Bone mineral density in pregnant women from Moscow: possible effects of pregnancy dynamics and nutrients intake
AbstractSupporting of bone health is one of the main approaches to provide health in pregnant women considering intensive calcium and other mineral mobilization from mass bone that is necessary for forming fetus bone. This mobilization may lead to decrease of bone mineral density and development of osteopenia and osteoporosis. The important factors of development of bone impairment in pregnancy are nutrition and particular deficient consumption of protein, Ca, vitamin D. The possible role of reduced intake of pregnant women other nutrients remains unexplored. The aim of the research was estimating the prevalence of bone mineral density decrease in regard to the particular course of pregnancy and studying possible effects of key nutrients on bone mineral density in pregnant women. 131 women at different stages of pregnancy were involved in the survey. The bone density assessment was conducted using Bone Densitometer Omnisense 7000. As a criterion for bone density decrease in women used a Z-score, which was considered as normal to –1,0, as reduced from –1,0 to –2,0, and as significantly reduced when Z-score was less than -2,0. Analysis of the actual nutrition was performed by a 24-hour recording of 58 pregnant women. Normal bone mineral density was detected in 54 women or 41% of the total number of women surveyed. In 51 (39%) pregnant women reduced bone mineral density was discovered, and in 26 (20%) patients – significantly reduced bone density. There was a considerable deviation in pregnant patients’ diet from the nutrition guidelines, which include, in particular, the high content of fat and saturated fatty acid, reduced intake of some micronutrients such as calcium, zinc, folic acid, β -carotene, vitamins A, B1 , E. However, differences in the actual consumption of nutrients in women with varying bone mineral density have been identified only in case of consumption of fat and energy value of diets, also Mn and I. So, it may be suggested that the differences in bone mineral density between women in our study are caused by genetic polymorphism, which leads to differences in the actual demand for nutrients, sufficient for prevention of bone decrease, in individuals.
Keywords:bone mineral density, osteoporosis, pregnancy, nutrition
Беременность является важным и сложным с физиологической точки зрения периодом жизни женщины, требующим разнообразных подходов к обеспечению здоровья и комфортного самочувствия беременной и нормального роста и развития плода. Среди различных направлений обеспечения здоровья беременных важное место занимает поддержание здоровья костной ткани с учетом интенсивного процесса костеобразования плода, сопряженного с мобилизацией кальция и других минеральных веществ у будущих матерей. Эта мобилизация может вести к снижению костной плотности и развитию явлений остеопении и остеопороза [2, 11, 12, 17, 21, 24, 26]. Среди факторов развития нарушений метаболизма костной ткани у беременных существенную роль играет, по-видимому, алиментарный фактор, в частности недостаточное потребление с пищей белка, кальция, витамина D [3, 11, 15, 16, 22]. Возможная роль сниженного поступления в организм беременных других нутриентов остается недостаточно изученной.
В течение многих лет оценку костной плотности у населения проводили с помощью рентгеновской двухэнергетической абсорбциометрии (DXA) и на основании полученных данных делали заключение о наличии у обследованных остеопороза или остеопении [2, 12]. Однако в последние годы наряду с этим методом оценки костной плотности широкое распространение получил альтернативный метод ультразвуковой оценки костной прочности, который отличается от рентгеновского метода тем, что дает заключение не только о костной плотности, но и о хрупкости костной ткани, что позволяет судить о костной прочности и тем самым давать интегральную оценку состоянию костной ткани. В связи с этим целесообразно изучить влияние алиментарных факторов, а также особенностей течения беременности на показатели костной прочности у беременных, полученные с помощью указанного ультразвукового метода. Имеющиеся в литературе данные по этому вопросу ограничены и противоречивы [2, 17, 20, 25, 26].
Цель исследования - изучение костной прочности беременных в зависимости от особенностей течения беременности и оценка возможного влияния потребления основных нутриентов на костную прочность беременных женщин.
