Дефицит микронутриентов у матери и их низкое содержание в молоке подвергают риску здоровье и развитие ребенка. Известно, что содержание микронутриентов в грудном молоке варьирует. Для определения макро- и микроэлементов, электролитов в грудном молоке необходимо использовать образцы цельного молока, поскольку значительные количества некоторых элементов могут удаляться при обезжиривании или депротеинизации; для исключения загрязнения необходимо собирать образцы в промытые кислотой емкости [1]. Современными методами определения минеральных элементов являются атомно-абсорбционная спектрометрия (AAS) и атомно-эмиссионная спектрометрия (AES). Метод AES может использоваться либо как пламенно-эмиссионная спектрометрия, либо как атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ICP). В настоящее время лучшим способом анализа минеральных элементов является ICP в сочетании с масс-спектрометрией после разложения под высоким давлением [1]. В отличие от витаминов, минеральные вещества стабильны и выдерживают различные условия хранения образцов молока, что облегчает их анализ усовершенствованными методами. В некоторых более ранних исследованиях были использованы другие методы определения минеральных элементов, что затрудняет или делает невозможным сравнение полученных результатов [2]. Накапливающиеся современные данные делают актуальным анализ и обобщение новых результатов по влиянию содержания микронутриентов в рационе и статуса кормящей женщины на их уровень в молоке.
Цель исследования – оценка возможности оптимизации минерального состава грудного молока и обеспеченности младенца на основе обогащения ими рациона женщины.
Поиск литературы проводили с использованием библиографических поисковых систем PubMed, Google Scholar, ResearchGate, РИНЦ, CyberLeninka по ключевым словам "human milk", "breast-milk", "lactation", "infant", "minerals", "trace elements", "deficiency" и "supplement", а также "грудное вскармливание", "грудное молоко", "лактация", преимущественно за последние 5 лет, за исключением особенно важных исследований.
Содержание микронутриентов в грудном молоке
Минеральные вещества в грудном молоке можно разделить на 3 основные категории [1]. В первую входят макроэлементы кальций, фосфор и магний, содержание которых в плазме крови матери достаточно строго регулируется и подвержено незначительным колебаниям. Ко второй относятся электролиты (ионы натрия, калия и хлорида), уровень которых в молоке зависит от градиента электрического потенциала в секреторной клетке. В третью группу входят микроэлементы (железо, медь, цинк, йод, селен), которые присутствуют в материнском молоке в низких концентрациях, и некоторые из них могут зависеть от питания женщины во время беременности (железо) или кормления грудью (йод, селен).
В таблицах 1 и 2 суммированы данные последних лет о концентрации макро- и микроэлементов в грудном молоке кормящих матерей доношенных детей в возрасте 1–6 месяцев, жительниц России и других стран.
Кальций в грудном молоке находится в связанном с казеином и цитратом состоянии или в виде иона кальция. Концентрация кальция в грудном молоке достаточно постоянна, что предполагает существование гомеостаза, аналогичного гомеостазу кальциемии. Колебание уровня кальция в течение суток в молоке при обследовании кормящих женщин из Самары составило в среднем ±0,4 ммоль/л [7], фосфора – ±0,3 ммоль/л [7]. В молоко ежедневно выделяется до 1000 мг кальция, что в значительной мере становится возможным за счет усиления резорбции костной ткани и сопровождается снижением костной массы кормящей женщины в среднем на 3% [8]. В отличие от других причин деминерализации после завершения лактации происходит восстановление костной массы [8]. Хотя секреция кальция и фосфора в молоко регулируется независимо, соотношение кальция и фосфора (Са/Р) в среднем составляет 1,7 у женщин, родивших как в срок, так и преждевременно [9]. В ходе анализа 75 образцов грудного молока у кормящих матерей из Испании было установлено, что по мере увеличения срока лактации происходит постепенное снижение концентрации кальция и Са/Р [10].
