Специализированные витаминно-минеральные комплексы для лиц, находящихся в экстремальных условиях
Коденцова В.М., Жилинская Н.В., Салагай О.О., Тутельян В.А.
Резюме
Мониторинг состояния фактического питания различных групп населения Российской Федерации свидетельствует о наличии выраженных дефицитов эссенциальных микронутриентов, прежде всего витаминов и биологически активных веществ. Дефицит микронутриентов является фактором риска развития ряда состояний (тревожность, депрессия и др.) и неинфекционных заболеваний (сердечно-сосудистые, нарушения когнитивных и нервно-мышечных функций), снижает эффективность лечения травм и ран, а также ведет к негативному действию на систему антиоксидантной защиты организма и к более выраженному ответу на стрессорное воздействие. Для предотвращения долгосрочных последствий в первую очередь обычно оказывают психологическую помощь, не всегда уделяя должное внимание полноценному питанию.
Цель - обоснование и разработка витаминно-минеральных комплексов (ВМК) специального назначения для восстановления нарушенных функций у различных групп населения в условиях экстремальных ситуаций, в том числе находящихся в зонах специальной военной операции.
Материал и методы. Поиск литературы по проблеме за последние годы осуществляли по базам данных РИНЦ, Google Scholar, ResearchGate, PubMed по ключевым словам: "витамины группы В", "витаминно-минеральные комплексы", "военнослужащие", "настроение", "эффективность", "B vitamins", "depression", "refugees", "military personnel", "mood", "multivitamin", "conflict", "efficiency".
Результаты. В экстремальных условиях при состояниях высокого физиологического напряжения (повышении физической и нервно-психической нагрузки) потребность в микронутриентах возрастает. Обнаруживается обратная ассоциация между обеспеченностью микронутриентами и развитием симптомов депрессии, нарушением сна. Анализ данных по применению ВМК разного композиционного состава в питании населения и сотрудников силовых структур показал эффективность их приема для всех лиц, находящихся в зоне военных конфликтов. При этом ВМК должен содержать полный набор витаминов в дозах, составляющих для витаминов группы В 200-300% от рекомендуемой нормы потребления (РНП), для витамина D и остальных витаминов - в дозе 100%, магния, цинка, йода, железа - в дозах до 50% от РНП. Прием ВМК такого состава в течение 1-6 мес обеспечивает повышение концентрации витаминов и антиоксидантной активности сыворотки крови, приводит к улучшению показателей функциональной адаптации и военно-профессиональной работоспособности, повышает показатели самооценки здоровья, уменьшает симптомы стресса и тревожности, способствует повышению настроения.
Заключение. Доказана целесообразность включения ВМК специального назначения в питание как военнослужащих, так и всего населения в зоне специальной военной операции. Обогащение рациона микронутриентами является надежной немедикаментозной профилактикой нарушений здоровья, обусловленных воздействием стресса в экстремальной ситуации.
Стресс, травмы и психические расстройства, вызванные нарушением привычного образа жизни, в период военных конфликтов часто приводят к развитию ряда нейропсихиатрических нарушений. К ним относятся нарушение сна (нарушения циркадных ритмов), повышенная тревожность, депрессия, посттравматическое стрессовое расстройство [1]. Артериальную гипертонию военного времени, развивающуюся у военнослужащих и гражданских лиц во время боевых действий, даже выделяют в отдельную группу [2]. Воздействие шума высокой интенсивности приводит к нарушению микроциркуляции во внутреннем ухе и развитию гипоксии, изменению биоэнергетических процессов в клетке, накоплению активных форм кислорода и азота, что повышает риск развития акутравматического повреждения органа слуха [3]. Кроме того, среди эвакуированного населения имеются травмированные, раненые, лица в послеоперационном периоде. Причиной анемии, помимо недостаточного потребления железа с пищей, может быть высокая кровопотеря у раненых.
