Особенности микронутриентного статуса у людей с синдромом Дауна

В питании людей с синдромом Дауна и в усвоении ими микронутриентов существуют выраженные нарушения. В исследованиях было выявлено чрезмерное или недостаточное поступление питательных веществ в организм людей с этим синдромом, связанное с неправильным выбором продуктов, пищевой непереносимостью (например, целиакией) или мальабсорбцией. Эту проблематику подробно освещают две зарубежные публикации, авторы которых расширяют представление о вариациях микронутриентного и липидного статуса у людей с синдромом Дауна. Также мы представим читателям основные результаты метаанализа по статусу микронутриентов у людей с синдромом Дауна, проведенного Аминой Сагазадех и ее коллегами. Надеемся, что собранная и представленная здесь информация будет полезна для медицинских специалистов, а внимание взрослых к рациону детей с синдромом Дауна даст возможность снизить риск или отсрочить некоторые из сопутствующих заболеваний, что поможет улучшить качество жизни таких пациентов.

У людей с синдромом Дауна наблюдается специфический аминокислотный профиль (низкий уровень серотонина, серина, гамма-аминомасляной кислоты и глутамата и высокий уровень лизина и цистеина в крови). Также присутствуют гормональные отклонения, в первую очередь в работе щитовидной железы (низкий Т4 и высокий ТТГ), и гонадная дисфункция (высокий уровень ФСГ и ЛГ) [12]. Однако предыдущие клинические исследования не предоставили доказательств того, что нормализация профиля аминокислот или гормонов щитовидной железы улучшает здоровье, рост или качество жизни у людей с синдромом Дауна.

Дети с синдромом Дауна начинают употреблять твердую пищу в более позднем возрасте и предпочитают продукты, содержащие простые углеводы, а также те, которые легко пережевывать и глотать. Свежие фрукты и овощи редко входят в их рацион. Это приводит к недостатку питательных веществ, а также к низкому потреблению пищевых волокон, следствием чего являются запоры и замедление перистальтики кишечника. Многие особенности, наблюдаемые в желудочно-кишечном тракте, в сочетании с медленной скоростью его развития, приводят к недостаточному усвоению питательных веществ. Большое количество исследований указывает на избыточный вес и ожирение у детей с синдромом Дауна, наряду с нарушением липидного обмена и диабетом II типа.

Выраженные нарушения липидного профиля у людей с синдромом Дауна были подтверждены рядом исследований [2]. В сыворотке крови был выявлен высокий уровень триглицеридов, но низкий уровень холестерина ЛПВП (липопротеинов высокой плотности) [8]. Кроме того, у пациентов с синдромом Дауна повышенные концентрации лептина коррелируют с высоким содержанием жира в организме. Ткани становятся нечувствительными к лептину, чей рецептор экспрессируется в областях мозга, регулирующих пищевое поведение (в нейронах дугообразного ядра гипоталамуса), тем самым увеличивая аппетит. Сидячий образ жизни, связанный с особенностями синдрома Дауна, является одной из причин ожирения и низкого уровня физической подготовки в этой популяции.

Авторы обзора, опубликованного в «Journal of Human Growth and Development» в 2020 году, сделали вывод, что для большинства людей с синдромом Дауна характерны отрицательные изменения в липидном профиле. Для объяснения такого вывода были предложены следующие гипотезы [4]:

• Пожилой возраст не являлся фактором нарушений липидного профиля, как предполагалось в предыдущих исследованиях. У молодых людей с синдромом Дауна также были выявлены нарушения по уровням холестерина и триглицеридов, в то время как у пожилых данные показатели были в пределах нормы.

• Гормоны щитовидной железы – еще один важный фактор, который может влиять на липидный профиль людей с синдромом Дауна, особенно это касается людей, страдающих гипотиреозом. Люди с этим расстройством склонны к более высоким значениям триглицеридов и холестерина ЛПНП (липопротеинов низкой плотности) и более низкому уровню холестерина ЛПВП. Следовательно, мониторинг уровня гормонов щитовидной железы также важен для поддержания нормального уровня холестерина и триглицеридов.

