Дефицит цинка при задержке внутриутробного развития и его влияние на igf-1

Дефицит цинка является глобальной проблемой и считается вторым по степени важности дефицитом у детей раннего возраста. В западном обществе дефицит цинка зачастую связывается с низким социально-экономическим статусом пациента. Результатом пренатального дефицита цинка является задержка внутриутробного развития.

О специфичности этого эффекта свидетельствует двойное слепое исследование, которое показало, что добавление цинка существенно снижает частоту задержки внутриутробного развития (ЗВУР) и улучшает большинство измеряемых показателей здоровья плода. Цинк также играет важную роль в регулировании постнатального роста. Недавний метаанализ показал, что добавление цинка улучшает рост у детей препубертатного возраста.

Интересно то, что потребление цинка с пищей в значительной степени способствует регуляции уровня IGF-1 как у людей, так и у животных, а печень считается основным источником циркулирующего IGF-1. Devine и соавт. установили, что цинк послужил основным фактором, определяющим концентрацию IGF-1 (р < 0,033) у женщин в постменопаузе после 2 лет потребления пищевых добавок.

Это исследование контролировало возраст, массу тела и потребление с пищей других веществ, в том числе кальция, железа, белка и калорий. Благодаря тщательно разработанному дизайну данного исследования авторы смогли высказать предположение, что потребление цинка влияет на концентрацию IGF-1 даже при условии поступления в организм достаточного количества энергии и белка.

Подобным же образом, хотя и с меньшей эффективностью контроля в силу возраста испытуемых, в нескольких группах было выявлено, что добавление цинка увеличивает сывороточный уровень IGF-1 у детей. К сожалению, сообщения о взаимосвязи дефицита цинка и снижения уровня IGF-1 у людей отсутствуют из-за многочисленных сопутствующих факторов, усложняющих эти исследования, например при малом потреблении белка и калорий. В результате важными и необходимыми для дальнейшего изучения вопроса остаются материалы исследований на животных.

Например, у лишенных поступления цинка самцов крыс снижается сывороточный уровень IGF-1 до 28% от уровня, отмеченного у крыс из группы контроля, которых кормили через желудочный зонд и вводили идентичное количество калорий и белка. Dorup и соавт., контролируя подобным образом потребление энергии, обнаружили что дефицит цинка снижает сывороточный уровень IGF-1 до 17% от значений, отмеченных у животных в группах контроля.

Кроме того, когда McNall и соавт. и Ninh и соавт. сравнивали крыс, диета которых отличалась дефицитом цинка, и крыс, получавших полноценное питание, они обнаружили, что дефицит цинка определенно снижал как сывороточный уровень IGF-1, так и уровень мРНК IGF-1 в печени.

В литературе, касающейся взаимосвязи цинка и IGF-1, существуют разногласия относительно того, связано ли влияние дефицита цинка на экспрессию IGF-1 печени с дисрегуляцией сигнального пути рецептора гормона роста или же оно вызвано прямым воздействием цинка на IGF-1. Реакция на эту полемику есть в двух научных работах. В первом исследовании, проведенном McNall и соавт., рацион мышей линии KunMing дополнили цинком и обнаружили, что уровень мРНК IGF-1 в сыворотке крови и в печени этих животных увеличился, в то время как мРНК гормона роста в сыворотке крови и в печени остался неизменным.

Второе исследование, проведенное Ninh и соавт., показало, что для синтеза IGF-1 в печени нужен цинк и что отсутствие стимулирующего действия гормона роста у животных, испытывающих дефицит цинка, является результатом дефекта, который находится вне гормона роста, а скорее связан с его рецепторами в печени. Иными словами, хотя биология гормона роста, безусловно, играет важную роль в регуляции экспрессии печеночного IGF-1, потребленный с продуктами питания цинк до известной степени вносит свой вклад в процесс независимо от сигнального пути гормона роста.

Это достоверно доказано в отношении развивающихся животных:
(1) ни мРНК рецептора гормона роста, ни специфическое связывание гормона роста не поддается обнаружению в печени крыс до возраста 14-20 дней;
(2) уровень мРНК IGF-1 в печени не повышается до возраста 3 нед у трансгенных мышей, для которых характерен повышенный уровень циркулирующего гормона роста;
(3) делеция IGF-1, специфичного для печени мышей, показывает, что IGF-1 регулирует гипофизарную экспрессию рилизинг-фактора гормона роста, рецептора и вещества, усиливающего секрецию.

Хотя указанные исследования выявили наличие причинно-следственной связи между потребленным с продуктами питания цинком, биологией IGF-1 и ростом, существуют работы, результаты которых противоречат этим данным. Среди них проведенное Doherty и соавт. двойное слепое рандомизированное интервенционное исследование 141 ребенка в возрасте от 6 мес до 3 лет, которых лечили в детской больнице Шишу города Дакки (Бангладеш).

Масса тела этих детей относительно возраста составляла менее 60% от нормативных значений, принятых Национальным центром статистики показателей здоровья. Исходя из типа недоедания (кахексия или квашиоркор), наличия диареи и количества дней после включения в исследование, каждому ребенку был назначен стандартный режим кормления, включавший добавку витаминов. Затем дети были рандомизированы на один из трех режимов:
(1) 1,5 мг/кг элементарного цинка в течение 15 дней;
(2) 6 мг/кг элементарного цинка в течение 15 дней;
(3) 6 мг/кг элементарного цинка в течение 30 дней.

Диета быстро приводила к «догоняющему» увеличению массы тела, хотя линейный рост увеличивался умеренно. В начале исследования уровни IGF-1 и IGFBP-3 были значительно ниже, чем стандартные значения для здоровых, хорошо питающихся детей в Европе. Во время питания согласно принятому протоколу уровни IGF-1 и IGFBP-3 повысились, достигнув плато к 15-му дню. Единственное различие в результатах между режимами питания состояло в том, что уровень IGF-1 на 15-й день был выше при первом режиме приема цинка (р = 0,04). В качестве маркера уровни IGF-1 и IGFBP-3 лучше коррелировали с прибавкой массы тела на 15-й день, а с линейным ростом — на 90-й день.

Авторы этой работы отметили, что отсутствие различий в данном исследовании может быть вызвано либо тем, что малая добавка цинка обеспечивала достаточное его количество, либо тем, что полноценное питание маскировало более высокую дозу цинка.

Суть выводов заключается в том, что и в пренатальном, и в постнатальном периодах жизни питание влияет на биологию IGF-1 и изменяет постнатальные фенотипические характеристики. Остается много неизведанного на всех уровнях: молекулярном, эндокринном и физиологическом. Одним из наиболее интересных факторов является связь между IGF-1 и ростом в раннем периоде жизни, особенно в том, что касается формирования взрослого фенотипа. Вопросы, которые необходимо решить, включают определение влияния различных макро- и микроэлементов как на уровень IGF-1, так и на чувствительность к нему.

Источник: http://meduniver.com