Хронічний харчовий дефіцит Метаболізм кальцію та магнію

Автор: Ана-Марія Сланіна *, Дойна Фелеа, Антонета Петроаї *, Сільвія Матасару

Вступ
Обмін кальцію
Обмін магнію
гіпокальціємія
гіпомагніємія
Співвідношення між дефіцитом кальцію та магнію
Останні події щодо переваг добавок кальцію та/або магнію
Міркування щодо вивчення
Мета дослідження
Матеріал і метод
Результати
висновки
Бібліографія

Обмін кальцію

Всмоктування кальцію збільшується в періоди швидкого зростання дитини, під час вагітності, лактації та зменшується з віком. Якщо вітаміну D достатньо, а його метаболізм є нормальним, засвоюється більше кальцію з раціону (адаптація). Більшість кальцію всмоктується на проксимальному рівні тонкої кишки, і ефективність всмоктування знижується в дистальних сегментах тонкої кишки. Задіяні як активний транспорт, так і обмежена дифузія, причому остання важливіша у верхній частині, а друга - у нижній частині кишечника. На обидва впливає вітамін D через його активні метаболіти. (1)

Основні джерела кальцію

Молоко та молочні продукти забезпечують 50% споживання кальцію у Великобританії, 55% у США; рибні консерви (наприклад, сардини); знежирене та напівжирене молоко забезпечує трохи більше кальцію на мл, ніж незбиране молоко; соєве молоко (доповнене кальцієм - не містить великої кількості кальцію в природі); біле і чорне борошно та різні види хліба; зелені листові овочі; сухофрукти, горіхи та насіння (мигдаль - дуже хороше джерело); стручки (горох, квасоля тощо). (2)

Рис. 1 - Основні джерела кальцію в раціоні (3)

Рекомендації щодо дієтичного кальцію (2)

Рекомендована добова доза варіюється в усьому світі. Сполучені Штати та Канада рекомендують щоденне споживання кальцію 1000 мг/день для тих, хто віком від 19 до 50 років, тоді як Великобританія та Європа рекомендують 700 мг/день для тих, хто віком від 19 до 65 років. Для жінок та чоловіків старше 50 років адекватним споживанням вважається від 1000 до 1500 мг на добу.

Метаболізм і роль кальцію

На рівні людського тіла в середньому виявляється від 1 до 2 кг кальцію, з яких понад 98% знаходиться в скелеті. Іон кальцію (Са) має два позитивні заряди. На рівні кісток іони кальцію утворюють омплекс з фосфатними іонами, утворюючи кристали фосфату кальцію. У крові кров з’являється у формі комплексів, у поєднанні з білками та різними поживними речовинами, але також у вільній формі. Зазвичай близько 47% кальцію в плазмі вільний, тоді як 53% - у вигляді комплексів. Хоча весь кальцій у крові має корисні ролі, лише концентрація вільних іонів кальцію має прямий вплив на функціонування нервів та м’язів. З цієї причини вимірювання концентрації вільних іонів кальцію є більш важливим у діагностиці, ніж вимірювання загального рівня кальцію або зв’язаного кальцію (4).

Кальцій у позаклітинній рідині має вирішальне значення для широкого спектру функцій і надзвичайно постійний. Концентрація іонів кальцію у позаклітинній рідині підтримується постійною завдяки взаємодії надходження кальцію та процесів клітинної елімінації. Кальцій потрапляє в плазму шляхом всмоктування з кишкового тракту та резорбції іонів з кістки. Кальцій залишає позаклітинну рідину через секрецію в шлунково-кишковому тракті, сечовидільну секрецію, відкладення в кістковому мінералі і, меншою мірою, через потовиділення. (1)

Зміни рівня позаклітинного кальцію в основному регулюються рівнями паратиреоїдного гормону (ПТГ) та 1,25-дигідроксивітаміном D. Секреція ПТГ регулюється позаклітинним рівнем кальцію за допомогою рецептора, пов'язаного з білком G (CaR; Brown et al., 1993). Невелике підвищення рівня позаклітинного кальцію, що перевищує нормальний рівень, пригнічує секрецію ПТГ. Як результат, поглинання кальцію в кишечнику, реабсорбція нирками та викид кальцію з кістки зменшуються для відновлення нормальних значень (див. Рис. 1). Якщо концентрація кальцію в сироватці крові зменшується лише на кілька відсотків, стимулюється секреція ПТГ і збільшується надходження кальцію з кишечника, виділення кальцію з кістки та реабсорбція нирок (Bushinsky & Krieger, 1992a, 1992b). Частково ці ефекти опосередковані 1,25-дигідроксивітаміном D, синтез якого суворо регулюється ПТГ, а також рівнями кальцію, фосфату і навіть 1,25-дигідроксивітаміну D (Кумар, 1984; Бреслау, 1988). . (5)

Іони кальцію всередині клітини опосередковують різноманітні клітинні функції. Цей іон потрапляє в клітину різними шляхами:
а. Пасивний мікромолекулярний транспорт - залежні від напруги Са-канали (5 субодиниць). Ці мембранні білки містять у своїй структурі датчик напруги; коли досягається критичний трансмембранний потенціал, цей канал забезпечує трансмембранний прохід іонів.
b. Пасивний мікромолекулярний транспорт - Ко-транспорт. Цей механізм включає мембранні білки, які змінюють свою ізомерну конфігурацію, коли він зв'язується з іоном кальцію і транспортує його через мембрану, переносячи іон Na на протилежну сторону.
в. Активний транспорт - як АТФази. Насос АТФази - це білкова структура, яка використовує енергію АТФ для передачі іонів через мембрану, змінюючи їх конформацію.

Основна внутрішньоклітинна роль іонів кальцію полягає у тому, щоб діяти як вторинний вісник. Після стимуляції первинними месенджерами, мембранним потенціалом, іншими вторинними месенджерами (білок G, cAMP, cGMP, IP3), іони Са потрапляють у клітину (або виділяються з ендоплазматичного ретикулуму) і зв’язуються з різними білками, такими як Тропонін С (що дозволяє взаємодіяти актин-міозин і, отже, скорочення м’язів) та кальмодулін (стимулюючи різні ферменти, що беруть участь у синтезі білка, метаболізмі глюкози та функції клітин). (6)

Рис. 2 - Обмін кальцію та регуляторні гормони

На додаток до ролі іона кальцію як важливого компонента в структурі кістки у вигляді кристалів фосфату кальцію (99%), функції іонів кальцію надзвичайно важливі в нервовій провідності, згортанні, поряд з вітаміном К, у ферментативній регуляції, в скорочення м’язів, проникність мембран та клітинний метаболізм у поєднанні з кальмодуліном, кальцій-зв’язуючим білком.
Будучи важливим іоном у функціонуванні клітинної мембрани, іон кальцію потрапляє в клітину під час фази плато реполяризації і бере глибоку участь у передачі нервових сигналів, а також у скороченні гладких м’язів (серцевих і гладком’язових волокон артеріальної стінки), важливих елементів у клінічна практика.

Рис. 3 - Роль кальцію як другого вісника на клітинному рівні

автори: Доктор: Ана-Марія Сланіна, Дойна Фелеа, Антонета Петроаї, Сільвія Матасару