Наконец, была рассмотрена важность физической активности, и было подтверждено, что регулярные физические упражнения оказывают положительное влияние не только на физическую форму, но и на уровень липидов, артериальное давление и гликемический профиль людей с синдромом Дауна. Кроме того, они могут снизить потребность в инсулине, общий жир тела, уровень триглицеридов и повысить уровень холестерина ЛПВП. Однако на данный момент недостаточно данных, чтобы подробно описать, какие программы физических упражнений эффективны для улучшения липидного профиля у людей с синдромом Дауна. Поэтому для изучения воздействия физических упражнений на вышеназванные показатели в долгосрочной перспективе необходимы дальнейшие исследования.

Каждый десятый человек с синдромом Дауна страдает депрессией и тревогой [8]. Такие расстройства трудно диагностировать, и они чаще встречаются у взрослых людей, в среднем в возрасте 30 лет, и во многом негативно влияют на пищевое поведение (такое как неправильный выбор пищи, переедание под влиянием негативных эмоций, повышенный аппетит или его потеря и компульсивное переедание) [14].

Все эти данные демонстрируют необходимость формирования здоровых пищевых привычек у детей с синдромом Дауна с самого раннего возраста. Таким привычкам можно научиться, следуя примеру родителей, которые делают разумный выбор продуктов питания. Риск развития избыточного веса, ожирения, дефицита витаминов и минералов, диабета II типа можно устранить или существенно снизить, с самого раннего возраста выбрав здоровое питание.

Влияние витаминов и минералов на интеллектуальное развитие у детей с синдромом Дауна

У детей с синдромом Дауна наблюдается следующий дефицит витаминов и минералов, особенно витаминов группы B (например, B1, B2, B6, B12 и фолиевой кислоты) [8]:

• Витамин B1 (тиамин)

Участвует в трансформации углеводов в глюкозу, что обеспечивает организм энергией и поддерживает нормальную работу нервной системы.

У детей с синдромом Дауна дефицит тиамина встречается чаще, по сравнению с остальной популяцией, и вызывает мышечную слабость, запоры и снижение подвижности и координации движений.

• Витамин B2 (рибофлавин)

Играет важную роль в жировом обмене, в поддержании здоровья кожи, слизистых оболочек глаз и оболочек нервных клеток.

Симптомами дефицита рибофлавина являются трещины на губах и уголках рта, изменения языка, кровоточивость десен и конъюнктивит. У маленьких детей дефицит витамина B2 может вызывать судороги.

• Витамин B6 (пиридоксин)

Пиридоксин важен для функционирования нервной системы, формирования и роста

эритроцитов, метаболизма стероидных гормонов, иммуномодулирующего действия, а также для здоровья кожи и нервных тканей.

Дефицит пиридоксина приводит к ослаблению когнитивных функций, низкой физической активности и снижению концентрации внимания. Совместная недостаточность витаминов B6, B12 и фолиевой кислоты связана с аномальными концентрациями гомоцистеина в крови [10].

• Витамин С (аскорбиновая кислота)

Отвечает за регенерацию тканей, поддержание устойчивости к бактериальным и вирусным инфекциям, кроветворение, проницаемость сосудов, всасывание железа, обмен холестерина и кортикостероидов.

Дефицит витамина С вызывает повышенную утомляемость, раздражительность, гингивит, гипохромную анемию, повышенную инфекционную заболеваемость. При выраженном дефиците возникает повышенная проницаемость и ломкость сосудов.

• Витамин А (ретинол в животных продуктах и бета-каротин в растительных)

Способствует процессу образования белков и новых клеток, принимает участие в обмене веществ, важен для здоровья глаз.

Дефицит витамина А может повлечь за собой снижение остроты зрения, особенно в сумерках, задержку роста; сухость и шелушение кожи, повышенную восприимчивость к инфекциям респираторного и желудочно-кишечного тракта [6].

