Глава 3. Факторы, влияющие на кости
От чего зависит прочность костей?
Господи, даруй мне умение принять то,
что я не могу изменить,
мужество, чтобы изменить то,
что изменить возможно,
и мудрость, чтобы отличить одно от другого.
Важно иметь представление о факторах, участвующих в образовании костной ткани, независимо от нашей возможности оказывать на них какое-либо влияние. Возраст, генетика, гормоны и питание – все это влияет на формирование костей, а также на процесс их разрушения, приводящий к развитию остеопении и остеопороза. Знания о роли этих факторов необходимы как молодежи для профилактики ослабления костей, так и людям пожилого возраста для восстановления плотности костной ткани. Молодые и старые – все мы должны с уважением и даже с благоговением относиться к этой сложной, чувствительной, но невероятно выносливой системе под названием «человеческий организм».
Возраст
Возраст является очевидным и надежным фактором оценки риска переломов. В результате исследования с участием 200 160 женщин ученые из Колумбийского университета пришли к выводам, которые умещаются в крошечной таблице.
Они подтвердили результаты другого крупного исследования, в котором каждое стандартное отклонение в меньшую сторону от среднего показателя минеральной плотности костной ткани увеличивало риск переломов на 50 процентов.
Невозможно полностью остановить процесс старения, но можно внести коррективы в свой образ жизни, от которого тоже зависит плотность костей и который всего за два года может привести либо к увеличению, либо к уменьшению риска переломов.
Поговорим о том, как использовать возрастной фактор в своих интересах. К 30 годам наш организм достигает пикового уровня костной массы. Затем кости, как правило, начинают истончаться и слабеть. Поэтому лучшее, что можно сделать, – до 30 лет активно стимулировать образование костной ткани. С остеопорозом легче всего бороться, пока ты молод и у тебя его нет.
После 30 лет темпы потери костной массы увеличиваются (см. рис. 11). Если нарастить много костной ткани в молодости, то ее предсказуемое уменьшение до Т-показателя в -2,5 произойдет позднее. Подобная форма профилактики не нова. По тому же принципу детям делают прививку от дифтерии, коклюша и столбняка задолго до того, как они пойдут в сад или наступят на ржавый гвоздь. По этой же причине вредно курить (и для костей, и для легких). Лучшее лекарство от остеопороза – профилактика.
Упражнениям против остеопороза нужно обучать на уроках физкультуры в школе. Волейбол – красивая игра, попутно способствующая наращиванию костной массы, но мало кто играет в нее после 50 лет, когда очень важно замедлить процесс истончения костей. И взлетает ли пиковая минеральная плотность костей так же высоко, как мяч над волейбольной сеткой? Неизвестно. А вот йогу, пожалуй, можно считать лучшим и самым долговечным уроком, который могут получить ученики от преподавателей физической культуры. Йога способствует укреплению мышц, улучшению подвижности суставов и координации движений, а также учит спокойно и взвешенно реагировать на жизненные трудности. Именно ей посвящена вся эта книга!
Генетика
Некоторые исследования показывают, что представители разных этнических групп имеют разные характеристики костной ткани. В одном американском исследовании с участием 197 848 человек были зафиксированы показатели минеральной плотности костной ткани и переломов у женщин из пяти разных этнических групп: 7784 афроамериканок, 1912 азиаток, 6973 латиноамериканок, 1708 коренных американок и 179 471 белой женщины. Прочность костей ни одной участницы исследования не была известна заранее. К 80-летнему возрасту более 20 процентов женщин в каждой этнической группе достигли отметки –2,5 в Т-показателе минеральной плотности костной ткани. У них развился остеопороз. Наиболее высокая минеральная плотность оказалась у афроамериканок, самая низкая – у азиаток. Через год после начала исследования произошло 2414 новых переломов позвонка, шейки бедра, предплечья, запястья и ребра. У белокожих женщин и латиноамериканок риск переломов оказался самым высоким, за ними следовали коренные американки, афроамериканки и, наконец, азиатки.
Существует взаимосвязь между минеральной плотностью костной ткани и вероятностью переломов: чем ниже Т-показатель, тем выше риск перелома в каждой группе. Но очевидно, что играют роль и другие факторы, поскольку у азиаток уровень МПКТ оказался в целом самым низким, но и риск переломов тоже был ниже других. Вероятно, свою роль в формировании костей играет наследственность.