У военнослужащих - участников спецопераций (n=73) в районах со сложной оперативной обстановкой - возникает иммунная дисфункция, выражающаяся в снижении синтеза и дифференцировки Т-лимфоцитов, значительном уменьшении числа В-лимфоцитов при их сохраненной антителопродуцирующей способности [4].
Для предотвращения долгосрочных последствий перечисленных симптомов и состояний населению в первую очередь оказывают психологическую помощь, не всегда уделяя должное внимание питанию. 20-дневная медико-психологическая реабилитация военнослужащих - участников спецопераций в условиях санатория приводила к нормализации показателей иммунного статуса, за исключением функциональной активности клеток натуральных киллеров и моноцитов [4].
На рисунке схематически представлены последствия, возникающие в экстремальных условиях, на которые усугубляющее действие оказывает дефицит микронутриентов.
Дефицит многих микронутриентов сам по себе является фактором риска развития ряда состояний (тревожность, депрессия и др.) и неинфекционных заболеваний (сердечно-сосудистые, нарушения когнитивных и нервно-мышечных функций), а также он снижает эффективность лечения травм и ран [5]. Известно, что дефицит отдельных микронутриентов, а тем более множественная микронутриентная недостаточность (витамины А, D, Е, С, группы В, цинк, железо, селен, магний, медь, фосфор) приводит к ослаблению иммунного ответа [6].
Для устранения недостатка микронутриентов используют витаминно-минеральные комплексы (ВМК) или содержащие микронутриенты специализированные пищевые продукты. В связи с этим целью настоящего исследования было выявить роль недостаточности микронутриентов в нарушениях функций организма у населения, находящегося в зонах специальной военной операции, а также оценить возможности применения ВМК для восстановления нарушенных функций.
Микронутриентная обеспеченность разных групп населения
Множественная микронутриентная недостаточность характерна для всех групп населения России. У военнослужащих выявляются такие же состояния, характеризующиеся сочетанным недостатком витаминов вне зависимости от сезона года. Недостаточность микронутриентов у военнослужащих развивается при несоответствии потребления пищи энергетическим тратам организма при длительных маршах в неблагоприятных климатических и метеорологических условиях (жара, холод, сырость) [7, 8]. Потребление большого количества пищи за 1 раз, еда всухомятку, поспешная еда также приводят к нарушению усвоения витаминов.
Так, среди сотрудников правоохранительных органов, жителей Республики Коми, часть из которых была командирована в зону боевых действий, частота обнаружения гиповитаминозов А и Е составила около 50%, недостаток витаминов В1 и В2 имели около 35%, витамина С - 24% [9]. Дефицит витамина D был выявлен у 75% обследованных военнослужащих (n=40), проходящих службу в условиях Северо-Запада России, и у 95% лиц, проживающих более 5 лет в Североморске (n=61) [10]. При обследовании 92 военнослужащих в возрасте от 20 до 50 лет, проходящих службу в Арктическом регионе, находящихся на лечении в кардиологическом отделении Военно-морского клинического госпиталя Северного флота, не обнаружено ни одного человека с достаточным уровнем обеспеченности витамином D, вне зависимости от наличия или отсутствия гипертонической болезни, ишемической болезни или других сердечно-сосудистых заболеваний [11].
Дефицит (по уровню в крови) витамина D и фолатов обнаруживался примерно у половины обследованных, витамина В2 - у 40%, В12 - у 30%, А и Е - почти у 90% среди 156 обследованных военнослужащих по призыву соматически здоровых мужчин в возрасте от 18 до 25 лет. При этом частота обнаружения дефицита витамина В1 увеличивалась с 28% в осенний период до 67% в весенний период, доля лиц с дефицитом витамина С - с 51 до 78% [12]. Военнослужащие более восприимчивы к дефициту витаминов вследствие их частого пребывания в суровых условиях и высокого уровня физической активности.
