Кальцій в організмі людини
В організмі людини в загальній складності міститься близько 1000 г кальцію:
- у кістковій тканині зі структурною функцією (99%);
- у м’язовій тканині (0,3%);
- у плазмі, позаклітинній рідині та інших клітинах (0,7%).
Присутній у плазмі кальцій на 50%представлений вільними іонами кальцію, на 40%він зв’язаний з білками, а на 10% - у комплексі з аніонами. Серед цих трьох найважливіша фракція представлена іонізованим кальцієм (50%), оскільки він фізіологічно активний і тому суворо контролюється.
Кальцемія визначається як концентрація іонів кальцію в крові. За нормальних умов цей параметр тримається у вузькому діапазоні значень, який становить від 9 до 10 мг на децилітр крові. Як його зниження (гіпокальціємія), так і надмірне зростання (гіперкальціємія) спричиняють серйозні функціональні зміни в смугастої та гладкої мускулатури.
Насправді позакістковий кальцій виконує численні функції:
- він необхідний для передачі нервового сигналу;
- бере участь у молекулярному механізмі скорочення м’язів;
- він працює як внутрішньоклітинний сигнал для деяких гормонів, таких як інсулін;
- він необхідний для функціонування різних ферментів, завдяки яким він втручається, наприклад, у каскад згортання;
- це частина міжклітинного цементу, що утримує клітини разом на рівні щільних з’єднань;
Наслідки гіпокальціємії: тетанія, серцева підвищена збудливість, бронхіальний, сечовий міхур, кишкові та судинні спазми.
Наслідки гіперкальціємії: зниження м’язової та нервової збудливості.
Щоб уникнути настання цих станів, кальцій постійно підтримується під контролем завдяки поєднаній дії різних гормонів, таких як кальцитонін та паращитовидний гормон.
Кістки: з чого вони зроблені і як оновлюються
Кістка являє собою вузькоспеціалізовану сполучну тканину і, як така, складається з клітин, волокон та аморфної основної речовини. Остання разом з волокнами становить так званий позаклітинний матрикс, утворений, у свою чергу, мінеральним компонентом та часткою органіки.
Органічний компонент позаклітинного матриксу, також званий остеоїдом, складається з колагенових волокон (95%) та аморфної основної речовини (5%), у свою чергу, складається з протеогліканів.
Кістка - це динамічна структура, піддана процесу реконструкції, який триває протягом усього життя. Обсяг цього процесу значний (приблизно 1/5 скелета реконструюється кожні 12 місяців) і, як такий, вимагає хорошого запасу енергії. Крім того, для підтримки реконструкції кісток важливо пов'язувати споживання калорій з хорошою доступністю мінералів, особливо кальцію.
За оновлення кісток відповідають два типи клітин, відповідно названі остеокласти та остеобласти. Перші, багатоядерні та багаті мікроворсинками, виділяють протеолітичні кислоти та ферменти, які, руйнуючи кістковий матрикс, вивільняють мінерали, які він містить. Завдяки цьому процесу щодня з кістки видаляється близько 500 мг кальцію (0,05% загального кальцію) .В результаті цього процесу ерозії кістки втручаються остеобласти, клітини з діаметрально протилежними функціями порівняно з попередніми. насправді вони гарантують утворення та осадження органічного матриксу в порожнинах, що утворюються під час катаболічної дії остеокластів. Як тільки цей матрикс досягає достатньої товщини, він легко мінералізується завдяки інтерпозиції кальцію.Цей процес мінералізації триває місяцями, протягом яких щільність нової кістки поступово збільшується.
Більшість кісткової маси накопичується до 18-20 років; після цього періоду мінералізація продовжує зростати, хоча і повільно, поки не досягне свого піку приблизно у віці тридцяти років.
Після 40 років кісткова маса зазнає фізіологічного скорочення органічних і мінеральних компонентів. Цей абсолютно фізіологічний і тому неминучий процес називається старечою остеоатрофією. Навпаки, якщо втрата кісткової маси погіршує роботу нормальних кісткових функцій, це називається остеопорозом. Тому різниця між остеоатрофією та остеопорозом є лише кількісною. Обидві умови однакові з якісної точки зору погляду., оскільки вони поділяють зменшення кісткової маси за рахунок органічних та мінеральних компонентів.
