III. Биологическая роль витаминов в детском возрасте

Витамины являются необходимыми компонентами пищи человек во все возрастные периоды. Особенно велика их роль в раннем возрасте, когда происходит формирование и стабилизация ферментных систем.

Обеспеченность витаминами плода определяется, прежде всего, состоянием питания матери и регулирующей функцией плаценты, которая осуществляет их транспорт. При благоприятных условиях ребенок рождается с определенным запасом витаминов, позволяющим ему преодолеть родовой стресс и обеспечить послеродовую адаптацию к внеутробному существованию. Однако эти запасы ограничены у недоношенных детей. Благодаря активной транспортной функции плаценты водорастворимые витамины содержатся в пуповинной крови в более высоких концентрациях (в 2-5 раз), чем в материнской. Однако, трансплацентарный переход жирорастворимых витаминов недостаточен: содержание витамина А в крови плода почти в 2 раза ниже, чем в материнской, концентрация токоферола (витамин Е) еще ниже, поэтому в крови новорожденных он практически не определяется и только к десятому дню жизни устанавливается на уровне взрослых.

Большое значение в регуляции витаминного баланса новорожденных имеет молозиво, богатое витаминами А, Е, С, хотя содержание в нем витаминов В₁, В₁₂, никотинамида и биотина ниже, чем в зрелом молоке.

III. 1. Состояния недостатка и избытка витаминов в детском возрасте

Вследствие высокой напряженности процессов обмена веществ и энергии при различных заболеваниях у детей легко развивается поливитаминная недостаточность. В современных условиях состояния первичные авитаминозы у детей практически не встречаются. У новорожденных, особенно у недоношенных, нередко обнаруживают признаки явных или скрытых гиповитаминозов, нарушающих их нормальное развитие. Склонность новорожденных к гиповитаминозам обусловлена их повышенной потребностью в витаминах в связи с интенсивными процессами деления клеток, синтеза различных компонентов ткани, ростом организма.

Гиповитаминозы могут быть следствием:

• недостаточного поступления витаминов к плоду в период его внутриутробной жизни,

• недостаточного содержания некоторых витаминов в молоке матери, особенно при её нерациональном питании,

• отсутствия в кишечнике достаточного количества микрофлоры, являющейся источником ряда витаминов (К, фолиевой кислоты, тиамина, рибофлавина, пиридоксина, цианкобаламина), особенно при интенсивной антибактериальной терапии,

• недостаточного поступления желчи в кишечник, что сопровождается недостатком всасывания жирорастворимых витаминов (А, К, Е, D).

• недостаточного или медленного всасывания ряда витаминов (ретинола, α-токоферола, рибофлавина) новорожденных, особенно при болезнях кишечника (синдромы мальабсорбции, инфекции, энтероколиты),

• недостаточного образования активных метаболитов некоторых витаминов (например, образование кальцитриола из холе- и эргокальциферолов) у недоношенных детей и при заболеваниях с тяжелыми поражениями печени, почек,

• наследственных нарушений обмена витаминов,

• повышенной потребности в витаминах при наиболее распространенных патологических состояниях новорожденных: асфиксии, инфекциях,

• полного парентерального питания жидкостями, не содержащими необходимого количества витаминов.

В плазме крови и в тканях новорожденных витамины А, D, Е, К, В₆ содержатся в меньшей концентрации, чем у матери.

Гипервитаминозы не менее опасны, чем недостаток витаминов.

Следует, однако, подчеркнуть, что витамины необходимы организму лишь в нормальных количествах. Поэтому стандартное назначение поливитаминов всем беременным, без учета индивидуальных особенностей и потребности в витаминах, может привести к созданию избыточных количеств некоторых витаминов, неблагоприятно влияющих на состояние плода и новорожденного.

III. 1.1. Гипо- и гипервитаминозы жирорастворимых витаминов

Витамин А. Ретинол (в виде эфиров преимущественно с пальмитиновой кислотой) содержится в пище (яичный желток, сливочное масло, печень), которой новорожденных не кормят, и единственным источником витамина А них является молоко (материнское или смеси из коровьего молока). В грудном молоке содержится достаточное количество ретинола (в среднем около 50 мкг/дл). Из 600-750 мл материнского молока, высосанного за сутки, ребенок получает 300-375 мкг ретинола. Дети, находящиеся на искусственном вскармливании нуждаются в дополнительном приеме витамина А.

