Патогенез галактоземии обусловлен блоком превращения галактозы в глюкозу. Этот процесс протекает в несколько стадий и катализируется галактозо-1-фосфатидилтрансферазой, галактокиназой и др. При галактоземии активность первого фермента в печени и эритроцитах равна нулю, иногда она резко снижена. Активность других указанных ферментов нормальная. Ферментный дефект может быть доказан косвенно- накоплением галактозо-1-фосфата в эритроцитах. При этом больных детей переводят на питание молоком, содержащим галактозу Врожденный обменный дефект проявляется лишь при поступлении в организм галактозы.

Клиника галактоземии

Выраженность клинических проявлений зависит от степени ферментного дефекта и количества получаемой с пищей галактозы. Характерны упорное отсутствие аппетита, диспепсические явления, симптомы гипогликемии и персистирующая желтуха. В первые недели жизни может наступить летальный исход. Чаще заболевание более продолжительное, развиваются гепатолиенальный синдром, признаки портальной гипертензии, геморрагический диатез, гипопротеинемия. На 3-й неделе жизни обычно появляется катаракта, которая приводит к полной слепоте. Выражено отставание в психомоторном развитии ребенка. Характерны галактозурия, протеинурия, гипераминоацидурия. Протеинурия имеет канальцевое происхождение. Уровень глюкозы в крови понижен, галактозы повышен.

При патологоанатомическом исследовании выявляются изменения в печени, почках, хрусталике глаз и головном мозге. В почках чрезмерно расширены канальцы, резко выражены дистрофические изменения их эпителия.

Непереносимость лактозы - это не аллергия на молоко. Непереносимость лактозы - это неспособность ферментных систем кишечника расщеплять лактозу (молочный сахар). Эта неспособность обусловлена врожденной или приобретенной недостаточной активностью фермента лактазы, который обычно продуцируется клетками тонкого кишечника.

Непереносимость молочного сахара (лактозы) распространена чрезвычайно широко, и далеко не всегда ее следует рассматривать какзаболевание, подлежащее лечению. Очень многие не переносят лактозу, но не испытывают в связи с этим каких-либо неудобств, т.к. не употребляют ее в пищу и чаще всего не догадываются о своей ферментативной особенности. Наибольшую значимость проблема непереносимости лактозы имеет для детей раннего возраста, так как для них молоко - основной продукт питания.

Лактоза является основным углеводом молока, состоящим из глюкозы и галактозы. Расщепление лактозы на указанные моносахара происходит в пристеночном слое тонкой кишки под действием фермента лактозы .

Причины

По происхождению выделяют:

• Первичную недостаточность фермента лактазы, вариантами которой являются:

• врожденная (генетически обусловленная) лактозная недостаточность;
• преходящая (транзиторная) лактозная недостаточность недоношенных и незрелых к моменту рождения детей.
• Вторичную лактазную недостаточность , при которой снижение активности фермента лактазы связано с повреждением клеток тонкого кишечника (энтероцитов) каким-либо острым или хроническим заболеванием. Такое повреждение энтероцитов возможно при инфекционном (кишечная инфекция), иммунном (непереносимость белка коровьего молока), воспалительном процессах в кишечнике и др. болезненных состояниях.

По степени выраженности, лактазная недостаточность подразделяется на частичную или полную.

В тех случаях, когда активность фермента лактозы оказывается недостаточной для переваривания всей поступившей в тонкую кишку лактозы, нерасщепленная лактоза (молочный сахар) в большем или меньшем количестве поступает в толстую кишку, где становится питательной средой для различных микроорганизмов. Они расщепляют ее до жирных кислот, молочной кислоты, углекислого газа, метана, водорода и воды, что приводит к раздражению кишечника и появлению жидкого стула. Следует отметить, что поступление небольшого количества лактозы в непереваренном виде в толстую кишку у доношенных новорожденных имеет важное значение для становления нормальной кишечной микрофлоры, однако избыток лактозы приводит к серьезным отрицательным последствиям.

Выраженность клинических проявлений при непереносимости лактозы широко варьирует, так как она обусловлена различным уровнем снижения фермента лактозы, различиями в микробном фоне кишечника, индивидуальной чувствительностью кишечника и организма в целом и, безусловно, объемом поступающей в организм с продуктами питания лактозы.

Основными клиническими проявлениями непереносимости лактозы (лактазной недостаточности) являются:

• беспокойство ребенка после приема молока,
• частый, жидкий, пенистый с кислым запахом стул,
• вздутие живота,
• повышенное газообразование,
• бульканье и урчание в животе,
• схваткообразные боли в животе.