Опыт стран, принимающих беженцев, показывает, что вынужденные переселенцы могут иметь сочетанную белково-энергетическую и микронутриентную недостаточность [13]. Это обусловлено недостаточным и неправильным питанием, снижением объема потребляемой пищи, сопровождающимся пропорциональным уменьшением поступления витаминов, минеральных и биологически активных веществ. В результате достаточно быстро в течение 2-6 нед происходит "вымывание" из организма витаминов, т.е. развитие или усугубление исходно существующей микронутриентной недостаточности [12, 14]. Пребывание мирного населения в течение длительного времени в подвалах в отсутствие солнечной инсоляции нарушает эндогенный синтез витамина D.
Недостаток микронутриентов в пище - фактор, влияющий на состояние организма в экстремальных условиях
Оптимальное количество каждого витамина группы В необходимо для нормального гликолиза и функционирования дыхательной цепи, так как дефицит любого из них ограничивает скорость продукции энергии [15]. Магний играет исключительную роль в синтезе и утилизации аденозинтрифосфата, биологически функциональная форма которого представляет собой комплекс с магнием. Среди 40 белков, входящих в дыхательную цепь митохондрий, 6 белков содержат гемовое железо, а 6 являются железо-серными. Недостаток в питании магния приводит к нарушению сна, гиперэмоциональности, связан с повышенной выработкой свободных радикалов кислорода, повышенными уровнями маркеров воспаления и провоспалительных молекул [интерлейкин (ИЛ) 6, фактор некроза опухоли α и др.] [16], снижает образование активной формы витамина D [17].
В ходе обследования новобранцев Королевской морской пехоты Великобритании в ходе 32-недельной учебной программы доказана роль недостаточной обеспеченности витамином D (сниженный уровень 25-гидроксивитамина D в сыворотке крови) в возникновении стрессовых переломов и, следовательно, профилактического приема витамина D в качестве стратегии снижения риска травматизма [18]. Дефицит магния является фактором риска депрессивных состояний [16, 19].
Более низкие уровни в сыворотке крови витаминов С, D и каротиноидов ассоциировались с нарушениями продолжительности сна (5-6 ч в сутки и менее 4 ч в сутки) [20]. При анализе результатов обследования немецкой популяции в рамках LIFE-Adult-Study, включавшей 10 000 участников в возрасте от 18 до 80 лет, были обнаружены отрицательные корреляции между уровнем витамина D в сыворотке крови, симптоматикой депрессии (по шкале самооценки) и 3 маркерами воспаления (C-реактивный белок, ИЛ-6, лейкоциты), которые также положительно ассоциировались с симптомами депрессии [21].
В исследовании взаимосвязи между потреблением витаминов у 1634 пожилых японцев (65 лет и старше) и симптомами депрессии (по результатам опросника) было выяснено, что потребление витаминов и каротиноидов (α-токоферола, K, С, группы B и криптоксантина), за исключением витаминов А (ретинол, β-каротин) и D, было ниже среди пациентов с депрессией, доля которых составила 26,7%, чем у лиц без депрессии [22]. При этом ассоциативные связи между дефицитом витаминов в питании и депрессивными симптомами наблюдались у женщин и пожилых участников с избыточной массой тела [22]. Недавний зонтичный обзор метаанализов выявил обратную связь между содержанием цинка в рационе и заболеваемостью депрессией [23]. У большинства пациентов молодого возраста с депрессиями и дефицитом витамина D чаще проявляется риск суицидального поведения [24]. Эмоционально-психические расстройства чаще встречались у медицинских сестер с более низким потреблением витаминов В6 и В12 [25].
Потребление фолатов на уровне ниже физиологической потребности (<200 мкг/сут) коррелирует с повышенным риском потери слуха по сравнению с лицами, потребляющими 200-399 мкг/сут этого витамина [26].