Железо в грудном молоке связано с низкомолекулярными пептидами, жировыми глобулами и лактоферрином, насыщение которого железом варьирует от 2,2 до 12% [9]. Концентрация железа максимальна в молозиве и впоследствии снижается в течение первого года лактации, при этом медианные значения находятся в диапазоне 0,04–1,92 мг/л [9]. Содержание железа в молоке женщин с анемий статистически значимо ниже, чем у здоровых (0,78±0,14 против 1,6±0,08 мг/дл) [17]. Имеются данные, что уровень железа в первый месяц лактации в грудном молоке женщин, родивших детей с очень низкой массой тела (1319±12 г), значимо (р<0,001) ниже, чем у женщин, родивших доношенных детей [6]. 20–25% меди находятся в грудном молоке в связанном состоянии с церулоплазмином [18]. Запасы железа и меди в организме матери, а также потребление ею этих микроэлементов слабо влияют на перенос металлов из сыворотки крови в молоко.
Селен в грудном молоке присутствует в составе глутатионпероксидазы и в меньшей степени в виде селеноцистамина, селеноцистина и селенометионина [9].
При обследовании 74 россиянок в динамике лактации (1, 4 и 6 месяцев) содержание фосфора в грудном молоке статистически значимо уменьшалось с 143,9 до 102,7 мг/л, тогда как количество магния возрастало с 30,7 до 35,5 мг/л, цинка – с 1,3 до 1,8 мг [5]. Концентрации кальция (около 260 мг/л) и железа (около 1 мг/л) находились в пределах нормальных величин и на протяжении первых 6 месяцев лактации оставались относительно стабильными [5, 19]. В ходе сравнения концентраций 10 минеральных веществ в молоке в динамике (от первой до 16 недели лактации) преждевременно родивших и родивших в срок швейцарских женщин было выявлено параллельное снижение уровня цинка, селена, меди, йода, фосфора, калия и натрия за исключением кальция, железа и магния. Различий концентраций макро- и микроэлементов в одни и те же послеродовые периоды обнаружено не было, однако при сравнении в эквивалентном постменструальном возрасте содержание меди и селена в молоке преждевременно родивших женщин было ниже, чем в молоке родивших в срок [10, 20].
Концентрация йода в грудном молоке варьирует между популяциями, но при этом имеется общая закономерность. Самые высокие уровни обнаруживаются в молозиве и постепенно снижаются в течение периода лактации [21, 22]. В сутки в молоко секретируется 75–200 мкг йода. Адекватной считается концентрация йода 150–180 мкг на 1 л молока.
Микронутриентный состав грудного молока меняется в течение суток. Суточные колебания концентрации железа могут достигать двукратного размера [23]. Максимальная концентрация наблюдается в дневное время [24]. Измерение концентрации железа в молоке, собранном в 9.00 и в 21.00, не позволило выявить суточных изменений, колебание составило ±1,3 мкмоль/л [2]. Содержание кальция и меди не подвержено циркадным ритмам [23]. Данные относительно циркадных колебаний содержания цинка, фосфора, магния, йода и молибдена противоречивы. Предполагается, что циркадные колебания биоактивных компонентов передачи являются компонентом системы хронобиологической информации от матери к ребенку [23].
Зависимость содержания микроэлементов в грудном молоке от статуса кормящих женщин и потребления с рационом
Содержание в грудном молоке ряда минеральных веществ не зависит напрямую от статуса материнского организма [5, 25]. Исследование зависимости между содержанием минеральных веществ в суточном рационе кормящих женщин и их концентрацией в грудном молоке показало, что при увеличении содержания магния (от 200 до 600 мг) и фосфора (от 800 до 2000 мг) уровень этих минеральных веществ в молоке повышается слабо [5]. Концентрация кальция, фосфора, железа, меди, цинка и хрома не зависела от их текущего потребления с пищей и, по некоторым данным, от статуса матери [5, 9, 26]. Содержание железа в молоке женщин с железодефицитной анемией статистически значимо ниже, чем у здоровых (0,78±0,14 против 1,6±0,08 мг/дл [17], по другим данным – 13,6±1,3 против 10,6±1,3 мкмоль/л [24]). Концентрация цинка в грудном молоке матерей-кореянок ассоциировалась с потреблением мяса и мясных продуктов, концентрация цинка, меди и железа были положительно связаны с потреблением риса [12].