У детей раннего возраста на фоне жидкого стула возможно развитие симптомов обезвоживания

Профилактические меры непереносимости лактозы
Будьте осторожны и старайтесь не заболеть заболеваниями пищеварительной системы. Кроме этого, почти не существует способов предотвратить такое генетически запрограммированное нарушение, как непереносимость лактозы.
Однако некоторые простые правила предосторожности помогут людям с легкой степенью непереносимости лактазы избежать проявления неприятных симптомов, при этом не лишая себя полностью молока и молочных продуктов.
Если у вас непереносимость лактозы, не лишайте себя совсем молочных продуктов. Попробуйте употреблять в пищу богатые кальцием продукты, например, молоко, но в небольших дозах (меньше чашки) и пейте его во время еды. Обычно сыр и йогурт в небольших количествах достаточно легко переносятся людьми с непереносимостью лактозы.
Также можно попробовать молоко, сыр и творог, не содержащие лактозы или другие источники кальция, например, соевое молоко, миндаль, брокколи и другие зеленые овощи, рыбу и т.д.

Профилактика галактоземии

Выявление семей высокого риска, в которых существует огромная вероятность возникновения болезни. Существуют специальные скрининг-методы массового обследования новорожденных. При выявлении признаков, которые указывают на наличие заболевания, осуществляют перевод на безмолочное вскармливание. Медико-генетическое консультирование, при котором используются методы пренатальной диагностики, показано проводить в семьях, где уже имеются больные галактоземией. Беременным, у которых высок риск рождения ребенка с этим заболеванием, ограничивают употребление молочных продуктов.

7. Лизосомные болезни накопления. Причины их возникновения, профилактика.

Лизосомные болезни накопления (ЛБН) - это обширный класс наследственных болезней обмена веществ, который включает около 40 нозологических форм. Молекулярные механизмы этиопатогенеза ЛБН сходны. Все они обусловлены генетическими изменениями лизосомных ферментов, контролирующих процесс внутриклеточного расщепления таких макромолекул, как гликозаминогликаны, гликолипиды, гликопротеины. Патогенетическими следствиями этих изменений являются внутрилизосомное накопление нерасщепленных макромолекул и увеличение числа лизосом в клетках различных тканей организма, что морфологически выявляется как наличие так называемых «пенистых» клеток в этих тканях. Такое накопление приводит к нарушению нормального функционирования клеток и их гибели. Чем сильнее функция фермента нарушена мутацией, тем быстрее наступает гибель клеток в тканях и тем быстрее прогрессирует заболевание.

Накопление нерасщепленных макромолекул при ЛБН может достигать значительных размеров, обусловливая в большинстве случаев несовместимость этих заболеваний с жизнью. Например, при болезни Тея-Сакса вес накопленного ганглиозида достигает 10-15% по отношению к сухой массе головного мозга. Однако известны и обратные примеры, к числу которых принадлежат болезни Краббе и Фабри. Накопление нерасщепленных метаболитов при этих заболеваниях носит умеренный характер и даже не является надежным диагностическим признаком.

В зависимости от природы накапливаемых макромолекул различают четыре группы ЛБН: мукополисахаридозы, муколипидозы, гликопротеинозы и сфинголипидозы.

Клиническая характеристика, возраст возникновения и тяжесть протекания отдельных заболеваний этих групп варьируют в довольно широких пределах. Они определяются генетическими особенностями нарушений, физиологической значимостью пораженного мутацией метаболического пути, а также тканью-мишенью, в которой нерасщепленные макромолекулы накапливаются.

Так, накопление метаболитов в паренхиматозных органах при некоторых заболеваниях приводит к развитию у больных гепатоспленомегалии с появлением таких признаков гиперспленизма, как анемия и тромбоцитопения (болезнь Гоше, мукополисахаридозы); тогда как ряд болезней протекает без вовлечения печени и селезенки в патологический процесс накопления (метахроматическая лейкодистрофия, болезни Фабри и Краббе).

Накопление метаболитов в костной ткани способствует развитию широкого спектра нарушений, обозначаемых термином «множественный дизостоз». Отмечаются также изменения в суставах, часто с ограничением объема движений в них (мукополисахаридозы, муколипидозы, болезнь Гоше). Хотя некоторые заболевания не имеют признаков поражения костной ткани (метахроматическая лейкодистрофия, болезни Фабри и Краббе).

