Взрослый человеческий организм содержит от 1000 до 1500 г кальция (в зависимости от пола, расы, размера тела), из которых 99 % встречается в костях в форме гидроксиапатита. В связи с этим кальций, вероятно, является наиболее изученным питательным веществом с точки зрения здоровья костей. Потребность в кальции из пищи имеет определенный порог, превышение которого уже не способствует улучшению качества костной массы — избыточный кальций активно выводится с мочой. Для взрослых женщин пороговое значение кальция в пище составляет 1100 мг в день, а верхний допустимый предел 2500 мг в день (включая диету и биодобавки) не должен превышаться, особенно при почечной недостаточности. В противном случае возникает риск побочных явлений: проблем с почками, кальцификация сосудов, суставов и мягких тканей. Особенно опасны в этой связи кальциевые добавки, прежде всего натуральные, поскольку в них часто присутствуют примеси вредных элементов — алюминия и свинца.

Для взрослых женщин пороговое значение кальция в пище составляет 1100 мг в день, а верхний допустимый предел 2500 мг в день (включая диету и биодобавки) не должен превышаться, особенно при почечной недостаточности.

Несмотря на уверения некоторых медицинских работников, легкоусвояемый кальций присутствует не только в молочной продукции. На первом месте по проценту усвоения кальция находится цельнозерновой хлеб (82 %), затем брокколи (61 %) и другие виды капусты, и лишь затем следуют молочные продукты (32 %) (см. таблицу). Однако молочные продукты превосходят другие продукты питания по количеству усвоенного кальция на одну порцию.

Среди всех неорганических элементов фосфор (P) является вторым по представленности после кальция в костях: 85 % общего объема фосфора сконцентрировано в скелете. Фосфор широко распространен в продуктах питания, включая мясо, птицу, рыбу, яйца, молочные продукты, орехи, бобовые, зерновые. В переработанной промышленным способом пище фосфаты присутствуют в составе стабилизаторов кислотности, эмульгаторов и противослеживающих агентов. Рекомендуемое количество составляет 700 мг/день.

Таблица. Биодоступность кальция в продуктах питания

[https://www.dairynutrition.ca/nutrients-in-milk-products/calcium/calcium-and-bioavailability]

Несмотря на то что фосфор является важным питательным веществом, существует опасение, что его чрезмерное количество может нанести ущерб качеству костей. Например, при избытке фосфора в пище повышается его концентрация в сыворотке крови, что приводит к нежелательному падению в сыворотке ионизированного кальция и повышению секреции паратиреоидного гормона, запускающего резорбцию костей и ткани зубов для предотвращения гипокальциемии в крови. Регулярное употребление кока-колы (в ней очень много фосфора) особенно противопоказано женщинам старших возрастных групп.

В человеческом теле содержится около 25 граммов магния (Mg), две трети из которых находятся в скелете. Магний в кости не является неотъемлемой частью кристаллической структуры гидроксиапатита, как кальций и фосфор, однако он является крайне необходимым для здоровья костей. Дефицит магния ухудшает метаболизм кальция, приводит к гипокальциемии, дефициту витамина D и нервно-мышечной гипервозбудимости. Основной причиной гипокальциемии, обычно наблюдаемой при дефиците магния, является нарушение секреции паратиреоидного гормона. Исследования на животных показывают, что дефицит магния приводит к уменьшению прочности и объема кости, снижению развития костей и рассогласованию формирования и резорбции костей. Рекомендуемая норма магния составляет 360 мг/день. Хорошими источниками магния в пище являются цельные зерна, овощи (брокколи), орехи и семена. В качестве источника магния может служить минеральная и жесткая питьевая вода.

Железо является кофактором ферментов, необходимых для синтеза коллагена — белка соединительной ткани, в том числе и костной. При дефиците железа прочность кости на разрыв снижается. О недостатке запасов железа в организме свидетельствуют низкие уровни ферритина в крови. Кстати говоря, усвоению железа могут мешать некоторые другие питательные вещества, например высокий уровень потребляемого кальция, особенно в виде карбоната. По этой причине стоит потреблять кальций и железосодержащую пищу или биодобавки отдельно, в разное время. Железо может поступать в организм в двух формах — быстроусвояемого гемового железа (из печени, красного и белого мяса, рыбы) и низкодоступного негемового железа (из зелени, фруктов и овощей). Напротив, избыток железа в организме или некоторые связанные с ним заболевания (такие как гемохроматоз, африканский гемосидероз, хроническая болезнь почек) являются токсичными для клеток костей и могут способствовать развитию остеопороза.

Тело человека содержит 1–2 г цинка, большая часть из которого находится в мышцах, костях, коже и волосах. Цинк является кофактором ферментов, участвующих в строительстве костей — коллагеназы (этот фермент формирует белковый компонент и структуру кости) и щелочной фосфатазы (этот фермент отвечает за костную минерализацию). Дефицит цинка также приводит к нарушению в клетках синтеза ДНК и белка и нарушениям деления клеток. Известно, что низкие уровни цинка в сыворотке крови и чрезмерная экскреция его с мочой связаны с остеопорозом у людей. Благотворное влияние дополнительного приема препаратов цинка наблюдалось в позвонках и бедренных костях на фоне интенсивных упражнений на беговой дорожке.

Цинком богаты продукты животного происхождения (красное мясо, птица, рыба, устрицы, яйца), бобовые, хлеб из цельного зерна и молоко. Ухудшают усвоение цинка фитиновая кислота, пищевые волокна, низкое качество белка (особенно когда недостаточно аминокислоты лизина) в пище. Дефицит цинка обычно встречается у подростков и пожилых людей.

В нашем организме присутствует 75-100 мг меди. Медь необходима для созревания и поддержания механической прочности коллагена — этим она влияет на структуру и состав кости. Дефицит меди практически не встречается, так как она содержится в большинстве продуктов питания. Ее особенно много в бобовых, орехах, цельных зернах, говяжьей печени и моллюсках. Безопасным считается потребление до 3 мг меди в день.

Натрий поступает в организм в основном в составе поваренной соли, и его ежедневное количество должно быть не менее 0,5 г и не более 2,4 г (5 г пищевой соли). Несмотря на то что роль натрия в увеличении артериального давления все еще дискутируется, его эффект на выведение кальция из организма уже доказан. Поваренная соль увеличивает мочевыделение и тем самым потерю организмом кальция: на каждые 2,3 мг натрия, выделяемого с мочой, организм теряет 24–40 мг кальция. В экспериментах на животных доказано, что избыток натрия в диете вызывает утрату костной массы. Исследование женщин после менопаузы показало, что дополнительное употребление натрия приводит к увеличению маркеров резорбции кости.

Витамин D является предшественником гормона, который регулирует в организме метаболизм кальция и фосфора. Активная форма витамина D, кальцитриол, активирует всасывание кальция в кишечнике, стимулируя выработку переносчика кальция кальмодулина.