Концентрация йода в грудном молоке, наоборот, зависит не столько от статуса матери, сколько от текущего (current), существующего в настоящее время потребления йода с пищей [9]. Концентрации йода в грудном молоке женщин, ежедневно получавших по 75 мкг или 150 мкг йода, в 1,3 и 1,7 раза превышала таковую в молоке женщин, не принимавших дополнительно йод [27]. В регионах, в которых поступление йода исключительно высокое за счет потребления морских водорослей, концентрация йода в грудном молоке в 10 раз выше, по сравнению с показателем женщин из других регионов [9]. Концентрация йода в грудном молоке около 150 мкг/л в течение первых 6 месяцев лактации обеспечивает потребность в йоде младенцев и предотвращает последствия дефицита йода для его развития [21]. При установленном дефиците у матери и/или ребенка концентрация йода в грудном молоке низкая и составляет 9–32 мкг/л [28]. В период беременности и грудного кормления женщинам, проживающим на территориях йодного дефицита, ВОЗ рекомендует назначать препараты калия йодида [29].
Потребление с пищей селена в форме селенорганических соединений, отражающего содержание этого микроэлемента в почвах, на которых выращены овощи, является основным фактором, от которого зависит концентрация селена в грудном молоке. Это объясняет широкий диапазон концентраций селена в грудном молоке женщин, проживающих в разных географических регионах [9]. При подтвержденном дефиците у матери и/или ребенка концентрация селена в грудном молоке не превышает 6 мкг/л [28].
Зависимость концентрации йода и селена в молоке от потребления матерью обычно имеет вид кривой насыщения, т.е. при высоком фактическом потреблении с пищей приближается к плато [30]. За исключением йода и селена минеральный состав молока (кальций, фосфор, магний, цинк, железо, медь, марганец) относительно не зависит от текущего потребления кормящей матерью минеральных веществ, а в случае макроэлементов и от ее минерального статуса. Макро- и микроэлементный состав грудного молока остается практически постоянным даже при их недостаточном текущем потреблении с рационом, что в результате приводит к снижению обеспеченности этими минеральными веществами матери, т.е. истощает организм кормящей женщины. Это означает, что организм женщины должен быть насыщен минеральными веществами еще до начала кормления ребенка грудью.
Классификация микронутриентов грудного молока в зависимости от возможности их модификации
Микронутриенты грудного молока в зависимости от возможности алиментарного воздействия на их концентрацию были классифицированы на 2 категории [30]. К первой категории были отнесены микронутриенты, на концентрацию которых в молоке влияет минеральный статус матери или потребление с пищей. К 1-й категории относятся йод и селен, а также витамины (В1, В2, B6, B12, A, D, каротиноиды), запасы которых у плода относительно низки, и грудное молоко является основным источником для младенца [30, 31]. Недостаток этих микроэлементов у матери или в рационе матери приводит к снижению их концентрации в грудном молоке, что неблагоприятно отражается на состоянии здоровья младенца. Концентрацию этих микронутриентов в грудном молоке и статус младенца можно улучшить за счет увеличения потребления витаминов, йода и селена кормящей матерью, что особенно актуально для популяций с дефицитом.
Во вторую группу были объединены те микронутриенты, концентрация которых не зависит или слабо зависит от текущего потребления с рационом или статуса кормящей женщины [30]. В нее вошли кальций, железо, медь, цинк и фолат [30]. Их концентрация в грудном молоке поддерживается даже при наличии их недостаточности у матери, поэтому женщина, исходно испытывающая недостаточность этих минеральных веществ и фолата во время беременности, подвержена дальнейшему истощению во время кормления грудью. Эту группу минеральных веществ целесообразно подразделить на 2 подгруппы: элементы, которые не зависят от минерального статуса матери (кальций, фосфор, магний), и элементы, концентрация которых зависит от обеспеченности кормящей матери (железо, цинк).
