Wapń w ludzkim ciele
W organizmie człowieka znajduje się łącznie około 1000 g wapnia, rozłożonego:
- w tkance kostnej o funkcji strukturalnej (99%);
- w tkance mięśniowej (0,3%);
- w osoczu, płynie pozakomórkowym i innych komórkach (0,7%).
Wapń obecny w osoczu jest reprezentowany w 50% przez wolne jony wapnia, w 40% wiąże się z białkami, aw 10% jest skompleksowany z anionami. Wśród tych trzech najważniejszą frakcję reprezentuje wapń zjonizowany (50%), ponieważ jest on fizjologicznie aktywny, a zatem ściśle kontrolowany.
Kalcemia jest definiowana jako stężenie jonów wapnia we krwi. W normalnych warunkach parametr ten jest utrzymywany w wąskim zakresie wartości, który wynosi od 9 do 10 mg na decylitr krwi. Zarówno jej obniżenie (hipokalcemia), jak i nadmierny wzrost (hiperkalcemia) powodują poważne zmiany funkcjonalne mięśni poprzecznie prążkowanych i gładkich.
W rzeczywistości wapń pozakostny pełni wiele funkcji:
- jest niezbędny do transmisji sygnału nerwowego;
- bierze udział w molekularnym mechanizmie skurczu mięśni;
- działa jako sygnał wewnątrzkomórkowy dla niektórych hormonów, takich jak insulina;
- jest niezbędny do funkcjonowania różnych enzymów, dzięki czemu interweniuje np. w kaskadzie krzepnięcia;
- jest częścią cementu międzykomórkowego, który utrzymuje komórki razem na poziomie połączeń ścisłych;
Skutki hipokalcemii: tężyczka, nadpobudliwość serca, skurcze oskrzeli, pęcherza, jelit i naczyń.
Efekty hiperkalcemii: zmniejszenie pobudliwości mięśniowej i nerwowej.
Aby uniknąć wystąpienia tych stanów, wapń jest stale pod kontrolą dzięki połączonemu działaniu różnych hormonów, takich jak kalcytonina i parathormon.
Kości: z czego są zrobione i jak się odnawiają
Kość jest wysoce wyspecjalizowaną tkanką łączną i jako taka składa się z komórek, włókien i amorficznej substancji podstawowej, która wraz z włóknami stanowi tzw.
Organiczny składnik macierzy zewnątrzkomórkowej, zwany także osteoidem, składa się z włókien kolagenowych (95%) i amorficznej substancji podstawowej (5%), która z kolei składa się z proteoglikanów.
Kość jest strukturą dynamiczną, poddaną procesowi przebudowy, który trwa przez całe życie, a zakres tego procesu jest znaczny (co 12 miesięcy przebudowuje się około 1/5 szkieletu) i jako taki wymaga dobrego zaopatrzenia w energię. Ponadto, aby wesprzeć przebudowę kości, konieczne jest powiązanie spożycia kalorii z dobrą dostępnością minerałów, zwłaszcza wapnia.
Za odnowę kości odpowiadają dwa rodzaje komórek, zwane odpowiednio osteoklastami i osteoblastami. Te pierwsze, wielojądrowe i bogate w mikrokosmki, wydzielają kwasy proteolityczne i enzymy, które niszcząc macierz kostną uwalniają zawarte w niej minerały. Dzięki temu procesowi codziennie z kości usuwane jest około 500 mg wapnia (0,05% całkowitego wapnia).W wyniku tego procesu erozji kości interweniują osteoblasty, komórki o funkcjach diametralnie odmiennych w porównaniu z poprzednimi. w rzeczywistości gwarantują one tworzenie i osadzanie się macierzy organicznej w jamach wytworzonych przez kataboliczne działanie osteoklastów. Gdy tylko ta macierz osiągnie wystarczającą grubość, łatwo ulega mineralizacji, dzięki wstawieniu wapnia.Ten proces mineralizacji trwa miesiącami, podczas których gęstość nowej kości stopniowo wzrasta.
Większość masy kostnej gromadzi się w wieku 18-20 lat; po tym okresie mineralizacja nadal rośnie, aczkolwiek powoli, aż do szczytu około trzydziestego roku życia.Dlatego bardzo ważne jest, aby w młodym wieku promować regularną aktywność fizyczną i odpowiednie odżywianie.
Po 40 roku życia masa kostna ulega fizjologicznej redukcji składników organicznych i mineralnych. Ten absolutnie fizjologiczny, a zatem nieunikniony proces nazywany jest osteoatrofią starczą. Wręcz przeciwnie, jeśli utrata masy kostnej jest taka, że upośledza prawidłowe funkcje kości, nazywa się to osteoporozą.Różnica między osteoatrofią a osteoporozą jest zatem tylko ilościowa. Oba warunki są takie same z punktu jakościowego widzenia, ponieważ dzielą one redukcję masy kostnej ze względu na składniki organiczne i mineralne.
