Кальций. Общая информация
В организме человека более 98% Са фиксировано в костной ткани, и только 1–2 % находится в мягких тканях и внеклеточной жидкости, в т.ч. в крови. В сыворотке крови 40% Са циркулирует в комплексе с белками, 9% в виде солей (фосфаты, цитрат), оставшиеся 50% присутствуют в ионизированной (свободной) форме (Са2+) и поэтому способны диффундировать в межклеточную жидкость. Именно свободный кальций является регулятором внутриклеточных процессов.
Физиологически действие Са связано с регуляцией проницаемости клеточных мембран. В клетке его концентрация очень мала, с наружной стороны плазматической мембраны содержание Са2+ многократно выше. Установление такого баланса концентраций обеспечивается энергозависимой работой мембранных каналов и насосов. Благодаря низкому содержанию Са2+ в цитоплазме и высокому градиенту концентрации по обе стороны плазматической мембраны, этот ион имеет важное значение в регуляции жизнедеятельности клеток. Плазматическая мембрана клеток обладает низкой проницаемостью для кальция; выведение иона из клетки является энергозависимым. Изменение проводимости кальциевых каналов мембраны и внутриклеточного содержания Са2+ меняет функционирование многих систем, включая процессы клеточного деления. Ионы кальция играют важную роль при передаче нервных импульсов, сократимости мышц, в процессе свертывания крови, являются кофакторами ряда ферментных реакций. Определение уровня кальция – диагностически и прогностически значимый тест при целом ряде патологических состояний.
Для поддержания нормального уровня кальция в сыворотке крови необходимо достаточное поступление его с пищей. На поступление кальция в организм влияет его содержание в продуктах питания и их состав. Присутствие в пище веществ, связывающих кальций, в первую очередь фосфатов и жирных кислот, существенно уменьшает его абсорбцию. Всасывание кальция происходит преимущественно в проксимальном отделе тонкой кишки и в тощей кишке. В кишечнике абсорбируется от 30 до 70% кальция, поступившего с пищей.
Клинически гиперкальциемия проявляются в виде нарушения работы почек (полиурия, мочекаменная болезнь), ЖКТ (тошнота, рвота, запоры), сердца (укорочение интервала Q–T на ЭКГ), неврологическими симптомами (слабость, утомляемость, спутанность сознания, ступор и кома). Клинические проявления гиперкальциемии более выражены при быстром ее развитии.
Клинические проявления гипокальциемии различаются в зависимости от степени снижения уровня кальция. Мышечная утомляемость, слабость, подёргивание отдельных групп мышц, положительные симптомы Хвостека, Труссо, Люста отмечают при легкой степени гипокальциемии. Алкалоз увеличивает связанную с альбумином фракцию кальция, обостряя симптомы. Тяжелая гипокальциемия вызывает сонливость, спутанность сознания, отмечают спазмы гладкой мускулатуры, гипертонус и судороги, удлинение интервала QT на ЭКГ. Хроническая гипокальциемия может стать причиной катаракты и кальцификации базальных ганглиев.
Обмен кальция в организме тесным образом связан с обменом фосфора. К основным факторам, регулирующим метаболизм фосфатов и кальция, относятся ПТГ, кальцитонин и витамин D. При возникновении гипокальциемии происходит увеличение синтеза ПТГ, который обеспечивает усиление канальциевой реабсорбции и снижение выделения кальция с мочой. Одновременно под влиянием ПТГ повышается экскреция фосфора почками, что приводит к снижению концентрации фосфора в сыворотке крови и внеклеточной жидкости и последующему увеличению уровня кальция в крови. Гиперфосфатемия сопровождается снижением концентрации кальция, что приводит к стимуляции выброса ПТГ, снижению канальцевой реабсорбции фосфата и увеличению его экскреции почками.
Содержание Са в сыворотке крови и моче изменяется при дисфункции паращитовидных и щитовидной желез, новообразованиях разной локализации, особенно при метастазировании в кости, почечной недостаточности. Длительная гиперкальциемия в сочетании как с гипер-, так и с нормофосфатемией может быть причиной отложения фосфата кальция в стенке кровеносных сосудов, соединительной ткани, слизистой оболочке желудка, других органах и тканях.
Кальций | ZOOVITA
Кальций (Са, Calcium) – неорганический элемент в организме животного.
Биологическая роль кальция в организме велика:
• кальций поддерживает нормальный сердечный ритм, как и магний, кальций способствует здоровью сердечно-сосудистой системы в целом,
• участвует в обмене железа в организме, регулирует ферментную активность,
• способствует нормальной работе нервной системы, передаче нервных импульсов,
• фосфор и кальций в балансе делают кости крепкими,
• участвует в свертывании крови, регулирует проницаемость клеточных мембран,
• нормализует работу некоторых эндокринных желез,
• участвует в сокращении мышц.
Норма кальция в крови собак и кошек: 9,5-12,0 мг%
Кальций поступает в организм животного с пищей, усвоение кальция происходит в кишечнике, обмен в костях. Из организма кальций выводят почки. Равновесие этих процессов обеспечивает постоянство содержания кальция в крови.
Выведение и усвоение кальция находится под контролем гормонов (паратгормон и др. ) и кальцитриола — витамина D3. Для того, чтобы происходило усвоение кальция, в организме должно быть достаточно витамина Д.
1.Переизбыток кальция или гиперкальцемия может вызываться следующими нарушениями в организме:
a) повышенная функция паращитовидных желез (первичный гиперпаратиреоз)
b) злокачественные опухоли с поражением костей (метастазы, миелома, лейкозы)
c) избыток витамина Д
d) обезвоживание
e) острая почечная недостаточность.
2.Недостаток кальция или гипокальциемия — симптом следующих заболеваний:
a) рахит (дефицит витамина D)
b) остеодистрофия
c) снижение функции щитовидной железы
d) хроническая почечная недостаточность
e) дефицит магния
f) панкреатит
g) механическая желтуха, печеночная недостаточность
кахексия.
Нехватка кальция может быть связана и применением медицинских препаратов — противоопухолевых и противосудорожных средств.
Дефицит кальция в организме проявляется судорогами мышц, нервозностью.
Кальций – верный путь к здоровью
Специалисты не зря называют кальций макроэлементом. Его роль в организме более чем значительна. И дело не только в том, что без кальция от наших зубов не осталось бы даже «пеньков», а кости превратились бы в желе. Без него ни одна мышца в организме не могла бы шевельнуться, а многие биохимические реакции даже не начались бы. Однако, несмотря на кажущуюся простоту, на пути следования кальция в организме существует масса препятствий.
Препятствие первое. Кулинарное
В свободном виде кальций не встречается в природе. В разном количестве и в связанном состоянии (соединяясь с белками, солями и прочими компонентами) он входит в состав различных продуктов питания. Например, кальций есть в молоке, рыбе, капусте и даже петрушке. Но, согласитесь, мало кто из нас ежедневно подсчитывает, сколько кальция съедено с пищей. А тем более употребляет каждый день достаточное количество кальцийсодержащих продуктов.
Препятствие второе. Усвояемость
Для того чтобы даже «съеденный» кальций попал из пищеварительного тракта к месту назначения, целый ряд органов должен правильно функционировать. Желудок – вырабатывать достаточное количество соляной кислоты и ферментов, тем самым подготавливая молочный белок к перевариванию, поджелудочная железа – поставлять ферменты, завершающие этот процесс, кишечник – обеспечивать доставку кальция в кровяное русло. А почки – задерживать его в кровотоке, не давая преждевременно покинуть организм. Ах, да! Всасывание кальция самым непосредственным образом зависит от присутствия в организме витамина D. А поступление непосредственно в костную ткань – от микроэлементов: цинка, бора, меди и марганца.
Препятствие третье. Заболеваемость
В этом пункте следует отметить в первую очередь хронические заболевания, нарушающие процесс усвоения кальция или обмен витамина D. Это болезни печени, щитовидной железы, почек, пищеварительного тракта и сахарный диабет.
Кроме того, существует целый ряд состояний, при которых потребность организма в кальции многократно увеличивается: период беременности и кормления грудью, активного роста в подростковом возрасте.
Что уж говорить о такой серьёзной болезни, как остеопороз, при которой костная ткань разрушается в 8 раз быстрее обычного.
Препятствие четвёртое. Лекарственное
К сожалению, длительный приём некоторых лекарственных препаратов, например, стероидных гормонов, ухудшает состояние костной ткани. Однако многие заболевания, увы, требуют постоянного приёма лекарств.
Препятствие пятое. Незнание
Современный мир быстро развивается. И сегодня уже есть реальные лекарственные средства, способные компенсировать недостаток кальция в организме. Например, различные кальцийсодержащие препараты, продающиеся в любой аптеке. Как правило, в них содержится дневная норма кальция, витамина D, цинка, меди, марганца, бора. То есть все, что нужно для нормального и безопасного усвоения кальция.
Совсем недавно доводы в пользу постоянного приёма кальцийсодержащих препаратов приобрели ещё одно подтверждение. Широкомасштабные исследования и наблюдения за здоровьем 88 тысяч женщин и 47 тысяч мужчин в течение 10–15 лет показали, что регулярное употребление препаратов кальция снижает риск развития рака толстого кишечника на 40–50 %.
Препараты, содержащие кальций:
Материал носит информационный характер. Лекарственные средства, биологические активные добавки и другие товары указаны в качестве примера их возможного использования и/или применения, что ни в коем случае не является рекомендацией к их применению. Перед применением лекарств, биологически-активных добавок и медицинской техники и других товаров обязательно проконсультируйтесь со специалистом.
Роль кальция в нашем организме
Кальций, один из немногих микроэлементов, который используется каждой нашей клеткой. В идеале, необходимое количество кальция поступает из питания и усваивается человеческим организмом в нужном для него количестве. Избыток удаляется и не приносит какого-либо вреда. Однако, идеального питания на практике достигают редкие люди, да и усвоение кальция организмом зависит от некоторых веществ, например витамина D и К, которые тоже должны поступать с питанием в необходимом количестве.
Как понять, испытывает ли человек дефицит кальция, не сдавая анализов? Есть некоторые признаки, которые в совокупности могут указывать на нехватку этого микроэлемента. Вот главные из них:
1. Усталость и сонливость, причем, сколько бы человек не отдыхал.
2. Бледный цвет лица, ломкие волосы и ногти, хрупкие зубы.
3. Судороги икроножных мышц и мигрирующие боли в суставах.
4. Синяки без заметных травм.
5. Аллергии, диатезы, частые респираторные заболевания, гайморит, тонзиллит.
Однако даже отсутствие этих признаков не говорит о том, что с кальцием и его усвоением все хорошо в вашем организме. Усвоение кальция напрямую связано с уровнем витамина D. У всех людей, живущих в средней полосе, присутствует дефицит этого гормоноподобного витамина, а это, в свою очередь, гарантирует дефицит кальция. Для людей, живущих в северных регионах, проблема дефицита этих веществ стоит еще острее. Поэтому очень важно следить за своим питанием и обеспечивать поступление витамина D3 и кальция с пищей или с добавками.
Чем грозит дефицит кальция?
1. Ухудшением работы ССС. Кальций влияет на сократительную способность сердца и сердечный ритм.
2. Кальций влияет на свертываемости крови.
3. Он способствует нормализации и регуляции метаболизма.
4. Влияет на перистальтику кишечника.
5. При понижении уровня кальция в организме происходит извлечение его из костей и зубной эмали, отсюда и возникает ломкость костей, что называется остеопорозом.
Кто находится в группе риска?
1. Все, кто испытывает дефицит витамина D. А это практически все, кто не живет на экваторе или рядом))
2. Те, кто сидит на диетах, ограничивающих употребление молочных и кисломолочных продуктов, люди с непереносимостью лактозы, веганы.
3. Курильщики и кофеманы.
4. Люди старше 40 лет. Женщины – из-за менопаузы, мужчины – из-за общего возрастного снижения усвоения полезных веществ и изменения гормонального фона.
5. Люди, длительно принимающие гормоны.
6. Дети, подростки, беременные женщины.
Поддерживать нормальный уровень кальция в организме просто – принимать добавки, содержащие кальций, обязательно витамин D3 и витамин К2. Витамин К2 способствует тому, что кальций отправляется в кости, а не сосуды.
Все эти вещества есть в ОстеоСанум, причем в хороших дозировках! А еще ОстеоСанум содержит витамины В6 и В12, которые способствуют удержанию кальция в организме и улучшают плотность костей.