Фактори ризику остеопорозу
Багато факторів ризику схильні до остеопорозу. Деякі з них є вродженими і, таким чином, не можуть бути змінені (жіноча стать, біла популяція, довгі кінцівки, знайомство, вік та менопауза). Однак для факторів навколишнього середовища чи поведінки це може бути зроблено дуже:
- вимушена нерухомість (гіпс кінцівки, космонавти тощо) існують специфічні методи лікування для прискорення кісткової ремінералізації);
- Дієта з низьким вмістом кальцію, вітаміну С (впливає на процес дозрівання колагену) та D (збільшує кишкове всмоктування мінералу).
- Малорухливий спосіб життя (рух полегшує відкладення кальцію в кістках);
- Надмірні фізичні навантаження (особливо якщо вони не супроводжуються адекватним споживанням макро та мікроелементів, можуть прискорити декальцинацію кісток);
- Дієта з високим вмістом білка (занадто багато білків сприяє гіпекальціурії, тобто надмірному виведенню кальцію з сечею); проте слід зазначити, що в кількох дослідженнях було показано, що дієти з високим вмістом білка збільшують всмоктування кальцію в кишечнику, компенсуючи збільшені втрати мінералу в сечі; більше того, дієта, багата білками, здається, сприяє синтезу гормонів з анаболічним впливом на кістку (наприклад, IGF-1), що зменшує синтез паратгормону; в даний час дієти з високим вмістом білка НЕ вважаються шкідливими для здоров'я кісток; навіть дієта з низьким вмістом білка, з іншого боку , може становити фактор ризику остеопорозу.
- Зловживання кавою та алкоголем
- Дим
- Тривале вживання деяких ліків (наприклад, кортизонів)
Припинення вироблення естрогену збільшує ризик остеопорозу у жінок у постменопаузі, оскільки втрачається стимулююча дія цих гормонів на проліферацію остеобластів. Втрата кісток особливо висока в перші п'ять років після клімактеричного періоду. бути особливо ефективним у зменшенні втрати кісткової маси.
вагітність та годування груддю
Кальцій і вітамін D
Наявність вітаміну D має важливе значення для кишкового засвоєння кальцію з їжею. Цю речовину можна вживати з деякими продуктами (печінка, риба та риб’ячий жир, яйця, масло, молоко та деякі інші продукти) або синтезувати у шкірі.
Починаючи з холестерину, утворюється 7-дегідрохолестерин, який завдяки дії ультрафіолетових променів на шкіру викликає вітамін D3. Своєю чергою, цей вітамін необхідно активувати, спочатку потрапляючи в печінку, де він гідроксилюється, і, нарешті, у нирку, де він повністю активується. Тому дефіцит вітаміну D може залежати від недостатнього споживання їжі та / або недостатнього впливу Крім того, цей дефіцит може бути пов'язаний з наявністю серйозних захворювань печінки та / або нирок, які гальмують активацію вітаміну.
Будучи жиророзчинним, вітамін D зберігається в жировій тканині. Ця речовина сприяє всмоктуванню кальцію в кишечнику за тим же механізмом, що і стероїдні гормони. Таким чином, вона потрапляє в ядро ентероцитів і індукує кодування для синтезу білка, званого кальційзв’язуючим білком (CaBP). Цей білок здатний переносити іони кальцію всередині ентероцитів.
Таким чином, по суті, вітамін D необхідний для збільшення кишкового всмоктування кальцію, що надходить із їжею. Однак кількість іонів кальцію, що засвоюється, також залежить від інших складових раціону. Біодоступність кальцію фактично обмежена наявність кишкового рівня оксалатів (містяться в какао та зелених листових овочах, таких як шпинат і мангольд), фітатів (висівки, бобові, цільнозерновий хліб) та наявність надто великої кількості ліпідів.
Враховуючи важливість вітаміну D для кишкового всмоктування кальцію, його дефіцит призводить до неадекватної мінералізації новоутвореного кісткового матриксу. Коли цей стан стає хронічним, він викликає рахіт у дітей та остеомаляцію у дорослих.
