Chronické výživové nedostatky Metabolizmus vápnika a horčíka vápnika
Autor: Ana-Maria Slanina *, Doina Felea, Antoneta Petroaie *, Silvia Matasaru
- Úvod
- Metabolizmus vápnika
- Metabolizmus horčíka
- hypokalciémia
- hypomagneziémia
- Korelácie medzi nedostatkami vápnika a horčíka
- Posledný vývoj v oblasti výhod doplnku vápnika a/alebo horčíka
- Úvahy o štúdiu
- Účel štúdie
- Materiál a spôsob
- výsledok
- závery
- Bibliografia
Metabolizmus vápnika
Absorpcia vápnika sa zvyšuje v období rýchleho rastu dieťaťa, tehotenstva, laktácie a klesá s vekom. Ak je dostatok vitamínu D a jeho metabolizmus je normálny, vstrebáva sa viac vápniku zo stravy (prispôsobenie). Väčšina vápnika sa absorbuje na proximálnej úrovni tenkého čreva a absorpčná účinnosť klesá v distálnych segmentoch tenkého čreva. Zahŕňa sa aktívny transport aj obmedzená difúzia, druhá je dôležitejšia v hornej časti a druhá v dolnej časti čreva. Oba sú ovplyvnené vitamínom D prostredníctvom jeho aktívnych metabolitov. (1)
Kľúčové zdroje vápniku
Mlieko a mliečne výrobky poskytujú 50% príjmu vápnika vo Veľkej Británii, 55% v USA; konzervované ryby (napr. sardinky); odstredené a polotučné mlieko poskytuje o niečo viac vápnika na ml ako plnotučné mlieko; sójové mlieko (doplnené vápnikom - neobsahuje prirodzene veľké množstvo vápniku); biela a čierna múka a rôzne druhy chleba; zelená listová zelenina; sušené ovocie, orechy a semená (mandle sú veľmi dobrým zdrojom); struky (hrášok, fazuľa atď.). (2)
Obr. 1 - Hlavné zdroje vápnika v strave (3)
Odporúčania týkajúce sa vápnika v strave (2)
Odporúčaná denná dávka sa celosvetovo líši. USA a Kanada odporúčajú denný príjem vápnika 1 000 mg/deň pre osoby vo veku od 19 do 50 rokov, zatiaľ čo Spojené kráľovstvo a Európa odporúčajú 700 mg/deň pre osoby vo veku od 19 do 65 rokov. U žien a mužov nad 50 rokov sa za dostatočný príjem považuje dávka medzi 1 000 a 1 500 mg/deň.
Metabolizmus a úloha vápnika
Na úrovni ľudského tela sa nachádzajú v priemere 1 až 2 kg vápniku, z toho viac ako 98% je v kostre. Ión vápnika (Ca) má dva pozitívne náboje. Na úrovni kostí tvoria vápnikové ióny omplex s fosfátovými iónmi za vzniku kryštálov fosforečnanu vápenatého. V krvi sa vápnik objavuje vo forme komplexov, v kombinácii s bielkovinami a rôznymi výživnými látkami, ale tiež vo voľnej forme. Normálne je asi 47% plazmatického vápnika zadarmo, zatiaľ čo 53% sa vyskytuje ako komplexy. Aj keď všetok vápnik v krvi má užitočné úlohy, iba funkcia voľných iónov vápnika má priamy vplyv na činnosť nervov a svalov. Z tohto dôvodu je meranie koncentrácie voľných iónov vápnika v diagnostike dôležitejšie ako meranie celkovej hladiny vápnika alebo viazaného vápnika (4).