Товары из этой статьи:
250
Остеосанум
Кальций, витамин D3, К2, В6, В12, фолиевая кислота, экстракт мумиё – профилактика остеопороза. 30 желатиновых капсул.
167 Баллы
Роль кальция в организме ABC.
AZ
13.09.2018,13:55
13 сентября, Fineko/abc.az. Недостаточный уровень кальция в крови – гипокальцемия, оказывает отрицательное действие не только на прочность зубов и костей, но и на организм в целом. Если вас имеются такие жалобы, как чувство покалывания на руках и ногах, онемение в конечностях и в уголках рта, нервные тики, озноб, головокружение, рассеянность, вялость, мышечные спазмы, мышечные боли, выпадение волос, ломкость ногтей, сухость, экзема, дерматит, учащение сердечных ударов, боли в сердце, то возможно, у вас имеется дефицит кальция. Дефицит кальция у пожилых людей может привести к остеопорозу и частым переломам костей. Кальций непосредственно участвует в выполнении жизненно важных функций в организме. Кальций
— участвует в синтезе гормонов, которые влияют на функцию почек и кишечника;
— играет важную роль в процессе свертывания крови;
— влияет на сокращение мышц и нервную проводимость;
— участвует в синтезе ферментов;
— действуя на проводимость в клеточной мембране (стенке), регулирует транспортировку кислорода и питательных веществ;
— участвует в синтезе многих витаминов, в частности, B12.
Кто входит в группу риска? Лица, не принимающие достаточного количества пищи и кальция, страдающие от желудочно-кишечных расстройств, в связи с чем у них наблюдается нарушение всасываемости кальция, больные гипопаратиреозом, страдающие от дефицита витамина D, заболеваний почек, печени и поджелудочной железы, гипоальбуминемии — дефицита белка в крови, а также больные, продолжительное время принимающие некоторые лекарственные препараты, входят в данную группу.
Что делать? При диагнозе гипокальцемия в первую очередь должна быть выяснена причина, а затем – за счет приема лекарственных препаратов и пищи с большим содержанием кальция следует нормализовать уровень кальция в крови.
Продукты, богатые кальцием: молоко и молочные продукты (простокваша, кефир, творог, йогурт, твердые сорта сыра), курятина и гусятина, зелень, фрукты и овощи (особенно, брокколи, шпинат, сельдерей, апельсин), соевые продукты, овес, гречиха, грецкий орех, кунжутные семечки, а также морские продукты.
Роль кальция в жизни растений — Fitofert Россия
Почему важно начать обработки кальцием довольно рано, когда завязь небольшая?
Если начать давать этот вид удобрений позже, то нет гарантии что плоды достигнут максимального размера, выровненной формы и не растрескаются от осадков. Именно в эту фазу идёт активное деление и рост клеток завязи. Если что-то помешает их развитию, то соответственно и в дальнейшем ожидать исключительного плода не приходится.
Дефицит кальция может стать результатом проблемы плодородия почв, но чаще всего вызваны окружающей средой и связаны с периодами быстрого роста или колебаниями влажности почвы. Молодые растения и культуры, выращенные в теплице или на грубых текстурированных, хорошо дренированных почвах и с использованием капельного полива, требуют особого отношения и могут подвергаться возможному дефициту кальция.
Не следует забывать и то, что излишек кальция намного вреднее его недостатка: он связывает соединения железа и делает их недоступными для растения, приводит к нарушению усвоения азота, калия и бора, вызывая мезжилковый хлороз листьев и появление светлых бесформенных пятен отмирающих тканей листа. От защелачивания почвы страдает большинство растений: у них отмирают корни, растения хиреют и могут погибнуть.
Известковые, натриевые и нейтральные почвы обычно содержат очень высокий уровень содержания растворимых и доступных для растений катионов кальция. В таких почвах катионы Ca2+ свободно перемещаются с движением воды и достигают корней растений массовым потоком. В этих условиях количество Ca2+, достигающее корней, обычно значительно выше (в несколько раз), чем количество, поглощаемое корнями, поэтому внесение дополнительных объемов кальция растений, растущих в таких условиях, обычно не требуется.
Кроме того, катионы кальция подаются растениям из поливной воды, содержащей кальций. Характерным значением концентрации кальция в поливной воде составляет от 25 до 200 г/м3. При дозе орошения 5000 м3/га в год, растения вместе с водой, подаваемый на орошаемый участок, получают от 125 до 1000 кг кальция на 1 га в год.
При внесении кальция путем орошения (а также всеми другими способами) следует уделять особое внимание его сбалансированному соотношению с другими катионами, такими как аммоний, калий и магний, поскольку чрезмерное применение любого из них приведет к подавлению поглощения других, из-за конкуренции между катионами в корневой зоне.
Важное значение имеет соотношение кальция и магния, поскольку структура почвы, доступность питательных элементов и биологическая активность регулируются относительным балансом между этими питательными веществами.
Также важны пропорции внесения кальция и бора, т.к. в отсутствии кальция бор может стать токсичным для растения. Синергия между этими питательными веществами очень тесная, поэтому их дефициты в идеале должны решаться вместе.
Именно поэтому очень важно соблюдать правильные пропорции в подкормке растений, чтобы не переусердствовать с одними элементами питания в ущерб другим. Данную проблему помогают решать использование современных комплексных препаратов, сбалансированных по составу и учитывающие потребности и особенности потребления растений по фазам их развития как линейка ФИТОФЕРТ ЭНЕРДЖИ. В данной линейке удобрения на основе кальция представлены следующими препаратами:
КАЛЬЦИФОЛ 25 — препарат в виде водорастворимого порошка с содержанием СаО 25% предназначен для листовых подкормок растений. Кальций является полностью хелатизированным, не содержит хлора, легко усваивается через лист и полностью используется растением. Отличительной особенностью данного удобрения на основе кальция от других аналогов является полное отсутствие нитрата и хлорида. Поэтому его можно применять несколько раз, не опасаясь за фитотоксичность или за чрезмерный рост зеленой массы. Хелатирующее средство, анион, является натуральным продуктом карбоксилатов, которое беспрепятственно разлагается в клетках растений.
Регулярное и многократное использование удобрения полностью ликвидирует появление признаков дефицита кальция, способствует образованию плодов более твердой структуры, с утолщенными клеточными стенками. Благодаря этому плоды хорошо транспортируются и хранятся. КАЛЬЦИФОЛ 25 может применяться на всех культурах.
Препарат применяется в виде листовой подкорми с конца цветения кратностью 3-5 раз нормой 1,5- 3 кг/га.
КАЛЬЦИМАКС 40 — кальциевое удобрение на основе хлорида кальция с содержанием СаО 40%. Предназначено для повышения концентрации Са в плодах яблони и груши, предотвращает появление горькой ямчатости и обеспечивает длительное хранение плодов. Удобрение не содержит азота, поэтому не вызывает чрезмерный рост листовой массы и не оставляет нитраты в плодах. В связи с тем, что ФИТОФЕРТ ЭНЕРДЖИ КАЛЬЦИМАКС 40 произведен на основе хлорида кальция, для которого характерна высокая EC и возможная фитотоксичность для листьев, его следует применять в период созревания и прекратить использование за 3-7 дней до сбора урожая.
Препарат применяется в виде листовой подкормки в период созревания плодов яблони и груши кратностью 2-3 раз нормой 2 кг/га.
Кальций в организме человека реферат по медицине
Кальций в организме человека 1. Структура: Са Химические характеристики: — порядковый N — 20 — атомный вес — 40,08 При нагревании или сгорании кальция образуется окись кальция — СаО — жженая или гашеная известь, которая при взаимодействии с водой дает гидрат окиси кальция Са(ОН)2 — гашеную известь. С галоидами кальций образует соли — CaF2, CaCl2, CaBr2, CaJ2, которые в форме флюорита растворимы в воде. Если в воде содержится большое количество солей кальция (CaCO3 и CaSO4), вода называется жесткой. Если же солей кальция мало — то вода мягкая. Общие сведения: Кальций постоянно находится в почве и воде. Из его углекислых солей состоят известковые и меловые горы. В недрах некоторых из них карбонат кальция под влиянием сильного давления кристаллизуется и переходит в мрамор. Известны богатые залежи серно-кислых солей кальция — гипса — CaSO4, а также плавикового шпата или флюорита кальция — CaF2. В виде фосфорита — Ca3(PO4)2. Кальций входит в состав апатита. Из других соединений кальция известны соединения кальция с кремнием — силикаты. 2. Суточная потребность и основные источники поступления: Общее содержание кальция в организме человека составляет примерно 1,9% общего веса человека, при этом 99% всего кальция приходится на долю скелета и лишь 1% содержится в остальных тканях и жидкостях организма. Содержание повышается в период роста или беременности. Суточная потребность в кальции для взрослого человека составляет — 0,45-0,8-1,2 г в день. Кальций в пище, как растительной, так и животной, находится в виде нерастворимых солей. Наилучшими источниками легко усвояемого кальция являются молочные продукты особенно все виды сыров, бобовые, соя, сардины, лосось, арахис, грецкий орех, семечки подсолнуха, рис, зеленые овощи. Богаты кальцием цельные зерна пшеницы, рис, овощи и фрукты. Значение растительных источников кальция возрастает также вследствие высокого содержания в них витаминов. 3. Функции: внеклеточный катион, внутриклеточный катион — внутри саркоплазматического ретикулума. 1) Функционирует как составная часть опорных тканей или мембран. Обеспечивает целостность мембран (влияет на проницаемость), т. к. способствует плотной упаковке мембранных белков. Ионы кальция уплотняют клеточные оболочки, уменьшают их проницаемость — в противоположность ионам натрия и калия, увеличивающих проницаемость. 2) участвует в проведении нервного импульса 3) участвует в инициации мышечного сокращения: Образование комплекса актин +миозин (сокращение) возможно только в присутствии ионов кальция внутри миоцита. В мышечных клетках на мембране саркоплазматического ретикулума (СПР) находится «кальциевый насос (канал)», через который регулируется вход и выход кальция в СПР и тем самым концентрация его внутри клетки. Работа «кальциевого насоса» регулируется концентрацией двух внутриклеточных нуклеотидов, действующих антогонистически: — Циклический аденозинмонофосфат (цАМФ), который усиливает вход кальция в СПР из клетки, это приводит к уменьшению образования комплекса актин+миозин ферментом кальмодулином и расслаблению мышцы. — Циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ), который ослабляет вход кальция в СПР из клетки, это приводит к увеличению образования комплекса актин+миозин ферментом кальмодулином и сокращению мышцы (бронхоспазм). Например: 1. Парасимпатическая НС — ацетилхолин — рецепторы (холинергические, мускариновые, ацетилхолиновые) — гуанилатциклаза увеличивает скорость перехода ГТФ в цГМФ — увеличение цГМФ — увеличение внутриклеточного кальция — сокращение. 2. Симпатическая НС — адреналин, норадреналин — бета рецепторы + уменьшение секреции ацетилхолина парасимпатической НС — аденилатциклаза увеличивает скорость перехода АТФ в цАМФ — увеличение цАМФ — увеличение входа кальция в СПР — уменьшение кальция в клетке — уменьшение образования комплекса актин+миозин ферментом кальмодулином и расслабление мышцы. 4) является одним из факторов гемокоагуляции. 5) Кальций ограничено участвует в поддержании осмотического равновесия. 6) Вместе с инсулином активирует проникновение глюкозы в клетки. Кальций участвует во всех жизненных процессах организма. Нормальная свертываемость крови, происходит только в присутствии солей кальция. Кальций играет важную роль в нервно-мышечной возбудимости тканей. При увеличении в крови концентрации ионов кальция и магния нервно-мышечная возбудимость уменьшается, а при увеличении концентрации ионов натрия и калия — повышается. Кальций играет определенную роль и в нормальной ритмической работы сердца. 4. Вход: Абсорбция кальциевых соединений происходит в верхней части тонких кишок, главным образом в 12-перстной кишке. Здесь на всасывание оказывают большое влияние желчные кислоты. Физиологическая регуляция уровня кальция в крови осуществляется гормонами паращитовидных желез и витамином D через посредство нервной системы. Уменьшение всасывния из кишечника: Всасывание ухудшается при избытке жиров, от введения солей магния, калия, от содержания в пище большого количества щавелевой кислоты (шпинат, щавель, свекла), от увеличения фосфатов в пище, инозинтрифосфорная к- та (фитиновые соединения -содержащиеся в зерновых), дефицит витамина D3. Оптимальное усвоение происходит при соотношении кальция, фосфора и магния 1:1,4:0,5. (огурцы грунтовые 1:1,8:0,6) Увеличение всасывания. Для полного усвоения из кишечника необходимо наличие активной формы витамина Д3, белки пищи, лимонная кислота, лактоза молока. Витамин D способствует абсорбции кальция из кишечника и облегчает отложение кальция и фосфора в костях. Для улучшения усвоения солей кальция и фосфора в кишечнике, особенно при назначении малоусвояемых препаратов кальция, повышения реабсорбции фосфатов в почках и усиления процессов остеогенеза используют цитратную смесь (Acidi citrici 2,0; Natrii citrici 3,5; Ag. destillatae ad 100,0) по 1 чайной ложке 3 раза в день на 10-12 дней. 5. Транспорт: по сосудам в составе крови 6. Преобразование и распределение: Большая часть кальция содержится в костной ткани (99%) в составе микрокристаллов карбонатапатита 3Са2(РО4)2 · СаСО3 и гидроксилапатита 3Са2(РО4)2 · СаОН. Общий кальций крови включает три фракции: белоксвязанный, ионизированный и неионозированный (который находится в составе цитрата, фосфата и сульфата). Нормальное содержание кальция в крови — 9,0-11,5мг/ 100 мл. Кальций находится в сыворотке крови в различных формах: в виде не фильтрующихся
Роль кальция в старении человека
Кальций — ключевое питательное вещество в организме человека. Основной упор на потребление кальция во время его первоначального научного открытия был сосредоточен на ранней жизни человека, прежде всего в периоды роста в младенчестве и детстве. За последнее десятилетие интерес к потребностям в кальции расширился и теперь распространяется на весь жизненный цикл от рождения до пожилого возраста. Многие коммерческие продукты питания и пищевые добавки сегодня содержат обогащение кальцием, что является ответом на запросы более широкой аудитории.
