Цинк – второй по количеству микроэлемент в организме человека после железа [1]. Около 60 % его содержится в мышцах, 30 % – в костях и 10 % – в других тканевых структурах, таких как глаза, простата, яички, печень, кожа и волосы. Лишь менее 1 % от общего запаса цинка содержится в крови человека [2].
В результате анализ крови на содержание цинка является довольно неточным биомаркером, что затрудняет оценку обеспеченности населения цинком [3]. Тяжелый дефицит этого элемента встречается у западного населения редко, однако субклинический может быть более распространен, чем предполагалось ранее [4].
Цинк входит в состав более 300 ферментов и, таким образом, является частью большего количество ферментных цепочек, чем все остальные вместе взятые микроэлементы [5]. Проще говоря, цинк участвует практически во всех жизненно важных процессах [6]. В связи с широким действием цинка в организме человека симптомы его дефицита также разнообразны и варьируются от задержки развития и роста в детстве до ослабления иммунной системы, замедления заживления ран и нарушения жирового, белкового, углеводного и инсулинового обмена. Кроме того, дефицит цинка нарушает не только восприятие вкуса и ощущение голода, но и обоняние, зрение и даже может привести к ночной слепоте [7].
Как показал метаанализ влияния цинка на репродуктивную способность мужчин, достаточное поступление этого элемента в организм важно для качества спермы, и дополнительный прием цинка в случае его дефицита в будущем может стать еще одной вспомогательной мерой в лечении нарушений фертильности у мужчин [8].
Однако эти и другие симптомы могут быть частично обусловлены и дефицитом других питательных веществ, поэтому точное определение и диагностика дефицита цинка затруднены, так как отсутствует надежный биомаркер этого состояния. Разумная полноценная веганская диета в принципе может удовлетворять потребность в цинке на всех этапах жизни [9], но следует особенно внимательно относиться к поступлению этого элемента в организм во время беременности, грудного вскармливания, а также планируя диету для детей младшего возраста.
Осторожность также стоит проявлять пожилым людям. Как и в случае с железом, вопрос заключается не только в том, поступает ли микроэлемент в достаточном количестве, но и в том, насколько хорошо он перерабатывается организмом. Биодоступность цинка из животных продуктов выше, чем из растительных источников, в основном из-за содержания в них фитиновой кислоты, которая может в значительной степени подавлять всасывание как пищевого цинка, так и других минералов [10]. Однако в результате расщепления фитиновой кислоты биодоступность цинка из растительной пищи может сравниться с усвояемостью из животной. В этом случае рекомендации по потреблению цинка при смешанном питании будут применимы и к потреблению цинка при веганском питании – фитиновая кислота может быть в значительной степени удалена в результате соответствующей обработки или приготовления.
Потребность человека в цинке
Ни одно питательное вещество не усваивается из пищи полностью, поэтому официальные рекомендации по потреблению цинка уже включают его потери при приготовлении пищи в рамках смешанного рациона и не требуют отдельного расчета. Потребность определяется на основе суточных потерь. Они составляют в среднем 2,2 мг для взрослых мужчин и 1,6 мг для женщин [11]. Исходя из среднего уровня усвоения цинка при смешанном питании, составляющего около 30 %, и накопленного запаса, Обществами питания Германии, Австрии, Швейцарии (D-A-CH) были выведены официальные референcные значения [12].
