Для чего нужен хром и какая его польза для организма

Существует две основные формы такого нутриента. В живых организмах присутствует, в основном, трехвалентный минерал (Cr 3+), формирующий относительно инертные сочетания с нуклеиновыми кислотами, а также протеинами (1). Он является наиболее распространенной и самой устойчивой степенью окисления данного микроэлемента.

В окружающей среде содержится другая стабильная форма этого нутриента — шестивалентный хром (Cr 6+). Его можно получить из трехвалентного в процессе нагревания при щелочной кислотности (рН). Такое вещество широко используется в промышленности, но является высокотоксичным, а при вдыхании становится канцерогеном для людей.

При попадании в кислую среду желудочного сока Cr 6+ может с легкостью восстанавливаться до Сr3+, поэтому риск абсорбции канцерогенного элемента из пищеварительного тракта снижается (2,3).

Хоть этот элемент является следовым, он выполняет несколько важных для человека функций. В частности, он:

1. участвует в метаболизме питательных веществ, поддерживая работу гормона инсулина;
2. улучшает уровень сахара в крови (как при гипергликемии, так и при гипогликемии);
3. снижает голод и тягу к еде;
4. способствует терапии сахарного диабета;
5. снижает уровень “плохого” холестерина;
6. снижает риск болезней сердца;
7. помогает при синдроме поликистозных яичников (СПКЯ);
8. способствует коррекции депрессивных состояний (в частности, атипичной депрессии);
9. улучшает течение биполярного расстройства;
10. повышает активность мозга у пожилых людей.

Этот гормон синтезируется специальными бета-клетками поджелудочной железы при повышении концентрации сахара в крови (после приема пищи и пр.).

Затем он связывается с инсулиновыми рецепторами, расположенными на клеточной поверхности и активирует их, стимулируя тем самым поглощение глюкозы клетками, а также обеспечивая их достаточным количеством энергии. Еще инсулин поддерживает оптимальный уровень сахара в крови и участвует в метаболизме других макроэлементов (протеинов и жиров) (4).

Если секреция этого гормона нарушается и дополняется снижением реакции на него либо недостаточной чувствительностью к нему периферических тканей (мышечных, жировых и печеночных), это может спровоцировать нарушение глюкозотолерантности и, как следствие, возникновение сахарного диабета второго типа.

Поначалу для коррекции сниженной восприимчивости к инсулину поджелудочная начинает вырабатывать его все в большем и большем количестве, но в конце-концов такой компенсаторной реакции оказывается недостаточно для поддержания оптимальной концентрации глюкозы в сыворотке крови. Возникновение сахарного диабета увеличивает риск появления сердечно-сосудистых болезней и прочих проблем со здоровьем (5).

Ученые пока не разобрались окончательно в точной структуре биологически активной формы данного нутриента. На сегодняшний день предполагается, что трехвалентный микроэлемент (Сr3+) может играть роль кофактора низкомолекулярного хромосвязывающего вещества — хромодулина (LMWCr), который, по-видимому, способен усиливать каскад сигнальных событий, спровоцированных связыванием инсулина со внеклеточной альфа-субъединицей рецептора инсулина (IR) (6). Активность хромодулина способствует более эффективному поглощению и хранению глюкозы.

Специалисты считают, что связывание инсулина с его клеточным рецептором может способствовать перемещению хрома внутрь клетки и дальнейшему связыванию этого микроэлемента с апохромодулином (это форма хромодулина, которой не хватает хрома) (7).

Впоследствии хромодулин связывается с IR и активирует сигнальные молекулы инсулина, что в результате приводит к более интенсивному переносу транспортеров глюкозы от цитозольных везикул к мембране клетки. В результате некоторых исследований на клеточном материале и животных моделях ученые обнаружили, что использование хрома при инсулинорезиснтентности помогает подавить активность ряда ферментов, являющихся негативными регуляторами передачи сигналов рецептора инсулина. Соответственно, его применение может, предположительно, улучшить чувствительность к инсулину у пациентов с инсулинорезистентностью.