Назначают ретинол недоношенным новорожденным для профилактики гиповитаминоза А, детям с гипотрофией, при подозрении на нарушение слизистой оболочки кишечника (для комплексной профилактики некротизирующего энтероколита). Ретинол с успехом применяют для профилактики и лечения бронхо-легочной дисплазии.

При гипервитаминозе А нарушается нормальная структура и функция клеточных и субклеточных (митохондрий, лизосом) мембран, активируются свободнорадикальные реакции, повреждаются различные органы и ткани. В печени уменьшается синтез факторов свертывающей системы крови, нарушается дезинтоксицирующая функция печени (в крови нарастают остаточный азот, билирубин), развивается ее жировая дистрофия. Увеличивается секреция церебро-спинальной жидкости – повышается внутричерепное давление. У ребенка нарушается сон, могут возникнуть рвота, олигурия, повыситься температура тела.

Витамин D. Интенсивность образования витамина D в коже зависит от сезона, времени суток, пигментации кожи (черная кожа требует в 10 раз более длительного солнечного облучения, чем белая, для равного количества витамина D₃).

Как и другие витамины, витамин D попадает к плоду через плаценту, а после рождения - через молоко матери. Через плаценту витамин D₂ проникает плохо. Кальцидиол проходит через плаценту легко. Кальцитриол через плаценту практически не проникает. В молоке матери содержится мало витамина D. Ультрафиолетовое облучение матери увеличивает содержание витамина в молоке в 10 раз.

Дополнительным и очень существенным источником витамина D для ребенка является кожа. Облучение солнечным светом только кожи головы и кистей рук ребенка по 2 часа в неделю достаточно для поддержания сывороточной концентрации кальцидиола выше нижней границы нормы.

Ультрафиолетовое облучение детей, находящихся на грудном вскармливании, обеспечивает нормальное содержание минералов и микроэлементов в костях, уровень паратгормона и кальцидиола в плазме крови.

Рахит. Учитывая недостаточное содержание витамина D в женском и коровьем молоке, всем детям раннего возраста крайне необходимы прогулки для широкого использования естественного солнечного облучения, своевременное расширение питания, массаж и гимнастика, периодические курсы ультрафиолетового облучения. Однако, у детей из группы риска этих мероприятий недостаточно, и у них уже в период новорожденности могут появиться клинико-лабораторные данные, свидетельствующие о начале рахита.

Факторы, предрасполагающие к развитию выраженного рахита уже в период новорожденности, следующие:

• Нарушение всасывания витамина D из-за малого поступления жира и желчных кислот в кишечник из-за холестаза или недостаточности энтерогепатической циркуляции.

• Незрелость или недостаточная активность 25-гидроксилазы в печени у недоношенных новорожденных детей, родившихся в состоянии асфиксии. Проявляется эта недостаточность неонатальной гипокальциемией в первые 3 дня жизни.

• Нарушения метаболизма витамина D в печени под влиянием активаторов ее функции, например, фенобарбитала, назначаемого для подавления судорог, повышенной возбудимости или профилактики и лечения.

• Гипербилирубинемии в этих случаях ускоряется преобразование витамина D и кальцидиола в неактивные метаболиты.

• Нарушение функций канальцев почек.

• Редкая, но все же встречающаяся патология у новорожденных - первичный гипопаратиреоидизм. Низкий уровень паратгормона не способен стимулировать в необходимой степени синтез кальцитриола в канальцах почек. У ребенка возникает гипокальциемия.

