Микронутриенты и их взаимодействие

Читайте в новом номере

Импакт фактор - 0,584*

*пятилетний ИФ по данным РИНЦ

Регулярные выпуски «РМЖ» №7 от 02.04.2008 стр. 453
Рубрика: Витамины

Для цитирования: Shrimpton D.H. Микронутриенты и их взаимодействие // РМЖ. 2008. №7. С. 453

В данном обзоре рассматриваются витамины, минералы и микроэлементы, которые, как правило, входят в пищевые добавки. Основное внимание уделяется их способности взаимодействовать между собой при совместном приеме.

Рассматриваются четыре типа взаимодействия [1]:
Химическое – которое может происходить на стадии производства пищевых добавок до того, как они попадают к потребителю.
Биохимическое – для которого характерны конкуренция микроэлементов за общий сайт связывания при усвоении и/или транспорте, облегчение антиоксидант­ных циклов или какая–либо еще последовательность биохимических процессов, способствующая повышению их эффективности.
Физиологическое – которое может усиливать или снижать эффективность использования нутриентов.
Клиническое – при котором есть признаки улучшения состояния здоровья или в скрытой форме существует дефицит питательных веществ.
Такие взаимодействия в большинстве случаев имеют значение для рациона тех лиц, у которых потребление витаминов, минералов и микроэлементов находится на уровне или ниже уровня RDA (рекомендованная суточная доза микронутриентов, принятая в Великобритании), и при этом предпочтительная эффективность пищевых добавок также находится на уровне RDA.
В настоящее время в Великобритании большинство пищевых добавок, находящихся в продаже в виде комплекса витаминов, минералов и микроэлементов, находится на уровне RDA [2]. Тем не менее существуют та­кие группы лиц, у которых ежедневный прием витаминов и микроэлементов не достигает уровня RDA [3]. В частности, это касается тех, кто соблюдает диету для похудения или достиг 65–летнего возраста [4].
Химические взаимодействия
Данные о приводимых ниже взаимодействиях по­лу­чены в результате биологических исследований, но соответствующие условия могут, вероятно, возникать и на стадии производства таблеток и капсул, последующего распространения и хранения в течение указанного срока годности.
Медь в присутствии неорганического сульфата в больших концентрациях (до 4,000 ppm) образует нерастворимый тиомолибдат и тем самым может сокращать уровень усвоения молибдена при приеме [5]. Фосфор мо­жет образовывать нерастворимый магний–каль­ций–фос­фатный комплекс и, соответственно, понижать эффективность всасывания магния [6].
Цинк может образовывать нерастворимые соединения с фолиевой кислотой, в частности, при низком pH [7]. Если такие соединения образуются в желудке, то они растворятся в двенадцатиперстной кишке при более высоком pH, но если подобная реакция произошла до употребления, то эти соединения не усваиваются и разрушаются.
Витамин B2 (рибофлавин) образует соединение с цинком, увеличивая тем самым его эффективность [8].
Фолиевая кислота (B9) образует другое соединение с оксидом цинка, которое не растворяется даже при наличии более высокого pH в двенадцатиперстной кишке, уменьшая уровень усвоения B9 [9].
Витамин C (аскорбиновая кислота) способен разлагать селенит до атомарного селена, который в отсутствие других нутриентов является биологически инерт­ным [10]. Одновременное употребление аскорбиновой кислоты с витамином B12 в качестве лекарственного пре­парата приводит к разрушению последнего [11].
В мультивитаминно–минеральном комплексе, по–ви­димому, не происходит никаких химических реакций в отсутствие железа, тогда как в его присутствии, согласно исследованию, витамин В12 может терять до 30% своей активности [12].
Биохимическое взаимодействие