• Витамин Е (токоферол)

Способствует укреплению иммунитета, поддерживает мышечную и нервную системы, поддерживает структурную целостность мембран клеток, препятствует повышенной проницаемости и ломкости капилляров, способствует накоплению гликогена.

При дефиците витамина Е клетки становятся восприимчивыми к токсическим веществам, быстрее повреждаются, ослабляется иммунитет. Также возможны снижение внимания, сонливость, нервозность, головные боли, нарушение обмена веществ [6].

• Витамин D (кальциферол)

Необходим для формирования и поддержания здоровья костных тканей. Выступает в комплексе с витамином А, кальцием и фосфором, обеспечивая образование важнейших метаболитов в организме. Способствует усвоению кальция и фосфора.

Дефицит витамина D приводит к развитию рахита у детей, повышенной нервной возбудимости, слабости, потливости, увеличивает риск нарушений работы сердца и нервной системы, развития болезней суставов и инфекционной заболеваемости [13].

• Цинк оказывает огромное влияние на метаболизм, на работу щитовидной железы, является составной частью инсулина, участвует в иммунном ответе, остеогенезе и сперматогенезе, регулирует проницаемость кожи и слизистых оболочек.

Усвоение цинка при синдроме Дауна составляет около 30% по сравнению с 58% у типично развивающихся детей. Дефицит цинка вызывает замедление роста тела, снижение и нарушение аппетита, снижение иммунитета и нарушения в работе щитовидной железы (в основном гипотиреоз), поражения кожи и слизистых оболочек, повышенную утомляемость [8].

Кальций поддерживает структуру костей и зубов и обеспечивает их функциональность. Он необходим для сокращения мышц и кровеносных сосудов, секреции гормонов и ферментов, а также для передачи сигналов нервной системе. Особо нуждаются в кальции дети (в связи с активным ростом костей) и пожилые люди, у которых регенерация костной ткани замедлена.

Дефицит кальция приводит к нарушению формирования костей, развитию рахита, остеопороза, кариеса, повышается нервная возбудимость; нарушается свертываемость крови [8].

• Селен входит в состав почти 100 ферментов, регулирует антиоксидантные процессы, влияет на иммунитет. Способствует правильному функционированию щитовидной железы, помогая синтезу гормонов Т3 и Т4.

При дефиците селена возникают заболевания щитовидной железы; гипотиреоз, эндемический зоб. Также могут возникать следующие изменения в организме: снижение иммунитета, нарушение функции печени; кардиопатия; болезни кожи, волос и ногтей; замедление роста [8].

• Железо участвует в процессе кроветворения и образования гемоглобина, становления когнитивных и иммунных функций.

Когда уровень железа становится слишком низким, может начаться развитие железодефицитной анемии, которая проявляется в быстрой утомляемости, снижении внимания, трудности обучения, ослаблении иммунитета [1].

• Магний задействован в регуляции процессов фосфорилирования, входит в состав ферментов нервной и глиальной тканей, участвует в формировании костной ткани и эмали зубов, имеет антиспастическое, сосудорасширяющее и иммуномодулирующее действие.

Дефицит магния приводит к снижению иммунитета, повышению утомляемости, снижению концентрации внимания, возникновению судорог, мышечной слабости, раздражительности, перепадам давления, онемению рук, головным болям, а также болям в шее и спине [1].

• Марганец участвует в регуляции окислительно-восстановительных реакций, в формировании соединительной ткани, активации гемопоэза, стимуляции иммунитета. Дефицит марганца приводит к снижению массы тела, нарушению роста, анемии, невротическим реакциям, нарушению холестеринового обмена и атеросклерозу сосудов [1].

