Являются ли минеральные дефициты распространенными у диабетических пациентов?

Введение

Диабет в настоящее время затрагивает более 537 миллионов взрослых во всем мире, число, по прогнозам, превысит 700 миллионов к 2045 году. В то время как клиническое управление справедливо фокусируется на гликемическом контроле, артериальном давлении и липидных мишенях, статус микроэлементов - особенно минералов - остается в значительной степени упущенным измерением. Исследования последовательно показывают, что минеральные дефициты, особенно магния, цинка, хрома и калия, встречаются с непропорционально высокими показателями у диабетиков. Эти дефициты не являются просто лабораторными курьезами; они активно ухудшают резистентность к инсулину, ухудшают функцию бета-клеток, ускоряют осложнения и притупляют эффективность фармакологической терапии. Эта статья обеспечивает научно обоснованное исследование того, почему эти недостатки развиваются, какие минералы чаще всего затрагиваются, как распознавать их клинически и практические стратегии коррекции через диету и добавки. Понимание минерального метаболизма имеет важное значение для любого клинициста, стремящегося обеспечить комплексную помощь при диабете.

Связь между минералами и метаболизмом глюкозы

Минералы служат важными кофакторами для сотен ферментативных реакций, в том числе центральных для транспорта глюкозы, передачи сигналов инсулина и производства энергии митохондрий. Когда минеральный статус неоптима, вся система регулирования глюкозы работает под гандикапом. Ниже приведены ключевые минералы и их конкретные роли в гомеостазе глюкозы:

Магний:] Требуемый кофактор активности тирозинкиназы рецепторов инсулина.Магний способствует фосфорилированию субстратов рецепторов инсулина, позволяя транслокации глюкозотранспортера 4 (GLUT4) в клеточную мембрану. Низкий внутриклеточный магний непосредственно нарушает поглощение инсулино-опосредованной глюкозы в мышечную и жировую ткань.Магний также модулирует синтез гликогена и защищает бета-клетки поджелудочной железы от окислительного стресса.
Цинк: Концентрированный в бета-клетках поджелудочной железы цинк является неотъемлемой частью кристаллизации, хранения и секреции инсулина. Ионы цинка стабилизируют гексамеровую форму инсулина в секреторных гранулах. При стимуляции глюкозы цинк совместно секретен с инсулином и играет паракринную роль в регуляции высвобождения глюкагона. Цинк также функционирует как антиоксидант, уменьшая окислительное повреждение бета-клеток.
Хром: Следовой минерал, потенцирующий действие инсулина через олигопептид хромодулин.Хромодулин связывается с рецептором инсулина в ответ на инсулин, усиливая его активность тирозинкиназы.Хром таким образом усиливает чувствительность к инсулину на клеточном уровне, особенно в периферических тканях. Дефицит может способствовать постпрандиальной гипергликемии.
Калий: Поддерживает электрохимический градиент на клеточных мембранах, включая бета-клетку поджелудочной железы. Гипокалиемия снижает секрецию инсулина, стимулируемую глюкозой, путем изменения деполяризации мембран и притока кальция. Калий также влияет на тонус сосудов и кровяное давление, которые часто нарушаются при диабете.

Когда любой из этих минералов истощается, эффективность метаболизма глюкозы снижается, что часто затрудняет контроль диабета, даже когда приверженность лекарствам оптимальна. Коррекция недостатков может восстановить метаболическую функцию и улучшить клинические результаты.

Почему дефицит минералов часто встречается у больных диабетом

Увеличение потери мочи через осмотический диурез

В состояниях гипергликемии почечные канальцы перегружены глюкозой сверх реабсорбционной способности транспортеров SGLT2. Получающийся осмотический диурез перетаскивает в мочу воду и водорастворимые минералы. Особенно страдают магний, кальций, калий и цинк. Хроническая гипергликемия по существу создает почечную утечку незаменимых минералов, которая в течение месяцев-лет истощает общие запасы организма. Этот механизм наиболее выражен при плохо контролируемом диабете 1 и 2 типа.