Витамины группы B являются важными кофак­то­рами во многих метаболических реакциях и, соответственно, опосредованно влияют друг на друга. Напри­мер, витамины B3 и B6 являются функциональными компонентами ферментов, участвующих в высвобождении энергии из пищи, и в данном случае взаимодействуют между собой опосредованно, не повышая и не подавляя эффективность друг друга.
Биохимическое взаимодействие делится на три группы:
• конкуренция за общий сайт связывания,
• поддержка протекания биохимических процессов,
• поддержка протекания антиоксидантных циклов.
Конкуренция за общий сайт связывания
Сложное взаимодействие возникает между близкими друг к другу по химическим свойствам элементами, которые, как предполагается, могут иметь общие механизмы усвоения и конкурировать за лиганды, являющиеся связующим звеном при всасывании и транспорте в кровь [13]. Эта группа элементов включает хром, кобальт, медь, железо, марганец и цинк, а также токсичные металлы кадмий и свинец. Предполагается, что недостаток одного или нескольких элементов из этой группы может привести к антагонистической конкуренции при усвоении, вызывая дефицит одного или более важных микроэлементов, которое, в свою очередь, приводит к предрасположенности к токсическим эффектам при приеме кадмия и свинца.
Кальций оказывает ингибирующее воздействие на поглощение железа при их совместном употреблении [14]. Кроме того, кальций подавляет усвоение цинка [15]. Хром взаимодействует с железом при связывании с трансферрином и, соответственно, может нарушать метаболизм железа и его накопление [16].
Медь и цинк взаимно антагонистичны, переизбыток одного из них в пище приводит к подавлению усвоения другого; но содержание элементов, необходимое для проявления данного воздействия, должно быть значительно выше того, которое присутствует в обычном рационе [17].
Как установлено, железо и цинк вмешиваются в процесс усвоения друг друга, хотя механизм их антагони­стичности пока не выяснен [18]. Употребление железа совместно с аскорбиновой кислотой (витамином C) и в достаточно большом количестве подавляет усвоение меди [19].
Марганец понижает эффективность усвоения железа на 40%, хотя его эффект может варьироваться в зависимости от наличия других нутриентов и формы железа [20]. Например, можно предположить, что не будет наблюдаться сходного влияния на гемовое железо мясных продуктов.
Рибофлавин (витамин B2) необходим для усвоения железа; дефицит рибофлавина в рационе питания затрудняет этот процесс [21].
Биотин и пантотеновая кислота имеют общую систему транспорта, но никакого значения этого факта для питания не установлено [22].
Витамин C вступает в прямое взаимодействие с железом, повышая эффективность его усвоения при совместном приеме [23].
Витамин A может косвенно способствовать усвоению железа, предотвращая его ингибирование фитатом [23]. При высоком содержании он может влиять на процесс усвоения витамина К, что, как было показано, сопровождается также кровоизлияниями у подопытных крыс [24].
Витамин D регулирует поглощение кальция, что, возможно, является результатом влияния витамина на транспорт кальция из просвета кишечника [25].
Результаты исследований на животных показали, что витамины A и D могут уменьшать токсичность друг друга, предположительно за счет взаимного антагони­стического взаимодействия [26].
Витамин Е при одновременном употреблении с витамином А в больших количествах (500 мг E и 60 мг A) может повышать усвоение А и понижать его токсичность [27,28].
Определение RDA
При изложении рекомендаций по применению нутриентов термин RDA (рекомендованная суточная доза) употребляется для «RDA маркировки» в соответствии с действующим законодательством Европейского Союза. Этот термин удобен для потребителя в качестве единого термина вместо различных рекомендованных доз нутриентов (RNI), установленных для мужчин, женщин и различных возрастных групп.
