Чому здоров’я кісток є ключовим для здорового старіння

Один із ключових чинників здорового старіння та довголіття — здорові кістки. З віком зростає ризик втрати кісткової маси. Коли рівень втрати кісткової маси перевищує певний поріг, такі кістки називають остеопорозними, а про людину кажуть, що вона страждає на остеопороз. Кістки, уражені остеопорозом, стають такими крихкими, що переломи нерідко трапляються від звичайної побутової діяльності чи незначних травм. Серед таких переломів бувають і переломи стегна, що можуть поставити під загрозу життя.

За оцінюванням експертів, поширеність остеопорозу серед дорослих людей світу становить 18,3 %. Майже кожна п’ята людина схильна до переломів через крихкість кісток. У 1990 році у світі сталося приблизно 1,66 мільйона переломів стегна. Очікується, що до 2050 року цей показник зросте до 6,26 мільйонів переломів стегна на рік. Приблизно 90 % цих переломів припадає на людей віком понад 50 років, причому переважна кількість травм спричинені падіннями з висоти власного зросту. Більше того, жінки ризикують набагато сильніше: ризик переломів для них є приблизно вдвічі вищим, ніж для чоловіків.

Будь-яка стратегія з боротьби зі старінням має торкатися й здоров’я кісток. На щастя, численні методики продемонстрували потенційну здатність сприяти здоров’ю кісток — від мінералів, таких як кальціймагнійкалій та цинк, до вітамінів D3 та K2. Крім дієтичних добавок, не варто забувати також про фізичні вправи з обтяженням, бо вони здатні підвищити мінеральну щільність кісткової тканини.

Кальцій та вітамін D

Коли люди замислюються над здоров’ям кісток, вони нерідко згадують про кальцій — і на те є вагомі причини. Кальцій та фосфор — це основні мінерали, з яких складається приблизно 80–90 % твердої мінералізованої частки кісткової тканини. Безумовно, найпоширенішою рекомендацією щодо збереження кісток здоровими є вживання належної кількості кальцію.

Досить поширеними в контексті здоров’я кісток також є рекомендації щодо вітаміну D. Вітамін D може демонструвати синергію з кальцієм, бо він спроможний стимулювати всмоктування кальцію з травного тракту, забезпечуючи організм цим мінералом.

Незважаючи на те, що нещодавно виникли дещо суперечливі точки зору на дієвість кальцію та вітаміну D в запобіганні остеопорозу та переломам, останні метааналізи однаково стверджують, що вживання кальцію та вітаміну D може зменшити ризик переломів стегна в літніх людей. Вживання дієтичних добавок усе ж є виправданим для підтримання стану здоров’я кісток на належному рівні, з деякими зауваженнями щодо кальцію.

Хоча кальцій і продемонстрував здатність захищати здоров’я кісток, деякі дослідження виявили кореляцію між вживанням дієтичних добавок із кальцієм та серцевими захворюваннями. Цікаво, що хоча кальцій із їжі не демонструє помітного ефекту, дієтичні добавки з кальцієм можуть збільшити ризик розвитку серцевих захворювань та серцевих нападів. Однак схоже, що ці ризики можна зменшити, якщо доповнити кальцій вітаміном D. Він може допомогти особам, які вживають дієтичні добавки з кальцієм, запобігти потенційному збільшенню ризику розвитку серцевих захворювань, який спостерігається в разі вживання одного лише кальцію.

Магній

Хоча кальцію приділяють найбільше уваги, коли мова йде про здоров’я кісток, не варто також забувати й про магній. Магній є критично важливим для безлічі функцій організму, серед яких і активування вітаміну D. Вже у 2009 році було достатньо свідчень цього, щоб Європейська спілка з питань безпеки харчових продуктів заявила про наявність причинно-наслідкового зв’язку між вживанням магнію та підтриманням здоров’я кісток на належному рівні.