Vápnik v extracelulárnej tekutine je rozhodujúci pre širokú škálu funkcií a je pozoruhodne konštantný. Koncentrácia iónov vápnika v extracelulárnej tekutine sa udržuje konštantná interakciou procesov príjmu vápniku a bunkovej eliminácie. Vápnik vstupuje do plazmy absorpciou z črevného traktu a resorpciou iónov z kosti. Vápnik opúšťa extracelulárnu tekutinu sekréciou v gastrointestinálnom trakte, sekréciou moču, ukladaním v kostných mineráloch a v menšej miere potením. (1)
Zmeny extracelulárnych hladín vápnika sú regulované hlavne hladinami paratyroidného hormónu (PTH) a 1,25-dihydroxyvitamínu D. Sekrécia PTH je regulovaná extracelulárnymi hladinami vápnika receptorom spojeným s G proteínom (CaR; Brown et al.)., 1993). Malé zvýšenie extracelulárnych hladín vápnika, ktoré presahuje normálne hladiny, inhibuje sekréciu PTH. Výsledkom je, že intestinálna absorpcia vápnika, renálna reabsorpcia a uvoľňovanie vápnika z kosti sú znížené, aby sa obnovili normálne hodnoty (pozri obr. 1). Ak koncentrácia sérového vápnika poklesne iba o niekoľko percent, stimuluje sa vylučovanie PTH a zvyšuje sa príjem vápnika z čreva, zvyšuje sa uvoľňovanie vápnika z kostí a renálna reabsorpcia (Bushinsky & Krieger, 1992a, 1992b). Čiastočne sú tieto účinky sprostredkované 1,25-dihydroxyvitamínom D, ktorého syntéza je prísne regulovaná PTH, ako aj hladinami vápnika, fosfátu a dokonca aj 1,25-dihydroxyvitamínu D (Kumar, 1984; Breslau, 1988). . (5)
Ióny vápnika vo vnútri bunky sprostredkovávajú rôzne bunkové funkcie. Tento ión vstupuje do bunky rôznymi cestami:
a) Pasívny mikromolekulárny transport - napäťovo závislé Ca kanály (5 podjednotiek). Tieto membránové proteíny obsahujú vo svojej štruktúre snímač napätia; keď sa dosiahne kritický transmembránový potenciál, tento kanál umožňuje transmembránový prechod iónov.
b) Pasívny mikromolekulárny transport - ko-transport. Tento mechanizmus zahŕňa membránové proteíny, ktoré menia svoju izomérnu konfiguráciu, keď sa viažu na ión vápnika a transportujú ho cez membránu pri prenose iónu Na na opačnú stranu.
c) Aktívny transport - ako ATPázy. ATPázová pumpa je proteínová štruktúra, ktorá využíva energiu ATP na prenos iónov cez membránu zmenou ich konformácie.
Hlavnou intracelulárnou úlohou vápenatého iónu je pôsobiť ako sekundárny posol. Po stimulácii primárnymi poslami membránovým potenciálom vstupujú do bunky (alebo sú uvoľňované z endoplazmatického retikula) ďalší sekundárni posli (G proteín, cAMP, cGMP, IP3), ióny Ca a viažu sa na rôzne proteíny ako napr. Troponín C (umožňujúci interakciu aktín-myozín, a teda svalovú kontrakciu) a kalmodulín (stimulujúci rôzne enzýmy zapojené do syntézy bielkovín, metabolizmu glukózy a funkcie buniek). (6)
Obr. 2 - Metabolizmus vápnika a regulačné hormóny
Okrem úlohy iónu vápnika ako základnej zložky v kostnej štruktúre vo forme kryštálov fosforečnanu vápenatého (99%) sú funkcie vápnikového iónu mimoriadne dôležité pri vedení nervov, koagulácii spolu s vitamínom K, enzymatickej regulácii, v svalová kontrakcia, permeabilita membrány a bunkový metabolizmus v spojení s kalmodulínom, proteínom viažucim vápnik.
Ako dôležitý ión vo fungovaní bunkovej membrány vstupuje vápnikový ión do bunky počas fázy repolarizácie plató a je hlboko zapojený do prenosu nervových signálov, ako aj do kontrakcie hladkého svalstva (srdcové a hladké svalové vlákna arteriálnej steny), dôležitých prvkov v klinická prax.
Obr. 3 - Úloha vápnika ako druhého posla na bunkovej úrovni
autori: Dr: Ana-Maria Slanina, Doina Felea, Antoneta Petroaie, Silvia Matasaru