Накопление нерасщепленных макромолекул в нервной ткани, как правило, обусловливает дегенеративные изменения в центральной нервной системе и развитие умственной отсталости у пациентов (метахроматическая лейкодистрофия, болезнь Краббе, мукополисахаридозы, муколипидозы, гликопротеинозы). Однако некоторые заболевания протекают без вовлечения нервной ткани в патологический процесс накопления и характеризуются нормальным интеллектуальным развитием пациентов (болезни Гоше I типа и Фабри).

Целый ряд заболеваний из групп мукополисахаридозов, муколипидозов и гликопротеинозов отличаются характерным внешним видом пациентов. Большинству таких больных свойственны грубые, гротескные черты лица, с чем связано использование в прошлом названия этих заболеваний «гаргоилизм». Внешний вид пациентов, страдающих другими лизосомными болезнями, такими как болезнь Гоше, метахроматическая лейкодистрофия, болезнь Фабри, не имеет особенностей.

Таким образом, достаточно четко выражен клинический полиморфизм лизосомных болезней накопления. Однако, несмотря на это, существуют признаки, характерные для всех заболеваний этого класса, а именно:

полисистемность, то есть вовлечение в патологический процесс многих органов и тканей;
прогредиентное течение - возникновение и прогрессирование заболевания после некоторого периода нормального развития.
В большинстве своем эти болезни приводят к ранней инвалидизации и преждевременной смерти. Лишь немногие формы болезней характеризуются близкой к норме продолжительностью жизни. Говорят, что такие дети умирают трижды: сначала в умах родителей, когда поставлен диагноз, затем при помещении ребенка в специализированное учреждение, если его туда направляют, и, наконец, когда больной действительно умирает. Безысходность заболевания и серьезные генетические прогнозы формируют сложную психологическую проблему в семье. Отсутствие эффективных способов лечения этих изнуряющих нейродегенеративных заболеваний требует от врача, имеющего дело с родителями больных детей, огромного такта. Трудно передать то опустошающее влияние на семью, которое оказывают быстрое ухудшение состояния и неизбежная гибель ранее здорового ребенка.

Именно поэтому разработка эффективного метода лечения, хотя бы одного заболевания из этой группы фатальных болезней, в высшей степени важна. Первым реальным шагом, предпринятым в этом направлении, стало появление в 1991 году метода лечения болезни Гоше с помощью модифицированной формы недостающего при этом заболевании фермента.

Важно при этих болезнях генетическое консультирование. Все лизосомные болезни накопления, при которых известна недостаточность конкретного фермента, могут или могли бы быть диагностированы inutero, поскольку активность лизосомных ферментов экспрессируется в культивируемых клетках амниотической жидкости, равно как и в культуре фибробластов кожи. Для пренатального диагноза можно также прибегать к помощи биопсии ворсинок плаценты. Несмотря на то что при этом несколько повышается частота выкидышей, члены семей с высоким генетическим риском очень заинтересованы в возможности ранней диагностики. Иногда удается выявить гетерозигот среди близких родственников, но обычно трудно получить согласие достаточного для статистического анализа числа лиц. Выявление гетерозигот осложняет также случайная инактивация Х-хромосом у 46 ХХ-носителей болезней, сцепленных с Х-хромосомой, но следует настойчиво проводить генетическое консультирование женщин из группы риска. Более эффективным профилактическим методом служит выявление гетерозигот перед их вступлением в брак и рождением детей. Реальность этого подхода доказана программами выявления гетерозигот по болезни Тея -Сакса. Эти программы способствовали снижению частоты соответствующих болезней, вероятно, в связи с широким тестированием и влиянием на планирование рождения детей супружескими парами из группы риска по рождению больных детей; высокая частота гетерозигот среди евреев ашкенази и доступность биохимических методов выявления носительства гена болезни Тея -Сакса облегчили проведение этой программы.

8. Роль липидов в биоэнергетике детского организма. Изменение содержания липидов в плазме крови у детей различного возраста.

Обмен жиров включает обмен нейтральных жиров, фосфатидов, гликолипидов, холестерина и стероидов. Жиры в организме человека быстро обновляются. Функция жиров в организме:

1) участвуют в энергетическом обмене;

2) являются составным компонентом оболочек клеток нервной ткани;

3) участвуют в синтезе гормонов надпочечников;

4) защищают организм от чрезмерной теплоотдачи;

5) участвуют в транспортировке жирорастворимых витаминов.