У низького рівню магнію в крові було встановлено кореляцію з остеопорозом: у 30–40 % осіб, які страждали на остеопороз, аналізи виявили низькі показники магнію. Втрата кісткової маси більш характерна для осіб із низьким рівнем надходження магнію з їжі; ризик переломів у них також зазвичай вище. Крім того, низький рівень споживання магнію є поширеним явищем. Викликає занепокоєння той факт, що низький рівень споживання магнію також корелює з діабетом, серцевими захворюваннями, інсультом та іншими хронічними хворобами, а не лише з поганим станом здоров’я кісток.

Що ж до вживання дієтичних добавок із магнієм та здоров’я кісток, дослідження продемонстрували значні позитивні зрушення. Магній зазвичай здатний сприяти збереженню мінеральної щільності кісток, зменшувати ризик переломів та захищати від інших потенційних проблем зі здоров’ям.

Калій

Ще один мінерал, про який зазвичай забувають, це калій. Калій надзвичайно важливий для здоров’я людини. У той час як кальцій є п’ятим за поширеністю в організмі людини хімічним елементом, калій займає сьоме місце. Міститься він здебільшого всередині клітин у вигляді позитивно заряджених іонів, які забезпечують електричний градієнт для численних клітинних функцій, таких як передавання сигналів нервовими клітинами та робота клітин мозку.

Належний рівень вживання калію корелює зі зниженням артеріального тиску, що здатне знизити ризик розвитку серцевих захворювань та інсульту. Також є свідчення позитивного впливу калію на стан здоров’я кісток. Дещо суперечливі дані все ж свідчать про те, що лужні форми калію спроможні захистити здоров’я кісток, зменшуючи втрати кальцію. Ці форми калію можуть використовуватися для буферування кислот замість кальцію, у такий спосіб підтримуючи його рівень. Цей ефект було підтверджено метааналізом, який продемонстрував здатність дієтичних добавок із калієм знижувати рівень кислотності та зменшувати втрати кальцію.

Дослідження, у межах яких безпосередньо розглядалося вживання калію як дієтичної добавки особами зі втратою кісткової тканини, також виявили в нього деякі корисні властивості. Правильне вживання дієтичних добавок із калієм продемонструвало здатність сприяти блокуванню подальшої втрати кісткової маси.

Цинк

Ще один дещо забутий мінерал, який все ж є важливим для здоров’я кісток — це цинк. Як мінерал, цинк бере участь у регулюванні росту та розвитку кісток. Низка сполук цинку відіграють певну роль у пригніченні чи стимулюванні активності генів, які, за наявними даними, здатні підтримувати здоров’я кісток. В умовах значного дефіциту цинку на стадії розвитку людини часто спостерігається карликовість, яка може швидко зникнути з початком вживання дієтичних добавок із цинком.

Цікаво, що в жінок, які страждають на остеопороз, спостерігається нижчий рівень цинку в кістках порівняно з особами з нормальною щільністю кісткової тканини. У межах клітинних досліджень цинк продемонстрував здатність стимулювати остеобласти — клітини, які відповідають за формування кісткової тканини. Наявні дані також свідчать про те, що цинк може пригнічувати остеокласти — клітини кістки, які її руйнують, і часто є надмірно активними при остеопорозі.

Вітамін K

Вітамін K спершу було помічено як чинник, надзвичайно важливий для нормального згортання крові. Свою назву він здобув завдяки тому, що в німецькій мові слово «згортання» починається з цієї літери. Інші властивості вітаміну K було виявлено вже зовсім недавно. Одна з окремих функцій вітаміну K полягає в тому, що він спроможний допомагати спрямовувати кальцій до кісток, впливаючи на процес мінералізування кісткової тканини.

Як і цинк, вітамін K здатний стимулювати формування кістки остеобластами, водночас уповільнюючи її руйнування остеокластами. Цікаво, що мінімальна кількість вітаміну K, необхідна для згортання крові, є значно нижчою за ту, яка потрібна для здоров’я кісток.

Низькі показники аналізів на вітамін K корелюють зі збільшеним ризиком переломів. Підвищений же рівень споживання цього вітаміну з їжею, в свою чергу, корелює зі зменшеним ризиком переломів кісток.