Целью этого описательного обзора является: а) изучить роль кальция в здоровье человека, б) сравнить потребности в питательных веществах в кальции для разных групп жизненного цикла и глобальных популяций, в) изучить взаимосвязь между потреблением кальция, риском хронических заболеваний и переломы и г) обсудить стратегии решения проблемы дефицита диеты и непереносимости лактозы.
Роль кальция в здоровье человека
Кальций как ключевое питательное вещество
Кальций — это наиболее широко накапливаемое питательное вещество в организме человека.Более 99% (1,2–1,4 кг) хранится в костях и зубах. Менее 1% содержится во внеклеточном сывороточном кальции. Когда взрослые употребляют кальций в качестве пищи или добавок, средняя скорость абсорбции составляет примерно 30%. Ставка может сильно различаться из-за множества факторов. Например, во время беременности, когда растущему плоду требуется больше кальция, скорость его усвоения увеличивается [1,2,3].
Распределение кальция в организме
Кальций распределяется между различными тканями человеческого тела.Общий запас кальция в сыворотке крови, примерно 1200–1400 мг, очень мал. Этот внеклеточный пул поддерживает строгий контроль уровня кальция в плазме на постоянном уровне в сыворотке (обычно 8,4–9,5 мг / дл) с помощью сложной группы гормонов и других веществ. Примером другой системы жесткого метаболического контроля в организме человека может быть поддержание нормального уровня глюкозы в сыворотке у недиабетиков.
Содержание кальция в сыворотке не меняется при изменении рациона питания. Малейшее падение уровня кальция в сыворотке ниже нормы вызовет немедленную реакцию.Организм готов передавать кальций из других источников для поддержания нормального уровня кальция в сыворотке и предотвращения гипокальциемии обычно в течение нескольких минут с использованием одной из трех систем органов. Таким образом, сывороточный кальций не является точным индикатором запасов кальция в организме [1,3].
Три системы органов — это почки, кишечник и кость. Почки являются основным механизмом быстрого высвобождения или абсорбции кальция через функции фильтрации и выведения мочи. Примерно 200 мг в день обычно выводится взрослыми через почки с мочой, но зависит от диеты и параметров сыворотки.Вторая система органов, кишечник, реагирует медленнее. Ежедневное потребление 1000 мг кальция с пищей потенциально может привести к 800 мг, доступным для потребностей тканей в питательных веществах, и 200 мг для поддержания уровня кальция в сыворотке. Дополнительный кальций в кишечнике может перерабатываться через почки и выводиться из организма с мочой. В третьей системе кальций может перемещаться как в костный матрикс, так и из него. Гибкий костный пул, который варьируется в зависимости от размера тела и плотности костей, обычно содержит приблизительно 150-200 мг кальция.Если требуется больше, фактический костный кальций должен высвобождаться («заимствоваться») из костного матрикса и использоваться для поддержания уровня кальция в сыворотке. Замена «заимствованного» кальция не всегда обеспечивает подобный костный состав [1,2,3].
Функция кальция
Кальций используется в организме в небольших количествах. Исследования подтвердили, что кальций участвует в сокращении сосудов, вазодилатации, мышечных функциях, нервной передаче, внутриклеточной передаче сигналов и гормональной секреции. Каждая из этих функций может включать в себя отдельный обзор, но как группа показывает, насколько важен кальций в организме человека.Любое изменение сывороточного кальция влияет на одну или несколько из этих функций. Например, гипокальциемия связана с более высоким риском судорог из-за ее связи с нервной передачей и внутриклеточной передачей сигналов [1,3].
Метаболические аспекты абсорбции кальция
Всасывание кальция происходит во всем желудочно-кишечном тракте, но варьируется в зависимости от региона. Большая часть кальция, примерно 65%, абсорбируется при pH 6,5-7,5. В подвздошной кишке основным механизмом является пассивное всасывание, поскольку пища медленно перемещается через эту область желудочно-кишечного тракта.Важно отметить, что кальций не всасывается в желудке. Общее количество абсорбированного кальция по сравнению с тем, что доступно, зависит от количества представленного кальция, общего и сегментарного времени прохождения и количества кальция, присутствующего в каждой среде с уникальным pH. Растворимость кальциевых добавок напрямую зависит от уровня pH [4].
Выявление групп риска по дефициту кальция
Есть три основные группы населения, которые подвергаются наибольшему риску дефицита кальция с пищей.К ним относятся женщины (аменорея, триада спортсменок, постменопаузальный период), люди с аллергией на молоко или непереносимость лактозы, а также группы риска по недостаточности питания (подростки и пожилые люди).
Особому риску подвергаются девочки-подростки, когда формирование и рост костей является наиболее важным. На более поздних этапах жизненного цикла женщины по-прежнему подвергаются наибольшему риску, и этот риск повышается, если в раннем возрасте кость в подростковом возрасте не является прочной. Доказано, что женщины, у которых диагностировано расстройство пищевого поведения или проявляют гиперактивность с синдромом триады спортсменок, имеют высокий риск дефицита кальция.У женщин в постменопаузе из-за гормональных изменений, которые могут повлиять на процессы минерализации костей, также широко изучается риск дефицита кальция [3,5].
У людей с аллергией на молоко или непереносимостью лактозы часто наблюдается дефицит кальция из-за диетического ограничения продуктов, содержащих кальций. Этих людей можно эффективно лечить с помощью диетических модификаций, которые будут обсуждаться позже в рукописи [6].
Как подростки, так и пожилые люди часто имеют высокий риск дефицита кальция из-за пищевых привычек.Уровень риска среди подростков во всем мире растет из-за изменения режима питания. Многие подростки снижают потребление кальция, заменяя молочные продукты, в частности, напитками, или уменьшая общее потребление кальция. Расстройства пищевого поведения у подростков мужского и женского пола могут приводить к дефициту питательных веществ, в том числе кальция. Пожилые люди подвержены риску по множеству причин, включая низкое потребление кальция с течением времени, взаимодействие лекарств, которое может снизить усвоение кальция с пищей, и лежащее в основе хроническое заболевание остеопороз, который изменяет формирование и прочность костей [1,3,7,8].
Диетические рекомендации для здоровых и подверженных риску групп населения
перечисляет диетические рекомендации по основным питательным веществам для отдельных групп населения, включая здоровых взрослых и группы риска. Минимальная потребность — 700 мг кальция в день. Диетические рекомендации установлены для предотвращения дефицита питательных веществ [1,3,8,9,10,11,12].
Таблица 1
Рекомендации по питательным веществам для здоровых взрослых в отношении кальция, фосфора, витамина D и белка по странам
Однако многие люди, как молодые, так и пожилые, испытывают дефицит.В Соединенных Штатах, как и во многих странах, есть дефицит в группах населения. Было обнаружено, что в подгруппе китайско-американских подростков в возрасте 11–15 лет обычно низкое среднее дневное потребление кальция составляет 648–666 мг / сут [8]. В Корее такая модель риска была продемонстрирована с использованием данных Корейского национального исследования здоровья и питательных веществ (KHANES). Женщины подвержены риску во многих возрастных категориях, но в целом только 78% соблюдают диетическую рекомендацию — 700 мг в день. Среднее потребление составляло всего около 517 мг / день [13,14,15].
Пищевые источники кальция
В Соединенных Штатах в настоящее время преобладающими источниками кальция в рационе являются молочные продукты (молоко, йогурт, сыр) и коммерчески обогащенные продукты (апельсиновый сок, крупы, хлеб) [1,3]. В Корее данные KNHANES документально подтвердили структуру потребления кальция с пищей. Наиболее распространенные источники пищи включают молочные продукты, а также анчоусы, сою и кимчи [9,10,11,12].
Для соблюдения диетических рекомендаций необходимо большое количество разнообразных продуктов. Это подтверждает, что употребление одного продукта или группы продуктов не приведет к достижению диетического баланса.
Взаимодействие питательных веществ: кальция, фосфора, витамина D и белка
Важно помнить, что трудно, если вообще возможно, обсуждать только кальций. Метаболизм кальция — это результат совместных усилий кальция, фосфора, витамина D и белка. Как и в музыкальном оркестре, все эти питательные вещества необходимы для создания конечного продукта, будь то красивая песня или идеальная костная матрица.
Обмен кальция осуществляется совместно
Кальций представляет собой сложную интерактивную зависимость от действий других питательных веществ.Пищевой кальций должен перемещаться через просвет кишечника во время нормального пищеварения, чтобы обеспечить запас кальция для поддержания уровня в сыворотке. Однако диетический белок необходим для обеспечения сывороточного IGF-1, который, в свою очередь, взаимодействует с почечной системой для преобразования витамина D в активную форму. Результирующая транскрипция рецептора витамина D обеспечивает необходимые субстраты для перемещения кальция через люминальный, базолатеральный или межклеточный компартменты по мере необходимости для поддержания уровней в сыворотке. Без этих интервалов кальций был бы недоступен для восполнения и поддержания пулов сыворотки.Каждый шаг требует взаимодействия с другим питательным веществом [16,17].
Метаболизм кальция взаимодействует с фосфором у здоровых взрослых
Недавний метаанализ, проведенный Фентоном и его коллегами, продемонстрировал зависимую взаимосвязь между фосфатом и изменениями баланса кальция, которые происходят в основном в почках. Это исследование показало обратную корреляцию между снижением содержания кальция в моче с увеличением доз фосфатов, в то же время продемонстрировав, что баланс кальция увеличивается пропорционально фосфату.В частности, в периоды роста продукты, содержащие кальций и фосфор, могут оказывать положительное влияние на здоровье костей [18].
Взаимосвязь между фракционным всасыванием кальция и витамином D в сыворотке
Совокупное исследование Хини и его коллег помогает понять сильную корреляцию между уровнем витамина D и всасыванием кальция. Работа подтвердила идею о том, что группы питательных веществ сотрудничают, чтобы контролировать и поддерживать уровни сыворотки в организме человека. Фракция абсорбции резко возрастает, пока не будет достигнут верхний предел сывороточного витамина D 80 нмоль / л, а затем стабилизируется.Этот компенсаторный механизм показывает уникальную систему связи, которая напрямую влияет на то, сколько доступного питательного вещества усваивается, и сигнальный механизм для изменения метаболических путей для регулирования транспорта. Эти механизмы помогают изменениям в рационе питания и доступных питательных веществах пройти адаптацию на системном уровне, чтобы обеспечить постоянство питательных веществ для метаболических функций [16,19].