Не следует забывать, что все рекомендации сформулированы таким образом, чтобы покрыть потребности в питательных веществах примерно 97–98 % людей соответствующей возрастной группы [14]. Таким образом, значительная часть людей, входящих в соответствующую группу, может удовлетворить свои потребности за счет несколько меньшего, чем указано в рекомендациях, количества потребляемого цинка. Начиная с четвертого месяца беременности количество принимаемого цинка должно быть увеличено на 3 мг в день и на 4 мг в день до 10 мг или 11 мг во время грудного вскармливания. Здоровые дети, находящиеся полностью на грудном вскармливании, получают достаточное количество цинка только из грудного молока в возрасте до шести месяцев и не нуждаются в дополнительном поступлении цинка из других продуктов питания до введения прикорма [15]. Биодоступность цинка из грудного молока значительно выше, чем из коровьего [16], и, в отличие от содержания B12 в грудном молоке, в меньшей степени зависит от приема пищи матерью [17]. Это означает, что грудное молоко матерей с низким уровнем цинка содержит незначительно меньше цинка, чем грудное молоко матерей с хорошим уровнем цинка в крови. Это не относится к другим питательным веществам, например, таким как B12, поэтому у женщин с дефицитом B12 уровень этого витамина низкий и в грудном молоке [18].
Согласно рекомендациям Португальской национальной программы по популяризации здорового питания [19], матерям-вегетарианкам и веганкам следует предпочитать грудное вскармливание молочным смесям и продолжать кормить грудью ребенка до двух лет при условии, что прикорм будет растительным или преимущественно растительным.
В отличие от других минералов, таких как железо, запасы цинка в организме относительно невелики, поэтому люди вынуждены постоянно получать цинк из пищи [20].
Верхний допустимый уровень потребления (UL) цинка в США установлен на уровне 40 мг в день [21], в Европе, как и в случае с железом, UL имеет более низкое значение – 25 мг в день для взрослых [22, 23]. Этот UL также справедлив для беременных и кормящих женщин. Норма для детей увеличивается с возрастом и составляет: 7 мг для детей в возрасте от 1 до 3 лет, 10 мг для детей в возрасте от 4 до 6 лет, 13 мг для детей в возрасте от 7 до 10 лет, 18 мг для детей в возрасте от 11 до 14 лет и 22 мг для детей в возрасте от 15 до 17 лет [24]. Таким образом, для цинка диапазон между рекомендуемым и максимальным потреблением довольно узок, поэтому при приеме цинка следует прибегать к препаратам с низкой дозировкой.
Согласно позиции немецкого Федерального института оценки рисков (BfR), пищевые добавки не должны содержать более 6,5 мг цинка для взрослых (в сутки) [25], в идеале это должен быть органически связанный цинк, например, гистидин и цинк, поскольку такой вариант показал самую высокую биодоступность, по крайней мере, в экспериментальных условиях [26].
Рекомендации по питанию для веганов
В табл. 16 приведены референcные значения потребления цинка для жителей Германии, Австрии, Швейцарии, основанные на предположении о средней скорости его усвоения при типичном западном смешанном типе питания. Ключевой вопрос сейчас заключается в том, насколько эти рекомендации применимы и к веганам, или же они нуждается в доработке. Если Национальный институт здоровья (NIH) предложил почти вдвое увеличить потребление железа из-за его низкой биодоступности, то рекомендации Института медицины (IOM) также не вызывают удивления. IOM считает, что потребление цинка в чисто вегетарианской или веганской диете снижается из-за более низкой биодоступности, и поэтому рекомендует увеличить его потребление на 50 % [27].
Однако значительная часть возражений, касающихся рекомендаций по увеличению дозировки железа, относится и к рекомендациям относительно цинка: благодаря адаптации организма к изменившемуся уровню потребления и снижению биодоступности за счет фитиновой кислоты, по-видимому, происходит сильная компенсация. Что касается вопроса об оптимальном потреблении цинка, то здесь опять-таки важно не делать выводов о долгосрочном его приеме для вегетарианцев и веганов на основании краткосрочных экспериментов на тех, у кого запасы цинка достаточны, и тех, кто имеет смешанный тип питания, не нуждаясь в адаптации. Как показали более длительные эксперименты с участием испытуемых с различным уровнем цинка, у людей, находящихся на диете с низким содержанием цинка, его всасывание многократно увеличивалось, а если уровень был предельно низок, ученые наблюдали повышение усвоения цинка более чем на 90 % [28]. Однако такой высокий уровень усвоения наблюдался только при поступлении всего 5 мг в день, и можно предположить, что при незначительном недополучении цинка такой высокий уровень усвоения невозможен.