У женщин с железодефицитной анемией концентрация железа в грудном молоке ниже, чем у здоровых женщин [17, 24]. Концентрация железа в образцах молока, полученных от матерей, которые во время беременности ежедневно принимали содержащие железо добавки (т.е. были лучше обеспечены этим микроэлементом), была в 2,6 раза выше, чем в образцах молока матерей, которые не принимали добавки (7,36±9,10 против 2,83±6,36 мг/л, p=0,002) [12]. Саплементация кормящих матерей, хотя и слабо влияет на концентрацию в грудном молоке, но поддерживает ее собственный статус [30], кроме того в молоке были обнаружены более высокие уровни лактоферрина [32].
Обеспеченность микроэлементами кормящих женщин и младенцев исключительно на грудном вскармливании
Данные, касающиеся обеспеченности витаминами и минеральными веществами беременных, кормящих женщин и младенцев немногочисленны, и чаще затрагивают какой-либо один микронутриент. В большинстве случаев рационы беременных и кормящих россиянок не могут в полной мере покрыть их физиологическую потребность в витаминах и минеральных веществах [33].
Анализ анкет питания показал, что потребление железа кормящими женщинами (города Самара и Тольятти) независимо от наличия у их детей дефицита железа (уровень сывороточного ферритина < 30 нг/мл) не различалось и находилось в диапазоне 11–20 мг/сут. [34]. Это свидетельствует о том, что у значительной части женщин потребление этого микроэлемента не покрывает физиологическую потребность, составляющую 18 мг/сутки. При обследовании 306 пар мать-ребенок было обнаружено, что у половины женщин через 6 месяцев после родов диагностируется дефицит железа, что, однако, не приводит к формированию дефицита железа у ребенка [34]. Согласно данным более раннего исследования, проведенного в этом же регионе, концентрация железа в молоке у 20 из 30 обследованных женщин была ниже физиологической нормы (менее 5 мкмоль/л). Среди 216 детей, получавших исключительно грудное вскармливание в течение 6 месяцев, у 32,9% (71 ребенок) был обнаружен дефицит железа, в том числе у 20 из них (9,3%) – железодефицитная анемия [2].
Четкая связь между обеспеченностью матери и обеспеченностью ребенка йодом была выявлена при исследовании йодоурии у пар мать-младенец в возрасте 4–6 месяцев. [35]. В поперечном обследовании случайным образом отобранных 147 кормящих матерей и их новорожденных (через 3–5 дней после родов) было показано, что концентрация йода в грудном молоке является даже более чувствительным индикатором йодного статуса ребенка, по сравнению с йодурией у младенца [36]. Если концентрация йода в грудном молоке превышала 100 мкг/л, уровень йода в моче новорожденных превышал 230 мкг/л (114–310 мкг/л), у женщин с дефицитом йода (100 мкг/л молока) – 76 мкг/л (41–140 мкг/л) [36]. Выявлена положительная корреляция между содержанием йода в грудном молоке и массой тела ребенка в течение 1 года [22].
Обогащение рациона кормящих женщин микронутриентами
Действующие в настоящее время, как отечественные клинические рекомендации «Нормальная беременность» [37] так и зарубежные рекомендации по обогащению микронутриентами рациона беременной и кормящей женщины касаются применения железа и фолиевой кислоты раздельно или в сочетании, а также витамина D [38]. Далее приведены примеры положительного влияния дополнительного обогащения питания кормящих женщин путем приема многокомпонентных витаминно-минеральных комплексов или включения в рацион обогащенных минеральными веществами пищевых продуктов.
Прием женщинами селена в дозах от 20 мкг/сут приводил к увеличению концентрации селена в грудном молоке [27]. Прием селенометионина обеспечивало поступление около 230 мкг селена в день, увеличивало концентрацию селена, как в плазме крови матери, так и в грудном молоке [30]. Для увеличения концентрации селена в грудном молоке эффективен также прием матерью биологически активных добавок, содержащих селен в форме, как селенометионина, так и селената натрия [9].