Микронутриенты играют важнейшую роль в сохранении метаболического баланса: железо, цинк, медь и селен действуют как коферменты, а витамины A, C и E – как поглотители свободных радикалов. Недостаток или избыток таких микронутриентов может вызвать повреждение клеток. В 2017 году группа ученых под руководством Амины Сагазадех подготовила метаанализ исследований по уровням микронутриентов у людей с синдромом Дауна. Авторы использовали электронные медицинские базы данных и отобрали 69 исследований, опубликованных с января 1967 года по апрель 2016. Метаанализ был проведен по четырем микроэлементам (Cu, Fe, Se и Zn), шести минералам (Ca, Cl, K, Mg, Na и P) и пяти витаминам (витамин A, B9, B12, D и E). Результаты свидетельствуют о достоверном снижении у людей с синдромом Дауна уровня кальция, цинка и селена в крови, более высоком уровне меди и цинка в эритроцитах, а также о других нарушениях минерального обмена. Кроме того, был обнаружен более низкий уровень цинка в волосах и более высокий уровень кальция и натрия в слюне. У людей с синдромом Дауна и у людей из контрольной группы не было обнаружено различий в отношении уровней Cl, Fe, K, Mg, P и витаминов.

Таким образом, в данном метаанализе были подтверждено, что профиль микронутриентов у людей с синдромом Дауна отличается по микроэлементам – меди, селену и цинку, а также по минералам – кальцию и натрию. Изменения уровня микронутриентов у людей с синдромом Дауна могут быть связаны с аминокислотными нарушениями и высоким уровнем паратиреоидного гормона (ПТГ). В результате таких нарушений могут возникнуть иммунные расстройства, дисфункция щитовидной железы и аномалии роста, которые являются одними из наиболее распространенных сопутствующих заболеваний у людей с синдромом Дауна.

Аномалии аминокислотного обмена

Анализ амниотической жидкости в группе людей с синдромом Дауна показал повышение уровня незаменимых аминокислот по сравнению с контрольной группой, и это может объяснить тот факт, что у плодов с синдромом Дауна наблюдается глубокий аминокислотный дефицит в кортикальной ткани [15]. Дефицит незаменимых аминокислот сохраняется и у пожилых людей с синдромом Дауна [7]. Таким образом, у людей с синдромом Дауна измененный аминокислотный профиль наблюдается с внутриутробного периода и на протяжении всей жизни. Нарушение метаболизма аминокислот может являться причиной серьезных проблем со здоровьем, особенно нарушений в работе мозга, что сказывается на поведении и сроках и частоте наступления деменции [12]. Исследования показали снижение уровня гистидина в тканях головного мозга людей с синдромом Дауна [12]. Аминокислотные нарушения могут увеличивать выведение из организма цинка с мочой и тем самым вызывать его дефицит. С другой стороны, поскольку микроэлемент селен принимает участие в образовании некоторых аминокислот, его дефицит может, в свою очередь, усугубить нарушения аминокислотного обмена у людей с синдромом Дауна.

Паратиреоидный гормон (ПТГ[1])

Паратиреоидный гормон (ПТГ) представляет собой гормон, секретируемый паращитовидными железами и являющийся крайне важным для ремоделирования костей[2]. Повышенный уровень кальция и натрия в слюне, который был обнаружен у людей с синдромом Дауна, может отражать высокие уровни ПТГ [12]. Кроме того, высокая концентрация кальция в слюне считается показателем остеопороза, а ортопедические патологии и низкая минеральная плотность костей (МПК) являются одними из наиболее часто встречающихся проблем у людей с синдромом Дауна [11]. Следовательно, высокий уровень кальция в слюне может отражать низкие концентрации этого минерала во внеклеточной жидкости, что приводит к увеличению уровня ПТГ и, таким образом, к снижению минеральной плотности костных тканей у людей с синдромом Дауна. Поэтому добавление кальция в рацион может быть эффективным для снижения концентрации ПТГ и улучшения метаболизма костной ткани.