При гипервитаминозе D кальцитриол активирует функцию остеокластов костей и его фосфорнокислых солей, в итоге возникает гиперкальциемия и остеопороз. Кроме того, избыток кальцитриола повреждает клеточные мембраны, повышает освобождение из них жирных кислот, возрастает образование свободных радикалов кислорода, приводящих к дальнейшему повреждению клеточных и субклеточных мембран. В результате нарушается транспорт ионов калия и магния в клетки, и снижается их внутриклеточное содержание. Это приводит к ухудшению деятельности многих органов и тканей, особенно нарушена деятельность сердца. Из-за гиперкальциемии гипервитаминоз ведет к кальцинозу, повреждающему крупные сосуды, клапаны сердца.

Витамин Е. Витамин Е – группа из восьми различных токоферолов, из которых α–токоферол (аТФ) обладает наибольшей биологической активностью и используется в качестве лекарства. В естественных условиях аТФ к плоду поступает через плаценту, а затем к ребенку с молоком матери. Проницаемость плаценты для аТФ мала, и в пуповинной крови новорожденного его концентрация обычно ниже, чем у матери. Низкая концентрация аТФ и в тканях плода и новорожденного, особенно недоношенного ребенка. В женском молоке, особенно в молозиве витамин Е содержится в достаточном количестве, удовлетворяющем потребность в нем как недоношенного, так и доношенного ребенка. Следует подчеркнуть, в женском молоке находится свободный, легко всасывающийся аТФ. Хранение молока даже длительное время (до 16 недель) при разных температурах не изменяет содержания в нем витамина Е.

Молочные смеси приготовленные из коровьего молока, содержат мало витамина Е и полиненасыщенных жирных кислот, повышающих потребность в витамине Е. Поэтому к молочным смесям добавляют витамин Е.

При недостаточности витамина Е в организме снижается его содержание в клеточных мембранах, что облегчает образование в них перекисей липидов, нарушение структуры и функции мембран. В результате у новорожденных увеличиваются гемолиз, уровень билирубина в сыворотке крови, развивается анемия. Легче повреждается легочная ткань, и нарушается функция дыхательной системы, особенно при вдыхании кислорода, снижается синтетическая и метаболическая функции печени.

Витамин Е давно применяют для профилактики и лечения ретинопатии недоношенных, относящейся к одному из проявлений «свободно-радикальной патологии» у таких детей. Как отмечено выше, сетчатка глаза очень богата ненасыщенными жирными кислотами, поэтому она очень чувствительна к свободным радикалам, накапливающимся в ней в состоянии гипероксии, так и гипоксии.

Механизм токсического действия витамина Е связан с его антиоксидантным эффектом. Уменьшение необходимых концентраций свободных радикалов в нейтрофилах и других фагоцитах препятствует завершению фагоцитоза, что снижает резистентность к инфекциям.

Витамин К. При недостаточности витамина К у новорожденных могут быть геморрагии в первые дни жизни (на 2 – 10 дни), или на второй неделе, объединяемые терминами ранняя (классическая) или поздняя формы геморрагической болезни новорожденных. Высокие дозы и длительное назначения викасола (синтетического аналога витамина К) в этих случаях опасны из-за возможности усиления гемолиза и гипербилирубинемии.

III. 1.2. Гипо- и гипервитаминозы водорастворимых витаминов

Витамин С. Аскорбиновая кислота (витамин С) к плоду и новорожденному поступает сначала через плаценту (в крови пуповинной вены уровень витамина С в 2–4 раза выше, чем в крови матери), а затем с молоком матери. Уровень ее в молоке зимой и весной обычно недостаточен, и в это время года даже здоровым новорожденным или их матерям необходимо назначать дополнительно аскорбиновую кислоту в виде фруктов, фруктовых соков, либо в виде химически чистой аскорбиновой кислоты.

В пастеризованном материнском молоке содержание аскорбиновой кислоты снижено до 90%, тогда как в сцеженном и простоявшем 2–3 часа молоке уровень снижен на 50%. В присутствии железа, меди, кислорода содержание витамина С в молоке резко снижается. В коровьем молоке содержится значительно меньше аскорбиновой кислоты: 0,1–0,14 мг/дл. При его нагревании содержание витамина С становится еще меньше, поэтому к молочным смесям приготовленным на основе коровьего молока необходимо добавлять витамин С.