Материал и методы
Обследование беременных проводили на базе московской женской консультации при поликлинике № 214 с октября 2012 г. по декабрь 2013 г. Под наблюдением находилась 131 женщина на разных сроках беременности. Изучение костной прочности проводили с помощью ультразвукового денситометра "Sunlight Omnisense 7000" ("BeamMed", Израиль). При этом оценивали скорость прохождения ультразвуковой волны вдоль кортикального слоя (Speed of sound - SOS) в абсолютных значениях (SOS, м/с). Прочность костной ткани выражали в стандартных отклонениях (SD) от соответствующих нормативных показателей: возрастной нормы данной женщины (Z-критерий), который рассматривали как норму при снижении менее чем на 1,0 SD, как сниженный - при отклонении на 1,0-2,0 SD и как значительно сниженный - при отклонении более чем на 2,0 SD. Эти критерии соответствуют критериям ВОЗ, однако, в соответствии с современной клинической практикой, данные, полученные с помощью ультразвукового исследования, не являются достаточным основанием для постановки клинического диагноза остеопороза и остеопении [4, 20, 30]. Все обследованные женщины были разделены на 3 группы: 1-я группа - с нормальной прочностью костной ткани (Z-score до -1,0 SD) (n=54), 2-я группа - с показателями Z-score от -1,0 до -2,0 SD) (n=51) и 3-я группа - с показателями Z-score от -2,0 SD и ниже (n=26).
Анализ фактического питания был проведен анкетно-опросным методом 24-часового воспроизведения у 58 беременных с последующим расчетом химического состава рационов питания с использованием базы данных "Химический состав российских продуктов питания" И.М. Скурихина и В.А. Тутельяна [13].
Обследование беременных проводили после подписания ими информированного согласия и одобрения протокола исследования этическим комитетом ФГБНУ "НИИ питания".
Статистическую обработку данных проводили с помощью пакета программы Microsoft Excel, SPSS14.0 for Windows. Для выявления статистической значимости различий использовали непараметрический U-критерий Манна-Уитни для независимых переменных и критерий Стьюдента. Различия между анализируемыми показателями считали достоверными при уровне значимости р≤0,05.
Результаты
1. Изучение прочности костной ткани в зависимости от возраста беременных и особенностей течения беременности
Анализ показателей прочности костной ткани беременных показал, что нормальная прочность костной ткани (Z-score > -1,0 SD) была выявлена у 54 женщин, что составило 41,2% от общего количества обследованных женщин (рис. 1, табл. 1). Снижение прочности костной ткани (Z-score < -1,0 SD) было обнаружено у 51 (38,9%) беременной, значительное снижение прочность костной ткани - Z-score <-2,0 SD выявлено у 26 обследованных (19,9%). Полученные данные о нарушениях прочности костной ткани у беременных согласуются с результатами других российских и зарубежных исследований [4, 5, 8, 16, 25, 26].
)
)
Средний возраст пациенток всех 3 групп был сопоставим. Однако доля женщин старше 30 лет в 3-й группе была в 1,4 раза больше, чем во 2-й группе, и в 1,7 раза больше, чем в 1-й группе (табл. 2).
Анализ возможной зависимости костной прочности у женщин от их физического развития показал (табл. 3), что частота нарушений костной прочности у женщин с избыточной массой тела (ИМТ>26 кг/м 2 ) была в 1,5-1,7 раза выше, чем у женщин с нормальной и сниженной массой тела (ИМТ<18 кг/м 2 ), хотя различия не достигали уровня достоверной значимости.
)
При оценке костной прочности в зависимости от срока беременности было выявлено, что в I триместре (9,0±2,5 нед гестации) нормальная прочность костной ткани обнаружена у 6 женщин (33% от всех женщин в этом периоде гестации), снижение Z-score до -2 у 8 (45%), Z-score менее -2 у 4 (22%) женщин, во II триместре (18,6±3,4 нед гестации) нормальная прочность костной ткани обнаружена у 22 (42%) беременных, снижение Z-score до -2 у 20 (39%), Z-score менее -2 у 10 (19%), в III триместре (33,9±4,8 нед гестации) - у 25 (42%), 23 (38%), 12 (20%) соответственно. Таким образом, зависимости частоты нарушений костной прочности от увеличения срока беременности не выявлено. В то же время наибольшее снижение костной прочности отмечалось у женщин старше 30 лет в III триместре беременности (табл. 4). Различие достоверно по сравнению с группой женщин 25-29 лет (p<0,05).