В данном исследовании такая степень абсорбции достигалась только при низком содержании фитиновой кислоты в рационе.
Таким образом, необходимо либо обеспечить большее количество цинка, либо повысить его биодоступность настолько, чтобы потребность в нем могла быть удовлетворена даже при несколько меньшем потреблении.
В другом 12-месячном исследовании изучались изменения минерального баланса у 20 человек, перешедших на лакто-ово-вегетарианскую диету.
Хотя это не привело к снижению общего усвоения цинка, повышенное содержание фитиновой кислоты в рационе снизило его биодоступность. Уже в течение первых трех месяцев выведение цинка с калом и мочой в качестве компенсаторного механизма сократилось, частично компенсировав снижение его всасывания [29]. Как отмечает IОМ, по мере корректировки выделения оно может сократиться до менее чем 1 мг в день при низком потреблении цинка и увеличиться до более чем 5 мг в день при высоком его потреблении [30].
Таким образом, хотя увеличение потребления всегда означает увеличение абсорбции, оно также обычно означает увеличение скорости удаления из организма. Разница в биодоступности в некоторой степени становится очевидной. Тем не менее из соображений осторожности до получения более убедительных данных целесообразно стремиться к потреблению цинка в веганской диете в количестве, несколько превышающем официальные рекомендации. Однако сомнительно, что увеличение потребления на 50 % действительно необходимо. Считается, что, по крайней мере, организм взрослого способен к самостоятельной адаптации. В какой степени это происходит у детей младшего возраста, а также в каком возрасте этот процесс начинает активироваться, пока не выяснено, поэтому особое внимание следует уделять потреблению цинка у детей младшего возраста [31].
Эта осторожность объясняется прежде всего тем, что данные о контроле уровня цинка при чисто веганском питании пока скудны. Судя по имеющимся литературным данным, снабжение цинком при вегетарианском питании представляется достаточным [32, 33], и можно предположить, что оно будет достаточным и при правильно спланированной веганской диете, поскольку, хотя вегетарианцы и веганы в некоторых исследованиях демонстрируют более низкое потребление цинка и несколько более низкий уровень цинка в крови, чем испытуемые со смешанным типом питания, доля людей с реальным дефицитом цинка в этих исследованиях существенно не различается [34]. При этом сравнительное исследование смешанного питания, вегетарианцев и веганов дает повод для беспокойства, так как 47 % из 53 веганов страдали от дефицита цинка (вегетарианцы – 19 %, при смешанном питании – 11 %) [35]. Поэтому очень важно знать лучшие источники цинка при веганской диете, чтобы на практике не оказаться в ситуации цинкодефицита.
Богатая цинком растительная диета в сочетании с увеличением скорости всасывания и снижением скорости выведения может может быть достаточной для веганов в среднесрочной перспективе.
В фазах повышенной потребности в цинке, таких как беременность и лактация, происходит еще более сильная корректировка скорости всасывания [36]. Такое сильное повышение всасывания цинка в кишечнике женщин во время беременности может наблюдаться, даже несмотря на растительную диету, содержащую фитиновую кислоту [37].
Растительные продукты, содержащие цинк
Первый шаг в оптимизации поступления цинка в организм при веганской диете – выбор продуктов, богатых цинком. Второй шаг – подумать о том, как повысить биодоступность потребляемого цинка из растительной пищи, чтобы достаточное количество этого питательного вещества усваивалось организмом. Бобовые, цельное зерно, орехи и семена обеспечивают солидное количество цинка. Фрукты и овощи не вносят большого вклада в обеспечение организма этим микроэлементом, но они могут способствовать его усвоению благодаря высокому содержанию лимонной или яблочной кислоты. Содержание цинка в цельнозерновых продуктах в первую очередь зависит от степени помола зернового продукта, поскольку цинк находится в основном во внешних слоях зерна и в значительной степени теряется при рафинировании [38].