Увеличение потребности в витаминах в экстремальных условиях при состояниях высокого физиологического напряжения (повышении физической и нервно-психической нагрузки), при ранениях, ожогах, травмах, стрессах приводит к развитию недостатка микронутриентов [7, 27]. Развитие стресса вне зависимости от его причины (холодовой, повышенная физическая нагрузка, эмоциональной) приводит к ухудшению обеспеченности витаминами-антиоксидантами (витамины Е, А, С), а недостаток витаминов вызывает более выраженное негативное действие на систему антиоксидантной защиты организма [28].
Эффективность применения отдельных микронутриентов и витаминно-минеральных комплексов в экстремальных условиях
Большинство исследований посвящено оценке эффективности какого-либо 1 или 2 микронутриентов. Эффективность лечения депрессии селективными ингибиторами серотонина повышалась на фоне дополнительного потреблении 25 мг/сут сульфата цинка [29]. Ежедневный прием пациентами с ожирением или избыточной массой тела по 30 мг цинка в форме глюконата или 2000 МЕ витамина D либо их сочетания в течение 12 нед оказал значительное положительное влияние на симптомы депрессии [30]. Метаанализ рандомизированных клинических исследований показал, что прием цинка в течение 8-12 нед значительно снижал симптомы депрессии у пациентов [31]. Показано, что витамины А и фолиевая кислота, магний и йод способствуют улучшению слуха в популяции, подверженной риску нарушений слуха, а также замедляют прогрессирование таких нарушений [32]. Недавний систематический обзор показал, что дополнительный прием витамина В12 и фолиевой кислоты может оказать протекторное действие от профессиональной потери слуха [33]. Прием в течение 12 нед по 2000 МЕ/сут витамина D привел к повышению концентрации в сыворотке крови 25-гидроксивитамина D у военнослужащих мужчин, при совместном приеме по 800 МЕ витамина D и 2000 мг кальция произошло снижение частоты стрессовых переломов на 20% у женщин-новобранцев военно-морского флота США [34].
Гораздо реже встречаются исследования, посвященные эффективности применения ВМК, особенно содержащих физиологические дозы витаминов и минеральных веществ (табл. 1).
Анализ результатов большого национального опроса по всей территории США показал, что, согласно самооценке здоровья, у взрослых, принимающих ВМК (n=4933), общее состояние здоровья было на 30% лучше, чем у взрослых, не применяющих ВМК (n=16 670), несмотря на отсутствие видимых различий в клинически измеримых показателях здоровья [36].
По результатам метаанализа 12 плацебо-контролируемых исследований с участием здоровых взрослых прием в течение от 4 нед (4-24 нед) мультивитаминных комплексов, содержащих не менее 3 витаминов группы В, в основном в дозе 200-1000% от РНП, сопровождался улучшением настроения, особенно выраженным в группах населения с исходно неадекватным пищевым статусом и плохим настроением [37].
Согласно метаанализу 8 рандомизированых плацебо-контролируемых исследований с участием здоровых взрослых прием в течение 28-90 дней ВМК, содержащих либо полный набор витаминов и комбинацию витаминов группы В в высоких дозах (примерно 10-кратное превышение РНП) и 3 или менее минеральных веществ (кальций, магний, цинк), либо содержащих витамины группы В в умеренно повышенных дозах (300% от РНП), но с более широким набором минеральных веществ (до 13), благоприятно влиял на настроение и устранение легких психических симптомов [40]. При этом эффект был более выраженным у ВМК с более высоким содержанием витаминов группы В. Был сделан вывод о том, что ВМК способствуют улучшению симптоматики депрессии и могут использоваться в качестве дополнения к терапии антидепрессантами.
Ежедневный прием комплекса из 8 витаминов группы В в течение 6 нед в дозе, примерно в 2,5 раза превышающей РНП, сопровождался повышением уровня витаминов в сыворотке крови, снижением уровня гомоцистеина, повышением активности пероксидазы и антиоксидантной способности сыворотки крови [14].
