CHANGING THE AMINO ACID IN THE URINE OF CHILDREN OF CHILDREN AND ADOLESCENTS UNDER THE INFLUENCE OF MILK «FORMULA ROSTA STANDART»

Full Text

Введение Любое молоко, особенно обогащённое питательными веществами, в частности «Формула Роста Стандарт», наряду с двадцатью основными аминокислотами (АК),содержит также витамины и микроэлементы. Молоко обеспечивает организм всеми питательными веществами, необходимыми для организма, и выполняет антиоксидантную защиту ребёнка. Витамины, как известно, обладают иммуномодулирующими свойствами, а дефицит витаминов сказывается, особенно в пубертатном возрасте, на ослаблении иммунитета, относится к независимым факторам риска при многих заболеваниях [1, 2]. Вместе с тем исследование аминокислотного состава биологических жидкостей, в частности мочи, может использоваться для оценки как физиологических, так и патологических состояний у детей. Аминокислотный анализ в клинико-лабораторной диагностике применяется для обнаружения нарушений обмена веществ в организме, поскольку даёт представление о количественном содержании свободных АК в суточной моче. Незаменимые АК поступают в организм только с продуктами питания. Они не синтезируются организмом, но крайне необходимы для нормальной жизнедеятельности ребёнка. Особенно важно контролировать питание у школьников в пубертатном периоде, когда идёт формирование систем организма. При недостатке белка в пище у ребёнка появляется слабость, он становится вялым, плохо прибавляет в весе и росте, уменьшается его сопротивляемость инфекциям, снижается трудоспособность, что отражается на успеваемости в школе [3]. Недостаток в организме АК, особенно незаменимых, снижает умственную работоспособность, замедляет рост, развитие и гормональное созревание организма. Правильно организованное питание у детей школьного возраста поддерживает постоянные концентрации АК в период между приёмами пищи и играет важную роль в обмене веществ в организме. Цель работы - исследовать содержание в суточной моче свободных АК; оценить содержание АК в моче после приёма молочного продукта «Формула Роста Стандарт» учащимися специализированной школы для коррекции массы тела и профилактики алиментарной недостаточности. Материал и методы В исследовании принимали участие 44 школьника 12-13 лет, находившихся на обучении в школе № 1998 «Лукоморье» г. Москвы. В числе обследуемых были дети со сниженной массой тела. Обследуемых разделили на три группы: 1-ю составили 20 школьников с нормальной массой тела, получавших молочный продукт «Формула Роста Стандарт»; 2-ю - 10 детей с нормальной массой тела, не получавших молочный продукт «Формула Роста Стандарт»; 3-ю - 14 детей с дефицитом массы тела, которые были обследованы в динамике: до и спустя 1 мес после начала приёма молочного продукта «Формула Роста Стандарт»; В 100 мл специализированного молочного продукта «Формула Роста Стандарт» содержится 4 г белка, 3,6 г жира, 12,9 г углеводов. Обогащён витаминами (А, группы В, С, РР, Е, Н, фолиевая кислота), витаминоподобными веществами (холин, карнитин и др.), макро- и микроэлементами (натрий, калий, кальций, фосфор, магний, железо, цинк, медь, марганец, молибден, селен, хром, йод, хлориды). Энергетическая ценность 100 ккал в 100 мл. Состав специализированного молочного продукта «Формула Роста Стандарт» и его особенности отражены в табл. 1. У наблюдавшихся детей исследовали суточную мочу для оценки содержания свободных аминокислот. Собирали мочу по общепринятым правилам. Порцию мочи подкисляли сульфосалициловой кислотой (SSA) и оставляли в холодильнике на 1 ч для стабилизации аминокислот в образце. После этого её центрифугировали 10 мин при 3000 g в центрифуге с охлаждением фирмы Beckman Coulter (США). Супернатант разводили специальным буферным раствором (Германия) в соотношении 1:1. Готовую пробу -1 мл - помещали в аминокислотный анализатор фирмы KNAUER (Германия). В автоматическом аминокислотном анализаторе после элюции пробы с буферными растворами происходит ионообменная реакция, далее АК взаимодействуют с нингидрином, при этом интенсивность окраски прямо пропорциональна количеству АК в данном образце, что регистрируется с помощью спектрометрического детектора фирмы KNAUER (Германия). Значения показателей АК в моче выражаются в ммоль/моль креатинина. Принцип метода основан на высокоэффективной