Также ученые предполагают, что этот минерал помогает скорректировать инсулинорезистентность в том числе путем снижения маркеров воспаления и окислительного стресса, которые играют не последнюю роль в патогенезе развития сахарного диабета (6).

Дополнительный прием данного микроэлемента действительно способен ускорить набор мышечной массы и уменьшить жировые отложения, что объясняется его взаимодействием с инсулином. Как известно, этот гормон, синтезируемый поджелудочной железой, не только регулирует обмен глюкозы в организме, но и поддерживает метаболизм других веществ, в частности белков и жиров (4).

Чтобы подтвердить влияние хрома на мышечную ткань, ученые провели 12 плацебо контролируемых исследований (9). Одни участники принимали добавки с таким нутриентом (172-1000 мкг/день) и параллельно придерживались специальной программы упражнений, другие — лишь выполняли упражнения.

Для измерения мышечной и жировой массы ученые применяли самые современные, высокочувствительные и точные методы диагностики. Результаты исследований показали, что добавки не оказали ожидаемого положительного влияния.

Добавки с таким нутриентом пользуются популярностью среди людей, стремящихся избавиться от лишнего веса или нарастить мышечную массу. Множество спортсменов и бодибилдеров используют их чтобы повысить собственную производительность. Ученые действительно предполагали, что эти препараты могут оказаться эффективными при похудении, но серия контролируемых исследований показала, что они оказывают лишь небольшое влияние на массу тела.

В Америке специалисты заявили, что нет никаких научных оснований, которые могли бы подтвердить, что пиколинат хрома может стимулировать потерю веса и жира. В то же время недавний мета-анализ 11 рандомизированных двойных слепых плацебо-контролируемых испытаний с участием 866 человек с лишним весом или ожирением показал, что прием данной добавки (137-1000 мкг/день) на протяжении 8-24 недель приводит к некоторому снижению массы тела (10).

Однако дополнительный микроэлемент не вызвал клинически значимой потери веса (более 5% от исходного) (11). Недавние эксперименты также показали, что у женщин с лишним весом или ожирением использование дополнительного хрома способствует снижению тяги к пище и ее потреблению (12, 13). Однако ученые считают, что этих данных все-таки недостаточно, чтобы рекомендовать прием такого микроэлемента для эффективного похудения, поэтому исследования его способностей бороться с лишним весом продолжаются (14).

Серия более поздних исследований показала, что потеря веса в результате приема хрома является не столь выраженной и не оправдывает возможных рисков. Ведь у некоторых людей, принимающих его в высокой дозе, возникали нежелательные побочные эффекты, в частности, водянистый стул, головные боли, головокружение, а также крапивница.

Довольно много исследований подтверждают, что дополнительный прием хрома эффективно подавляет тягу к еде и помогает избежать эпизодов переедания, в том числе, при депрессивных состояниях. Восьминедельный эксперимент среди 113 человек с депрессией показал, что использование 600 мкг такого минерала в день помогает снизить аппетит (по сравнению с плацебо).

Другое небольшое испытание показало, что доза 600-1000 мкг/день способствует сокращению симптомов депрессии и частоты эпизодов переедания.

Серия исследований показала, что прием данного нутриента по 15-200 мкг/день уже за 6-12 недель приводит к значительному снижению уровня холестерина ЛПНП (липопротеинов низкой плотности), а также общего холестерина. Такой эффект наблюдался у участников с изначально повышенным уровнем этих показателей.

В результате других экспериментов такое свойство подтвердилось, также ученые определили, что добавки помогают повысить уровень ЛПВП (липопротеинов высокой плотности) и снизить уровень жиров в крови в целом. Однако в результате одного десятинедельного испытания среди женщин в менопаузе такой эффект не подтвердился.

Ученые обнаружили, что такой нутриент может улучшить уровень ремиссии у пациентов с атипичной депрессией. Предположительно, его дополнительный прием может оказаться полезным для больных с разными видами депрессивных расстройств. Как мы уже говорили выше, данный минерал помогает подавить эпизоды компульсивного переедания.

Также серия экспериментов показала, что ежедневный прием 600-800 мкг хлорида хрома помогает сократить частоту серьезных расстройств настроения у лиц с биполярным расстройством, которое не поддается терапии.