Активация окислительно-восстановительных процессов аскорбиновой кислотой способствует процессам всасывания железа из кишечника, включению его в гем, активности редуктазы, переводящей фолиевую кислоту в тетрагидрофолиевую кислоту, активности ферментов печени, участвующих в синтетических и метаболических процессах. Аскорбиновая кислота необходима для активации процесса превращения кальцидиола в кальцитриол, т.е. в активные метаболиты витамина D.

Для новорожденных особенно важна ее антиоксидантная активность, которая осуществляется как внутри, так и вне клетки. Очень важна ее способность тормозить внеклеточные окислительные процессы, особенно при повреждении свободными радикалами легочной ткани. В связи с этим она столь эффективна при воспалительных заболеваниях легких вообще и у детей раннего возраста, особенно.

Гиповитаминоз С у новорожденных может быть: при кормлении их как материнским молоком, так и молочными смесями с недостаточным содержанием аскорбиновой кислоты, особенно после тепловой обработки; при заболеваниях ЖКТ или назначении лекарственных веществ (например, антибиотиков), ухудшающих всасывание витамина; при различных инфекционных заболеваниях, повышающих расходование витамина.

Высокие дозы аскорбиновой кислоты (100мг в сутки и больше), назначенные при отсутствии инфекционного токсикоза, гипоксии, могут привести к гипервитаминозу. Избыток дегидроаскорбиновой кислоты нарушает использование глюкозы тканями, приводя к гипергликемии и глюкозурии, подавляет секрецию инсулина β-клетками поджелудочной железы. Это может нарушить нормальный обмен веществ в организме ребенка. Избыточные дозы аскорбиновой кислоты могут снизить всасывание витамина В₁₂, вызвать раздражение слизистой оболочки желудка, приводя к срыгиванию и рвоте. Кроме того, аскорбиновая кислота, снижая агрегационную активность тромбоцитов, может в большой дозе провоцировать кровоточивость.

Витамин В₁ (тиамин). Витамин В₁ легко проходит через плаценту, уровень его в крови плода выше, чем в крови матери. В женском молоке содержание тиамина возрастает в 10 раз после 5 дней лактации. У детей, вскармливаемых грудным молоком здоровых женщин, никогда не бывает дефицита тиамина.

Недостаточность тиамина у новорожденных может быть следствием малого его содержания в молоке матери, особенно если она находится преимущественно на углеводистой пище, увеличивающей потребность в витамине. При тяжелой недостаточности тиамина у кормящей женщины в ее молоке появляется кардиотоксический метаболит окси-α-кетоглутарат, нарушающий у новорожденного деятельность сердца, вплоть до его остановки. Только своевременное прекращение кормления таким молоком может спасти жизнь ребенку.

Стерильный кишечник, прием антибиотиков и сульфамиламидов (нарушающих не только микрофлору, но и активное всасывание витамина) также могут быть причиной гиповитаминоза.

При недостаточности тиамина нарушается активность ферментов ЦТК, поэтому нарушается использование глюкозы, падает образование АТФ, может ослабнуть сократительная деятельность миокарда, возникнуть сердечная недостаточность, возрастает уровень пировиноградной и молочной кислот, т.е. развивается метаболический ацидоз; снижается образование пищеварительных ферментов в ЖКТ, появляется атония желудка и кишечника. В итоге, у ребенка обнаруживаются признаки болезни бери-бери: анорексия, плохие весовые прибавки, вплоть до гипотрофии, нарушения функции ЖКТ (атонические запоры или поносы, склонность к рвоте, срыгиванию), слабость. Однако обычно полная картина бери-бери развивается после 3 месяцев жизни.

Врожденные нарушения обмена витамина В_1.. Подострая некротическая инфальтильная энцефалопатия (синдром Лея). Суть дефекта обмена – торможение тиаминдифосфат-АТФ-фосфотрансферазы, а отсюда - отсутствие тиаминтрифосфата в мозговой ткани, а также почти полное отсутствие пируваткарбоксилазы, что ведет к накоплению в тканях и крови пировиноградной и молочной кислот. В мозге отмечают образование полостей. Первые признаки заболевания могут быть у новорожденных: потеря аппетита, гипотония, повышенная восприимчивость к инфекциям, затруднение глотания и сосания, плохие весовые прибавки, мышечная слабость, паралич верхнего века, нарушение сна, глухота, исчезновение реакции зрачков на свет, слепота, утрата приобретенных навыков психомоторного развития, судороги, паралич дыхания.