Поддержка протекания
биохимических процессов
Витамин B12 является необходимым компонентом ферментной системы, участвующей в преобразовании фолатов в их метаболически активные формы. При дефиците витамина B12 подавляется существенный этап последовательности биохимических процессов [29].
Витамин К является важным фактором в последовательности реакций, которые позволяют ионам кальция образовывать комплекс с протромбином, способным, в свою очередь, связываться с фосфолипидами и образовывать тромбин [30]. При этом образование тромбина является пусковым механизмом в процессе свертывания крови.
Поддержка протекания
антиоксидантных циклов
Предполагается, что витамин C вовлечен в гипотетическую циклическую регенерацию витамина E, при котором витамин C действует в качестве восстановителя [31]. Хотя концепция сохранения уровня витамина E за счет регенерации его активности довольно привлекательна, нет достаточных данных для подтверждения значимости этой гипотезы для питания.
Физиологические взаимодействия
В рамках данного исследования физиологические взаи­модействия ограничены теми из них, которые снижают или усиливают эффективность использования (ути­лизации).
Взаимодействия, усиливающие
эффективность использования
По результатам проведенного исследования, витамин В1 (тиамин) повышает эффективность использования пантотеновой кислоты в метаболизме [32].
Витамин B2 (рибовлафин), в рамках того же исследования, также увеличивал эффективность использования пантотеновой кислоты, но в меньшей степени, чем витамин B1 [32].
Использование железа увеличивается при добавлении рибофлавина в рибофлавин–дефицитную диету, но не выявлено доказательств положительного влияния рибофлавина на усвоение железа при его употреблении в количестве, превышающем RDA [21].
В исследованиях на цыплятах было выявлено повышение эффективности использования пантотеновой кислоты за счет действия витамина B12 [33]. В опытах с крысами было установлено, что пантотеновая кислота улучшает эффективность утилизации витамина С (аскорбиновой кислоты) [34]. Витамин A влияет непо­средственно на транспорт железа и образование эритроцитов. Вероятно, при дефиците витамина А мобилизация железа из депо крови также затруднена [23].
Витамин C влияет на накопление железа и его транспорт, вероятно, за счет участия в регуляции синтеза ферритина и, следовательно, увеличения эффективности использования железа [35,36]. Витамин D регулирует метаболизм кальция и фосфата и повышает эффективность их утилизации. Витамин D активен во многих тканях, в первую очередь в кишечнике, костях и почках, где реабсорбция кальция дает весомый вклад в общую экономию кальция в организме [37].
Витамин K участвует в использовании кальция на ранних стадиях формирования костной ткани [38]. Процесс формирования и восстановления костной ткани является комплексным, вовлекая не только витамины D и K, но и остеокальцин, и, вероятно, другие белковые регуляторы. Кроме того, магний принимает самое непосредственное участие в образовании паратгормонов. Следовательно, необходимо рассматривать витамины D, K и минералы, участвующие в формировании костной ткани, в едином комплексе, признавая при этом возможность образования других соединений, способных оказывать влияние на данную систему.
Взаимодействия, понижающие
эффективность использования
Было сделано сообщение, что фолиевая кислота понижает уровень витамина B12 и цинка в сыворотке крови, но другие исследования этого не подтверждают [39,40]. В настоящее время не имеется достаточно данных для доказательства взаимодействия между фолатом и витамином B12 или цинком, которое могло бы приводить к снижению эффективности их использования.