Несколько ранних исследований показали, что трехмесячный ежедневный прием хлорида данного микроэлемента помогает повысить уровень сахара при гипогликемии. Также в результате других испытаний выяснилось, что такая добавка способствует коррекции симптомов данного нарушения, в частности, озноба, дрожи и дезориентации.

Поэтому хромсодержащие препараты могут оказаться полезными при разных нарушениях метаболических процессов: как при гипергликемии, так и при гипогликемии.

Ученые обнаружили, что хром конкурирует с железом за один из участков связывания, так как метаболизм обоих микроэлементов осуществляется с участием транспортного белка трансферрина. Но проведенные эксперименты показали, что дополнительный прием хрома по 925 мкг/день на протяжении 12 недель никак особо не повлиял на нутритивный статус железа у пожилых мужчин (16).

Эксперимент среди молодых мужчин продемонстрировал, что после восьминедельного приема хрома по 200 мкг/день у них наблюдалось несущественное снижение насыщения трансферрина железом, однако долгосрочных испытаний не проводилось (17). 12-недельное рандомизированное контролируемое исследование, в котором приняли участие женщины в пременопаузе, выявило, что добавки пиколината хрома (200 мкг/день) никак не сказываются на нутритивном статусе железа (контрольная группа получала пиколиновую кислоту или плацебо) (18).

При этом наследственный гемохроматоз, который приводит к перегрузке железом, может вызвать нарушения в транспорте хрома по причине выраженной конкуренции за связывание трансферрина. Ученые предполагают, что высокий риск развития сахарного диабета при таком заболевании объясняется именно сниженным транспортом хрома.

Одновременный прием этих нутриентов усиливает абсорбцию хрома, данную особенность показали эксперименты на животных. Чтобы подтвердить наличие такой взаимосвязи у людей, было проведено небольшое исследование с участием трех женщин.

Выяснилось, что введение комплекса из 100 мг аскорбиновой кислоты и 1 мг хрома приводит к более высоким уровням последнего в плазме, нежели изолированное использование хрома.

У взрослых потребление значительного количества простых углеводов (сахарозы и пр.) приводит к увеличению экскреции хрома с мочой (если сравнивать с питанием, насыщенным сложными углеводами — цельнозерновыми продуктами и пр.).

Предположительно, такой эффект объясняется закономерным увеличением синтеза инсулина на фоне поступления в организм простых сахаров.

У здоровых людей нехватка данного нутриента обычно не фиксируется. Дефицит был обнаружен лишь у нескольких пациентов, которые в течение длительного времени находились на парентеральном питании и не получали его из внутривенного раствора. В ответ на добавление хрома у лиц с таким нарушением возникла аномальная утилизация глюкозы, а также возросла потребность в инсулине (19). 

У других пациентов, которые в течение длительного времени находились на полном парентеральном питании наблюдалось развитие ряда неблагоприятных метаболических и неврологических эффектов, в том числе:

После введения пациентам хрома в фармакологической дозировке такие эффекты смягчались. Поэтому ученые предположили, что их возникновение связано с серьезной нехваткой данного нутриента. Однако незначительный дефицит может не вызывать никаких явных нарушений самочувствия. Между тем многочисленные эксперименты показывают, что значительное количество людей не получает достаточное количество хрома из продуктов питания. Предположительно, даже небольшой дефицит увеличивает риск развития диабета и сердечно-сосудистых заболеваний.

На сегодняшний день внутривенные растворы содержат данный микроэлемент в достаточном количестве — в дозах, существенно превышающих уровень его поступления из продуктов питания. Поэтому ученые предположили, что этот минерал может вызывать биологические эффекты лишь в фармакологической дозировке. Возникла теория, что дефицит хрома — это фактор риска развития сахарного диабета 2 типа (20). И ученые сейчас активно работают над ее подтверждением.