Однако данный фактор вряд ли является ведущим. В ходе одного исследования были подсчитаны наследственные факторы для 3320 жителей южной части Китая. Ученые принимали во внимание различия в таких факторах образа жизни, как прием кальция, курение, прием фитоэстрогенов, уровень физической активности и потребление алкоголя. Бытовые факторы определенно повлияли на унаследованную минеральную плотность костной ткани, но по-разному у мужчин и женщин. Было установлено, что женщины более чувствительны к переменам в окружающей обстановке, поэтому у них легче изменить уровень МПКТ благодаря питанию и упражнениям.
Минеральная плотность костной ткани увеличивается у людей, иммигрировавших в США из Африки, прямо пропорционально длительности их проживания на новом месте. Это еще один пример большого влияния таких факторов, как питание, уровень физической активности и общее благополучие.
Гормоны
Регулирование уровня гормонов не входит в приоритеты данной книги, но знакомство с их положительным и отрицательным влиянием не повредит. Всегда полезно разобраться в сложностях того, что мы можем и что не можем изменить.
Гормоны – как раз тот случай, когда возможность изменить ситуацию у нас есть, но она ограничена. Большинство гормонов можно синтезировать, а сверхактивные железы удалить хирургическим путем. Существуют гомеостатические механизмы и петли обратной связи, позволяющие организму самостоятельно корректировать свои процессы. Тем не менее гармония всего большого оркестра не всегда достигается сама собой. В противном случае не возникало бы необходимости в приеме лекарств или в хирургических операциях.
Костная ткань достаточно чувствительна к гормональным колебаниям. Эстроген, тестостерон, гормон роста, паратиреоидный гормон, кальцитонин и гормоны щитовидной железы оказывают как положительное, так и отрицательное влияние на процессы, сохраняющие кости здоровыми и сильными. Естественно, на выработку гормонов воздействуют и некоторые генетические факторы. Но современная медицина способна следить за уровнем всех гормонов и, соответственно, за их балансом. Более того, хирургические, химические, радиоактивные и диетологически-медикаментозные изменения также поддаются наблюдению.
Эстроген и тестостерон
Эстроген, по всей видимости, оказывает общее воздействие на двойственный процесс формирования и резорбции губчатого вещества кости. В ходе контролируемого исследования на крысах немецкие ученые обнаружили, что тестостерон и эстроген играют определенную роль в повышении плотности губчатой кости. Эстроген повышал механическую стабильность, тестостерон – нет.
В ходе другого лабораторного опыта на крысах британские ученые выявили, что костеобразующие клетки остеоциты положительно реагируют как на физическую нагрузку, так и на эстроген. Девяносто процентов эффекта было отмечено в кортикальном слое кости. Данное исследование одно из многих, связывающих эстроген с реакцией костей на нагрузки. Судя по всему, этот гормон усиливает способность организма к образованию костной ткани после физической нагрузки. По этой причине занятия спортом в первые десятилетия жизни, когда уровень эстрогена самый высокий, так важны для успешного сопротивления остеопорозу.
Тестостерон, по некоторым предположениям, играет еще большую роль. В ходе одного эстонского исследования с участием шестидесяти мальчиков в возрасте от 10 до 18 лет было обнаружено, что уровень тестостерона является самым верным предсказателем минеральной плотности бедренных костей, нижнего отдела позвоночника и костей таза.
Можно сделать вывод, что эффективность упражнений будет увеличена или минимизирована в зависимости от содержания в крови эстрогена или подобных ему веществ. Тестостерон, наверное, оказывает еще более заметное влияние на наращивание здоровой костной массы. Можно предположить, что она наращивается до 30 лет именно потому, что в этом возрасте синтез эстрогена и тестостерона в организме находится на пиковом уровне.
Гормон роста
В ходе того же эстонского исследования была установлена корреляция между относительным уровнем свободного инсулиноподобного фактора роста (ИФР) и МПКТ. ИФР, гормоноподобный белок, существует в двух формах. ИФР-1 активен практически в каждой клетке организма взрослого человека и синтезируется печенью. ИФР-2 имеет решающее значение для формирования мозга и костей плода, он синтезируется головным мозгом, почками, мышцами и поджелудочной железой. Физические нагрузки стимулируют его секрецию.