Витамин C ошибочно связывают с пониженным усвоением меди из тонкой кишки [41]. Наиболее правдоподобное объяснение уменьшения активности меди в данном случае заключается в том, что аскорбиновая кислота способствует диссоциации меди из церуло­плазмина и, соответственно, понижает ее оксидазную активность [42].
Витамин E не имеет количественно выраженного воздействия на скорость свертывания крови и, соответственно, поддающегося количественному определению взаимодействия с витамином К, если его содержание в продуктах питания находится на уровне RDA. Напротив, ежедневное добавление витамина E в виде пищевых добавок в объеме более 250 мг оказывает влияние на скорость свертывания крови [43]. Предполагается, что такое явление может быть вызвано воздействием витамина E на реакцию карбоксилирования, необходимую для активации факторов свертывания крови, зависимых от витамина K [44].
Результаты исследования на цыплятах показали, что медь понижает активность пантотеновой кислоты [45]. Также установлено взаимодействие меди с молибденом (предположительно в сердечно–сосудистой системе), но у человека оно не выявлено [46].
Селен участвует в метаболизме йода, и хотя высокое содержание селена не увеличивает его активность, дефицит способствует понижению его активности [47].
Клиническое взаимодействие
Ниже представлены взаимодействия, которые имеют видимые клинические последствия и поэтому напрямую связаны с питанием человека.
Фолиевая кислота в сочетании с витаминами B12 и B6 участвует в метаболических реакциях превращения гомоцистеина в цистеин и метионин. При совместном приеме этих витаминов в нужной концентрации гомоцистеин преобразуется в цистеин и метионин; при этом его концентрация в крови остается низкой [48].
С низкой концентрацией гомоцистеина связано понижение риска коронарной недостаточности [49]. Несмотря на изученность метаболических процессов, причины, по которым гомоцистеин может служить признаком коронарной недостаточности, неизвестны.
Фолиевая кислота может скрывать симптомы B12 дефицитной анемии при ежедневном употреблении в количестве 5 мг [50]. Этого не происходит, если суточная доза равна 1 мг или менее. Данное явление пока еще не включено в перечень взаимодействий, поскольку ежедневное употребление пищевых добавок в количестве, превышающем 1 мг/сут., без медицинского контроля, не рекомендуется ни в Северной Америке, ни в Европе.
Заключение
Рассмотренные в статье взаимодействия микронутриентов суммарно представлены в таблице 1. Коли­че­ственные данные отсутствуют, так как во многих случаях они недостаточны для того, чтобы делать соответствующие заключения (где возможно, такие данные представлены в тексте).
В большинстве приведенных случаев концентрация и ежедневный прием микронутриентов находились на физиологическом уровне, т.е. на уровне или около уровня RDA. Случаи, когда это было не так, специально отмечены в тексте.
Зафиксированные взаимодействия имеют значение для производства пищевых добавок с точки зрения их содержания в рационе питания в Великобритании, где более чем в 90% мультивитаминов и минералов, находившихся в продаже в период 1998–99 гг., содержание компонентов соответствовало или находилось около уровня RDA.
Маловероятно, чтобы потребитель мультивитаминно–минеральных комплексов мог быть подвергнут риску в результате неспособности производителя понять механизм известных взаимодействий между нутриентами, но заявленная польза применения не может быть полностью реализована в том случае, если возможность взаимодействия микронутриентов игнорируется.