Влияние недостаточности витамина D и кальция в питательных веществах
Недостаток кальция и витамина D в тканях влияет как на кальций в плазме, так и на витамин D.Роль рецепторов, чувствительных к кальцию, которые управляют метаболическими изменениями для поддержания нормального уровня внеклеточного кальция, только начинает пониматься. Чувствительные к кальцию рецепторные клетки находятся в основном на паращитовидных железах, но также находятся в других частях тела. Исследования показали, что они обнаруживают даже самые незначительные изменения уровня кальция в сыворотке и ищут непосредственные источники клеточного кальция для восстановления нормального уровня в плазме. Низкий уровень витамина D в плазме также снижает ферментативную активность 25-OHD-one-альфа-гидроксилазы.Это, в свою очередь, может изменить нормальную дифференцировку и разрастание костных и кишечных клеток. Дефицит как диетического кальция, так и витамина D нарушает функцию этих и других механизмов по восстановлению сывороточного кальция. Долгосрочные дефициты создают основу для риска хронических заболеваний [2,15,17,20].
Важность пищевого белка
Скелет и мышцы составляют примерно 50% запасов белка в организме. Саропения — это термин, используемый для описания потери мышечной силы и массы.Некоторая степень саропении обнаруживается более чем у 50% взрослых в возрасте 80 лет и старше. Это основная причина риска падения. Достаточное количество диетического белка необходимо для обеспечения аминокислот, необходимых для синтеза мышечного белка. Также важно качество протеина. Молочные продукты являются хорошими источниками этих питательных веществ, поскольку они содержат аминокислоту лейцин, а также кальций, поддерживающий поддержание как мышц, так и костей. Риск падения можно снизить, потребляя достаточное количество белка, который также содержит кальций [21,22,23,24].
Формирование и поддержание костей: изменения на протяжении жизненного цикла
Кость состоит из 60% минералов, 30% матрикса и 10% воды. Будет использовано очень упрощенное объяснение образования кости, чтобы помочь понять истинную сложность этого продолжающегося процесса жизненного цикла. Для создания новой кости или поддержания костного состава костеобразующие клетки (остеобласты) мигрируют в неминерализованные матричные везикулы (структуру). За этим следует привлечение фосфора, а затем ионов кальция, чтобы создать минерализацию (плотность) кости.На клеточном уровне молекулы белка-переносчика фосфора натрия создают кристаллы гидроксиапатита в качестве предшественника фактической минерализации костей. И фосфор, и кальций играют важную взаимозависимую роль в формировании как новой кости, так и в восстановлении существующей кости [15,17,25].
Приоритеты костеобразования различаются в зависимости от группы населения. У детей и молодых людей акцент делается на сильный базовый рост и структуру костей в качестве основы. К 25-30 годам формирование большей части новой кости завершается.После этого периода роста упор делается на поддержание плотности костей и предотвращение их потери. Исследования показали, что после 50 лет плотность костной ткани часто существенно снижается, поэтому цель на этом этапе жизненного цикла — поддерживать минеральную плотность костной ткани и минимизировать потерю костной массы. Прогрессирующая потеря минерализации костей с течением времени увеличивает риск перелома костей и падений [1,23,26].
Достаточное количество кальция и витамина D с пищей снижает риск перелома шейки бедра
В США — более 1.Ежегодно сообщается о 5 миллионах переломов у лиц старше 60 лет. Несколько недавних метаанализов установили корреляцию между более высоким потреблением кальция с пищей и снижением риска переломов. В метаанализе, проведенном Буненом и его коллегами, сравнивались рандомизированные клинические испытания в опубликованной литературе между витамином D и витамином D и кальцием. Все испытания включали группу плацебо. Результаты подтвердили, что использование витамина D с кальцием привело к статистически значимому снижению частоты переломов бедра по сравнению с группой плацебо [21].
Рид и его коллеги обновили предыдущий метаанализ, включив в него рандомизированные контролируемые исследования с участием более 30 000 пациентов. Два других крупных рандомизированных исследования, OSTPRE 2010 и WHI (Womens ‘Health Initiative) 2013, предоставили еще больше доказательств того, что использование кальция с витамином D было наиболее эффективным профилактическим вмешательством для снижения риска перелома бедра по сравнению с контролем / отсутствием лечения [27 ].
Недоедание и патогенез перелома бедра
Адекватное питание является основополагающим принципом поддержания костей.Не все калории одинаковы. Продукты должны выбираться с умом, чтобы обеспечить плотность основных питательных веществ, таких как кальций, фосфор, витамин D и белок. Требуемое диетическое потребление всех четырех из этих питательных веществ необходимо для достижения общей цели снижения риска переломов за счет партнерства с формированием костей, минерализацией костей, мышечной массой и силой. Хронический дефицит этих интерактивных питательных веществ приводит к увеличению риска падений, особенно у пожилых людей. Логично, что адекватное питание в подростковом и взрослом возрасте способствует укреплению костей с возрастом [1,11,24].
Исследование 502 взрослых старше 50 лет показало, что самый высокий риск у тех, кто потребляет менее 1200 мг пищевого кальция в день, по оценке с помощью опросника частоты приема пищи. Более 43% взрослых испытывали дефицит обоих питательных веществ. В этом исследовании делается вывод о важности оценки состояния питания всех взрослых, поскольку многие из этих людей имели нормальную минеральную плотность костей с использованием стандартной методологии. Это исследование также поддержало индивидуальное потребление кальция в зависимости от риска перелома [28].
Кальций и остеопороз
Ян и Ким [15] недавно опубликовали анализ минеральной плотности костной ткани у корейских мужчин среднего и пожилого возраста с использованием данных KNHANES за 2008-2010 годы. Группа населения с наименьшим риском остеопороза придерживалась высококачественной диеты, которая включала достаточное количество фруктов, овощей и кальция. У этих людей также был более высокий уровень витамина D в сыворотке, что согласуется с результатами, связывающими низкий уровень витамина D в сыворотке с более высоким риском переломов. Умеренная физическая активность в сочетании со здоровой массой тела может способствовать увеличению мышечной массы и силы, а также плотности костей, снижая риск остеопороза.
Отчет о сравнительной оценке эффективности был недавно обновлен в марте 2012 года Агентством медицинских исследований и качества Министерства здравоохранения и социальных служб США. Этот консенсусный отчет, основанный на фактических данных, рекомендовал адекватный диетический кальций в качестве эффективного варианта лечения как для мужчин, так и для женщин, у которых уже была плотность костей и остеопороз. Просвещение состоит в том, что адекватное питание за счет пищи или добавок может помочь сохранить или улучшить состав костей, даже если явные изменения костей уже присутствуют [26].
Кальций и сердечно-сосудистые заболевания
В исследовательской литературе продолжается обсуждение различных точек зрения на взаимосвязь между кальцием и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Основное противоречие заключается в понимании того, откуда произошли отложения кальция в мягких тканях и какой метаболический процесс отвечает за их образование. Многие из опубликованных анализов являются ретроспективными с использованием больших баз данных, которые могут иметь плохую долгосрочную диетическую информацию. Важно также утверждать, что исследование отдельных питательных веществ, а не сложных режимов питания, трудно оценить.Присутствуют многие мешающие переменные, такие как физическая активность и генетическая предрасположенность, которые трудно контролировать с помощью статистических методов. Информация о рисках постоянно развивается, и профессионалы должны быть в курсе появляющихся данных [29,30,31].
В недавно опубликованном анализе сравнивали пять аналогичных испытаний добавок кальция, включая когорту Инициативы женского здоровья. Во всех этих испытаниях для достижения уровней вмешательства использовались добавки кальция, а не увеличение потребления пищи.Более высокий риск при приеме только кальциевых добавок по сравнению с одним только диетическим вмешательством, по-видимому, поддерживает адекватное потребление с пищей как более эффективную стратегию [27].
Положительные ассоциации с адекватным потреблением кальция
Несколько обзоров и отдельных исследований подтвердили, что диета с достаточным содержанием кальция может помочь в поддержании нормальной массы тела и снижении риска ожирения. Это согласуется как с корейскими, так и с глобальными рекомендациями по включению в рацион источников кальция для снижения риска хронических заболеваний и укрепления здоровья [15,20,32,33,34].
В другом недавнем систематическом обзоре и метаанализе было проанализировано 14 исследований, чтобы количественно определить количество потребляемых молочных продуктов, которое было связано с более низкой заболеваемостью диабетом 2 типа. Авторы пришли к выводу, что потребление всего 200 г обезжиренных молочных продуктов в день является защитным [35]. Другие исследования документально подтвердили роль кальция через потребление молочных продуктов в снижении риска диабета [36].
Практические идеи по преодолению препятствий на пути к адекватному потреблению кальция
В идеале разнообразная и разнообразная диета должна обеспечивать адекватное потребление кальция и основных поддерживающих питательных веществ.Тем не менее, данные NHANES и KNHANES, а также другие исследования свидетельствуют об общих диетических недостатках, демонстрируя, что достижение уровня потребления может быть сложной задачей независимо от возраста.
Добавки кальция
Диета и еда являются предпочтительными методами для достижения диетических целей. Однако может потребоваться пероральный прием кальция. В Соединенных Штатах более 50% женщин старше 50 лет принимают добавки кальция. Различные соединения кальция могут иметь разную скорость всасывания.Большинство из них абсорбируется в подвздошной кишке, где уровень pH способствует разложению и транспортировке. Использование витамина D в сочетании с пероральными добавками кальция более эффективно, чем использование одного кальция [1,27].
Дефицит лактазы
Лактаза — это фермент, специфичный для расщепления сахарной лактозы, который содержится в основном в молочных продуктах. У большинства людей с непереносимостью молока наблюдается дефицит лактазы, а не аллергия на молоко. Аллергия на молоко потребует диагностики иммунологического ответа на молочный белок.Производство лактазы естественным образом снижается с возрастом, а также снижается, когда человек перестает употреблять лактозу в своем рационе. Азиатское население, а также афроамериканцы часто страдают дефицитом лактазы. Кроме того, с возрастом дефицит лактазы становится более распространенным [1,6].
Большинство людей вырабатывают некоторое количество лактазы, но могут быть не в состоянии производить достаточное количество молока, чтобы справиться с 200 мл молока за один прием пищи. Употребление продуктов, содержащих лактозу, вместе с едой, по-видимому, уменьшает симптомы у многих людей.Поэтому рекомендуется постепенно вводить небольшое количество лактозосодержащих продуктов. Эта стратегия может помочь стимулировать желудочно-кишечный тракт для увеличения выработки лактазы или определить максимальное количество, которое можно потреблять за один прием пищи или перекус [6].
Другая стратегия состоит в том, чтобы начать с введения молочных продуктов с более высоким содержанием жира, чтобы задержать желудочно-кишечный транзит и потенциально обеспечить более длительное время, в течение которого лактаза будет доступна в процессе пищеварения.Молочные продукты с высоким содержанием жира часто содержат большое количество кальция, поэтому их привычное потребление не влияет на адекватность питания. Однако эта стратегия может снизить страх перед употреблением новых молочных продуктов, если они смогут успешно съесть мороженое или добавить сливки в свои хлопья.
Содержание лактозы в продуктах питания
Различные продукты содержат разное содержание лактозы. Таблицы содержания лактозы в пищевых продуктах можно найти в государственных источниках [1]. Ферментированные продукты, такие как кимчи и выдержанные сыры, содержат меньше лактозы. Снижение содержания лактозы не снижает содержание кальция.
Другие стратегии борьбы с непереносимостью лактозы или дефицитом лактазы включают специальные продукты. Коммерческие продукты без лактозы или с пониженным содержанием лактозы доступны в США, Корее и других странах. Таблетки или капли лактазы также можно добавлять в пищу [6].
В Соединенных Штатах появляется все больше новых молочных продуктов, которые потребители могут попробовать, чем подчеркивают более естественный вкус и формулы. Йогурт в греческом стиле стал очень популярен в первую очередь из-за более густой консистенции.Есть также новый мягкий сыр во французском стиле «creme fraiche», который продается меньшими порциями по четыре унции, который гуще, терпче и менее сладок. В Соединенных Штатах наблюдается тенденция отказа от более тонких и сладких йогуртовых продуктов, которые были загущены желатином и часто имели искусственный вкус.
Кейфер — это питьевой йогурт, который на 98% не содержит лактозы благодаря ферментации. Он обеспечивает значительное количество положительных биобактерий для поддержания здоровья желудочно-кишечной флоры.Регулярное употребление кейфера и других активных кисломолочных продуктов может помочь установить и поддерживать здоровую флору кишечника. Это особенно важно после курса пероральных антибиотиков, которые могли уменьшить, изменить или уничтожить микробное разнообразие кишечника.
Для укрепления костей, функций мышц и многого другого!