Ежедневный прием йода во время кормления грудью эффективен для увеличения концентрации йода в грудном молоке [21]. У женщин, не принимавших препараты йода, или содержащие йод специализированные продукты во время беременности, медиана концентрации йода в грудном молоке составила 55 мкг/л против 119 мкг/л у принимавших по 250 мкг йода в форме калия йодида [39].
Не менее важным для повышения микронутриентной ценности рациона является использование в питании обогащенных пищевых продуктов массового потребления (спроса), одна порция которых содержит от 15 до 50% от рекомендуемого суточного потребления микронутриентов, или специализированных пищевых продуктов для беременных и кормящих женщин, которые также обогащены витаминами и минеральными веществами. Включение в рацион специализированных пищевых продуктов для беременных и кормящих женщин, обогащенных витаминами и минеральными веществами, позволяет довести потребление дефицитных микронутриентов до рекомендуемого уровня для женщин в этом физиологическом состоянии [19].
Еще одним способом повышения содержания в грудном молоке селена является биофортификация продуктов растениеводства путем выращивания их на почвах с добавлением селена [9]. Добавление в течение 1 месяца к рациону порошка биофортифицированной паприки, что обеспечивало дополнительное потребление 100 мкг селена, привело к увеличению медианы концентрации этого микроэлемента в зрелом грудном молоке с 13,8 до 25,2 мкг/л [40].
У женщин, использующих в питании йодированную соль, повышается содержание йода в грудном молоке. Замена обычной соли на йодированную в странах, осуществляющих программу обязательного йодирования соли, обеспечивает достаточное количество йода для кормящих женщин и косвенно через грудное молоко для их младенцев [41]. В регионах, в которых более 90% семей используют йодированную соль, концентрация йода в женском молоке находится в диапазоне 117–155 мкг/л [7]. На основании исследований йодурии у кормящих женщин и их младенцев был сделан вывод, что в странах, проводящих обогащение соли йодом, нет необходимости использовать добавки йода кормящим матерям [42]. Однако в домохозяйствах России йодированную соль используют только 17% беременных женщин [29]. В Таиланде основное влияние на повышение уровня йода в грудном молоке оказала частота потребления йодированных яиц, что было достигнуто путем увеличения содержания йода в кормах кур-несушек [21].
Сравнение разных способов обогащения йодом рациона кормящих женщин показало, что любой вариант пригоден для улучшения йодной обеспеченности кормящих женщин и их младенцев. Согласно одному из исследований [7], прием калия йодида (200 мкг/сутки) на фоне использования йодированной соли обеспечил концентрацию йода в грудном молоке около 140 мкг/л, причем в 70,8% образцов содержание йода превышало 100 мкг/мл. При приеме женщиной йодида (100–150 мкг/сутки) его содержание в грудном молоке достигло 100 мкг/л, использование только йодированной соли обеспечило концентрацию 60 мкг/л [7]. Однако следует отметить, что в этом исследовании точный учет поступления йода за счет йодированной соли и количественная оценка содержания в ней этого микроэлемента не производились.
По некоторым данным, прием матерью во время лактации железосодержащих витаминно-минеральных комплексов не влиял на содержание железа в грудном молоке [43]. Согласно другим исследованиям, дополнительный прием железа кормящими женщинами с анемией приводил к увеличению содержания этого микроэлемента в молоке [44].
На рисунке схематически отображены 3 категории минеральных веществ, в зависимости от возможности алиментарного воздействия на их концентрацию в грудном молоке в разные периоды жизни женщины.
Для всего населения России характерен множественный одновременный дефицит нескольких микронутриентов – полигиповитаминоз (D, группы В) и полидефицитный микроэлементоз (йод, железо, цинк и др.). Беременные и кормящие женщины имеют большую потребность в витаминах и минеральных веществах по сравнению с небеременными женщинами репродуктивного возраста и потому особенно уязвимы в отношении развития дефицита и его последствий.