Никого не удивит, что гормон роста влияет на формирование костей у детей. Также известно, что избыток этого гормона в более позднем возрасте приводит к развитию акромегалии – заболеванию, при котором длинные кости утолщаются, но не становятся длиннее или прочнее. Пока не установлено, увеличивает ли это заболевание показатели Т и Z в ДЭРА-обследовании.
Паратиреоидный гормон
Паратиреоидный гормон оказывает на кости сложное и важное влияние. Он возглавляет список причин развития остеопении и в то же время, как ни странно, способствует росту новой костной ткани. Одно европейское исследование предполагает, что полная молекула паратиреоидного гормона в разумных пределах стимулирует резорбцию костной ткани, тогда как один из естественно образующихся фрагментов этой молекулы усиливает образование кости. Далее в отчете о результатах исследования говорится, что на соотношение двух молекулярных форм гормона в крови влияют наследственные характеристики, имеющиеся заболевания почек, уровень витамина D, кортикостероиды и связанные с фосфатами факторы. Один из этих молекулярных фрагментов может оказаться движущей силой вышеупомянутого двойственного механизма, в результате которого паратиреоидный гормон, с одной стороны, подталкивает остеоциты к формированию костной ткани, а с другой – заставляет их продуцировать секрет, активирующий остеокласты, тем самым ускоряя разрушение кости.
Кроме того, дефицит эстрогена, по всей видимости, усиливает восприимчивость костной ткани к паратиреоидному гормону, что вынуждает ее отдавать больше кальция в кровоток. Более высокий уровень кальция в крови уменьшает секрецию данного гормона паращитовидной железой, замедляет синтез витамина D и абсорбцию кальция из кишечника. Недостаточная абсорбция кальция ослабляет губчатую кость, создавая предпосылки для перелома позвонков и запястья. Независимые исследования показывают, что нарушения в работе паращитовидной железы также имеют отношение к остеопорозу костей предплечья.
Кальцитонин
Второй из троицы гормонов щитовидной железы, участвующих в регулировании метаболизма минералов, кальцитонин, реагирует на повышенный уровень кальция и фосфора. Основная его функция – уменьшать резорбцию кальция остеокластами и усиливать выведение данного минерала с мочой, тем самым снижая уровень кальция в крови. Это очень важная функция для человеческого организма и для организма большинства млекопитающих.
Нормальный уровень кальция имеет очень небольшой диапазон безопасного колебания. Небольшой избыток – и он начнет откладываться в органах и тканях, приводя к катастрофическим последствиям. Но, если его уровень слишком сильно снизится, может произойти потенциально смертельный мышечный спазм. Не забывайте, что сердце – это мышца. По причине жизненной необходимости строгого контроля над уровнем кальция за тысячелетия сформировалась резервная система. Поскольку допустимые пределы колебаний уровня кальция без риска для здоровья весьма невелики, лучше всего с задачей справляется именно кальцитонин – регулировщик слабого действия, способный быстро, но не слишком активно отреагировать на избыток кальция в крови.
Тем не менее кальцитонин – белок из 32 аминокислот, присутствующий в организме всех позвоночных, – может быть использован как лекарство для людей с повышенным уровнем кальция в крови, а также как эффективное средство против некоторых типов остеопороза в фармакологических дозах, значительно превышающих то количество, которое организм способен синтезировать самостоятельно (см. главу 4).
Тироксин
Тироксин, гормон щитовидной железы, усиливает практически все метаболические процессы. Гипертиреоз характеризуется ускоренным сердцебиением, повышенной температурой тела, повышенным аппетитом при недостаточном весе тела, что обусловлено ускоренными темпами выработки и потребления энергии. Гипотиреоз подразумевает обратные симптомы. Крепче всего кости у людей с нормальной функцией щитовидной железы.
На рост и здоровье костной ткани огромное влияние оказывают гормоны. Физиология и взаимосвязи различных гормонов требуют индивидуальной медицинской консультации. Наблюдение за влиянием гормонов помогает человеку понять, когда следует обратиться за советом к специалисту.
Питание
Если говорить о взаимосвязи питания и прочности костей, то существуют определенные вещи, которые делать нужно, и такие, от которых лучше воздержаться.