Плохое диетическое потребление и выбор продуктов питания

Многим диабетикам рекомендуется сократить потребление углеводов, что может непреднамеренно снизить потребление цельного зерна, бобовых, орехов и семян - ключевых источников магния и хрома. "Диабетические" обработанные продукты часто содержат мало микроэлементов. Кроме того, руководство по ограничению потребления фруктов для контроля сахара снижает вклад калия и магния из фруктов, таких как бананы, апельсины и дыни. Диетические модели с высоким содержанием рафинированных продуктов и низким содержанием овощей являются общими, усугубляя дефицит минералов.

Дисфункция желудочно-кишечного тракта и мальабсорбция

Диабет часто вызывает гастропарез, хроническую диарею или стеаторею, все из которых ухудшают всасывание минералов из кишечника. Многолетний диабет также связан с повышенным риском мелкокишечного бактериального разрастания (SIBO) и экзокринной недостаточности поджелудочной железы (EPI). Эти условия мешают пищеварению и поглощению минералов, особенно цинка и магния. Метформин, терапия первой линии для диабета 2 типа, может уменьшить поглощение B12 и фолиевой кислоты и был связан с более низким уровнем магния в некоторых исследованиях.

Лекарственные эффекты

Несколько препаратов, обычно используемых при лечении диабета, изменяют минеральный гомеостаз:

Диуретики (тиазиды и петлевые диуретики), назначаемые при гипертонии или отеках, увеличивают потерю мочи калия и магния.
Тиазолидиндионы (пиоглитазон, розиглитазон) могут вызывать задержку жидкости и могут изменять баланс электролита, хотя прямое истощение минералов менее очевидно.
Инсулиновая терапия: Когда инсулин инициируется или дозы увеличиваются, калий быстро перемещается из внеклеточных в внутриклеточные отсеки, что потенциально вызывает транзиторную гипокалиемию. Это может быть особенно выражено у пациентов с плохим гликемическим контролем, начиная инсулин.
Ингибиторы SGLT2: увеличивая экскрецию глюкозы в моче, эти препараты также усиливают потерю магния и кальция в моче, хотя клиническая значимость варьируется.

Сближение осмотических потерь, плохого потребления, мальабсорбции и побочных эффектов лекарств создает идеальный шторм для истощения минералов, особенно у пациентов с многолетним диабетом или множественными сопутствующими заболеваниями.

Общие минеральные недостатки у диабетических пациентов

магний

Дефицит магния является одним из наиболее распространенных дефицитов микроэлементов при диабете 2 типа. Опубликованные оценки показывают, что 25-38% пациентов с диабетом имеют низкие концентрации магния в сыворотке крови по сравнению с 10-15% в общей популяции. Гипомагниемия тесно связана с большей резистентностью к инсулину, более высоким содержанием глюкозы натощак и худшими значениями гемоглобина A1c. Перспективные исследования связывают низкий уровень магния с повышенным риском диабетической ретинопатии, нейропатии и сердечно-сосудистых событий. Американская диабетическая ассоциация теперь признает магний в качестве питательного вещества, вызывающего беспокойство при лечении диабета. Важно отметить, что магний в сыворотке крови отражает только около 1% от общего объема запасов тела; магний в красных кровяных клетках (RBC) или ионизированное тестирование магния может выявить дефицит даже тогда, когда уровни сыворотки нормальные.

Цинк

Дефицит цинка при диабете обусловлен гиперзинкурией (чрезмерная потеря цинка в моче) и плохим потреблением. Цинк имеет решающее значение для функции бета-клеток и защиты от окислительного стресса. Низкие уровни цинка коррелируют со снижением секреции инсулина и нарушением толерантности к глюкозе. Мета-анализ рандомизированных исследований показывает, что добавление цинка (20-30 мг / день) скромно снижает глюкозу натощак и HbA1c у людей с дефицитом цинка, хотя эффекты незначительны. Дефицит цинка также ухудшает заживление ран и иммунную функцию, как клинически релевантные у пациентов с диабетом, склонных к язвам стопы и инфекциям.