жидкостной хроматографии. Результаты и обсуждение При сравнении результатов исследования, полученных в 1-й и 2-й группах (табл. 2), установлено, что у подростков, получавших молочный продукт (1-я группа), экскреция с мочой ряда АК (аспарагиновая, глутаминовая , глутамин, аланин, валин, изолейцин, фенилаланин, гомоцистеин, аргинин), была относительно ниже таковой у детей, не получавших этот продукт. Можно полагать, что под влиянием микроэлементов и витаминов, входящих в состав молочного продукта, существенно улучшаются процессы усвоения указанных АК организмом. Данные ряда авторов подтверждают биодоступность витаминов из пищевых продуктов. В частности, есть сведения об использовании различных витаминных добавок, содержащих кальциферол. При этом указывается на роль транспортных соединений метаболитов с молочным белком казеином в повышении усвоения витаминов организмом [4-6]. Повышенная экскреция указанных АК у подростков, не получавших молочный продукт, может свидетельствовать о недостаточной их усвояемости организмом. У обследованных подростков была выявлена задержка роста, возможно, связанная также с дефицитом микроэлементов и витаминов. Известно, что валин является источником энергии для клеток мышц, он влияет на уровень серотонина в организме. Недостаток валина в организме ведёт к расстройству координации движений, гиперестезии [7, 8]. При малом содержании в организме изолейцина появляется сонливость, может снижаться уровень сахара в крови (гипогликемия). При дефиците изолейцина теряется мышечная масса, нарушаются функции почек и щитовидной железы. Глицин, наряду с участием во многих метаболических процессах, играет заметную роль при образовании соединительной ткани, и его дефицит может быть причиной нарушения структуры соединительной ткани. Известно, что он положительно влияет на деятельность нервной системы, при недостатке глицина появляется раздражительность, необоснованная тревога, повышенная возбудимость. Фенилаланин ускоряет выработку белка, способствует выводу продуктов метаболизма печенью и почками, контролирует скорость обмена веществ в организме и многие другие процессы. Эта АК является предшественником в образовании заменимой АК - тирозина и принимает, таким образом, участие в синтезе гормонов щитовидной железы, что также важно в подростковый период .. Как известно, тирозин является предшественником дофамина с дальнейшим превращением его в норадреналин, адреналин. Роль глутаминовой кислоты в организме детей - образование ферментов для восстановления работоспособности утомлённых мышц и обмен веществ в мозге. Глутаминовая кислота обладает способностью связывать и обезвреживать аммиак, который является сильным ядом для нервной ткани. Значительное повышение экскреции у подростков 1-й группы, получавших молочный продукт, таких АК, как лейцин (р < 0,01) и гистидин (p < 0,01), скорее всего связано с насыщением организма АК под влиянием дополнительного приёма молочного продукта «Формула Роста Стандарт». Во 2-й группе у школьников, не получавших молочный продукт, была снижена экскреция с мочой лейцина. Основное назначение лейцина - это строительство и рост мышечной ткани, образование белка в мышцах и печени, он препятствует разрушению белковых молекул и участвует в процессах получения энергии для организма. Недостаток лейцина может быть результатом плохого питания или нехватки витамина В6 в организме. Снижение экскреции незаменимых АК лейцина и лизина у не получавших молочный продукт школьников может свидетельствовать о дефиците указанных АК. Известно, что для нормальной работы печени и кишечника в организме ребёнка должно быть более высокое содержание аланина, глутамина и метионина по сравнению с другими АК. В деятельности почек серин, аланин, глутамин, пролин и глицин играют большую роль, чем другие АК. Для функционирования мозга наиболее важными являются незаменимые АК - триптофан, валин, фенилаланин и заменимые АК - тирозин, глицин. Достаточное количество поступающего в организм белка имеет существенное значение для преодоления детьми физических и психологических нагрузок, а также для обеспечения их стрессоустойчивости. В Российской Федерации, согласно методическим рекомендациям «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», для детей с рождения до 18 лет суточная профилактическая доза белка составляет