Czynniki ryzyka osteoporozy
Wiele czynników ryzyka predysponuje do osteoporozy, niektóre z nich są wrodzone i jako takie nie można ich zmienić (płeć żeńska, populacja biała, budowa kończyn długonogich, znajomośc, wiek i menopauza).Jednak w przypadku czynników środowiskowych lub behawioralnych może to być zrobione bardzo:
- wymuszony unieruchomienie (odlew kończyny, astronauci itp.) istnieją specyficzne terapie przyspieszające remineralizację kości);
- Dieta uboga w wapń, witaminę C (ingeruje w proces dojrzewania kolagenu) i D (zwiększa wchłanianie jelitowe tego minerału).
- Siedzący tryb życia (ruch ułatwia odkładanie wapnia w kościach);
- Nadmiar wysiłku fizycznego (zwłaszcza jeśli nie towarzyszy mu odpowiednia podaż makro- i mikroelementów, może przyspieszyć odwapnienie kości);
- Dieta wysokobiałkowa (zbyt dużo białek sprzyja hiperkalciurii, czyli nadmiernemu wydalaniu wapnia z moczem); należy jednak zauważyć, że w kilku badaniach wykazano, że diety wysokobiałkowe zwiększają wchłanianie wapnia w jelitach, kompensując zwiększone straty tego minerału z moczem, a dieta bardzo bogata w białko wydaje się sprzyjać syntezie hormonów o działaniu anabolicznym na kości (takim jak IGF-1), zmniejszając syntezę parathormonu; dlatego obecnie diety wysokobiałkowe NIE są uważane za szkodliwe dla zdrowia kości; z drugiej strony nawet dieta niskobiałkowa , może stanowić czynnik ryzyka osteoporozy.
- Nadużywanie alkoholu i kawy
- Palić
- Długotrwałe stosowanie niektórych leków (takich jak kortyzon)
Zaprzestanie produkcji estrogenów zwiększa ryzyko osteoporozy u kobiet po menopauzie, ponieważ stymuluje działanie tych hormonów na proliferację osteoblastów.Utrata kości jest szczególnie wysoka w pierwszych pięciu latach po przekwitaniu. być szczególnie skuteczne w łagodzeniu utraty masy kostnej.
ciąża i karmienie piersią
Wapń i Witamina D
Do wchłaniania wapnia zawartego w pokarmie niezbędna jest obecność witaminy D. Substancja ta może być przyjmowana z niektórymi pokarmami (wątroba, oleje rybne i rybne, jaja, masło, mleko i kilka innych pokarmów) lub może być syntetyzowana w skórze.
Z cholesterolu powstaje 7-dehydrocholesterol, który pod wpływem działania promieni UV na skórę daje początek witaminie D3. Z kolei witamina ta musi zostać aktywowana, najpierw przechodząc do wątroby, gdzie jest hydroksylowana, a na końcu do nerek, gdzie jest całkowicie aktywowana.Niedobór witaminy D może zatem zależeć od niewystarczającego spożycia pokarmu i/lub niewystarczającej ekspozycji Ponadto deficyt ten może być związany z występowaniem poważnych chorób wątroby i/lub nerek, które hamują aktywację witaminy.
Będąc rozpuszczalną w tłuszczach, witamina D jest magazynowana w tkance tłuszczowej. Substancja ta wzmaga wchłanianie wapnia w jelitach w tym samym mechanizmie, co hormony steroidowe, dzięki czemu przedostaje się do jądra enterocytów i indukuje kodowanie syntezy białka zwanego białkiem wiążącym wapń (CaBP), które jest zdolne do przenoszenia jony wapnia wewnątrz enterocytów.
Zasadniczo zatem witamina D jest niezbędna do zwiększenia wchłaniania jelitowego wapnia przyjmowanego z pokarmem.Ilość wchłanianych jonów wapnia zależy jednak również od innych składników diety.Biodostępność wapnia jest w rzeczywistości ograniczona przez obecność poziomu jelitowego szczawianów (zawartych w kakao i zielonych warzywach liściastych, takich jak szpinak i boćwina), fitynianów (otręby, rośliny strączkowe, pieczywo pełnoziarniste) oraz obecność zbyt dużej ilości lipidów.
Biorąc pod uwagę znaczenie witaminy D dla jelitowego wchłaniania wapnia, jej niedobór prowadzi do niewystarczającej mineralizacji nowo powstałej macierzy kostnej, a gdy stan ten przechodzi w stan przewlekły, powoduje krzywicę u dzieci i osteomalację u dorosłych.