Заболевания щитовидной железы

Нарушения функций щитовидной железы у людей с синдромом Дауна встречаются чаще по сравнению с популяцией; им подвержены от 13% до 63% людей с этим диагнозом. Данные нарушения включают аутоиммунный тиреоидит, врожденный гипотиреоз, субклинический гипотиреоз и, реже, гипертиреоз. У 85 % детей с синдромом Дауна в возрасте до 12 месяцев наблюдаются повышенные значения ТТГ. Таким образом, гипотиреоз – наиболее частый сбой в эндокринной системе детей с синдромом Дауна [3].

Дисфункция щитовидной железы может быть причиной снижения когнитивных способностей и интеллектуальных нарушений, а также замедленного метаболизма. Важно определить причины, вызывающие это состояние. Дефицит цинка или селена может вызвать нарушение метаболизма гормонов щитовидной железы. Добавление цинка оказалось весьма успешным и многообещающим для улучшения функции щитовидной железы у людей с синдромом Дауна. Несколько исследований указывает на положительный эффект от приема добавок цинка или перехода на диету, богатую цинком [9]. Что касается селена, еще не было оценено, может ли его добавка улучшить функцию щитовидной железы у людей с синдромом Дауна.

Иммунные нарушения

Среди людей с синдромом Дауна часто наблюдаются иммунодефицит, инфекционные заболевания и аутоиммунные расстройства. Логично предположить, что большая подверженность людей с синдромом Дауна такого рода нарушениям иммунитета может быть связана с дефицитом цинка и селена. Ведь, как показано в исследовании специалиста по иммуногенетике П. Бонавентуры и его коллег [5], стойкий дефицит цинка может привести к воспалениям, усугубляя состояние пациентов, страдающих воспалительными и аутоиммунными заболеваниями. Дефицит селена часто сопровождается развитием и обострением вирусных инфекций и связанных с ними осложнений, например кардиомиопатии.

Влияние возраста и пола на статус микронутриентов у людей с синдромом Дауна

В некоторых исследованиях, включенных в метаанализ, изучалось влияние возраста и/или пола на статус микронутриентов у людей с синдромом Дауна. Большинство из этих исследований было связано с измерениями содержания цинка в крови, но различий по уровню цинка у женщин и мужчин с синдромом Дауна показано не было. Основная часть включенных в метаанализ исследований не показала взаимосвязи между возрастом и уровнем цинка, но важно отметить, что для окончательных выводов информации на настоящий момент недостаточно.

Будущие направления исследований

На данный момент нет точного ответа, являются ли различия в уровне микронутриентов у людей с синдромом Дауна результатом их рациона и малоподвижного образа жизни или характеристикой синдрома, как, например, в ситуации с показателями роста. В первом случае эту проблему могут решить лонгитюдные исследования, которые отслеживают показатели микронутриентов и их взаимосвязь с клиническим статусом и пищевым поведением у людей с синдромом Дауна. Во втором случае возникает ряд вопросов по поводу нарушений аминокислотного обмена и дисфункции щитовидной железы, нормализация работы которой оказалась неэффективной для улучшения состояния. Таким образом, будущие исследования могут выявить:

• коррелирует ли профиль микронутриентов у людей с синдромом Дауна с клиническим состоянием или качеством жизни;
• могут ли добавки микронутриентов улучшить их состояние и качество жизни (поскольку остается возможность того, что определенный физиологический профиль аминокислот, гормонов и микроэлементов действительно отражает особенности синдрома Дауна).