Хром

Хром является важным микроэлементом, который потенцирует действие инсулина. Дефицит чаще встречается у пациентов с многолетним диабетом и тех, кто потребляет высокообработанные диеты с низким содержанием цельного зерна. Клинические испытания добавок хрома (обычно 200-1000 мкг / день в качестве пиколинат хрома) дали смешанные результаты. Польза проявляется больше всего у лиц с исходным дефицитом, плохим гликемическим контролем или более высоким индексом массы тела. Неадекватный хром может способствовать преувеличенным послепрандиальным экскурсиям глюкозы и тяге к углеводам. Однако чрезмерные добавки могут быть нефротоксичными; следует контролировать функцию почек.

калий

Истощение калия при диабете часто является результатом диуретиков, инсулинотерапии и гликозурии. Даже легкая гипокалиемия (сыворотка K+ < 4,0 мэкв/л) может ухудшить секрецию инсулина из бета-клеток. Низкий уровень калия связан с повышенным кровяным давлением и аритмиями, общими сопутствующими заболеваниями при диабете. И наоборот, гиперкалиемия представляет собой риск у пациентов с хроническим заболеванием почек или тех, кто принимает ингибиторы АПФ/АРБ или калийсберегающие диуретики. Таким образом, управление калием должно быть индивидуализировано с регулярным лабораторным мониторингом. Цель состоит в поддержании сывороточного калия в диапазоне 4,0-5,0 мэкв/л.

Другие полезные ископаемые, представляющие интерес

Селений: В качестве компонента пероксидазы глутатиона селен участвует в антиоксидантной защите. Дефицит может увеличить окислительный стресс в диабетических тканях, но добавки сверх истощения не рекомендуются из-за потенциальной токсичности.
Ванадий: Некоторые исследования in vitro и на животных показывают, что ванадий может имитировать действие инсулина, но данные о людях ограничены, и проблемы безопасности сохраняются.
Медь: Медь участвует в метаболизме железа и антиоксидантной защите. Дефицит и избыток связаны с диабетическими осложнениями, но эпидемиологические данные противоречивы. Медная добавка редко требуется.
Марганец: Требуется для углеводного и липидного обмена. Дефицит встречается редко, но может возникать у недоедающих пациентов. Источники пищи включают орехи, бобовые и цельные зерна.

Признаки и симптомы минерального дефицита

Ранние симптомы дефицита минералов часто являются тонкими, неспецифическими и легко связаны с самим диабетом или его осложнениями.

Усталость и генерализованная слабость являются общими для многих недостатков (магний, калий, цинк).
Мышечные судороги, фасцикуляции или подергивания могут сигнализировать о низком содержании магния или калия. Ночные судороги ног являются частым жалобой.
Нерегулярное сердцебиение, учащенное сердцебиение или головокружение могут возникать со значительными дисбалансами электролитов, особенно гипокалиемия или гипомагниемия.
Плохое заживление ран и частые инфекции часто указывают на дефицит цинка, особенно у пациентов с диабетической язвой стопы.
Нарушение вкуса (гипогевзия) и потеря аппетита могут быть связаны с цинком.
Онемение, покалывание или ощущение «пины-и-иглы» в конечностях может быть вызвано нейромышечной гипервозбудимостью, вызванной дефицитом магния, хотя диабетическая нейропатия всегда должна учитываться.
Интонация волос и ломкие ногти иногда сообщаются с дефицитом цинка.
Постпрандиальная гипергликемия и тяга к углеводам могут указывать на недостаточность хрома.

Поскольку эти симптомы существенно перекрываются с диабетическими осложнениями и побочными эффектами лекарств, необходим высокий индекс подозрения. Лабораторное подтверждение необходимо перед началом приема добавок. Для магния рассмотрите возможность заказа магния RBC или ионизированного магния, если уровни сыворотки двусмысленны.