Витамин В_2. К плоду через плаценту проникает только сам рибофлавин, но не содержащие его ферменты. Обнаружена взаимосвязь между дефицитом рибофлавина у женщин и опасностью внутриутробной гибели плода, невынашиваемости, возникновения неукротимой рвоты беременных и последующего снижения лактации.

Недостаточность рибофлавина у новорожденных может быть следствием замедления его всасывания из ЖКТ (при назначении противоинфекционных средств, дисбактериозе), нарушения функции печени, когда недостаточно образуются белковые компоненты ферментов.

Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, ниацин). У взрослых примерно 3% триптофана превращается в никотинамид: у них из 60 мг этой аминокислоты образуется 1 мг витамина РР. Во время беременности образование никотинамида возрастает.

Гиповитаминоз РР у новорожденных может быть следствием нарушений всасывания витамина из кишечника при энтеритах, назначениях антибиотиков, ухудшения функции печени. Признаками гиповитаминоза у новорожденных могут быть: покраснение кожи (вначале только в участках, подвергающихся освещению); ухудшение функции ЖКТ (диарея).

У грудных детей с гиповитаминозом РР (пеллагра) могут также быть: слабость, анорексия, «лакированный» со сглаженными сосочками язык (глоссит), склонность к атоническим состояниям желудка и кишечника (метеоризм), рвота, задержка прибавок массы тела, дерматит. Пеллагру называют болезнью трех «Д» - деменция, диарея, дерматит. Не выявленный своевременно гиповитаминоз РР может привести (в возрасте 8-32 месяцев) к дефекту миелинизации в стволе мозга ребенка, к резкому его истощению и к нарушению функции ЦНС.

Никотиновую кислоту используют при лечении новорожденных с гипотрофиями, особенно связанными с перенесенными инфекциями. Поскольку никотиновая кислота (но не ее амид!) освобождает в тканях гистамин и активирует систему кининов, она улучшает микроциркуляцию в тканях, что используют при наличии сосудистых нарушений и гипоксии.

Витамин В₅ (пантотеновая кислота). К ребенку пантотеновая кислота поступает с молоком матери. У новорожденных образование коэнзима А (Н-SКoA) происходит замедленно, и у них может быть высокий уровень пантотеновой кислоты в плазме крови, но это не характеризует насыщенность организма витамином, поскольку он мало используется для синтеза КоА.

Недостаточность пантотеновой кислоты у новорожденных – редкое явление, но все же может быть следствием малого ее содержания в женском и коровьем молоке или результатом нарушения всасывания из кишечника при энтерите и приеме антибиотиков.

Витамин В_6. Недоношенный новорожденный, находящийся на грудном вскармливании, получает недостаточное количество витамина В₆, и либо он сам, либо его мать нуждаются в дополнительном введении витамина В₆. В коровьем молоке содержание витамина В₆, казалось бы, достаточное, но при его нагревании происходит распад пиридоксаля и пиридоксамина. Поэтому к молочным смесям, приготовленным из коровьего молока, добавляют теплоустойчивый пиридоксин.

У детей в основе В₆-зависимых состояний лежит дефицит ферментов с фосфопиридоксалем в качестве кофермента или генетические нарушения апоферментной части. У детей от 5 недель до 4 месяцев отмечается недостаточность поступления витамина В₆ с молоком что проявляется в повышенной раздражимостью судорогами. В этих случаях суточная потребность в витамине возрастает. Для предотвращения токсикозов беременных, вызванных недостаточностью витамина, необходимо вводить в организм дополнительное количество витамина В₆.

Витамин В₁₂. К плоду витамин В₁₂ поступает через плаценту. Попавший от матери витамин накапливается в печени плода. Меньшее содержание витамина в печени при рождении может быть у недоношенного ребенка, а также у детей женщин с его дефицитом, особенно вегетарианок, не употребляющих молочной пищи и яиц.