Данные о костной прочности у женщин с гестозом и нормально протекающей беременностью представлены в табл. 5. Как видно из табл. 5, показатели костной прочности значительно ниже у женщин с гестозом, чем у женщин с нормально протекающей беременностью, хотя и не достигали степени достоверности.
)
Полученные результаты согласуются с данными литературы о негативном влиянии гестоза на прочность костной ткани [18, 22, 25].
2. Влияние алиментарного фактора на прочность костной ткани у беременных
Данные о фактическом потреблении макронутриентов представлены в табл. 6, а о потреблении микронутриентов - в табл. 7. Как видно из табл. 6, энергетическая ценность рационов питания у женщин всех 3 групп была близка к рекомендуемым нормам физиологической потребности [9].
)
Содержание белка несущественно отличалось от физиологической нормы, содержание жира было выше по сравнению с физиологическими нормативами на 19-35%, а углеводов - на 20-30% ниже физиологической нормы. Полученные данные согласуются с данными о фактическом питании других контингентов российского населения [14].
Следует отметить, что содержание жира, так же как энергетическая ценность и содержание белка и углеводов, в рационе женщин 3-й группах были несколько ниже по сравнению с показателями рациона женщин 2 других групп, хотя различия и не достигали уровня достоверной значимости.
В отличие от содержания в рационах обследованных женщин белка, жиров и углеводов и их энергетической ценности в рационах женщин всех 3 групп было существенно снижено содержание кальция: на 40% в 1-й и 3-й группе и на 15% во 2-й группе (табл. 7), что согласуется с данными других авторов [8, 15, 19].
Особого внимания заслуживает значительное снижение (в 3-4 раза по сравнению с нормой) содержания в рационах женщин всех групп фолиевой кислоты. Важно отметить также сниженное в сравнении с нормой содержание в рационах женщин всех 3 групп витамина А, а также β-каротина, что заслуживает дальнейшего изучения с учетом недавно полученных данных о роли дефицита каротиноидов в снижении костной плотности [22].
В рационах женщин всех трех групп было также снижено содержание таких важных для нормального течения беременности и состояния костной ткани нутриентов, как железо (на 25-30%), цинк (на 20%), витамин В1 (на 40-50%), витамин Е (на 15-25%) и полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) (в 2 раза) (табл. 6, 7). Следует особо указать на то, что содержание йода в рационе женщин 3-й группы было снижено по сравнению с нормой и уровнем в рационе женщин 2 других групп.
Содержание марганца, хотя и соответствовало физиологическим нормам, также оказалось более низким в рационе женщин 3-й группы.
Полученные данные о потреблении нутриентов московскими беременными согласуются с данными о частоте потребления беременными пищевых продуктов в домашних условиях (рис. 2). Было выявлено более редкое (0,45) потребление женщинами 3-й группы сыра по сравнению с обследованными 1-й (0,58) и 2-й (0,69) групп и рыбы (0,13 против 0,32). Особый интерес представляют полученные нами данные о сниженной частоте потребления моркови как основного источника β-каротина, особенно выраженной в рационе женщин 3-й группы (0,27 против 0,35 в 1-й и 2-й группах). Для женщин 3-й группы характерно более частое употребление кондитерских изделий и сахара. Было отмечено также значительно более частое потребление кофе женщинами 3-й группы (со значительно сниженной костной прочностью) по сравнению с женщинами 1-й и 2-й групп, что согласуется с данными исследований о связи избыточного потребления кофеина с риском развития остеопороза среди взрослого населения [1, 10, 28].