РИС. 22: СОДЕРЖАНИЕ ЦИНКА В ОТДЕЛЬНЫХ ВИДАХ РАСТИТЕЛЬНОЙ ПИЩИ [39, 40, 41][20]
На рис. 22 приведен обзор некоторых лучших источников цинка в вегетарианском питании.
Некоторые семена, такие как семена тыквы, подсолнечника и льна, а также кунжут, являются абсолютными лидерами среди растительных источников цинка, но и некоторые орехи, например, грецкий орех, миндаль и кешью, тоже являются кладезем этого вещества. Среди зерновых культур особенно богат цинком овес. Подавляющее большинство бобовых и цельнозерновых культур также содержат умеренное количество цинка, что в целом может внести существенный вклад в удовлетворение потребностей организма.
О том, что веганская диета может обеспечить достаточное количество цинка в долгосрочной перспективе, свидетельствует и анализ меню веганов, в котором испытуемые получали до 18 мг цинка в день за счет чисто растительного рациона [42]. Другое исследование, в котором сравнивалось потребление питательных веществ группой веганов и группой испытуемых, питающихся по смешанному типу, выявило не только достаточное количество цинка в меню веганов, но при прямом сравнении даже более высокое его потребление: 6,5 мг на 1 000 ккал у веганов по сравнению с 4,7 мг на 1 000 ккал у людей со смешанной диетой [43].
Эти данные подчеркивают, что при правильном составлении веганской диеты можно обеспечить нужное поступление цинка.
Важной задачей в настоящее время является распространение знаний о разумном планировании рациона для оптимизации потребления цинка всеми веганами. То, что теоретически возможно получать достаточное количество цинка из чисто растительной пищи, не означает, что большинство людей, придерживающихся этого стиля жизни, осуществят это на практике. Более того, необходимо оптимизировать не только потребление цинка, но и его расход.
Как оптимизировать потребление цинка
Как и в случае с абсорбцией железа, существует ряд веществ, препятствующих и способствующих абсорбции, которые могут ухудшать или улучшать биодоступность цинка. Наиболее сильным ингибитором поглощения цинка является фитиновая кислота [44]. Она часто встречается в растительной пище в сочетании с пищевыми волокнами, поэтому долгое время оставалось неясным, насколько велико значение пищевых волокон для ингибирования усвоения. Однако оказалось, что пищевая клетчатка играет второстепенную роль во всасывании цинка, а ингибирующий эффект цельных продуктов питания, по-видимому, обусловлен в первую очередь фитиновой кислотой, поскольку продукты, богатые пищевыми волокнами, но с низким содержанием фитиновой кислоты, практически не обладают цинкоингибирующим потенциалом [45]. Одновременный прием полифенолов, например содержащихся в кофе, чае и какао, полезен для здоровья, но, как и в случае с железом, оказывает негативное воздействие на усвоение цинка [46]. Кроме того, не следует принимать высокие дозы железосодержащих препаратов одновременно с богатой цинком пищей, чтобы избежать нейтрализации цинка. Однако концентрация железа в физиологических дозах, встречающихся в продуктах питания, не представляет проблемы для усвоения [47].
Существует также ряд лекарственных препаратов, которые могут препятствовать всасыванию цинка или увеличивать его выведение, тем самым повышая потребность в цинке в обоих случаях. К препаратам, снижающим всасывание, относятся, в частности, слабительные средства, препарат орлистат, используемый для лечения ожирения и препятствующий перевариванию жиров, антациды и ингибиторы протонной помпы (лекарственные препараты, предназначенные для лечения кислотозависимых заболеваний желудочно-кишечного тракта за счет снижения продукции соляной кислоты посредством блокирования в париетальных клетках), подавляющие выработку желудочной кислоты или нейтрализующие ее, а также цитостатики, применяемые при химиотерапии [48, 49]. Хроническое злоупотребление алкоголем, как и в случае с всасыванием многих других минералов, также негативно влияет на усвоение цинка [50]. Как уже отмечалось, при регулярном приеме лекарственных препаратов следует обратиться к специальной литературе, например к книге Уве Гребера Arzneimittel und Mikronähr stoffe [51], чтобы обеспечить потребности организма во всех основных питательных веществах несмотря на возможные побочные эффекты или изменения в усвоении питательных веществ.