от 2,9 г на 1 кг массы тела - 87 г/сут [9, 10]. Можно полагать, что под влиянием микроэлементов и витаминов, входящих в состав молочного продукта, существенно улучшаются процессы усвоения АК организмом. Кроме того, повышенное выделение АК с мочой может быть следствием нарушения синтеза белков в результате отсутствия (или недостатка) каких-либо АК, в то время как для оптимального синтеза белка необходимы все АК. В 3-ю группу включены 14 подростков с дефицитом массы тела. В этой группе проводили исследования экскреции АК с мочой до и спустя 1 мес после начала приёма молочного продукта «Формула Роста Стандарт». Установлено, что включение в рацион детей молочного продукта «Формула Роста Стандарт» приводило к определённым изменениям экскреции АК, особенно это касалось незаменимых АК (табл. 3). Через месяц после приёма продукта отмечено достоверное повышение усвояемости (снижение экскреции) незаменимых АК: метионина, лейцина, треонина, лизина и гистидина. Метионин, как известно, помогает интенсивно растущему организму извлекать энергию из жиров и вместе с треонином обеспечивает нормальную липотропную функцию печени. Треонин принимает также участие в синтезе АК серина и глицина, играет роль в образовании коллагена и эластина, поддерживает работу печени, сердца, нервной и иммунной систем. Лейцин, кроме того, препятствует снижению уровня серотонина, в результате чего организм меньше подвержен усталости. Метионин и лейцин необходимы для формирования костной ткани и интенсификации роста у детей и подростков. Таким образом, относительное снижение экскреции лейцина и метионина с мочой следует отнести к весьма благоприятным сдвигам этого показателя, что особенно важно у детей с дефицитом массы тела. Как было указано, выявлено снижение экскреции с мочой незаменимой АК гистидина. Это может свидетельствовать о лучшем усвоении организмом данной АК. Гистидин является исходным веществом при синтезе в организме таких важных веществ, как гистамин и пептиды мышц, в частности карнозин. Гистидин нормализует липидный состав крови, стимулирует секрецию желудочного сока. Особенно важна роль гистидина в синтезе гемоглобина, красных и белых кровяных телец, он является одним из важных регуляторов свертывания крови. Отмечено незначительное повышение экскреции с мочой аргинина после приёма продукта, аргинин должен постоянно поступать в организм ребёнка с пищей, он участвует в организации генетического материала в ядрах клеток и ускоряет синтез гормона роста и других гормонов. Он также даёт выраженный психотропный эффект.. Аргинин способствует улучшению настроения и повышению двигательной активности детей. Он участвует в цикле азотистого и белкового обмена, синтезе мочевины и, следовательно, выведении из организма сильного яда - аммиака. При недостатке аргинина в питании детей у них замедляется половое созревание, ухудшается память, снижается иммунитет. Дефицит аргинина может даже способствовать развитию сахарного диабета 2-го типа. По нашим данным, повысилась также экскреция незаменимой АК изолейцина, что можно рассматривать как положительный признак. Это может свидетельствовать о достаточном поступлении изолейцина в организм. Изолейцин препятствует сонливости и общей вялости. Организм детей и подростков в период гормонального созревания и сложной перестройки всех функций и систем особенно нуждается в обеспечении АК. С этим можно связать оптимальный уровень изолейцина, стабилизирующего уровень сахара в крови, что способствует, наряду с другими факторами, работоспособности мозга и, таким образом, имеет значение для оптимизации учебного процесса школьников [11, 12]. У детей отмечалась тенденция к повышению умственной деятельности, улучшению настроения, активному посещению школы и участию в дополнительных образовательных занятиях, проводимых в школе. В данной группе обследованных не отмечено изменений в экскреции с мочой таких незаменимых АК, как триптофан, фенилаланин, валин. У детей этой группы обнаружены изменения в экскреции и заменимых АК, через 1 мес после начала приёма молочного продукта «Формула Роста Стандарт» снизилась экскреция с мочой таких АК, как серин, глутаминовоя кислота, аланин, цистеин, тирозин, глицин, что может свидетельствовать об их лучшей усвояемости. Одновременно незначительно повысилась экскреция с мочой заменимой АК - аспарагиновой и незаменимой АК - валина. Это может указывать на достаточное поступление данных АК в организм школьников (табл. 4). Как видно из табл. 4, в результате приёма в течение месяца молочного продукта «Формула Роста Стандарт» снизилась экскреция с мочой заменимых АК - глицина и карнозина. Отмечено повышение экскреции с мочой аспарагиновой кислоты (до приёма молочного продукта определялись лишь следы этой АК в моче). Этот факт косвенно свидетельствует о ликвидации дефицита данной АК в организме. Известно, что аспарагиновая кислота является нейромедиатором, она необходима для нормальной работы головного мозга, особенно у детей в период обучения и усвоения учебного материала . Другой особенностью аспарагиновой кислоты является её способность повышать проницаемость клеточных мембран для ионов калия и магния. Аспарагиновая кислота как бы «протаскивает» калий и магний внутрь клетки. В результате повышается физическая выносливость и работоспособность организма. Особенно благоприятно аспарагиновая кислота воздействует на сердечную мышцу, что повышает выносливость организма в целом. Роль глутаминовой кислоты в организме связана с обменными процессами, а также с восстановлением работоспособности утомлённых мышц [13]. Глутамат - нейромедиаторная кислота, относящаяся к классу «возбуждающих аминокислот», она участвует в образовании ГАМК. В данной группе детей изменений в остальных исследованных АК не выявлено. Одновременно исследовали психофизиологическое состояние школьников с помощью теста САН. Тест САН включает в себя три показателя: самочувствие, активность и настроение. Тест проводился перед началом исследования, через неделю, на 14-й и 28-й дни приёма продукта. Результаты теста свидетельствуют о положительной динамике всех показателей САН после приёма молочного продукта. Большинство детей трёх исследованных групп имели положительную динамику - 73%. Небольшое снижение функционального состояния отмечено у 27 % школьников. Все дети в группах охотно принимали изучаемый продукт. У 85% детей отмечено хорошее отношение к продукту, они пили его с удовольствием, и только у 15% детей отношение удовлетворительное [14, 15]. Побочных и аллергических реакций на молочный продукт «Формула Роста Стандарт» не выявлено. Как показали наши исследования, поступление в организм в составе специализированного молочного продукта «Формула Роста Стандарт» аминокислот в сочетании с минералами, витаминами и витаминоподобными веществами привело к увеличению роста (р ≤ 0,01) и массы тела (р ≤ 0,01) у обследованных детей (рис. 1). Дети с нормальной массой тела, которые не принимали молочный продукт, выросли и поправились, но достоверность различий не выявлена (рис. 2). Заключение Результаты исследований свидетельствуют о том, что приём школьниками молочного продукта «Формула Роста Стандарт», содержащего сбалансированный состав белков, жиров и углеводов, а также минералы, витамины и витаминоподобные вещества, способствует лучшему усвоению АК, особенно незаменимых, которые положительно влияют на развитие детей: их рост и масса тела увеличились. Применение специализированного молочного продукта в качестве дополнительного питания к основному рациону школьников является эффективным способом коррекции массы тела и роста. При этом устраняется недостаток белка в организме, а следовательно, обеспечивается нормальная его жизнедеятельность, работоспособность, сопротивляемость к инфекциям в период активного роста. Безусловно, все это позитивно отражается на успеваемости и активности школьников в учебном процессе.

About the authors

Natalya N. Mazanova

Scientific Center of Сhildren’s Health

Email: mazanova@nczd.ru
researcher at the laboratory of molecular genetics and cell biology Scientific Center Children Health,119991, Moscow, Russian Federation 119991, Moscow, Russian Federation

Yu. Zh Gorelova

Research Institute of Hygiene and Health Protection of Children and Adolescents

105064, Moscow, Russian Federation

M. I Bakanov

Scientific Center of Сhildren’s Health

119991, Moscow, Russian Federation

E. M Vasilyeva

Scientific Center of Сhildren’s Health

119991, Moscow, Russian Federation

T. A Letuchay

Research Institute of Hygiene and Health Protection of Children and Adolescents

105064, Moscow, Russian Federation

References

Supplementary files