Примерно каждая десятая женщина во время беременности для поддержания нормальной массы тела и профилактики алиментарно-зависимых заболеваний соблюдает диету с ограничением калорийности, а каждая девятая с целью профилактики атопии у ребенка придерживается гипоаллергенной диеты [34], что является дополнительным фактором риска развития недостаточности микронутриентов. Рацион с высоким содержанием фитатов и низким содержанием животных белков, как это имеет место у вегетарианцев, предрасполагает к недостаточному потреблению и усвоению железа, цинка и кальция. Было установлено, что у женщин с железодефицитной анемией в грудном молоке снижено содержание не только железа, но и меди, цинка, кальция и магния [17, 24]. В этой связи целесообразно напомнить, что в России частота обнаружения железодефицитных состояний среди беременных колеблется от 39 до 44%, среди родильниц – от 24 до 27% [45].
Все микронутриенты в организме взаимосвязаны между собой, образуя сложную многократно пересекающуюся «метаболическую сеть микронутриентов», а для превращения поступившего с пищей любого витамина в свою физиологически или метаболически активную форму необходима адекватная обеспеченность не только витаминами, но и минеральными веществами [46–48]. Сравнительные исследования эффективности витаминно-минеральных комплексов разного состава показали, что более выраженное улучшение показателей обеспеченности железом наблюдается в том случае, когда комплекс наряду с железом содержит другие минеральные вещества (Zn, I, Mg, Cа, Р, Cu, Mn, Mo, Cr) [49]. Именно поэтому для решения проблемы множественной микронутриентной недостаточности целесообразен прием многокомпонентных витаминно-минеральных комплексов. Витаминно-минеральные комплексы, специально предназначенные для беременных и кормящих женщин, учитывающих их потребность в эссенциальных микронутриентах, необходимо применять, начиная с прегравидарной подготовки, а затем непрерывно в период беременности и далее не прекращать в течение всей лактации.
Использование мультимикронутриентных витаминно-минеральных комплексов, по сравнению с добавкой железа с фолиевой кислотой, не только предотвращало анемию у женщин и снижение количества детей с низкой массой тела при рождении, но и уменьшало частоту преждевременных родов и рождения детей с маленьким гестационным возрастом [16]. По данным мета-анализа 15 исследований прием витаминно-минеральных комплексов привел к снижению риска мертворождений на 9% и рождения детей с малым гестационным сроком на 7%, причем многокомпонентные добавки микронутриентов были более эффективными по сравнению с 3–4-компонентными [50]. Можно согласиться с выводом авторов о целесообразности замены саплементации железом и фолиевой кислотой на витаминно-минеральные комплексы, содержащие железо и фолиевую кислоту, беременных женщин, особенно в странах, где для женщин репродуктивного возраста характерен множественный дефицит микронутриентов.
Включение в питание витаминно-минеральных комплексов представляет собой эффективный способ не только устранения дефицита микронутриентов в рационе и улучшения статуса кормящей женщины, но и оптимизации микронутриентного состава грудного молока витаминами (С, А, Е, В1, В2, В6, В12, D) и микроэлементами (йод, селен), а следовательно, и обеспеченности ребенка, получающего исключительно естественное вскармливание.
Заключение
Дефицит макро- и микроэлементов в питании женщины формирует двойной риск ухудшения состояния здоровья, как матери, так и ребенка, как во время внутриутробного развития, так и получающего исключительно грудное вскармливание. Поскольку содержание многих минеральных веществ поддерживается в молоке за счет организма кормящей женщины, чрезвычайно важно оптимизировать минеральный статус будущей матери еще до начала кормления, что предотвратит истощение запасов этих микронутриентов во время кормления грудью и обеспечит поддержание здоровья ее и ребенка.
Для улучшения обеспеченности микронутриентами целесообразно применять не отдельные витамины или минеральные вещества, а их комплексы. Применение витаминно-минеральных комплексов дает реальную возможность свести к минимуму риск недостаточного потребления микронутриентов на этапе вынашивания ребенка (гестационная профилактика) и последующего грудного вскармливания, чтобы избежать нежелательных последствий, обусловленных их недостаточностью у матери и ребенка.