Статья опубликована
в «Международном журнале
медицинской практики», №1, 2005 г.



Литература
1. Shrimpton DH, RDAs – what do they really mean? The Pharmaceutical Journal 2002; 268:365–366.
2. Expert Group on vitamins and minerals. Safe upper levels for vitamins and minerals Food Standards Agency 2003: London UK.
3. Gregory J, Foster K, Tyler H, Wiseman M. The dietary and nutritional survey of British adults. HMSO 1990: London HK.
4. Finch S, Doyle W, Lowe C, Bates CJ, Prentice A, Smithers G, Clarke PC. Nutritional diet and nutrition survey.The Staionary Office 1998: London UK.
5. Mason J. Thiomolybdates: mediators of molybdenum toxicity and enzyme inhibitors. Toxicology 1986; 42: 99–109.
6. Brink EJ, Beynen AC. Nutrition and magnesium absorption: A review. Progress in Food and Nutrition Science 1992: 16: 125–162.
7. Ghishan FK, Said HM, Wilson PC. Intestinal transport of zinc and folic acid: a mutual inhibition effect. American Journal of Clinical Nutrition 1986; 43:258–262.
8. Agte VV, Pokniknar KM, Chiplonkar SA. Efect of riboflavin supplementation on zinc and iron absorption and growth performance in mice. Biological Trace Element Research 1998; 65: 109–115
9. Wolfe SA, Gibson RS, Gadowsky SL, O’Connor DL. Zinc status of a group of pregnant adolescents at 36 weeks gestation living in southern Ontario. Journal of the American College of Nutrition 1994; 13: 154–164
10. Agency for Toxic Substance and Disease Registry (ATSDR). Toxicological profile for selenium (update). US Department of Health and Human Services 1996: Washington DC, USA
11. AHFS Drug Information. American Hospital Formulary Service – Drug Information 94 (editor McEvoy GK). American Society of Hospital Pharmacists Inc 1994: Bethesda MD, USA
12. Herbert V, Drivas G, Foscaldi R, Manusselis C, Colman N, Kanazawa S, Das K, Gelernt M, Herzlich B, Jennings J. Multivitamin/mineral food supplements containing vitamin B12 may also contain analogues of vitamin B12. New England Journal of Medicine 1982: 255–256
13. Lynch SR. Interaction of iron with other nutrients. Nutrition Reviews 1997; 55: 102–110.
14. Hallberg L, Brune M, Evlandsson M. Calcium and iron absorption: mechanism of action and nutritional importance. European Journal of Clinical Nutrition 1991; 46: 317–327.
15. Wood RJ, Zheng JJ. High dietary calcium intakes reduce zinc absorption and balance in humans. American Journal of Clinical Nutrition 1997; 65: 1803–1809.
16. Ani M, Moshtaghie AA. The effect of chromium on parameters related to iron metabolism. Biological Trace Element Research 1992; 32: 57–64.
17. Lonnerdahl B. Bioavailability of copper. American Journal of Clinical Nutrtion 9196; 63:821S–829S.
18. Whittaker P. Iron and zinc interaction in humans. American Journal of Clinical Nutrition 1998; 68: 442S–446S.
19. Johnson MA, Murphy CL. Adverse effects of high dietary iron and ascorbic acid on copper status in copper–deficient and copper–adequate rats. American Journal of Clinical Nutrition 19898; 47: 96–101.
20. Rosander–Hulten L. Competitive absorption by manganese and zinc in humans. American Journal of Clinical Nutrition 1991: 152–156.
21. Powers HJ, Weaver LT, Austin S, Wright AJ, Fairweather–Tait SJ. Riboflavin deficiency in the rat: effects on iron utilisation and loss. British Journal of Nutrition 1991; 65: 487–496.
22. Said HM. Cellular uptake of biotin: mechanisms and regulation. Journal of Nutrition 1990; 129: 490S–493S.
23. Bloem MW. Interdependence of vitamin A and iron: an important association for programmes of anaemia control. Proceedings of the Nutrition Society 1995; 54: 501–508.
24. Matseiner JT. Mechanism of retinoic acid and squalene on vitamin K deficiency in the rat. Journal of Nutrition 1967; 91: 303–306.
25. Sakota O, Hosking D. Update on calcium and vitamin D metabolism. Current Orthopaedics 1999; 13: 53–63.
26. Hathcock JN, Hatton DG, Jemkins MY, McDonald JT, Sudaresan PR, Wilkening VL. Evaluation of vitamin A toxicity. American Journal of Clinical Nutrition 1990; 52: 183–202.