Многие из упомянутых выше веществ, препятствующих усвоению цинка, являются теми же веществами, что оказывают действие, снижающее всасывание железа.
Однако между этими двумя минералами есть существенное различие в плане улучшения усвоения: в отличие от железа, добавление витамина С не может существенно улучшить всасывание цинка, и, таким образом, один из способов повышения биодоступности исключается [52]. При этом другие вещества, способствующие всасыванию, которые также смогли повысить всасывание железа, помогают и всасыванию цинка. Например, добавление органических кислот, таких как лимонная (в таких фруктах, как малина, апельсины, киви, клубника и т. д., и овощах, таких как помидоры, перец и т. д.) [53], яблочная (в ревене, абрикосах, вишне, сливах, ежевике, чернике и т. д.) [54] и молочная (из ферментированных продуктов, таких как квашеная капуста), способствует усвоению цинка [55]. Серосодержащие вещества из луковичных растений, таких как лук и чеснок, также способствуют всасыванию цинка [56].
Подводя итог, можно сказать, что ускорить усвоение цинка также поможет высокое потребление белка [57]. В прошлом это наблюдалось в основном в сочетании с животным белком, но это зависит не столько от источника (животного или растительного), сколько от аминокислотного состава. В частности, было показано, что аминокислоты гистидин, метионин и цистеин особенно полезны в этом отношении [58]. Большинство растительных источников цинка, таких как орехи, семена и бобовые, достаточно богаты белком, улучшающим усвоение этого элемента.
Соевый белок содержит особенно много гистидина, но неоднократно упоминался в публикациях, как препятствующий поглощению цинка. Однако это воздействие было связано не с самим соевым белком, а с фитиновой кислотой, содержащейся в соевых бобах, и, таким образом, соевый белок сам по себе больше не считается ингибитором. Ошибки в более ранних наблюдениях в отношении соевого белка можно объяснить и тем, что в некоторых исследованиях использовался не изолят, а концентрат соевого белка, который, как теперь известно, по-прежнему содержит достаточно большое количество фитиновой кислоты [59].
Ферментация и проращивание могут значительно снизить концентрацию фитиновой кислоты в продуктах питания [60], а, например, классический хлеб на закваске является хорошим источником цинка. Ферментация при производстве закваски снижает содержание фитиновой кислоты на 60 % и тем самым способствует усвоению минеральных веществ [61]. Точная величина снижения зависит от сорта муки, температуры обработки и способа приготовления закваски [62]. Правильные методы обработки могут снизить содержание фитиновой кислоты при производстве хлеба даже на 90 % [63, 64].
По мере того, как производители продуктов питания и кондитеры будут повышать осведомленность о том, как можно снизить уровень фитиновой кислоты за счет правильного приготовления пищи, ничто не будет препятствовать оптимальному снабжению минералами даже при чисто растительном питании без отдельных процедур по разложению фитиновой кислоты, так как об этом будут заботиться уже на этапе производства. Это будет важным шагом вперед в изготовлении продуктов питания, поскольку до сих пор обычные производственные процессы, такие как рафинирование зерна, никак не влияли на объем фитиновый кислоты в продукте. При измельчении в белую муку, хотя содержание фитиновой кислоты в зерне уменьшается, также снижается количество цинка. Несмотря на то что процент усвоения цинка из белого хлеба выше, полностью усвоенное количество этого элемента из цельнозернового хлеба больше, несмотря на более низкую биодоступность, потому что общее содержание цинка в нем выше [65]. Таким образом, с помощью правильной закваски и других методов можно совместить оба благоприятных для усвоения фактора, то есть сохранить содержание минералов в цельном зерне, но при этом значительно снизить количество фитиновой кислоты. Некоторые пекарни даже производят цельнозерновой хлеб из пророщенных злаков, содержание фитиновой кислоты в которых соответственно еще больше снижается [66]. Хотя фитиновая кислота обладает полезными для здоровья свойствами [67], она может уменьшить биодоступность цинка, и потому ее расщеплению стоит уделять особое внимание.