Эксперименты показали, что у мужчин-бегунов при выполнении упражнений на выносливость существенно увеличилось выведение хрома с мочой. Предполагается, что у людей, регулярно занимающихся физическими нагрузками, может возрастать потребность в данном нутриенте (21). Такая теория подтверждается результатами еще одного исследования среди пожилых мужчин: выяснилось, что упражнения с сопротивлением (занятия тяжелой атлетикой) у такой группы населения способствуют увеличению экскреции хрома с мочой (22). Но в то же время, при такой активности заметно возросла и абсорбция этого минерала.

К сожалению, на сегодняшний день у врачей и ученых нет аналитических инструментов, позволяющих точно определить статус хрома в организме и уровень его поступления из продуктов питания, что существенно затрудняет исследования о потенциальной опасности недостаточного потребления этого нутриента и факторов риска развития хромовой недостаточности.

Также не существует животных моделей с дефицитом хрома, из-за чего нет возможности адекватно оценить возможные физиологические, функциональные и биохимические нарушения, связанные с недостаточным потреблением данного нутриента.

Ввиду отсутствия данных, позволяющих определить примерную среднюю потребность человека в хроме, ученые установили норму адекватного потребления для данного нутриента с учетом его содержания в здоровом и сбалансированном питании (3, Таблица 1).

В последние годы мировые специалисты неоднократно анализировали важность трехвалентного хрома для животных и людей. Но на сегодняшний день нет возможности установить однозначные требования к потреблению этого микроэлемента. Все рекомендации были составлены с учетом оценок среднего потребления среди конкретных групп населения, поэтому они являются обобщенными и носят предварительный характер.

Ученым удалось точно измерить содержание данного нутриента лишь в некоторых продуктах. Одним из лучших источников является брокколи. Также немало полезного минерала есть в составе печени и пивных дрожжей. Обеспечить организм нужным микроэлементом можно еще и включив в повседневный рацион картофель, цельнозерновые продукты, орехи, стручковую фасоль, морепродукты и мясо.

Стоит учитывать, что уровень хрома в пище во многом зависит от сельскохозяйственных и производственных процессов. При этом ученые не могут предоставить точную информацию о фактическом содержании хрома в продуктах питания, много где он присутствует в очень небольших количествах (1-2 мкг) на порцию.

Пища, в которой содержится много простых сахаров (сахарозы, фруктозы) обычно содержит мало хрома и может способствовать его выведению из организма. Уровень микроэлемента в некоторых продуктах питания указан в таблице ниже (23). Однако эти данные являются усредненными, поэтому их можно использовать лишь в качестве примерного ориентира.

Из-за отсутствия чувствительных индикаторов статуса хрома в питании человека сложно определить уровень потребления данного нутриента, который бы, скорее всего, способствовал сохранению оптимального здоровья. Поэтому ученые рекомендуют принимать специальные добавки, обеспечивающие поступление 100% дневной нормы такого микроэлемента.

В ассортименте фармацевтических компаний есть добавки с разными видами такого минерала — хлоридом, никотинатом, а также пиколинатом и цитратом. Суточная дозировка может колебаться от 50 до 200 мкг элементарного хрома.

Американские ученые подсчитали, что БАДы с таким нутриентом принимает около 19% жителей США (как монопрепараты, так и комплексные средства, где этот микроэлемент сочетается с другими полезными веществами), при этом чаще всего такие средства используются взрослыми старше 50 лет (24).

В большинстве исследований ученые используют пиколинат, однако в последние годы возникают сомнения в его биодоступности — она может быть такой же как и у пищевого хрома. Также появляются определенные опасения по поводу безопасности долгосрочного использования данного микроэлемента.

Пиколинат хрома — это альтернативная форма микроэлемента, которая, предположительно, лучше усваивается организмом. Он представляет собой минерал в соединении с тремя молекулами пиколиновой кислоты. Средняя рекомендованная дозировка - 50-200 мкг.

При этом в большинстве исследований используются куда более высокие дозы. В частности, при анализе влияния пиколината хрома на течение сахарного диабета участники получали его в дозе от 200 до 2000 мкг.

Ученые предостерегают от бесконтрольного приема высоких доз такой добавки. Перед использованием ее в повышенном количестве стоит проконсультироваться с врачом.