)
Таким образом, полученные данные о фактическом питании московских беременных свидетельствуют о значительном отклонении их рациона от принципов рационального питания, к числу которых относятся, в частности, повышенное содержание жира, сниженное содержание ПНЖК, сниженное потребление кальция, а также железа, цинка, фолиевой кислоты, витаминов А, В1 , Е и β-каротина, что в совокупности может, очевидно, негативно влиять на динамику минерализации скелета у беременных. Однако различия в фактическом потреблении нутриентов женщинами с различной прочностью кости были выявлены только в качестве тенденции для жира и энергетической ценности рационов, а также таких микронутриентов, как марганец и йод. Что касается других нутриентов, предположение о возможной роли их недостаточности в развитии нарушений костной прочности в условиях проведенного нами исследования не подтвердилось: корреляцию между фактическим потреблением основных макрои микронутриентов и снижением костной прочности выявить не удалось. Можно полагать, что подобные связи могут быть обнаружены при более выраженных отклонениях в потреблении нутриентов, которые в нашем исследовании не были выявлены. Установленные различия в костной прочности у женщин трех групп, возможно, обусловлены генетическим полиморфизмом, который может сопровождаться различиями потребности в нутриентах, достаточных для поддержания нормального остеогенеза у отдельных индивидуумов. Данный вывод согласуется с представлением о мультифакториальном генезе нарушений костной прочности. Среди факторов риска снижения костной прочности у беременных наиболее серьезного изучения требует полиморфизм генов, а именно, гена a1-цепи коллагена 1-го типа (Col1A1) и гена кальцитонинового рецептора (CALCR), участвующих в метаболизме и минерализации костной ткани [27].
Литература
1. Батурин А.К., Оглоблин Н.А., Волкова Л.Ю. Результаты изучения потребления кальция с пищей детьми в Российской Федерации // Вопр. детской диетологии. - 2006. - Т. 4, № 5. - С. 12-16.
2. Беневоленская Л.И. Остеопороз - актуальная проблема медицины // Остеопороз и остеопатии. - 1998. - № 1. - С. 4-7.
3. Вржесинская О.А., Коденцова В.М., Светикова А.А. и др. Сравнительный анализ показателей, используемых для диагностики снижения минеральной плотности костной ткани // Вопр. питания. - 2008. - Т. 77, № 3. - С. 29-33.
4. Гаспарян Н.Д., Лебедева Е.А. Нарушение минерального обмена и его коррекция у беременных с остеопенией // XI Конгресс педиатров России " Актуальные проблемы педиатрии". - М., 2007. - С. 42.
5. Демина Е.Б. Состояние костно-минерального метаболизма у беременных с остеопеническим синдромом: Автореф. дис. - канд .мед. наук. - М., 2006.
6. Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Светикова А.А., Каганов Б.С. Алиментарные факторы риска развития остеопороза // Вопр. питания. - 2009. - Т. 78, № 1. - С. 22-32.
7. Конь И.Я., Сафронова А.И., Коростелева М.М. Цинк и его роль как фактора, определяющего костную плотность у детей и взрослых // Вопр. детской диетологии. - 2012. - Т. 10, № 6. - С. 24-29.
8. Логутова Л.С., Гаспарян Н.Б., Демина Е.Б. и др. Коррекция нарушений костно-минерального обмена у беременных с остеопенией. Информационно-методическое письмо, утверждено министерством здравоохранения Московской области. - 2011.
9. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. MP 2.3.1.2432-08. - М., 2008. - 42 с.
10. Оглоблин Н.А. Оценка факторов риска развития алиментарнозависимого остепороза у различных групп населения: Автореф. дис. - канд. мед. наук.14.00.07 - Гигиена. - М., 2006. - 23 с.
11. Профилактика и ведение остеопороза // Доклад Научной группы ВОЗ. - Женева, 7-10 апр. 2000.
12. Руководство по остеопорозу / Под ред. Л.И. Беневоленской. - М.: БИНОМ, 2003. - 524 с.