Все мы знаем, что кальций необходим для крепких костей и зубов, но что еще он делает? Как насчет его важнейшей роли в сокращении мышц, нервных импульсах, свертывании крови и клеточном метаболизме?
Недавнее исследование даже подчеркнуло его роль в управлении весом, холестерине и гипертонии, а также в снижении риска некоторых видов рака.
Если вы являетесь сертифицированным специалистом по питанию, ваши клиенты полностью получат выгоду от большего количества кальция в их рационе. Узнайте больше о том, что делает кальций, о рекомендуемой диете и источниках его получения, ниже.
Что делает кальций
Сила скелета
В костях и зубах содержится 99% кальция в организме (1,2). Кости постоянно модифицируются, ломаются ли они и проходят резорбцию, или реформируются с отложениями кальция (1-3).Рост и плотность костей больше всего увеличивается в детстве и подростковом возрасте, когда больше кости откладывается, чем удаляется (1,2). Кости также служат резервуаром кальция в организме. Большинство людей достигают пика костной массы к 30 годам, после чего теряется немного больше костной массы, чем приобретается в процессе ремоделирования (1,2).
Остеопороз — это уменьшение массы и плотности костей, когда кости становятся пористыми и хрупкими (1-3). Это чаще встречается у женщин в постменопаузе, когда снижается выработка эстрогена и прогестерона, но также может быть вызвано низким потреблением кальция и витамина D, расстройствами пищевого поведения, курением, чрезмерным употреблением алкоголя и недостатком физической активности (или постельного режима). (1,3,4).
Развитие и поддержание максимальной костной массы — ключ к профилактике остеопороза. Активным спортсменкам также следует беспокоиться о триаде спортсменок, синдроме неупорядоченного питания, аменорее (нарушении нормального менструального цикла) и остеопорозе (1,2,5). Этот синдром может возникнуть, когда спортсменки увеличивают объем тренировок и / или снижают потребление энергии и кальция, что приводит к повышенному риску переломов костей (1,5).
Функции нервов и мышц
Положительная молекула кальция важна для передачи нервных импульсов к мышечным волокнам через ее нейромедиатор, запускающий высвобождение в соединении между нервами (2,6).Внутри мышцы кальций облегчает взаимодействие между актином и миозином во время сокращений (2,6). Вспомните белковые структуры тропомиозина и тропонина, расположенных на актиновой нити. Кальций связывается с тропонином, вызывая изменение положения тропомиозина, обнажая участки актина, к которым миозин будет прикрепляться для сокращения мышц (5,6).
Свертывание крови
Без кальция кровь не свернулась бы. Кальций должен присутствовать в крови для образования фибрина, нерастворимого белка, который образует волокнистую сеть для каркаса сгустка крови (2).
И еще несколько…
Кальций также играет важную роль в регуляции артериального давления, сердечного ритма, клеточного метаболизма, водного баланса и иммунной функции, наряду с энергетическим и жировым обменом (1,2,5).
Сколько кальция?
Многие люди не получают рекомендуемого суточного количества кальция, особенно женщины (7). Ниже приводится обзор суточных потребностей в кальции для подростков и взрослых.
Хотя увидеть, сколько кальция необходимо ежедневно, достаточно просто, может быть сложно отследить, сколько вы на самом деле получаете (или теряете), потому что усвоение кальция очень неэффективно (1,2).Как правило, мы поглощаем от 25% до 35% потребляемого кальция. Всасывание кальция может варьироваться в зависимости от возраста (самый высокий во время беременности и младенчества, самый низкий в пожилом возрасте), наличия витамина D (увеличивает всасывание в кишечнике), гормонального статуса (снижение уровня эстрогена у женщин, низкий уровень тестостерона у мужчин снижает всасывание), потребность организма в кальции и общее потребление кальция (обратно пропорционально, чем больше вы едите, тем меньше вы поглощаете) (1-3).
К продуктам с высоким содержанием кальция относятся молочные продукты, зеленые листовые овощи, рыбные консервы с костями (сардины, лосось), некоторые продукты из тофу и продукты, обогащенные кальцием (1,2,8).Молоко часто рекламируется как один из лучших источников кальция, но существует множество других источников, не относящихся к животным — вам просто может потребоваться съесть довольно много порций, чтобы получить такое же количество биодоступного кальция (2,8)! Несмотря на высокое содержание кальция, некоторые продукты, такие как шпинат, плохо усваиваются организмом из-за оксалатов, связанных с кальцием (2,8).
На курсах обучения питанию?
- Посмотрите на наши онлайн-курсы по питанию 2 бесплатных мини-курса, а также курсы CEU по питанию.Перейдите по этой ссылке и посмотрите их.
- И прочтите это сообщение в блоге о питательных микроэлементах для получения дополнительной информации о кальции.
Артикул:
- Комитет по пересмотру рекомендуемых диетических норм витамина D и кальция, Совет по пищевым продуктам и питанию, Институт медицины. Рекомендуемая диета для кальция и витамина D. Вашингтон, округ Колумбия: National Academy Press, 2010.
- Insel PM, Ross D, McMahon K, et al. (2011). Питание (4-е издание). Садбери, Массачусетс: Джонс и Бартлетт.
- Кларк М. Основы персонального фитнеса NASM, 4 th ed. Балтимор, Мэриленд: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 2012.
- Новое рекомендуемое дневное количество кальция и витамина D | Журнал NIH MedlinePlus. Национальная медицинская библиотека США. Национальная медицинская библиотека США, 2011 г., 5 (4) 12. Доступ в Интернете. 10 марта 2014 г. www.nlm.nih.gov/medlineplus/magazine/issues/winter11/articles/winter11pg12.html.
- Кларк MA, Люсетт SC. (2010). Основы спортивной тренировки NASM.Балтимор, Мэриленд: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс.
- Пауэрс СК, Хоули Э. (2012). Физиология упражнений: теория и применение к фитнесу и производительности, 8-е изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
- Бэйли Р.Л., Додд К.В., Гольдман Дж. А., Гахче Дж. Дж., Дуайер Дж. Т., Мошфег А. Дж., Семпос Коннектикут, Пиччиано М. Оценка общего обычного потребления кальция и витамина D в США. J Nutr. 2010 Апрель; 140 (4): 817-22.
- Weaver CM, Plawecki KL. Пищевой кальций: адекватность вегетарианской диеты.Am J Clin Nutr 1994; 59 (доп.): 1238S – 41S.
Взаимодействие скелетной системы и других систем органов — анатомия и физиология
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Опишите влияние слишком большого или слишком малого количества кальция на организм
- Объясните процесс гомеостаза кальция
Кальций — это не только самый распространенный минерал в костях, но и самый распространенный минерал в организме человека.Ионы кальция необходимы не только для минерализации костей, но и для здоровья зубов, регулирования частоты сердечных сокращений и силы сокращения, свертывания крови, сокращения гладких и скелетных мышечных клеток и регулирования проведения нервных импульсов. Нормальный уровень кальция в крови составляет около 10 мг / дл. Когда организм не может поддерживать этот уровень, человек испытывает гипо- или гиперкальциемию.
Гипокальциемия , состояние, характеризующееся аномально низким уровнем кальция, может оказывать неблагоприятное воздействие на ряд различных систем организма, включая кровообращение, мышцы, нервы и кости.Без достаточного количества кальция кровь плохо свертывается, сердце может пропускать удары или вообще перестать биться, мышцы могут с трудом сокращаться, нервы могут плохо функционировать, а кости могут стать хрупкими. Причины гипокальциемии могут варьироваться от гормонального дисбаланса до неправильного питания. Лечение различается в зависимости от причины, но в целом прогнозы благоприятные.
И наоборот, при гиперкальциемии , состоянии, характеризующемся аномально высоким уровнем кальция, нервная система недостаточно активна, что приводит к летаргии, вялым рефлексам, запорам и потере аппетита, спутанности сознания и, в тяжелых случаях, коме.
Очевидно, что гомеостаз кальция имеет решающее значение. Скелетная, эндокринная и пищеварительная системы играют в этом роль, но и почки тоже. Эти системы организма работают вместе, чтобы поддерживать нормальный уровень кальция в крови (рис. 6.7.1).
Рисунок 6.7.1 — Пути в гомеостазе кальция: Организм регулирует гомеостаз кальция двумя путями; один сигнализирует о включении, когда уровень кальция в крови опускается ниже нормы, а другой сигнализирует о включении, когда уровень кальция в крови повышается.
Кальций — химический элемент, который не может быть произведен никакими биологическими процессами. Единственный путь, которым он может попасть в организм, — это диета. Кости служат местом хранения кальция: организм откладывает кальций в костях, когда уровень в крови становится слишком высоким, и высвобождает кальций, когда уровень в крови падает слишком низко. Этот процесс регулируется ПТГ, витамином D и кальцитонином.
Клетки паращитовидной железы имеют рецепторы кальция на плазматической мембране. Когда кальций не связывается с этими рецепторами, клетки выделяют ПТГ, который стимулирует пролиферацию остеокластов и резорбцию кости остеокластами.Этот процесс деминерализации высвобождает кальций в кровь. ПТГ способствует реабсорбции кальция из мочи почками, так что кальций возвращается в кровь. Наконец, ПТГ стимулирует синтез витамина D, который, в свою очередь, стимулирует абсорбцию кальция из любой переваренной пищи в тонком кишечнике.
Когда все эти процессы возвращают уровень кальция в крови к норме, кальция достаточно для связывания с рецепторами на поверхности клеток паращитовидных желез, и этот цикл событий выключается (Рисунок 6.7.1).
Когда уровень кальция в крови становится слишком высоким, щитовидная железа стимулируется к высвобождению кальцитонина (рис. 6.7.1), который подавляет активность остеокластов и стимулирует поглощение кальция костями, но также снижает реабсорбцию кальция почками. Все эти действия снижают уровень кальция в крови. Когда уровень кальция в крови возвращается к норме, щитовидная железа перестает выделять кальцитонин.
Обзор главы
Гомеостаз кальция, то есть поддержание уровня кальция в крови около 10 мг / дл, имеет решающее значение для нормального функционирования организма.Гипокальциемия может привести к проблемам со свертыванием крови, сокращением мышц, функционированием нервов и прочностью костей. Гиперкальциемия может привести к летаргии, вялым рефлексам, запорам и потере аппетита, спутанности сознания и коме. Гомеостаз кальция контролируется ПТГ, витамином D и кальцитонином, а также взаимодействием скелетной, эндокринной, пищеварительной и мочевыделительной систем.
Вопросы о критическом мышлении
1. Человек с очень низким уровнем витамина D обращается к вам с жалобами на, казалось бы, хрупкие кости.Объясните, как они могут быть связаны.
2. Опишите эффекты, возникающие, когда паращитовидная железа не реагирует на кальций, связанный с ее рецепторами.
Глоссарий
- гиперкальциемия
- Состояние, характеризующееся аномально высоким уровнем кальция
- гипокальциемия
- Состояние, характеризующееся аномально низким уровнем кальция
Решения
Ответы на вопросы о критическом мышлении
- Витамин D необходим для усвоения кальция в кишечнике.Низкий уровень витамина D может привести к недостаточному уровню кальция в крови, поэтому кальций высвобождается из костей. Уменьшение количества кальция в костях может сделать их слабыми и сломанными.
- В «нормальных» условиях рецепторы паращитовидных желез связывают кальций в крови. Когда рецепторы заполнены, паращитовидная железа перестает секретировать ПТГ. В описанном состоянии паращитовидные железы не реагируют на сигнал о том, что в крови достаточно кальция, и они продолжают выделять ПТГ, что заставляет кость выделять больше кальция в кровь.В конечном итоге кости становятся хрупкими, что может привести к гиперкальциемии.
С большой силой приходит большая ответственность · Границы для молодых умов
Аннотация
Сердце — это насос, доставляющий кровь во все части тела. Кальций играет важную роль в электрической активности и насосной функции сердца. Частицы кальция проникают в клетки сердечной мышцы во время каждого удара сердца и вносят свой вклад в электрический сигнал, который координирует работу сердца.Частицы кальция также связываются с механизмами внутри клетки, которые помогают клетке сжиматься («сокращаться»), что заставляет сердце перекачивать кровь. При некоторых заболеваниях двери, контролирующие движение кальция, нарушают работу, что приводит к аномальным электрическим сигналам, которые могут вызвать группу сердечных заболеваний, называемых нарушениями сердечного ритма. Кроме того, ненормальное регулирование кальция может напрямую ухудшить насосную функцию или расслабление сердца. Ученые установили, что нарушения обработки кальция играют важную роль во многих нарушениях сердечного ритма.Однако, несмотря на достижения в (био) медицинских технологиях, остается несколько важных вопросов о механизмах и лечении проблем, связанных с кальцием.