Особое значение имеют липиды, входящие в состав клеток, их количество составляет 2–5 % от массы тела без жира. Меньшее значение имеет жир, находящийся в подкожной клетчатке, в желтом костном мозге, брюшной полости. Жир используется в качестве пластического материала, о чем свидетельствует интенсивность его накопления в период критического роста и дифференцировки. Наименьшее количество жира наблюдается в период 6–9 лет, с началом полового созревания вновь отмечается увеличение жировых запасов.

Жиры синтезируются только в организме плода. Синтез жира происходит преимущественно в цитоплазме клеток. Синтез жирных кислот требует наличия гидрогенизированных никотинамидных ферментов, главным источником которых является пентозный цикл распада углеводов. Интенсивность образования жирных кислот будет зависеть от интенсивности пентозного цикла расщепления углеводов.

На запасной жир большое значение оказывает характер вскармливания ребенка. При грудном вскармливании масса тела детей и содержание жира у них меньше, чем при искусственном. Грудное молоко вызывает транзиторное повышение холестерина в первый месяц жизни, что служит стимулом к синтезу липопротеинлипазы. Избыточное питание детей раннего возраста стимулирует образование в жировой ткани клеток, что в дальнейшем проявится склонностью к ожирению.

Липиды и их фракции Возраст Концентрация Общие липиды, г/л Новорожденные 1,4-4,5 1-й год жизни 4,0-6.0 2 года-12 лет 4,9-8,2 Триглицермды, г/л Новорожденные 0,4-1,4 1 год-6 лет 0.3-1,7 7-14 лет 0.4-2.0 НЭЖК, ммоль/л Новорожденные 1,31-1.45 1-й год 0,67-1,33 2-й и 3-й год 0.42-1,02 4 года-14 лет 0,3-0,6 Общие фосфолипиды. г/л 1 -й год 1.25-1,9 2 года-6 лет 1,6-2.25 7-14 лет 1.9-2.75 Лецитин, г/л 1 -й год-3 года 1,0-1,5 4 года-14 лет 1.3-1,8 Холестерин: общий, г/л Новорожденные 0.4-1,3 1 -й год жизни 1.0-1.8 2 года-12 лет 1.2-2,0 эфиросвязанный. % Новорожденные 35-60 1-й год жизни 2 года-12 лет свободный, % Новорожденные 40-65 1 -й год жизни 2 года 12 лет Липопротеиды. % α 3 мес.-14 лет 13,3-29.3 β 3 мес.-14 лет 34.6-50.3 γ 3 мес.-14 лет 29,0-46,8 Высшие жирные кислоты общих липидов, % сумма жирных кислот др С16 2-3 года 4.4± 0,3 4 года-7 лет 2,0± 0.6 пальмитиновая 2-3 года 16 2± 0.5 4 года -7 лет 25.3± 0,6 пальмитолеиновая 2-3 года 5,7± 0,4 4 года-7 лет 1,7± 0.06 2-3 года 4,3± 0,3 4 года-7 лет 1.8± 0,04 стеариновая 2-3 года 10,8± 0,4 4 года-7 лет 5,2± 0.15 олеиновая 2-3 года 23,2± 0.9 4 года-7 лет 26,5±0.3 линолевая 2-3 года 23.2±0,6 4 года-7 лет 29.0± 0,4 эйкозатриеновая 2-3 года 8,8± 0,7 4 года-7 лет 5,0± 0,4 арахидоновая 2-3 года 3.4± 0.5 4 года-7 лет 3,5± 0.1 Высшие жирные кислоты НЭЖК. % сумма жирных кислот до С16 1 -3 года 16.6± 0,6 пальмитиновая 1 -3 года 10,4 ±0.1 пальмит олеиновая 1 -3 года 3.5± 0,9 гептадекановая + гептадеценовая 1 -3 года 10.4± 0.6 стеариновая 1 -3 года 9.0± 0.5 олеиновая 1-3 года 14.0± 0,1 линолевая 1-3 года 13.2± 0.37 линоленовая 1-3 года 5.2± 0.4 эйкозатриеновая +арахидоновая 1-3 года 17,7± 0.2 Высшие жирные кислоты эфиров холестерина % 1 -3 года сумма жирных кислот до С16 Новорожденные 12.0± 1,97 1 год 7,2± 0,84 3 года-14 лет 6.5± 0.68 пальмитиновая Новорожденные 8.2± 0.92 1 год 10,4±0.67 3 года-14 лет 11,3± 0.46 пальмитолеиновая Новорожденные 9.1± 0.48 1 год 5.7± 0.48 3 года-14 лет 4.5±0.35 гептадекановая + гептадеценовая Новорожденные 5.7± 0.65 1 год 4.8± 0 98 3 года-14 лет 4.3± 0.27 стеариновая Новорожденные 6,3± 1.01 1 год 4.0± 0.56 3 года-14 лет 3.5± 0.35 олеиновая Новорожденные 20,5± 1.35 1 год 19.1± 0.28 3 года-14 лет 18.8± 0,81 линолевая Новорожденные 25 0± 1,89 1 год 35,6± 1,92 3 года-1 4 лет 34,2± 2.22 линоленовая Новорожденные 2.8± 0.24 1 год 3.3± 1.12 3 года-14 лет 4.3±0.32 эйкозатриеновая + арахидоновая Новорожденные 10.4± 1.75 1 год 9.9 ± 1.35 3 года-1 4 лет 12.8± 0.84