Шестивалентная форма данного микроэлемента — это признанный токсичный канцероген. Ученые обнаружили, что его наличие в составе пыли коррелируется с увеличением заболеваемости рака легких и может спровоцировать возникновение воспаления кожи (дерматита).

В то же время трехвалентный хром является более безопасным. При проглатывании он не слишком хорошо всасывается, а большая часть этого микроэлемента после абсорбции покидает организм вместе с мочой.

На сегодняшний день ученые не установили допустимого верхнего уровня потребления для данного минерала, хотя признали возможность негативного влияния на организм при высоком потреблении из добавок.

Прием такого вещества в адекватной дозировке, как правило, не может нанести вреда здоровью. Использование более высоких доз коррелируется с возникновением нежелательных побочных эффектов. Передозировка опасна нарушениями стула (диареей), головокружениями, высыпаниями на коже и головными болями. 

Также значительные опасения относительно безопасности долгосрочного использования добавок трехвалентного хрома в форме пиколината возникли из-за того, что некоторые исследования показали возможность данного минерала увеличивать повреждение ДНК (25). Тем не менее, окончательных доказательств такой способности пока нет. Эксперимент среди 10 женщин, получавших по 400 мкг/день, продемонстрировал, что пиколинат хрома не приводит к увеличению окислительного повреждения ДНК (26).

Многие исследования показали, что ежедневный прием такой добавки в количестве до 1000 мкг в течение нескольких месяцев является безопасным для здоровья (27, 28). Но некоторые участники сообщали о возникновении серьезных побочных реакций. В частности, шестинедельный курс приема по 600 мкг/день привел к возникновению почечной недостаточности, а четырех- пятимесячное использование 1200-2400 мкг/день — к почечной недостаточности и нарушениям функции печени (29, 30).

Также у одного абсолютно здорового 24-летнего мужчины двухнедельный прием пиколината хрома вызвал обратимую острую почечную недостаточность (31). Ученые предполагают, что при наличии у человека болезней печени или почек стоит ограничивать дополнительное использование такого минерала ввиду повышенного риска развития побочных эффектов.

Такой минерал проходит сквозь плаценту и грудное молоко. В обычной дозировке он не способен нанести никакого вреда матери и ребенку, так как является необходим для здоровья нутриентом.

Хром присутствует в составе детских смесей, однако перед приемом его в виде добавок беременным и кормящим женщинам стоит посоветоваться с лечащим врачом. Чаще всего доктора не рекомендуют использовать такие средства ввиду отсутствия достаточных подтверждений их безопасности.

У ученых есть довольно мало информации о лекарственном взаимодействии с этим минералом. Тем не менее, известно, что у крыс абсорбция данного нутриента сильно снижалась при использовании антацидов с карбонатом кальция или гидроксидом магния. Также усвоение или экскреция хрома могут нарушаться на фоне приема кортикостероидов, блокаторов Н2 (циметидина, низатидина и фамотидина), а также ингибиторов протонной помпы (омепразола, пантопразола, рабепразола и пр.). В то же время использование нестероидных противовоспалительных препаратов (аспирина и индометацина) способствует более интенсивному всасыванию.

Также есть группа медикаментов, эффект от которых может возрастать при параллельном использовании вместе с хромом. Это касается бета-блокаторов, кортикостероидов, инсулина, никотиновой кислоты, нестероидных противовоспалительных лекарств, а также ингибиторов простагландина.

Кроме всего прочего, стоит учитывать, что хром способен повышать чувствительность к инсулину. Поэтому одновременное использование минерала с гормоном может увеличить риск возникновения гипогликемии. Так как добавки микроэлемента могут снижать уровень глюкозы в крови, ученые предполагают, что они могут иметь аддитивный (суммарный) эффект с противодиабетическими препаратами.

Соответственно, совместное использование таких средств может привести к развитию гипогликемии.

Небольшой эксперимент продемонстрировал, что одновременный прием пиколината хрома с левотироксином, который выписывают при гипотиреозе, способен на 6 часов снизить абсорбцию левотироксина. Поэтому такие препараты нужно принимать с определенным интервалом.