Почему кальций так важен для сердца?
Кальций присутствует в большинстве пищевых продуктов, особенно в молочных продуктах, таких как молоко и сыр, и часто содержится в мелкой рыбе и некоторых овощах. Давно известно, что кальций полезен для прочности наших костей. Кроме того, ученые обнаружили, что кальций также играет важную роль в сердце (рис. 1).Сердце бьется более 2 миллиардов раз в течение жизни среднего человека для циркуляции крови, необходимой для обеспечения энергией всех частей тела. Сердце состоит, среди прочего, из 3 миллиардов клеток сердечной мышцы, которые сжимаются («сокращаются») во время каждого удара сердца и вместе отвечают за насосную функцию сердца. Чтобы убедиться, что каждая клетка сокращается в нужный момент, сердце использует электрический сигнал, который перемещается от клетки к клетке, как волна на стадионе, где активность одного человека активирует его соседа.Исследования последних десятилетий показали, что частицы кальция ответственны за связь между электрической активацией и механическим сокращением (Рисунок 1). Частицы кальция, имеющие электрический заряд, проникают в клетки сердечной мышцы во время каждого удара и вносят свой вклад в электрический сигнал. Кроме того, эти частицы кальция инициируют сокращение, связываясь со специализированными механизмами внутри клетки. Когда кальций связывается, механизмы начинают двигаться и заставляют клетки сжиматься.С другой стороны, когда частицы кальция удаляются из клеток сердца, это вызывает релаксацию, позволяя сердцу наполняться кровью до начала следующего сердцебиения. Таким образом, без кальция наши сердца сразу перестали бы биться, что уже было экспериментально показано доктором Сиднеем Рингером в начале 1880-х годов.
- Рисунок 1 — Роль кальция в клетках сердечной мышцы.
- Одно человеческое сердце состоит из более чем трех миллиардов клеток сердечной мышцы, и каждая клетка содержит свой собственный механизм, обеспечивающий сокращение и расслабление сердечной мышцы.Заштрихованная синим область показывает важную роль кальция в клетках сердечной мышцы. Кальций связывается с тропониновым комплексом в клетках (обозначен большой красной стрелкой), что заставляет клетки сжиматься вместе, процесс, называемый сцеплением возбуждения-сокращения (показан зелеными стрелками в левой части синей заштрихованной области). Кроме того, кальций вносит свой вклад в электрический сигнал, который перемещается от клетки к клетке, вызывая равномерное сокращение (показано в правой части заштрихованной синим области).
Мышечная клетка сердца: дом с множеством дверей и комнат
Клетка сердечной мышцы похожа на большой дом с множеством дверей и комнат (рис. 2). Частицы кальция могут входить и выходить из клетки через затворные структуры, названные ионными каналами [1]. Эти ионные каналы помогают клетке контролировать количество кальция внутри нее. В дополнение к поступлению кальция извне, внутри клетки есть большая камера, называемая саркоплазматической сетью, в которой хранится большая часть кальция, необходимого для сердечных сокращений.Камера саркоплазматической сети также имеет входные и выходные двери для кальция. Входные двери в саркоплазматический ретикулум называются SERCA, а выходные двери — рецепторов рианодина . Кальций, который поступает в сердечную клетку через ионный канал кальция, активирует рецептор рианодина, чтобы высвободить достаточно кальция из саркоплазматической сети, чтобы вызвать сокращение сердечной мышцы. Это достигается путем связывания с другой структурой, называемой тропонином, внутри клетки сердечной мышцы.Во время релаксации кальций должен быть отделен от тропонина и изгнан из клетки или сохранен обратно в саркоплазматическом ретикулуме.
- Рисунок 2 — Клетка сердечной мышцы и ее компоненты.
- Кальций входит в клетку через «двери», называемые ионными каналами, и взаимодействует с различными компонентами клетки. Например, кальций регулирует открытие и закрытие дверей натрия и калия и рецепторов рианодина, и он связывается с комплексом тропонина, заставляя сердечные клетки сжиматься («сокращаться»), что обеспечивает насосную функцию сердца.В клетках сердечной мышцы большая часть кальция хранится в камере, называемой саркоплазматической сетью. Кальций в саркоплазматическом ретикулуме высвобождается во время сокращения сердечной мышцы и транспортируется обратно внутрь саркоплазматического ретикулума во время расслабления. Красные стрелки указывают движение / поток кальция из одного места в другое.
Помимо дверей из кальция, клетки сердечной мышцы также оснащены другими дверьми, которые отвечают за перемещение других частиц в клетку и из клетки, таких как натрий, калий и хлорид.Недавно ученые обнаружили, что кальций может регулировать активность этих других дверей, делая их легче или труднее открывать, подчеркивая большую ответственность кальция в клетках сердечной мышцы [2].
Что произойдет, если кальций выйдет из-под контроля?
В некоторых случаях двери, контролирующие движение кальция, не работают, в результате чего слишком много или слишком мало кальция попадает в ячейку. Иногда эта неисправность вызвана преклонным возрастом или другими заболеваниями. С другой стороны, изменения / вариации в наших генах (называемые генетическими мутациями ) могут изменить форму ионного канала, что в крайних случаях может помешать правильному открытию или закрытию канала.Это может привести к появлению аномальных электрических сигналов, которые могут вызвать группу сердечных заболеваний, называемых нарушениями сердечного ритма .
Нарушения сердечного ритма возникают, когда электрическая связь между клетками становится несогласованной или когда группы клеток спонтанно производят дополнительные электрические сигналы. Как мы уже упоминали ранее, электрическая связь в сердце похожа на волну на футбольном стадионе, которая также зависит от четкой связи. Если свет выключен и зрители не видят друг друга, общения не будет, и невозможно будет создать красивую волну.Волна также работает правильно, только если люди двигаются только тогда, когда волна достигает своего места. Несогласованная, хаотическая электрическая активность сердца называется фибрилляцией . Фибрилляция заставляет сердце неэффективно перекачивать кровь, что приводит к снижению энергоснабжения органов человека.
Кроме того, ненормальное движение кальция может напрямую нарушать сокращение или расслабление сердца, препятствуя нормальной работе насоса. В этих условиях клетки сердца могут со временем «устать» и выйти из строя. Сердечная недостаточность . может вызвать широкий спектр проблем, от легких (кашель и усталость) до тяжелых (одышка и отек органов). Это, конечно, снизит продуктивность человека. Недавно ученые обнаружили, что кальций тесно связан с прогрессированием сердечной недостаточности. Сердечная недостаточность также повышает вероятность возникновения потенциально смертельных нарушений сердечного ритма [3].
Что до сих пор было сделано учеными для лучшего понимания содержания кальция в сердце человека?
Учитывая влияние сердечных заболеваний, мы можем задаться вопросом, что могут сделать ученые, чтобы предотвратить появление этих болезней.В течение нескольких десятилетий ученые изучали роль кальция в клетках сердечной мышцы. Теперь они знают, что при некоторых сердечных заболеваниях, таких как фибрилляция и сердечная недостаточность, нарушения регуляции кальция играют важную роль [2]. В настоящее время ученые могут изучать движение кальция, беря отдельные клетки сердечной мышцы у животных или пациентов и исследуя эти отдельные клетки, используя сложный метод, называемый патч-зажимом , который позволяет измерять электрические сигналы, проходящие через определенные ионные каналы.Это делается путем прикрепления к поверхности клетки очень маленькой стеклянной иглы (более чем в 20 раз меньше одного волоса). Ученые также могут измерить количество и расположение каналов внутри сердечной клетки, прикрепив к каналам светоизлучающие индикаторы, которые можно визуализировать под микроскопом. Совсем недавно ученые начали использовать компьютерные модели, чтобы собрать все эти данные вместе, чтобы помочь им предсказать эффект, который изменения в регуляции кальция будут иметь в сердечных клетках [4].
Улучшенное понимание нарушений сердечного ритма помогло предсказать, какие пациенты имеют высокий риск этих проблем, а также привело к лучшему лечению [5]. Например, можно использовать лекарства, чтобы заблокировать ионные каналы, чтобы двери оставались закрытыми, а количество кальция внутри клетки контролировалось. В качестве альтернативы специализированные врачи могут ввести небольшое устройство в сердце через кровеносные сосуды, чтобы удалить сердечные клетки, которые производят нежелательные сигналы, чтобы они больше не вызывали фибрилляцию (рис. 3).Несмотря на впечатляющие достижения в (био) медицинских технологиях, остается множество важных вопросов о механизмах и лечении связанных с кальцием проблем внутри клеток сердечной мышцы. Несколько исследовательских групп по всему миру усердно работают, чтобы ответить на эти вопросы.
- Рис. 3. Эффекты нарушения обработки кальция в сердце и доступные в настоящее время методы обнаружения и лечения этих проблем.
- Проблемы с обработкой кальция в клетках сердечной мышцы (показаны слева) могут привести к нарушениям сердечного ритма и / или сердечной недостаточности (первый набор красных стрелок).В настоящее время доступно несколько методов для изучения роли кальция в этих заболеваниях, включая регистрацию кальция, окрашивание / окрашивание белков и анализ с помощью компьютерных моделей (показано в третьем столбце). С использованием этих методов разрабатываются новые методы лечения этих сердечных заболеваний, включая лекарства для блокирования ионных каналов и методы удаления клеток сердца, которые производят неконтролируемые электрические сигналы (показаны справа).
Глоссарий
Сокращение : ↑ Сдавливание клеток сердечной мышцы, заставляющее сердце перекачивать кровь.
Ионный канал : ↑ Воротные структуры в клетках сердечной мышцы, которые позволяют заряженным частицам входить в клетку или выходить из нее.
Рецептор рианодина : ↑ Важные кальциевые ворота, расположенные внутри клеток сердечной мышцы во внутриклеточных хранилищах кальция саркоплазматического ретикулума.
Генетическая мутация : ↑ Вариант гена, который может изменить функцию полученного белка.
Нарушение сердечного ритма : ↑ Аномальная электрическая активность сердца.
Фибрилляция : ↑ Опасное нарушение сердечного ритма с очень быстрым нерегулярным движением клеток сердечной мышцы.
Сердечная недостаточность : ↑ Состояние, при котором сердце не может прокачивать достаточное количество крови по телу.
Patch-Clamp : ↑ Метод измерения активности ионных каналов в клетках сердечной мышцы.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Список литературы
[1] ↑ Бартос Д. К., Гранди Э. и Рипплингер К. М. 2015. Ионные каналы в сердце. Компр. Physiol. 5: 1423–64. DOI: 10.1002 / cphy.c140069
[2] ↑ Heijman, J., Schirmer, I., and Dobrev, D. 2016. Множественные проаритмические роли нарушений обработки кальция в сердце: триггерная активность, нарушения проводимости, вариабельность между ударами и неблагоприятные ремоделирование. Europace. 18: 1452–4.DOI: 10.1093 / europace / euv417
[3] ↑ Джонсон Д. М. и Антунс Г. 2018. Аритмогенные механизмы сердечной недостаточности: связь бета-адренергической стимуляции, растяжения и кальция. Фронт. Physiol. 9: 1453. DOI: 10.3389 / fphys.2018.01453
[4] ↑ Sutanto, H., van Sloun, B., Schonleitner, P., van Zandvoort, M., Antoons, G., and Heijman, J. 2018. Субклеточное распределение рианодиновых рецепторов и L- Каналы типа Ca 2+ модулируют переходные свойства Ca 2+ и события спонтанного высвобождения Ca 2+ в кардиомиоцитах предсердий. Фронт. Physiol. 9: 1108. DOI: 10.3389 / fphys.2018.01108
[5] ↑ Heijman, J., Ghezelbash, S., and Dobrev, D. 2017. Исследуемые антиаритмические агенты: многообещающие препараты на ранней стадии клинической разработки. Мнение эксперта. Вкладывать деньги. Наркотики. 26: 897–907. DOI: 10.1080 / 13543784.2017.1353601
Кость и кальций | Безграничная анатомия и физиология
Гомеостаз костей и кальция
Метаболизм кальция или гомеостаз кальция — это механизм, с помощью которого организм поддерживает адекватный уровень кальция.
Цели обучения
Опишите факторы, участвующие в гомеостазе кальция
Основные выводы
Ключевые моменты
- Гомеостаз кальция регулирует приток кальция к костям и от них.
- Недостаточный уровень кальция может привести к остеопорозу.