Диагностические тесты на минеральный статус

Обычная лабораторная оценка состояния минералов должна быть частью комплексного ежегодного лечения диабета, особенно у пациентов с:

Плохой гликемический контроль (HbA1c > 8%)
Длительность заболевания (> 10 лет)
Хроническое мочегонное использование
Желудочно-кишечные симптомы или известная мальабсорбция
История диабетической нейропатии, ретинопатии или нефропатии
Рецидивирующие инфекции стопы или плохое заживление ран

Базовые лаборатории включают в себя сывороточный магний, цинк, калий и кальций. Для хрома доступность тестирования и клиническая полезность ограничены; диагностика часто является предположительной на основе оценки диеты и реакции на добавки. RBC магний обеспечивает лучшее отражение внутриклеточных запасов, чем сывороточный магний, и может быть более чувствительным. Ионизированный магний является еще одним вариантом, но менее широко доступным. Уровни цинка могут быть измерены в сыворотке или плазме; обратите внимание, что уровни воспаления и острого заболевания могут снижать уровни. Калий регулярно контролируется у пациентов с диуретиками или с почечной недостаточностью. Сотрудничество с зарегистрированным диетологом может помочь интерпретировать диетическое потребление и направлять стратегии истощения.

Управление минеральными недостатками

Диетические стратегии для пополнения запасов минералов

Подчеркивая цельные, необработанные продукты питания является наиболее безопасным и наиболее устойчивым подходом к улучшению минерального статуса. Следующие источники пищи богаты минералами, наиболее часто дефицитными при диабете:

Магний: Темная листовая зелень (спинач, швейцарский чард), миндаль, тыквенные семечки, черные бобы, эдамаме, авокадо, жирная рыба (макерель, лосось), темный шоколад (70-85% какао). Одна унция миндаля обеспечивает около 80 мг магния.
Цинк: Устрицы (самый богатый источник), говядина, птица (особенно темное мясо), нут, кешью, тыквенные семечки, йогурт и обогащенные злаки. В 3-унции порции говядины содержится около 5-7 мг цинка.
Хром: Брокколи, цельные зерна (ячмень, овес), картофель (с кожей), грудка индейки, зеленые бобы, яблоки и помидоры.Брокколи особенно богата; одна чашка обеспечивает примерно 22 мкг.
Калий: Бананы, апельсины, абрикосы, шпинат, сладкий картофель, помидоры, бобы (почки, чёрный), авокадо и молочные продукты. Средний банан дает около 450 мг калия; одна чашка приготовленного шпината содержит ~840 мг.

Для пациентов с диуретиками, снижающими потребление калия, или с прогрессирующим хроническим заболеванием почек диетический калий должен быть тщательно скорректирован. Зарегистрированный диетолог, знакомый с уходом за диабетом, может адаптировать планы питания для удовлетворения потребностей в минералах при соблюдении гликемических и почечных ограничений.

Дополнение: когда и как

Дополнение должно проводиться с помощью лабораторных исследований и медицинского наблюдения, чтобы избежать токсичности или взаимодействия.

Магний: Предпочтительные формы включают глицинат магния, цитрат или малат, которые имеют хорошую биодоступность и более низкий риск диареи, чем оксид магния. Типичные дозы варьируются от 200-400 мг элементарного магния в день, разделенные. Почечная функция должна быть оценена; добавки магния противопоказаны при тяжелой почечной недостаточности (eGFR < 30 мл/мин), если только не под специализированным уходом.
Цинк: Цинк глюконат, пиколинат или ацетат по 15-30 мг элементарного цинка ежедневно. Длительные высокие дозы (>40 мг/сут) могут привести к дефициту меди и должны быть предотвращены без мониторинга. Цинк можно принимать с пищей для уменьшения раздражения желудка, но избегать одновременных высококальциевых или высокофитатных блюд, которые ухудшают абсорбцию.
Хром: Пиколинат хрома 200-1000 мкг в день обычно используется в исследованиях, но доказательства для рутинных добавок смешанные. Высокие дозы (>1000 мкг) следует избегать при почечной болезни. Монитор для желудочно-кишечного расстройства или кожных реакций.
Калий: Добавки калия (например, хлорид калия) зарезервированы для документально подтвержденной гипокалиемии и должны быть тщательно дозированы. Безрецептурный калий ограничен 99 мг на таблетку; рецептурные препараты используются, когда необходимы более высокие дозы. Источники пищи всегда предпочтительны для обслуживания.