Если в зерновых большая часть фитиновой кислоты находится в шелухе и в побегах, и поэтому ее количество значительно уменьшается при шелушении/измельчении за счет удаления обеих названных частей, то в бобовых фитиновая кислота сконцентрирована в эндосперме, и поэтому отшелушивание не приводит к заметному снижению ее количества [68].
В целом, если обеспечить снижение содержания фитиновой кислоты в продуктах питания, это может привести к значительному прогрессу в более качественном обеспечении населения цинком.
В будущем, например, добросовестные производители смогут добавлять в продукты из цельнозерновых и бобовых культур ферменты фитазы из бактерий или грибковых и таким образом, как и в случае с проращиванием, резко уменьшать уровень фитиновой кислоты [69]. Другая стратегия заключается в том, чтобы смешивать муку из пророщенного зерна с мукой из непророщенного зерна, что снизит содержание фитиновой кислоты во время отлежки теста благодаря активности фитазы, содержащейся в муке из пророщенного зерна [70].
Выводы к главе
Веганская диета – это здоровое питание, обеспечивающее организм многими питательными веществами в больших количествах. Сильный акцент, сделанный в этой главе на критически важных питательных веществах, не означает, что удовлетворение потребностей в них при исключительно растительном рационе непропорционально сложно. В веганской диете есть лишь несколько основных питательных веществ, которые могут оказаться в недостатке. Эта и другие главы призваны только обратить внимание на то, что о потреблении некоторых важнейших питательных веществ следует особенно заботиться. Совершенствование методов производства растительной пищи в будущем еще больше облегчит задачу.
Восполнение потребности в цинке за счет исключительно растительной пищи возможно на любом этапе жизни. Для этого следует сосредоточиться на выборе продуктов питания, включающих в себя источники цинка с низким содержанием фитиновой кислоты, такие как закваска, темпе и другие ферментированные продукты. Их следует дополнять другими богатыми цинком продуктами, такими как семена кунжута, тыквы, льна, овсянка, соевые продукты и другие бобовые. Усвоение цинка можно оптимизировать благодаря дополнительному приему веществ, способствующих его усвоению, например, органических кислот из некоторых фруктов и овощей, а также протеина и серосодержащих веществ из луковичных растений.
Мифы – Реальность
Веганская диета не обеспечивает достаточного количества цинка.
Веганская диета может обеспечить достаточное количество цинка на всех этапах жизни при правильном составлении рациона при условии, что основное внимание уделяется включению в него цельных зерен, бобовых, орехов и семян. При этом следует стремиться к уменьшению количества веществ, препятствующих всасыванию, и увеличению количества веществ, способствующих ему.
Цинк из продуктов животного происхождения усваивается лучше, чем цинк из растений.
Во многих случаях это действительно так, но связано не с самим цинком, а с веществами, присутствующими в растениях. Если в растительных продуктах снижено содержание веществ, препятствующих всасыванию, таких как фитиновая кислота, то и биодоступность цинка из таких растений также высока.
Кроме того, организм может компенсаторно регулировать скорость усвоения в зависимости от количества и биодоступности пищевого цинка.
Веганы должны принимать цинк в виде биодобавок.
Необходимость в добавках цинка зависит не от типа питания как такового, а от конкретного выбора продуктов. Если рацион составлен правильно, то из веганской диеты можно получить достаточное количество цинка для любого этапа жизни и без добавок.