9. Жировая ткань ребенка. Особенности ее состава и метаболизма. Бурая жировая ткань и ее биологическая роль.

Жировая клетчатка у детей

Рассмотрим, что представляет собой жировая клетчатка у детей. Жировую ткань, состоящую преимущественно из белого жира, обнаруживают во многих тканях. Небольшое количество бурого жира у взрослых расположено в средостении, вдоль аорты и под кожей в межлопаточной области. В клетках бурого жира функционирует естественный механизм разобщения окислительного фосфорилирования: энергия, освобождающаяся при гидролизе триглицеридов и метаболизме жирных кислот, не используется для синтеза аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), а преобразуется в тепловую. Эти процессы обеспечивает специальный разобщающий белок термогенин.

Белки в питании детей

В детском возрасте потребность в белке повышена. Особенно необходим животный белок, способный обеспечить высокий уровень синтеза белков тканей растущего организма. Общая потребность в белке составляет (в г на 1 кг массы в сутки):

Удельный вес животного белка в рационах детей должен быть достаточно высоким: в младшем возрасте 70-80%, в школьном - 60-65% общего (суточного) количества белка.

В детском питании должны учитываться качественные особенности белков. Важным в питании детей является молоко.

Некоторые незаменимые аминокислоты обладают выраженными ростовыми свойствами и могут рассматриваться наравне с витамином А как факторы роста. K таким аминокислотам относятся лизин, триптофан и аргинин. Обеспечение этими аминокислотами является важной задачей детского питания. Между тем белок молока характеризуется невысоким содержанием триптофана и недостаточным содержанием аргинина. Наиболее богат этими аминокислотами белок мяса и рыбы, в котором лизин, триптофан и аргинин находятся в благоприятных для усвоения соотношениях.

100 г мяса по содержанию триптофана соответствует 450 г молока, по содержанию лизина - 600 г молока и по содержанию аргинина - 800 г молока. Таким образом, в детское питание необходимо включать мясо (рыбу) как хорошие источники незаменимых аминокислот.

Белки злаков - муки, крупы, в том числе и манной, содержат мало лизина, но богаты аргинином. В связи с этим в детском питании целесообразно использовать молочные каши, в которых обеспечивается сочетание богатого лизином молока и богатой аргинином крупы.

Важнейшее значение в питании детей имеют сложные белки - фосфопротеиды, характеризующиеся наличием в своем составе фосфорных соединений. K этим жизненно необходимым в детском возрасте белкам относятся казеин молока и вителлин желтка яйца.

Белки в молоке сочетаются с высоким содержанием кальция, который легко используется в организме для пластических целей. Все это выдвигает молоко на первое место в числе продуктов детского питания. Удельный вес молока в питании детей в зависимости от возраста должен составлять (в процентах к общей калорийности детского рациона):

Для детей ясельного возраста должно предусматриваться в суточном рационе не менее 600-700 мл молока; в рационе школьника 400-500 мл.

Молоко в детском питании является основным источником легкоусвояемого кальция. Kроме того, оно улучшает соотношение аминокислот белков всего пищевого рациона, что способствует оптимальному использованию белка для тканевого синтеза.

Вторым важным представителем сложных белков является вителлин, в котором белок находится в соединении с лецитином. Значение вителлина в детском питании заключается в том, что он играет важную роль в формировании ЦНС в качестве поставщика пластических материалов для построения нервной ткани, в том числе клеток головного мозга.