Прием ВМК в течение 8 нед здоровыми студентами 18-22 лет (двойное слепое плацебо-контролируемое исследование) приводил к снижению уровня кортизола в слюне, а также показателей депрессии и стресса [44]. Доказано, что прием в течение 8-16 нед ВМК, содержащих не менее 10 микронутриентов, защищает население от проблем психического здоровья (тревога, стресс, депрессия и когнитивные расстройства или жалобы на память) [37].
В рандомизированном двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании было показано, что включение в рацион женщин (n=15) в течение 10 нед по 1 капсуле, содержащей 7 мг цинка и 8 витаминов (A, D, B1, B2, B6, B12, ниацин и фолиевая кислота) в дозе, составляющей 50% от РНП, сопровождалось увеличением концентрации в сыворотке крови цинка и снижением враждебности и уныния по сравнению с показателями женщин (n=15), принимавших только витамины в такой же дозе [39].
Значительно меньше исследований, посвященных изучению применения ВМК у военнослужащих. Обследование витаминного статуса одних и тех же сотрудников правоохранительных органов до (ноябрь) и после (март) командировки в зону боевых действий, в период которой они ежедневно принимали ВМК, содержащий примерно 1 суточную норму потребления витаминов А, Е и витаминов группы В (В1, В2, В6), показало, что произошло значительное снижение количества обследованных с недостатком витаминов А, Е, С, но увеличение доли лиц с дефицитом витамина В1 [9].
Проведенные в США исследования взаимосвязи приема ВМК и настроения военнослужащих (n=5536) показали, что лица, потреблявшие ВМК, чаще по сравнению с теми, кто не принимал ВМК, отзывались о своем общем состоянии здоровья, уровне физической подготовки и настроении как об отличном или хорошем (р<0,05) [41].
Обследование китайских артиллеристов (n=240) после 4-недельных полевых учений показало, что ухудшились показатели клеточного иммунитета, изменился гормональный статус, усилилось напряжение. Прием в течение 1 нед ВМК, содержащего примерно 30-50% от РНП витаминов D, В1, В2, В6, фолиевой кислоты, Е, 150% витамина С, а также 25-30% кальция, железа, цинка и селена, способствовал восстановлению показателей гормонального и иммунного статуса, сопровождался уменьшением сонливости, злости, усталости, беспокойства, напряжения по сравнению с участниками, получавшими плацебо [43].
Прием ВМК, содержащего 6 витаминов (A, С, B1, B2, B6, ниацин) в дозе, не превышающей РНП, на фоне котлового питания военнослужащими (n=64) внутренних войск МВД Донецкой народной республики в период выполнения служебно-боевых задач вне места постоянного расположения подразделения, через 6 мес привел к увеличению доли лиц, имеющих хороший уровень адаптации кардиореспираторного комплекса (до 90,6 против 0% до коррекции витаминной обеспеченности) [42]. Через 8 мес витаминной коррекции доля военнослужащих, отнесенных к группе с уровнем удовлетворительной адаптации, составила 46,8%, улучшились показатели физической подготовки (подтягивание на перекладине, бег на 100 м и 5 км), увеличились показатели выносливости [42].
Комплексное лечение беженцев в Косовском реабилитационном центре, наряду с еженедельными индивидуальными 60-минутными сеансами когнитивно-поведенческой терапии, индивидуальными дыхательными упражнениями и групповой физиотерапией, включало прием ВМК, содержащего 13 витаминов в дозе 25-67% от РНП и 9 минеральных веществ в дозе 16-100% от РНП [45].
Разработка ингредиентного состава специализированного витаминно-минерального комплекса
При разработке ВМК целевого назначения учитывали состояние организма (исходный витаминно-минеральный статус, глубину дефицита, роль недостатка отдельных витаминов в развитии стресса и/или патологического процесса), множественный характер микронутриентной недостаточности, зависимость эффективности коррекции от дозы и формы включенных в ВМК витаминов и минеральных веществ [46].