27. Kusin JA, Reddy V, Sivakumar B. Vitamin E supplements and the absorption of a massive dose of vitamin A. American Journal of Clinical Nutrition 1974; 27: 774–776.
28. Bauernfeind JC. The use of vitamin A: A Report of the International Vitamin A Consultative Group (IVACG) 1980.
29. Weir DG, Scott JM. Vitamin B1. in: Cobalamin in Modern Nutrition in Health and Disease (9th Edition); Editors Shils ME, Olson JA, Shike M, Ross AC, 1999; Williams and Wilkins: USA.
30. Gallop PM. Carboxylated calcium–binding proteins and vitamin K. New England Journal of |Medicine 1980; 302: 1460–1466.
31. Combs GF. Vitamin E in: The Vitamins. Fundamental aspects in nutrition and health 1992. Academic press Inc: London, UK.
32 Koyanagi T, Hareyama S, Kikuchi R. Effect of administration of thiamine, riboflavin, ascorbic acid and vitamin A to students on their pantothenic acid contents in serum and urine. Tohoku Journal of Experimental Medicine 1969; 98: 357–362.
33. Yacowitz H, Norris LC, Heuser GF. Evidence for an interrelationship between vitamin B12 and pantothenic acid. The Journal of Biological Chemistry 1951; 192:141–146.
34. Pudelkewicz C, Roderuk C. Pantothenic acid deficiency in the young guinea pig. Journal of Nutrition 1960; 70: 348–352.
35. Wapnick AA, Bethwell TH, Settel HC. The relationship between serum iron levels and ascorbic acid stores in siderotic Bantu. British Journal of Haematology 1970; 19:271–276.
36. Toth I, Bridges KR. Ascorbic acid modulates ferritin translation by an aconitase/IRP switch. Blood 1995; 86:127a.
37. DeLuca HF, Zierold C. Mechanisms and functions of vitamin D. Nutrition Reviews 1998; 56: S4–S10.
38. Shearer MJ. Vitamin K. The Lancet 1995; 345: 229–234.
39. Bok J, Faber JG, de Vries JA. The effect of pterylglutamic acid administration on the serum B12 concentration in pernicious anemia in relapse. Journal of laboratory and Clinical Medicine 1958; 51:667–671.
40. Norris JW, Pratt RF. A controlled study of folic acid in epilepsy. Neurology 1971; 21: 659–664.
41. Van den Berg GJ, Beynan AC. Influence of ascorbic acid supplementation on copper metabolism in rats. British Journal of Nutrition 1992; 68: 701–715.
42. Jacob RA, Skala JR, Omaye ST, Turnlund JR. Effect of varying ascorbic acid intakes on copper absorption and ceruloplasmin levels of young men. Journal of Nutrition 1987; 117:2109–2115.
43. Corrigan JJ, Marcus FI. Coagulopathy associated with vitamin E ingestion. Journal of the American Medical Association 1974; 230: 1300–1301.
44. Battger WJ, Olson R. Effect of ?–tocopherol and ?–tocopherolquinone on vitamin K dependent carboxylation in the rat. Federal Proceedings 1982; 41:344
45. Latymer EA, Coates ME. The effects of high dietary supplements of copper sulphate on pantothenic acid metabolism in the chick. British Journal of Nutrition 1980; 45: 431–439
46. Gray LF, Daniel LJ. Effects of the copper status of the rat on the copper–molybdenum–sulphate interaction. Journal of Nutrition 1964; 84: 31–37.
47. Nordic Project Group. Risk evaluation of essential trace elements – essential versus toxic levels of intake. Report of a Nordic Project Group. Nord 1995; 18.
48. Calvert H. An overview of folate metabolism: features relevant to the action and toxicities of antifolate anticancer agents. Seminars in Oncology 1999; 26: 3–10.
49. Koehler KM, Pareo–Tubbeh SL, Romero LJ. Folate nutrition and older adults:challenges and opportunities. Journal of the American Dietetic Association 1997; 97: 167–173.
50. Weir DG, Scott JM. Brain function in the elderly: role of vitamin B12 and folate. British Medical Buletin 1999; 55: 669–682.


Оцените статью


Поделитесь статьей в социальных сетях

Порекомендуйте статью вашим коллегам

Предыдущая статья
Следующая статья

Авторизируйтесь или зарегистрируйтесь на сайте для того чтобы оставить комментарий.

зарегистрироваться авторизоваться
Наши партнеры
Boehringer
Jonson&Jonson
Verteks
Valeant
Teva
Takeda
Soteks
Shtada
Servier
Sanofi
Sandoz
Pharmstandart
Pfizer
 OTC Pharm
Lilly
KRKA
Ipsen
Gerofarm
Gedeon Rihter
Farmak