- Высвобождение кальция из костей регулируется паратироидным гормоном.
- Витамин D превращается в кальцидиол (также называемый кальцифедиолом)
в печени, который затем превращается в кальцитриол в почках, биологически активная форма витамина D. - Кальцитриол регулирует уровень кальция и фосфора в крови и помогает поддерживать здоровье скелетной системы.
- Резорбция костной ткани остеокластами высвобождает кальций в кровоток, что помогает регулировать гомеостаз кальция.
Ключевые термины
- кальцитриол : активный метаболит — 1,25-дигидроксихолекальциферол, который участвует во всасывании кальция.
- Кальцитонин : Вырабатывается в организме человека щитовидной железой, он снижает содержание кальция в крови, препятствуя действию паратиреоидного гормона.
- гомеостаз кальция : гомеостаз кальция — это механизм, с помощью которого организм поддерживает адекватный уровень кальция для предотвращения гиперкальциемии или гипокальциемии, оба из которых могут иметь важные последствия для здоровья.
- кальцидиол : прегормон, который вырабатывается в печени путем гидроксилирования витамина D3 (холекальциферол) ферментом холекальциферол-25-гидроксилазой.
Метаболизм кальция или гомеостаз кальция — это механизм, с помощью которого организм поддерживает адекватный уровень кальция.Нарушения этого механизма приводят к гиперкальциемии или гипокальциемии, которые могут иметь важные последствия для здоровья.
Хотя приток кальция к кости и от кости нейтральный, за день перерабатывается около пяти ммоль. Кость служит важным местом хранения кальция, поскольку она содержит 99% всего кальция в организме. Высвобождение кальция из костей регулируется паратиреоидным гормоном. Кальцитонин стимулирует включение кальция в кости.
Регулирование кальция : Гормон паращитовидной железы регулирует уровень кальция в крови.
Низкое потребление кальция может быть фактором риска развития остеопороза. Благодаря лучшему костному балансу риск остеопороза снижается. Добавки с витамином D и кальцием немного улучшают минеральную плотность костей.
Гомеостаз витамина D и кальция
Витамин D превращается в кальцидиол в печени. Часть кальцидиола превращается почками в кальцитриол, биологически активную форму витамина D. Он циркулирует в крови как гормон, регулируя концентрацию кальция и фосфата в кровотоке и способствуя здоровому росту и ремоделированию костей.
Реакции на изменение содержания кальция в крови
Процесс резорбции костной ткани остеокластами высвобождает накопленный кальций в системный кровоток и является важным процессом для регулирования баланса кальция. Поскольку образование костей активно фиксирует циркулирующий кальций в минеральной форме, удаляя его из кровотока, резорбция активно расщепляет его, тем самым повышая уровень циркулирующего кальция.
Когда концентрация кальция в крови повышается, парафолликулярные клетки щитовидной железы увеличивают секрецию кальцитонина в кровь.В то же время паращитовидные железы снижают секрецию паратироидного гормона в кровь. В результате высокий уровень кальцитонина в крови стимулирует кость удалять кальций из плазмы крови и откладывать его в виде кости.
Также подавляется удаление кальция из кости. Когда уровень кальция в крови слишком низкий, секреция кальцитонина подавляется и секреция ПТГ стимулируется. Это приводит к удалению кальция из кости для корректировки уровня кальция в крови.
Профилактика остеопороза с помощью кальция: продукты питания, добавки, суточное потребление
Что такое кальций?
Кальций — это минерал, который необходим организму для хорошего здоровья.Кальций естественным образом содержится в одних продуктах и добавляется в другие. Он также доступен в виде пищевой добавки и содержится в некоторых лекарствах, таких как Tums®.
Зачем организму кальций?
Кальций — полезный минерал для костей. Около 99% кальция в организме хранится в костях и зубах. Это минерал, который делает их твердыми и прочными. Оставшийся 1% необходим для многих видов деятельности, которые помогают поддерживать нормальное функционирование организма. Кальций помогает кровеносным сосудам сокращаться (сужаться) и расширяться, заставляет мышцы сокращаться, помогает передавать сообщения через нервную систему и помогает железам выделять гормоны.
Кости постоянно обновляются каждый день, и кальций поступает в них и выходит из них. У детей и подростков организм строит новую кость быстрее, чем разрушает старую, поэтому общая костная масса увеличивается. Это продолжается примерно до 30 лет, когда образование новой кости и разрушение старой кости начинают происходить примерно с одинаковой скоростью. У пожилых людей, особенно у женщин в постменопаузе, кость разрушается быстрее, чем строится. Если потребление кальция слишком низкое, это может способствовать развитию остеопороза.
Сколько кальция нужно потреблять взрослому человеку каждый день?
Количество кальция, необходимое для здоровья костей и зубов, зависит от возраста. Национальный институт здоровья предлагает эти уровни суточного потребления для взрослых:
Рекомендуемая суточная доза кальция для взрослых
- Взрослые 19-50 лет: 1000 мг.
- Взрослые мужчины 51-70 лет: 1000 мг.
- Взрослые женщины 51-70 лет: 1200 мг.
- Взрослые от 71 года и старше: 1200 мг.
- Беременные и кормящие подростки: 1300 мг.
- Беременные и кормящие взрослые: 1000 мг.
Как лучше всего получить достаточно кальция?
Лучший способ получать достаточное количество кальция каждый день — есть разнообразную здоровую пищу из всех различных групп продуктов. Ежедневное получение достаточного количества витамина D из таких продуктов, как обогащенное молоко или естественный солнечный свет, важно для того, чтобы помочь организму усваивать и использовать кальций из пищи.
Вот несколько простых советов по выбору продуктов с высоким содержанием кальция:
- Молочные продукты имеют самое высокое содержание кальция.Молочные продукты включают молоко, йогурт и сыр. Чашка (8 унций) молока содержит 300 мг кальция. Содержание кальция одинаково в обезжиренном, обезжиренном и цельном молоке.
- Темно-зеленые листовые овощи содержат большое количество кальция. Брокколи, капуста и листовая капуста — хорошие источники кальция, особенно в сыром или слегка приготовленном на пару. (Варка овощей может удалить большую часть содержащихся в них минералов.)
- Порция консервированного лосося или сардин содержит около 200 мг кальция. Он содержится в мягких костях рыбы.
- Зерновые, макаронные изделия, хлеб и другие продукты, приготовленные из злаков, могут добавлять кальций в рацион. Выбирайте злаки, обогащенные минералами, в том числе кальцием.
- Помимо зерновых, кальций иногда добавляют во фруктовые соки, соевые и рисовые напитки и тофу. Прочтите этикетки продуктов, чтобы узнать, не содержится ли в продукте кальция.
Министерство сельского хозяйства США рекомендует всем в возрасте от 9 лет съедать три порции продуктов из молочной группы в день.
1 порция молочных продуктов равна:
- 1 стакан (8 унций) молока.
- 1 стакан йогурта.
- 1,5 унции натурального сыра (например, чеддер).
- 2 унции плавленого сыра (например, американского).
Следует ли мне принимать добавку кальция?
Кальций лучше всего усваивается через пищу, которую мы едим, и напитки, которые мы пьем. Для большинства здоровых пациентов важно придерживаться хорошо сбалансированной диеты, а не полагаться только на пищевые добавки.
Тем, кто не может получать достаточное количество кальция из пищи и напитков каждый день, может потребоваться прием кальциевых добавок.Люди с непереносимостью лактозы могут испытывать трудности с получением достаточного количества кальция только с пищей. Кроме того, люди с проблемами всасывания из-за желудочно-кишечных заболеваний могут не усваивать достаточно кальция. Те, кто придерживается веганской диеты или потребляют большое количество белка и натрия, также могут не получать достаточно кальция.
Какие добавки с кальцием мне следует принимать?
Количество кальция, которое организм усвоит из добавок, зависит от формы кальция в добавке, от того, насколько хорошо кальций растворяется в кишечнике и от количества кальция в организме.Два наиболее часто используемых продукта кальция — это карбонат кальция и цитрат кальция.
Добавки с карбонатом кальция лучше растворяются в кислой среде, поэтому их следует принимать во время еды. Добавки цитрата кальция можно принимать в любое время, потому что им не нужна кислота для растворения. По этой причине люди, у которых могут быть проблемы с усвоением лекарств, могут рассмотреть возможность использования цитрата кальция вместо карбоната кальция. Сюда входят те, кто принимает лекарства, снижающие кислотность желудка (например, лекарства от изжоги, отпускаемые без рецепта).Кроме того, тем, кто перенес операцию шунтирования кишечника, или, возможно, даже людям 65 лет и старше, может быть полезен цитрат кальция вместо карбоната кальция.
Также доступны добавки кальция в форме глюконата, лактата или фосфата, но, как правило, они содержат менее усваиваемый кальций. Полезно искать добавки, на упаковке которых имеется аббревиатура, указанная в Фармакопее США (USP) или consumerlab.com (CL). Это указывает на то, что продукты соответствуют добровольным отраслевым стандартам качества.
Чем выше доза кальция, тем меньше он всасывается. Для максимальной абсорбции следует принять не более 500 мг кальция за разовую дозу. Если вам нужно более 500 мг в качестве добавки, принимайте дозы с интервалом не менее четырех часов. Если вы считаете, что вам нужна добавка кальция, попросите своего врача или диетолога порекомендовать ее.
Что произойдет, если я приму слишком много кальция?
Взрослые в возрасте от 19 до 50 не должны получать более 2500 мг кальция в день (включая пищу и добавки).Взрослые старше 50 лет не должны превышать 2000 мг в день. Пищевой кальций считается безопасным, но слишком большое количество кальция в виде добавок может иметь некоторые риски для здоровья. Слишком много кальция может увеличить риск образования камней в почках, запора или даже накопления кальция в кровеносных сосудах, а также затруднить усвоение железа и цинка.
Существуют ли лекарства, взаимодействующие с кальцием?
Кальций может снизить абсорбцию этих препаратов при одновременном приеме:
- Бисфосфонаты (лечение остеопороза).
- Препараты для лечения щитовидной железы.
- Некоторые противосудорожные препараты (фенитоин).
- Некоторые антибиотики.
- Добавки железа.
Что происходит, когда организм не получает достаточно кальция?
Детям необходим кальций для укрепления костей. Взрослым кальций необходим для поддержания прочности костей. Со временем недостаточное потребление кальция может вызвать остеопороз, болезнь хрупкости костей. Люди с остеопорозом подвержены высокому риску перелома костей, особенно запястья, бедра и позвоночника.Эти переломы вызывают хроническую (продолжительную) боль и инвалидность, потерю независимости, снижение качества жизни и более высокий риск смерти.
Остеопороз может вызвать перелом костей, составляющих позвоночник (позвонки). Это вызывает коллапс позвоночника в этих областях, что приводит к боли, затруднению движений и постепенной деформации. Если проблема достаточно серьезна, это вызывает образование «горба вдовы», искривления верхней части спины.
У кого развивается остеопороз?
По данным Национального института здоровья, половина всех женщин старше 50 лет и четверть мужчин старше 50 лет ломают кость из-за остеопороза.Белые женщины в постменопаузе и азиатские женщины подвергаются наибольшему риску остеопороза. Примерно у 25% женщин с остеопорозом разовьется деформация позвоночника, а у 15% сломается бедро. Остеопороз также вызывает переломы бедер у мужчин, хотя и не так часто, как у женщин. Переломы бедра связаны с повышенным риском смерти в течение года после перелома кости.
Факторы риска остеопороза включают:
- Недостаточно кальция в рационе.
- Возраст старше 50 лет
- Маленькое, худощавое телосложение.
- Семейный анамнез остеопороза.
- Быть белой или азиатской женщиной.
- Курение.
- Использование определенных лекарств, таких как лечение рака груди, противосудорожные препараты, стероиды.
Каковы симптомы остеопороза?
Симптомы потери костной массы не возникают до тех пор, пока не разовьется остеопороз. Даже тогда, на ранних стадиях остеопороз может не вызывать никаких симптомов. Симптомы, которые развиваются по мере обострения остеопороза, могут включать:
- Легко ломает кости.
- Боль в спине.
- Наклонная поза.
- Постепенная потеря высоты.
Как диагностируется остеопороз?
Внешние признаки остеопороза (потеря роста, легко ломающиеся кости, горб вдовы) в сочетании с полом и возрастом пациента являются убедительными признаками того, что у пациента остеопороз. Технология, называемая двойной рентгеновской абсорбциометрией (DXA), представляет собой современный метод измерения минеральной плотности костей (количества кальция в костях) и диагностики остеопороза.