Что нужно делать
Многочисленные исследования поддерживают идею рациона, богатого белками и кальцием и включающего до пяти порций овощей ежедневно (предпочтительно яркого цвета), а также достаточного пребывания на солнце или приема препаратов витамина D3 в детстве и подростковом возрасте. Некоторые исследования убедительно доказывают, что сочетание кальция и регулярных физических нагрузок повышает МПКТ у девочек в возрасте от 16 до 18 лет.
Понять, что нужно есть, несложно. Куда сложнее разобраться в механизмах воздействия питательных веществ на наш организм. Например, витамин D ведет себя подобно некоторым гормонам и влияет на их эффективность. В 2002 году в рамках программы «Инициатива ради женского здоровья», учрежденной Национальными институтами здравоохранения США, было проведено рандомизированное контролируемое исследование с участием 36 202 женщин в возрасте постменопаузы. Одна группа участниц в течение семи лет ежедневно принимала 1000 мг кальция и 400 МЕ витамина D, другая группа ничего не принимала. МПКТ бедра в группе, принимавшей кальций, выросла на 1,06 процента, и это небольшое повышение привело к снижению риска переломов бедра в контрольной группе на 71 процент. К сожалению, при этом наблюдалось существенное учащение случаев возникновения почечных камней (примерно на 17 процентов у тех, кто принимал кальций и витамин D). Недавно проведенное в Новой Зеландии исследование выявило связь между ранее считавшейся разумной дозой кальция и значительным увеличением риска сердечного приступа и инсульта. Другие ученые получили похожие результаты.
Кальций. Эксперты в данной области сформулировали базовые рекомендации по приему кальция. В возрасте старше 75 лет или при наличии нарушений кровообращения, затрагивающих либо сердце, либо головной мозг, следует ограничиться 500 мг кальция в сутки. В противном случае безопасная суточная доза составляет от 1000 до 1500 мг.
Для здорового человека младше 75 лет оптимальной считается суточная доза кальция от 1200 до 1500 мг. Это может быть, к примеру, стакан молока (300 мг), порция йогурта (почти 500 мг), порция сыра (100–300 мг) или блюдо с добавлением молочного продукта, такое как энчилада, лазанья или киш (300 мг). Из немолочных продуктов кальцием богаты рыба (100–300 мг), тофу, приготовленный с применением хлорида кальция (400 мг), соевые бобы и листовая капуста (200–350 мг), нори и кунжутное семя, обогащенный грейпфрутовый и апельсиновый сок (300 мг) и даже минеральная вода (200 мг). Имейте в виду, что, хотя многие молочные продукты обогащены кальцием и витамином D, сыр изготавливается из обычного, не обогащенного молока. Мы советуем не менее 1200 мг в сутки, поэтому проверяйте информацию на этикетках продуктов. Если исключить крайние случаи передозировок кальция, можете не волноваться: ваш организм усвоит столько, сколько ему нужно, а все остальное выведет наружу.
Доктор Джордж Кесслер написал замечательную и очень полезную книгу «Программа плотности костей» («The Bone Density Program»), основной акцент в которой сделан на рекомендациях по питанию. Но, как пишет Кесслер, никакое количество кальция не принесет вам пользы без одновременного приема витамина D3 или его активных производных.
Витамин D. Под воздействием солнечных лучей витамин D в нашей коже естественным образом превращается в свои производные, имеющие природное сходство с гормонами. В активной форме эти производные улучшают усвоение кальция и фосфора и поддерживают нормальный уровень паратиреоидного гормона. Они вырабатываются только во время прямого контакта с солнцем. Заменить рекомендуемые 20 минут (как минимум) на солнце в день можно только приемом искусственно синтезированных форм витамина D3. Синтетические формы (принимать которые обязательно, если у вас нет возможности выходить на солнце) восполняют суточную потребность в этом витамине. Солнце также превращает находящийся в коже холестерин в витамин D и его активные метаболиты. К сожалению, данный процесс может происходить только при непосредственной инсоляции. Запускающее его ультрафиолетовое излучение (УФ-B) не проникает через оконное стекло и барьер солнцезащитных средств.