13. Скурихин И.М., Тутельян В.А. Таблицы химического состава и калорийности российских продуктов питания. Справочник. - М.: ДеЛи принт, 2007. - 276 с.
14. Тутельян В.А., Батурин А.К. Mониторинг питания населения России // Вестн. Рос. гос. мед. ун-та. - 2004. - № 7. - С. 32-39.
15. Шилин Д.Е., Спиричев В.Б. Минеральный гомеостаз и костный метаболизм в организме беременной, плода, ребенка // Остеопороз и остеопатии. - 2006. - № 2. - С. 26-32.
16. Щербавская Э.А., Гельцер Б.И. Кальций-фосфорный обмен у беременных женщин и новорожденных // Педиатрия. - 2003. - № 1. - С. 15-19.
17. Щербавская Э.А., Гельцер Б.И. Состояние костной ткани в динамике неосложненной беременности // Акуш. и гин. - 2003. - № 4. - С. 14-18.
18. Щербавская Э.А., Гельцер Б.И. Состояние костной ткани у беременных с гестозом // Рос. вестн. акушера-гинеколога. - 2003. - № 1. - С. 15-19.
19. Abrams S.A., Atkinson S.A. Calcium, magnesium, phosphorus and Vitamin D fortification of complementary foods // J. Nutr. - 2003. - Vol. 133. - P. 2994S-2999S.
20. Sanford Baim, Mary B. Leonard, Maria-Luisa Bianchi et al. Official Position of the International Society for Clinical Densitometry and Executive Summary of the 2007 ISCD Pediatric Position Development Conference // J. Clin. Densitometry: Assesment of Skeletal Health. - 2008. - Vol. 11, N 1. - P. 6-12.
21. Caleb O., Molokwu B.S., Yang V.Li. Zinc homeostasis and bone mineral density // Ohio Research and Clinical Review. -2006 Fall. - Vol. 15. - P. 7-15.
22. Charles T. Price, Joshua R. Langford, Frank A. Liporace. Essential nutrients for bone health and a review of their availability in the average North American diet // Open Orthopaedics J. - 2012. - Vol. 6. - P. 143-149.
23. Della Martina M., Biasioli A., Vascotto L. et al. Bone ultrasonometry measurements during pregnancy // Arch. Gynecol. Obstet. - 2010 Mar. - Vol. 281, N 3. - P. 401-407.
24. Hernlund E., Svedbom A., Ivergеrd M. et al. Osteoporosis in the European Union: medical management, epidemiology and economic burden // Arch. Osteoporos. - 2013. - Vol. 8. - P. 136.
25. Kalkwarf H.J., Specker B.L. Bone mineral changes during pregnancy and lactation // Endocrine. - 2002 Feb. - Vol. 17, N 1. - P. 49-53.
26. Kraemer B., Schneider S., Rothmund R. et al. Influence of pregnancy on bone density: a risk factor for osteoporosis? Measurements of the calcaneus by ultrasonometry // Arch. Gynecol. Obstet. - 2012. - Vol. 285, N 4. - P. 907-912.
27. McGuigan F.E., Armbrecht G., Smith R. et al. Prediction of osteoporotic fractures by bone densitometry and COLIA1 genotyping: a prospective, population-based study in men and women // Osteoporos. Int. - 2001. - Vol. 12. - P. 91-96.
28. Paparella P., Giorgino R., Maglione A. et al. Maternal ultrasound bone density in normal pregnancy // Clin. Exp. Obstet. Gynecol. - 1995. - Vol. 22, N 4. - P. 268-278.
29. Petersen K.U. Caffeine in analgesics - myth or medicine? // MMW Fortschr. Med. - 2013 Dec. 16. - Vol. 155, suppl. 4. - P. 109-114.
30. Prins S.H., Jorgensen H.L., Jorgensen L.V., Hassager C. The role of quantitative ultrasound in the assessment of bone: a review // Clin. Physiol. - 1998 Jan. - Vol. 18, N 1. - P. 3-17.
All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)
© GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems - including machine learning models and neural networks - is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.