Важное время приема добавок: магний лучше всего принимать вечером, так как он может способствовать сну; цинк не следует принимать одновременно с добавками с высоким содержанием кальция или антибиотиками. Мультивитамино-минеральные добавки, предназначенные для диабета, часто включают эти минералы в соответствующих соотношениях, но проверяйте этикетки на усилители поглощения (например, пиколинат хрома) и избегайте чрезмерных доз.

Мониторинг и совместная забота

После начала диетических изменений или добавок, перепроверьте уровень минералов через 3-6 месяцев, чтобы оценить коррекцию. Улучшение симптомов, таких как мышечные судороги, усталость и заживление ран, может предшествовать лабораторным изменениям. Коррекция недостатков часто приводит к умеренному улучшению чувствительности к инсулину и гликемическому контролю. Например, было показано, что повышение уровня магния в сыворотке от дефицита до нормы снижает глюкозу натощак на 5-10 мг / дл в некоторых исследованиях. Сотрудничество между поставщиком первичной помощи, эндокринологом и зарегистрированным диетологом обеспечивает безопасное, индивидуальное управление и предотвращает чрезмерное добавление.

Особые группы населения: диабет 1 типа и гестационный диабет

Диабет 1 типа

При диабете 1 типа дефицит минералов возникает с помощью аналогичных механизмов — осмотического диуреза, мальабсорбции и диетических ограничений, но аутоиммунное разрушение бета-клеток добавляет уникальные соображения. Дефицит цинка может быть более распространенным из-за измененного метаболизма. Дефицит магния также распространен и связан с повышенным риском ретинопатии. Рутинный скрининг на минеральный статус должен быть стандартным в уходе за диабетом 1 типа, особенно у детей и подростков, где рост и развитие предъявляют более высокие требования к питательным веществам.

Гестационный диабет (GDM)

ГДМ предъявляет повышенные метаболические требования и может истощать запасы материнских минералов. Низкий уровень магния и цинка во время беременности связан с более высоким риском ГДМ и неблагоприятными исходами плода. Исследования добавок показали потенциальные преимущества в снижении риска ГДМ и улучшении толерантности к глюкозе, но необходимы дополнительные исследования. За минеральным истощением во время беременности необходимо тщательно следить с акушерским руководством.

Заключение

Минеральные дефициты далеко не редки у пациентов с диабетом, но они остаются недооцененным и недооцененным компонентом комплексного лечения диабета. Дефицит магния, цинка, хрома и калия может ухудшить гликемический контроль, усилить осложнения и ухудшить качество жизни. Признание посредством тщательной оценки симптомов и целенаправленного лабораторного тестирования — в сочетании с диетическим обогащением и разумными добавками — может разорвать цикл истощения и улучшить клинические результаты. Медицинские работники, которые регулярно оценивают минеральный статус и дают пациентам возможность отдавать предпочтение цельным продуктам, содержащим микроэлементы, предложат более полный, интегрированный подход к управлению диабетом. Для дальнейшего чтения см. Позицию Американской диабетической ассоциации [FLT: 1] по питанию, [FLT: 2] NIH Magnesium Health Professional Fact Sheet [[FLT: 3]], [FLT: 4] NIH Zinc Fact Sheet [[FLT: 5]] и [FLT: 6] NIH Zinc Fact Sheet [[FLT: 6]]. Мета-анализ добавок цинка при диабете [[