Литература

1. Abdallah A. M., Raffa S., Alaidaroos T., Obaid R., Abuznada J. Nutritional status of some children and adolescents with Down syndrome in Jeddah // Life Science J. 2013. Vol. 10, № 3. P. 1310–1318.
2. Adelekan T., Magge S., Shults J. Lipid profiles of children with Down syndrome compared with their siblings // Pediatr J. 2012. Vol. 129, № 6. P. 1382–1387.
3. Alaaraj, Nada & Soliman, Ashraf & Itani, Maya & Khalil, Ahmed & Sanctis, Vincenzo. Prevalence of thyroid dysfunctions in infants and children with Down Syndrome (DS) and the effect of thyroxine treatment on linear growth and weight gain in treated subjects versus DS subjects with normal thyroid function: a controlled study // Acta bio-medica: Atenei Parmensis. 2019. Vol. 90. P. 36–42.
4. Almeida E. W., Greguol M. Lipid profile in people with Down Syndrome: a literature review // J Hum Growth Dev. 2020. Vol. 30, № 2. P. 197–208.
5. Bonaventura P., Benedetti G., Albarède F., Miossec P. Zinc and its role in immunity and inflammation // Autoimmunity Reviews. 2015. Vol. 14, № 4. P. 277–285.
6. Chavez C. J., Ortega P., Leal J., D'Escrivan A., Gonzalez R., Miranda L. E. Vitamin A deficiency and nutritional status in patients with Down's syndrome // Anales de Pediatria. 2010. Vol. 72, № 3. P. 185–190.
7. Coppus A. W., Fekkes D., Verhoeven W. M., Tuinier S., Egger J. I., van Duijn C. M. Plasma amino acids and neopterin in healthy persons with Down's syndrome // Journal of neural transmission (Vienna, Austria: 1996). 2007. Vol. 114, № 8. P. 1041–1045.
8. Mazurek D., Wyka J. Down Syndrome-genetic and nutritional aspects of accompanying disorders // Rocz Panstw Zakl Hig. 2015. Vol. 66, № 3. P. 189–194.
9. Nascimento Marreiro D., Sousa A. F., Nascimento Nogueira N., Oliveira F. E. Effect of zinc supplementation on thyroid hormone metabolism of adolescents with Down syndrome // Biol Trace Elem Res. 2009. Vol. 129. P. 20–27.
10. Nordstrom M., Paus B., Andersen L. F., Kolset S. O. Dietary aspects related to health and obesity in Williams syndrome, Down syndrome, and Prader-Willi syndrome // Food & nutrition research. 2015. Vol. 59. P. 254–287.
11. Rabiei M., Masooleh I. S., Leyli E. K., Nikoukar L. R. Salivary calcium concentration as a screening tool for postmenopausal osteoporosis // International journal of rheumatic diseases. 2013. Vol. 16, № 2. P. 198–202.
12. Saghazadeh A., Mahmoudi M., Dehghani Ashkezari A., Oliaie Rezaie N., Rezaei N. Systematic review and meta-analysis shows a specific micronutrient profile in people with Down Syndrome: Lower blood calcium, selenium and zinc, higher red blood cell copper and zinc, and higher salivary calcium and sodium // PLOS One. 2017. Vol. 12, № 4. doi: 10.1371/journal.pone.0175437.
13. Stagi S., Lapi E., Romano S., Bargiacchi S., Brambilla A., Giglio S. et al. Determinants of vitamin D levels in children and adolescents with down syndrome // International journal of endocrinology. 2015. Vol. 2015. doi: 10.1155/2015/896758.
14. Stefańska E., Wendołowicz A., Kowzan U., Konarzewska B., Szulc A., Ostrowska L. Nutritional values of diets consumed by women suffering unipolar depression // Rocz Panstw Zakl Hig. 2014. Vol. 65, № 2. P. 139–145.
15. Whittle N., Sartori S. B., Dierssen M., Lubec G., Singewald N. Fetal Down syndrome brains exhibit aberrant levels of neurotransmitters critical for normal brain development // Pediatrics. 2007. Vol. 120, № 6. P. 1465– 1471.

[1] Паратиреоидный гормон – гормон, вырабатываемый клетками околощитовидной железы и участвующий в контроле уровня кальция и фосфора в организме; паратиреоидный гормон человека состоит из 83 аминокислот с общей молекулярной массой 9,5 кД.

[2] Непрерывный процесс, в котором костная ткань попеременно резорбируется и восстанавливается с течением времени.