Микронутриенты присутствуют в пище в небольших количествах, действуют согласованно, взаимодействуя друг с другом и другими пищевыми веществами. Взаимодействие витаминов заключается прежде всего в том, что каждый витамин в организме должен превратиться в свою активную (чаще всего коферментную) форму под действием ферментов, активность которых зависит от обеспеченности другими витаминами [47].
Для проявления влияния на биохимические и физиологические процессы в организме требуется время ожидания (в зависимости от микронутриента от короткого до длительного) [48]. Прием более высоких доз витаминов позволяет достичь оптимизации микронутриентного статуса организма за более короткий срок, а наличие в составе ВМК всех витаминов даст возможность быстрее восстановить до адекватного уровня обеспеченность организма витаминами из состояния множественной микронутриентной недостаточности [27]. Именно для этих целей применимы ВМК с высоким содержанием витаминов, составляющим до 300% от физиологической потребности (для витаминов С и Е до 1000%), но не превышающим верхний допустимый уровень потребления в составе специализированной пищевой продукции. Увеличенная потребность вн группы В у военнослужащих вследствие повышенных энерготрат [49] также может быть удовлетворена за счет дополнительного приема ВМК с их высоким содержанием.
Анализ данных (см. табл. 1) свидетельствует о целесообразности включения в состав ВМК специального назначения для лиц, находящихся в условиях специальной военной операции по защите Донбасса, полного набора витаминов, причем витаминов группы В в дозах 200-300% от РНП, витамина D и остальных витаминов в дозе 100% от РНП, а также магния, цинка, йода, железа - в дозах до 50% от РНП (табл. 2).
Что касается витаминов-антиоксидантов, был сделан вывод о том, что использование витаминов А и Е в повышенных дозах, приближающихся к верхнему безопасному уровню потребления [50], населением, не имеющим дефицита этих микронутриентов, нецелесообразно [51]. При этом подчеркивается, что этот вывод не распространяется на высокое потребление фруктов и овощей - источника природных антиоксидантов, которое считается безопасным и полезным [52].
Заключение
При создании рецептуры специализированного пищевого продукта чрезвычайно важно не только обоснованно подобрать его композиционный состав, но и выбрать эффективные дозы биологически активных ингредиентов, обеспечивающие коррекцию недостаточного потребления микронутриентов.
Витамины являются взаимосвязанными, синергетическими микронутриентами, полный потенциал которых достигается, когда они находятся в правильном соотношении друг с другом. Для устранения недостатка микронутриентов необходим прием ВМК с полным набором витаминов и рядом минеральных веществ [53].
При множественной микронутриентной недостаточности дополнительный прием многокомпонентных ВМК с высокой вероятностью окажется полезным для поддержания адаптационного потенциала организма, неврологического и физического здоровья населения и участников боевых действий в ходе специальной военной операции по защите Донбасса. Заживление ран и травм также может быть ускорено за счет оптимизации микронутриентного состава рациона [54].
Обосновано включение в состав ВМК специального назначения для лиц, находящихся в условиях специальной военной операции, полного набора витаминов, причем витаминов группы В в дозах 200-300% от РНП, остальных витаминов - в дозе 100% от РНП, а также магния, цинка, йода, железа - в дозах до 50% от РНП.
В условиях стрессовых ситуаций для поддержания микронутриентного статуса и адаптационного потенциала организма целесообразно применять многокомпонентные ВМК как в качестве самостоятельного продукта, так и путем включения их в состав специализированной пищевой продукции специального назначения, что будет способствовать функциональной активности органов и клеток иммунной системы. Поддержание оптимальной обеспеченности организма микронутриентами обеспечит физическую и умственную работоспособность, стрессоустойчивость, особенно если причиной их снижения был недостаток того или иного микронутриента в рационе.