Как предотвратить остеопороз?
Для поддержания здоровья костей на протяжении всей жизни и уменьшения потери кальция:
- На протяжении всей жизни придерживайтесь диеты, богатой кальцием и витамином D.
- Наслаждайтесь регулярными физическими упражнениями, особенно с весовой нагрузкой, например ходьбой или бегом трусцой.
- Не кури.
- Не употребляйте кофеин и алкоголь.
Целевая группа профилактических служб США рекомендует проверять плотность костной ткани с помощью DXA всем женщинам в возрасте 65 лет и старше.Они также рекомендовали пройти скрининговый тест женщинам в возрасте до 65 лет, которые подвержены риску переломов. Этот тест показывает прочность костей, поэтому при необходимости можно начать профилактические меры против переломов.
Содержание кальция в различных продуктах питания
- Йогурт, простой, обезжиренный, 8 унций 415 мг на порцию.
- Апельсиновый сок, обогащенный кальцием, 6 унций 375 мг на порцию.
- Йогурт, фрукты, с низким содержанием жира, 8 унций 338–384 мг на порцию.
- Моцарелла, частично обезжиренное, 1,5 унции 333 мг на порцию.
- Сардины, консервированные в масле, с костями, 3 унции 325 мг на порцию.
- Сыр Чеддер, 1,5 унции 307 мг на порцию.
- Молоко, обезжиренное, 8 унций 299 мг на порцию.
- Молоко с пониженным содержанием жира (2% молочного жира), 8 унций 293 мг на порцию.
- Молоко, пахта, 8 унций 282–350 мг на порцию.
- Молоко, цельное (3,25% молочного жира), 8 унций 276 мг на порцию.
- Тофу, твердый, с сульфатом кальция, ½ стакана 253 мг на порцию.
- Лосось, розовый, консервированный, твердые вещества с косточкой, 3 унции 181 мг на порцию.
- Творог, 1% молочного жира, 1 стакан 138 мг на порцию.
- Растворимый напиток для завтрака, различных вкусов и брендов, порошок, приготовленный на воде, 8 унций 105–250 мг на порцию.
- Замороженный йогурт, ваниль, мягкая подача, ½ стакана 103 мг на порцию.
- Готовые к употреблению хлопья, обогащенные кальцием, 1 стакан 100–1000 мг на порцию.
- Зелень репы, свежая, вареная, ½ стакана 99 мг на порцию.
- Капуста капуста, свежая, приготовленная, 1 стакан 94 мг на порцию Капуста, сырая, нарезанная, 1 стакан 90 мг на порцию
- Тофу, мягкий, сделанный с сульфатом кальция, ½ стакана 138 мг на порцию мороженого, ваниль, ½ стакана 84 мг на порцию.
- Соевый напиток, обогащенный кальцием, 8 унций 80–500 мг на порцию.
- Китайская капуста, бок-чой, сырая, измельченная, 1 стакан 74 мг на порцию.
- Хлеб, белый, 1 ломтик 73 мг на порцию.
- Пудинг шоколадный, готовый к употреблению, охлажденный, 4 унции 55 мг на порцию.
- Тортилья, кукуруза, готовая к выпечке / для жарки, одна 6 дюймов диаметром 46 мг на порцию.
- Тортилья, мука, готовая к выпечке / жарке, одна 6 дюймов диаметром 32 мг на порцию.
- Сметана обезжиренная, кисломолочная, 2 столовые ложки 31 мг на порцию.
- Хлеб, цельнозерновой, 1 ломтик 30 мг на порцию.
- Брокколи, сырая, ½ стакана 21 мг на порцию.
- Сыр, сливки, обычный, 1 столовая ложка 14 мг на порцию.
роль кальция в энергетическом балансе и ожирении: поиск механизмов | Американский журнал клинического питания
Наблюдательные исследования почти всегда показывают обратную связь между потреблением кальция с пищей и ожирением, что позволяет предположить, что кальций положительно влияет на энергетический баланс в растущих группах людей с проблемами веса.Большая часть потребления кальция происходит из молочных продуктов, и, таким образом, наблюдаемая связь между кальцием и массой тела может быть искажена другими компонентами молочных продуктов, такими как белок или биоактивные пептиды; в качестве альтернативы, эта связь может быть связана с более здоровым образом жизни среди людей с высоким потреблением молочных продуктов или с низким качеством диеты среди людей с низким потреблением молочных продуктов. Чтобы оценить, является ли связь причинной, необходимо найти правдоподобные механизмы, объясняющие, как кальций влияет на энергетический баланс, а эффекты также следует оценивать в рандомизированных контролируемых исследованиях.
Самую популярную гипотезу поддерживают Zemel et al (1). Они предположили, что диетический кальций, воздействуя на плазменные концентрации 1,25-дигидроксивитамина D 3 (кальцитриол), регулирует концентрацию внутриклеточного кальция адипоцитов и, таким образом, регулирует метаболизм жиров в адипоцитах. Согласно этой гипотезе, низкое потребление кальция с пищей подавляет липолиз, стимулирует липогенез de novo и снижает окисление жиров; благодаря этим механизмам низкое потребление кальция с пищей приводит к увеличению веса, тогда как высокое потребление кальция с пищей вызывает противоположные эффекты.Эта концепция получила некоторую поддержку в исследованиях in vitro и на грызунах. В этом выпуске журнала Бортолотти и др. (2) исследуют актуальность этой концепции для физиологии человека. Они провели плацебо-контролируемый перекрестный эксперимент с потребителями с низким содержанием кальция, которые получали 800 мг молочного кальция в день в течение 5 недель и аналогичное лечение плацебо после периода вымывания. Расход энергии всего тела и окисление жира измеряли с помощью непрямой калориметрии, липолиз подкожной жировой ткани оценивали с помощью микродиализа, а исследования экспрессии генов проводили на жировой ткани, подвергшейся биопсии.Бортолотти и др. Не обнаружили какого-либо влияния добавок кальция на метаболизм жиров в жировой ткани или в организме. Они также указали на теоретические недостатки гипотезы Земеля и др., Такие как незначительная роль липогенеза de novo в наборе жира у людей (2). Объединение этих данных с данными исследований Boon et al (3) и других, по-видимому, дает достаточные доказательства, чтобы опровергнуть гипотезу о том, что пищевой кальций играет важную роль в энергетическом балансе человека через контролируемые кальцием пути в жировой ткани.
Прежде чем комментировать альтернативные гипотезы, уместно рассмотреть влияние диетического кальция на массу тела, оцененное с помощью интервенционных испытаний. Сообщалось о ряде рандомизированных испытаний добавок кальция либо из добавок, либо из молочных продуктов, но эти исследования не дали однозначных результатов. Систематический обзор, который включал рандомизированные контролируемые испытания, в которых добавка кальция (добавки или молочные продукты) применялась в качестве лечения, а масса тела указывалась в качестве конечного показателя результата, не смог найти доказательств положительного влияния потребления кальция на массу тела (4).Однако из рандомизированных контролируемых испытаний, рассмотренных в систематическом обзоре, только одно исследование было специально разработано и рассчитано на изучение того, приводит ли добавление кальция к изменению массы тела (5). Большинство исследований были направлены на изучение здоровья костей, а не на изменение жировых отложений. Этот момент очень важен, потому что потеря жира в организме на ≈1 кг / год может быть чрезвычайно важной для предотвращения увеличения веса и ожирения, но в рандомизированном исследовании требуются большие исследовательские группы для получения статистической мощности, необходимой для обнаружения такого эффект в течение 6–12 мес.Этот факт иллюстрируется рандомизированным двойным слепым плацебо-контролируемым испытанием, проведенным с участием 36 282 женщин в рамках Инициативы по охране здоровья женщин, которым случайным образом назначили ежедневный прием 1000 мг Са плюс витамин D или плацебо, и чья масса тела была зафиксирована. за 7 лет (6). Добавка вызвала небольшое (0,13 кг), но постоянное ограничение набора веса ( P = 0,001). Через 3 года наблюдения женщины с исходным суточным потреблением кальция <1200 мг, которым случайным образом были назначены добавки, на 11% реже набирали вес (1–3 кг) и на 11% реже набирали умеренно больший вес. (> 3 кг).Наблюдаемый эффект, вероятно, является недооценкой истинного эффекта кальция из-за несоблюдения протокола приема добавок в течение столь длительного времени, но исследование не предполагает, что добавление кальция играет важную роль в качестве инструмента для предотвращения увеличение веса. Кроме того, как наблюдательные, так и интервенционные исследования убедительно свидетельствуют о том, что молочный кальций оказывает гораздо более сильное влияние на массу тела, чем дополнительный кальций. Пищевой кальций также связывает некоторое количество жира в желудочно-кишечном тракте и делает его недоступным для всасывания, что, в свою очередь, снижает постпрандиальную липидемию и увеличивает экскрецию жира с калом (5).Молочный кальций может быть намного более эффективным в этом отношении, чем другие формы кальция (7).
Другое важное предположение состоит в том, что действие кальция может проявляться в основном при ограничении энергии и только у людей с низким обычным потреблением кальция. Эта возможность привела к формулировке гипотезы о том, что диета с дефицитом кальция, которую легко соблюдать во время диеты с ограничением веса, приводит к голоду, несоблюдению и плохому результату потери веса (5). Согласно Tordoff (8), «Кальциевый аппетит — это мотивация искать или выбирать продукты, содержащие кальций.Аппетит к кальцию можно сравнить с аппетитом к глюкозе или энергии, потому что, в отличие от гомеостаза натрия, они включают резервуар (кость для кальция, гликогена или жира — или и то, и другое — для глюкозы и энергии) (5). В то время как низкое потребление кальция может быть вредным для всех попыток контролировать вес, может быть наиболее актуальным изучить его эффекты во время попыток похудания, когда разница в ощущениях голода является важным фактором, определяющим соблюдение режима лечения и результат похудания.
В заключение, все еще есть убедительные доказательства роли потребления кальция с пищей в регулировании массы тела человека, но будущие исследования должны быть сосредоточены на том, как состояния дефицита кальция во время похудания могут усилить чувство голода и ухудшить соблюдение диеты, направленной на увеличение веса. контроль или потеря.Кроме того, нам все еще нужен более механистический подход, чтобы выяснить, каким образом молочный кальций увеличивает экскрецию фекального жира и его количественное значение для контроля веса.
Автор является членом-экспертом Global Dairy Platform и Консультативного совета Arla Nutrition, а его отдел получает финансирование исследований от нескольких компаний, производящих молочные продукты и добавки с кальцием.
ССЫЛКИ
1
Zemel
MB
,
Shi
H
,
Greer
B
,
Dirienzo
D
,
Zemel
PC
.
Регулирование ожирения с помощью пищевого кальция
.
FASEB J
2000
;
14
:
1132
—
8
,2
Bortolotti
M
,
Rudelle
S
,
Schneiter
P
и др. .
Добавки молочного кальция для людей с избыточным весом или ожирением: его влияние на маркеры жирового обмена
.
Am J Clin Nutr
2008
;
88
:
877
—
85
.3
Boon
N
,
Hul
GB
,
Stegen
JH
и др. .
Интервенционное исследование влияния потребления кальция на экскрецию фекального жира, энергетический метаболизм и экспрессию мРНК жировой ткани белков, связанных с метаболизмом липидов
.
Int J Obes (Лондон)
2007
;
31
:
1704
—
12
.4
Trowman
R
,
Dumville
JC
,
Hahn
S
,
Torgerson
DJ
Систематический обзор влияния добавок кальция на массу тела
.
Br J Nutr
2006
;
95
:
1033
—
8
.5
Major
GC
,
Chaput
J-P
,
Ledoux
M
и др. .
Последние достижения в исследованиях ожирения, связанного с кальцием
.
Obes Rev
2008
.6
Caan
B
,
Neuhouser
M
,
Aragaki
A
и др..
Добавки кальция и витамина D и риск увеличения веса в постменопаузе
.
Arch Intern Med
2007
;
167
:
893
—
902
,7
Lorenzen
JK
,
Nielsen
S
,
Holst
JJ
,
Tetens
000, Tetens
000 I0002 Аструп
А
.
Влияние молочного кальция или дополнительного кальция на метаболизм жиров после приема пищи, аппетит и последующее потребление энергии
.
Am J Clin Nutr
2007
;
85
:
678
—
87
,8
Tordoff
MG
.
Кальций: вкус, потребление и аппетит
.
Physiol Rev
2001
;
81
:
1567
—
97
.