Солнечные ванны в последнее время стали пользоваться дурной славой, из-за того что истончение озонового слоя атмосферы привело к росту случаев меланомы, а также базалиомы и плоскоклеточного рака. Отрицать этот факт нельзя. Однако солнечный свет способен предотвратить ряд онкологических заболеваний внутренних органов и является сильнодействующим стимулятором для очень важной подгруппы регуляторных T-лимфоцитов, ослабляющей симптоматику аутоиммунных заболеваний, в том числе диабета I типа и рассеянного склероза (чем может объясняться тот факт, что в южных странах рассеянный склероз встречается редко). Возможно, поэтому в доисторические времена на север мигрировали только светлокожие люди, ведь лучше защищенная темная кожа не пропускала бы там достаточного количества ультрафиолетового излучения для активизации витамина D. Правда, темнокожие эскимосы тоже живут на севере, но их рацион богат рыбьим жиром, компенсирующим недостаток солнечного излучения.
В регионах с умеренным климатом количество ультрафиолетового излучения между июлем и декабрем варьируется в 35 раз. Например, зимой в Венгрии, чтобы получить необходимую порцию солнечного света для выработки активных метаболитов витамина D, пришлось бы 2 часа гулять на солнце (один час до полудня и один сразу после) в достаточно легкой одежде. Даже удивительно, что фармацевтические компании не очень активно эксплуатируют данный факт в рекламе активных форм витамина D3.
Необходимая суточная доза витамина D составляет 400–800 МЕ. Не пытайтесь компенсировать упущенное время (или ультрафиолетовое излучение) приемом более 1500 МЕ; передозировка данного витамина может привести к летальному исходу.
Помимо вышеперечисленных, наш организм ежедневно нуждается в определенном количестве следующих микроэлементов:
Магний (600 мг). С возрастом способность организма усваивать магний ухудшается; и выведение этого важнейшего компонента гидроксиапатита ускоряется при употреблении алкоголя или приеме мочегонных средств. Магний участвует в процессе активизации витамина D, а его дефицит влияет на функцию эстрогена, паратиреоидного гормона и кальцитонина. Магний содержится в солодке, кориандре, одуванчике, миндале, буром рисе, зеленых овощах и молоке. Передозировка приводит к тошноте и диарее.
Медь (3–10 мг). Конкурирует с кальцием за усвоение организмом, поэтому дополнительный прием препаратов одного вещества может вызвать необходимость в приеме препаратов второго. Препараты следует пить раздельно.
Стронций (0,5–3 мг). Накапливается в костях и считается важным для них микроэлементом.
Цинк (20 мг). Необходим остеобластам и остеокластам для выполнения их базовых функций по формированию и резорбции костной ткани.
К другим необходимым микроэлементам и витаминам относятся:
Бор (3 мг). Играет важную роль в выполнении эстрогеном своих функций, в задержании кальция и магния в организме, а также участвует во множестве других химических реакций. Передозировка может произойти при превышении рекомендуемой дозы в 30 раз.
Кремний (1–2 мг). Необходим всем соединительным тканям, включая костную. Составляет бо́льшую часть почвы, в которой растут овощи, в изобилии присутствует в пиве, свекле, сладком перце, буром рисе и зеленых листовых овощах.
Марганец (5–10 мг). Является частью органического костного матрикса, поэтому важен для здоровья костей. Особенно богаты этим микроэлементом цельнозерновые злаки, шпинат и ананасовый сок. Витамины. К важным для здоровья костей витаминам относятся В6 (пиридоксин, 5–25 мг), В9 (фолиевая кислота, 400 мкг), В12 (цианокобаламин, 1000 мкг), С (60 мг) и К (100–300 мкг). Сладкий перец обеспечит вас витаминами В6, В12 и С; зеленые листовые овощи – К и В9; мясо, молочные продукты, яйца и витаминные биодобавки – витамином В12.
Эти диетологические рекомендации, конечно, полезны, но отказываться от продуктов, не содержащих перечисленные витамины и микроэлементы, не стоит. Ешьте то, что любите, и следите за достаточным поступлением в организм необходимых ему веществ. Все продукты по-своему полезны, и, если говорить начистоту, человечество живет гораздо дольше, чем существуют витаминные биодобавки. И хотя большинство из нас не получает тех физических нагрузок, что давали охота и собирательство, мы живем дольше и за дополнительные годы успеваем сделать много невероятных вещей.