Фолиевая кислота (витамин В_с). Основным источником фолиевой кислоты для человека являются зеленые листья растений, злаки, овощи, бобы, сыр, печень. В процессе тепловой обработки пищи теряется 50-96% фолатной активности.

Дефицит фолатов – один из наиболее часто встречающихся гиповитаминозов во время беременности. Это является следствием повышенного расходования витамина на фоне неадекватного питания. Дефицит фолатов во время беременности может привести к: 1) анемии беременной (при тяжелом гиповитаминозе – мегалобластной), 2) увеличению частоты токсикозов беременных, 3) отслойке (частичной или полной) плаценты, 4) аборту и мертворождению, 5) недоношенности, 6) депрессии, боли в ногах у женщины, 7) увеличению частоты пороков развития у плода, в частности дефектов нервной трубки – мозговым грыжам и др., 8) увеличению риска дефектов умственного развития у ребенка. Поэтому считается целесообразным добавление к питанию беременной от 100 до 500 мкг фолатов (в зависимости от диетических привычек женщины).

Фолиевая кислота интенсивно поступает к плоду через плаценту, и в конце беременности содержание ее в плазме крови и в эритроцитах плода выше, чем у матери.

Еще одним источником фолатов является микрофлора кишечника, осуществляющая их синтез. Прием антибиотиков широкого спектра действия, подавляющих микрофлору кишечника, резко снижает активность синтеза фолатов.

Итак, дефицит фолиевой кислоты у новорожденного может быть следствием его дефицита у матери во время беременности, недостаточного содержания его в молочных смесях после нагревания, нарушения всасывания (хроническая диарея, врожденная мальабсорбция), подавления микрофлоры кишечника антибиотиками. Многие дети находятся на искусственном вскармливании. В связи с этим следует отметить, что смеси, приготовленные на основе выпаренного молока, очень бедны этим витамином. Чрезвычайно мало его в козьем молоке.

При недостаточности фолиевой кислоты, помимо макроцитарной анемии, замедляется рост ребенка, затормаживаются функции костного мозга, нарушается созревание ЦНС, возникают гистологические и функциональные изменения слизистой оболочки тонкой кишки, что предрасполагает к возникновению энтеритов. Замедление роста может быть и без анемии.

Биотин (витамин Н). Биотин является кофактором четырех карбоксилаз, функция которых заключается в фиксации СО₂. При врожденной недостаточности этих ферментов нарушаются утилизация биотина и биохимические процессы, зависящие от активности карбоксилаз.

Дефицит биотина нарушает: образование малонил-КоА и, в связи с этим, - синтез жирных кислот и удлинение их цепей; глюконеогенез, так как не происходит превращения пирувата в оксалоацетат, необходимый для этого процесса: катаболизм лейцина, изолейцина, треонина, валина и метионина.

При недостаточности синтетазы карбоксилазы (наследственная патология) сравнительно быстро у ребенка появляются органическая ацидемия (кетолактоацидоз), рвота, не устраняемая обычными средствами, нарушается дыхание, в сыворотке – низкий уровень бикарбонатов. Смерть может наступить очень скоро, часто без постановки диагноза. Если недостаточность названной синтетазы не очень велика, и ребенок остается живым, у него появляются дерматологические и неврологические нарушения, судороги, в моче - высокое содержание органических кислот. Основные признаки патологии – неврологические: судороги, атаксии, задержка интеллектуального развития. Смерть может наступить в состоянии глубокой комы.

Клиническая картина врожденных нарушений обмена и функций витаминов мало или почти не отличается от истинной картины алиментарного авитаминоза и ряда наследственных дефектов обмена. Поэтому своевременное проведение дифференциальной диагностики и патогенетической терапии представляется задачей исключительной важности. В зависимости от причины дефекта терапевтические подходы включают заместительную терапию, введение парентерально высоких доз соответствующего витамина (мегавитаминная терапия) при врожденном нарушении его всасывания или транспорта, введение кофермента и т.д.