Як поживна речовина, вітамін K буває в кількох різних формах. Найбільша кількість наявних даних свідчить про корисність для кісток вітаміну K2. Останній метааналіз клінічних випробувань, у яких брали участь жінки в постменопаузі, виявив у вітаміну K2 здатність поліпшувати мінеральну щільність кісткової тканини та знижувати ризик переломів кісток. Дослідники дійшли висновку, що вітамін K2 може зміцнювати кістки.

Кремній

Хоча кремній часто й ігнорують як поживну речовину, він є надзвичайно важливим мінералом — як загалом, так і для стану здоров’я кісток. Вже дослідження на тваринах, проведені в 1970-х та 1980-х роках, виявили важливі ефекти. У кістках курчат, які страждали на дефіцит кремнію, було менше колагену, а в аномальних ділянках кісток також спостерігалося менше кальцифікування.

В організмі кремній формує сполучну тканину, а найбільшу його кількість містять кістки, шкіра, волосся, артерії та нігті. Кремній продемонстрував здатність стимулювати утворення сполучної тканини та формування кісток остеобластами. Він також може сприяти мінералізуванню кальцію в кістках. Дослідження, у межах яких тваринам надавалися добавки з кремнієм, показали зміцнення кісток. Дослідження на пацюках, у яких нормальна дієта порівнювалася з кремнійдефіцитною, продемонстрували на 30 % швидше формування кісток за наявності кремнію.

Дослідження на людях виявили, що споживання понад 40 мг кремнію з їжею корелює з кращою щільністю стегнової кістки, ніж споживання його в кількості, меншій за 14 мг на добу. У клінічних дослідженнях, які підтвердили корисність кремнію при остеопорозі, здебільшого використовувалися ін’єкційні форми кремнію, що продемонстрували здатність поліпшувати щільність кісткової тканини. Дослідження перорального вживання цього мінералу мали дещо суперечливі результати. Однак у цих дослідженнях часто використовувалися невеликі дози кремнію, набагато нижчі за 40 мг на добу. Це, ймовірно, не забезпечувало достатньої кількості кремнію для виявлення клінічного ефекту.

З наявних форм кремнію високим рівнем сполуки під назвою ортокремнієва кислота відрізняється таке рослинне джерело, як хвощ. Дослідження, у якому брали участь жінки в постменопаузі, виявило, що за рік вживання екстракту хвощу з кальцієм поліпшило масу кісток хребців приблизно на 2,3 %.

Підсумок

Здоров’я кісток із віком стає надзвичайно важливим для підтримання загального стану нашого здоров'я в нормі. Правильні противікові засоби для кісток можуть допомогти втримати мінеральну щільність кісток на належному рівні. За наявними даними, мінерали, як-от кальціймагнійкалійцинк та кремній, відіграють важливі ролі щодо стану здоров’я кісток та метаболізму. Вітаміни D та K також є надзвичайно важливими для стійкого здоров’я кісток. Тож видається ймовірним, що за належного підтримання поживними речовинами, особливо в поєднанні з фізичними вправами з обтяженням, можна зменшити віковий ризик переломів кісток, які є однією з причин передчасної смерті.

Джерела:

  1. Carlisle EM. Silicon: a requirement in bone formation independent of vitamin D1. Calcif Tissue Int. 1981;33(1):27-34. doi:10.1007/BF02409409
  2. Clynes MA, Harvey NC, Curtis EM, Fuggle NR, Dennison EM, Cooper C. The epidemiology of osteoporosis. Br Med Bull. 2020;133(1):105-117. doi:10.1093/bmb/ldaa005
  3. Dhanwal DK, Dennison EM, Harvey NC, Cooper C. Epidemiology of hip fracture: worldwide geographic variation. Indian J Orthop. 2011;45(1):15-22. doi:10.4103/0019-5413.73656
  4. Eleni A, Panagiotis P. A systematic review and meta-analysis of vitamin D and calcium in preventing osteoporotic fractures. Clin Rheumatol. 2020;39(12):3571-3579. doi:10.1007/s10067-020-05122-3
  5. Erem S, Atfi A, Razzaque MS. Anabolic effects of vitamin D and magnesium in aging bone. J Steroid Biochem Mol Biol. 2019;193:105400. doi:10.1016/j.jsbmb.2019.105400
  6. Fusaro M, Cianciolo G, Brandi ML, et al. Vitamin K and osteoporosis. Nutrients. 2020;12(12):3625. Published 2020 Nov 25. doi:10.3390/nu12123625
  7. Granchi D, Caudarella R, Ripamonti C, et al. Potassium citrate supplementation decreases the biochemical markers of bone loss in a group of osteopenic women:  the results of a randomized, double-blind, placebo-controlled pilot study. Nutrients. 2018;10(9):1293. Published 2018 Sep 12. doi:10.3390/nu10091293
  8. Gregory NS, Kumar R, Stein EM, et al. Potassium citrate decreases bone resorption in postmenopausal women with osteopenia: a randomized, double-blind clinical trial. Endocr Pract. 2015;21(12):1380-1386. doi:10.4158/EP15738.OR
  9. Laird E, Ward M, McSorley E, Strain JJ, Wallace J. Vitamin D and bone health: potential mechanisms. Nutrients. 2010;2(7):693-724. doi:10.3390/nu2070693
  10. Lambert H, Frassetto L, Moore JB, et al. The effect of supplementation with alkaline potassium salts on bone metabolism: a meta-analysis. Osteoporos Int. 2015;26(4):1311-1318. doi:10.1007/s00198-014-3006-9
  11. Lewis JR, Radavelli-Bagatini S, Rejnmark L, et al. The effects of calcium supplementation on verified coronary heart disease hospitalization and death in postmenopausal women: a collaborative meta-analysis of randomized controlled trials. J Bone Miner Res. 2015;30(1):165-175. doi:10.1002/jbmr.2311
  12. Manoj P, Derwin R, George S. What is the impact of daily oral supplementation of vitamin D3 (cholecalciferol) plus calcium on the incidence of hip fracture in older people? A systematic review and meta-analysis [published online 2022 Jul 17]. Int J Older People Nurs. 2022;e12492. doi:10.1111/opn.12492
  13. March L, Chen W, Simpson JM, et al. Premature mortality due to fractures in a population-based prospective cohort study of 238,673 older women and men. Presented at: 2015 ACR/ARHP Annual Meeting. November 6-11, 2015; San Francisco, California. Abstract 3173.
  14. Price CT, Koval KJ, Langford JR. Silicon: a review of its potential role in the prevention and treatment of postmenopausal osteoporosis. Int J Endocrinol. 2013;2013:316783. doi:10.1155/2013/316783
  15. Rondanelli M, Faliva MA, Tartara A, et al. An update on magnesium and bone health. Biometals. 2021;34(4):715-736. doi:10.1007/s10534-021-00305-0
  16. Roohani N, Hurrell R, Kelishadi R, Schulin R. Zinc and its importance for human health: an integrative review. J Res Med Sci. 2013;18(2):144-157.
  17. Salari N, Ghasemi H, Mohammadi L, et al. The global prevalence of osteoporosis in the world: a comprehensive systematic review and meta-analysis. J Orthop Surg Res. 2021;16(1):609. Published 2021 Oct 17. doi:10.1186/s13018-021-02772-0
  18. Shanb AA, Youssef EF. The impact of adding weight-bearing exercise versus nonweight bearing programs to the medical treatment of elderly patients with osteoporosis. J Family Community Med. 2014;21(3):176-181. doi:10.4103/2230-8229.142972
  19. Weaver CM. Potassium and health. Adv Nutr. 2013;4(3):368S-77S [published 2013 May 1]. doi:10.3945/an.112.003533
  20. Yamaguchi M. Nutritional zinc plays a pivotal role in bone health and osteoporosis prevention. Edoruim J Nutri Diet. 2015;1:1-8.
  21. Yamaguchi M. Role of nutritional zinc in the prevention of osteoporosis. Mol Cell Biochem. 2010;338(1-2):241-254. doi:10.1007/s11010-009-0358-0
  22. Yang C, Shi X, Xia H, et al. The Evidence and controversy between dietary calcium intake and calcium supplementation and the risk of cardiovascular disease: a systematic review and meta-analysis of cohort studies and randomized controlled trials. J Am Coll Nutr. 2020;39(4):352-370. doi:10.1080/07315724.2019.1649219