Новые исследования
В научной литературе начали появляться материалы лабораторных опытов, раскрывающих костеобразующие способности некоторых новых веществ. Сафлор красильный, к примеру, повышает уровень ряда биохимических маркеров, связанных с синтезом костной ткани. Другое исследование, на этот раз проведенное с участием 60 крыс, лишенных половых органов и, соответственно, синтезируемых ими гормонов, показало, что чернослив на 90 дней сохраняет нормальную структуру губчатой кости и предупреждают остеопению. Оказалось, что он так же повышает уровень инсулиноподобного фактора роста (ИФР-1) и снижает уровень биохимически важного фактора (RANKL), поддерживающего функцию остеокластов. По тому же принципу действуют некоторые медикаменты, используемые для лечения остеопении.
Сафлоровое масло и чернослив, возможно, усиливают рост костной массы, одновременно замедляя ее разрушение. Но важно отметить, что указанные исследования проводились только на крысах и что отслеживались только маркеры образования и резорбции костной ткани. Прежде чем возлагать слишком большие надежды на эти исследования, хотелось бы увидеть какие-то показатели МПКТ у людей. Еще предстоит выяснить, как именно эти вещества вмешиваются в механизмы образования и резорбции костной ткани, и дополнительно исследовать возможное побочное действие этих и других биологически активных добавок.
В одном из недавно проводившихся исследований с измерением минеральной плотности костей было обнаружено, что мужчины, принимавшие мочегонное средство определенного типа, потеряли в три раза больше костной массы, чем остальные участники, хотя обе группы имели одинаковое сопутствующее заболевание – гипертонию. Из 3300 участников исследования, чья плотность костей измерялась на протяжении четырех с половиной лет, у принимавших «Лазикс» и другие диуретики, воздействующие на «петлю Генле», плотность костей уменьшилась на 0,78 процента, тогда как у не принимавших мочегонные средства – всего на 0,33 процента. У тех, кто принимал мочегонные средства не систематически, плотность костей снизилась на 0,58 процента. Что ж, испытания медицинских препаратов порой приводят к неожиданным побочным выводам.
Чего не нужно делать
Иногда бывает полезнее чего-то не сделать, чем сделать. Но одного «не делать» недостаточно. Есть такая карикатура: сидят на камне два пещерных человека с выражением недоумения на лице. Подпись гласит: «Не понимаю. Воздух кристально чист, вода свежа и прозрачна, вся наша пища экологически чистая, но мы все равно умираем в 28 лет».
Не принимайте биологически активные добавки, особенно кальций, магний и кремний, без консультации с врачом, если у вас проблемы с почками.
Не употребляйте более 2000 мг соли в сутки: при ее выведении из организма используется необходимый ему кальций.
Не курите, в день пейте не более двух порций спиртного, не более одной порции газированных напитков (лучше вообще от них отказаться), не более одной чашки кофе и съедайте не более 150–180 г белковых продуктов. Метаболизм белков происходит в присутствии кальция: организм теряет 30–40 мг этого элемента на каждые 30 г усвояемых белков.
Как ни странно, большинство вегетарианцев, получающих достаточное, но относительно небольшое количества белка с пищей, меньше подвержены развитию остеопороза, чем мясоеды.
Другой факт в пользу вегетарианства: жиры животного происхождения сокращают образование костной ткани.
Чтобы суммировать содержание данной главы, мы составили перечень различных факторов, определяющих риск переломов, с указанием степени нашего влияния на них. Если рядом стоит 0, значит, повлиять на этот фактор мы не в силах; 1 означает, что этот фактор мы частично можем контролировать, а 2 – что фактор полностью поддается коррекции в обычных условиях. Пункты, помеченные звездочкой (*), считаются повышающими риск переломов по данным Национального фонда остеопороза США, Американской ассоциации клинических эндокринологов и Североамериканского сообщества по проблемам менопаузы.
** Еще ни одно исследование не принимало во внимание тот факт, что невысокие люди падают в среднем не так далеко и не так сильно.
Пункты с номером 0 должны вас мотивировать; их приходится компенсировать. Пункты с номером 1 заставляют нас делать все возможное.
Если пункт помечен цифрой 2, задача ясна: внести соответствующие коррективы в образ жизни.