Kalcij je najzastupljeniji mineral u ljudskom tijelu. Kemijski simbol za kalcij je Ca. U elementarnom sistemu ljudskog tijela, kalcij je na petom mjestu nakon kisika, ugljika, vodika i dušika. Kalcij čini oko dva posto tjelesne težine odrasle osobe. Kalcij u tijelu raste s prosječnih 24 grama pri rođenju na oko 1300 grama u zrelosti. Tijekom 20-ak godina rasta kostima je svaki dan potrebno dodati prosječno 180 mg kalcija. U razdoblju maksimalnog rasta u životu (od 10 do 17 godina), kostima je potrebno dodati 300 mg kalcija svaki dan.
Kalcij je bitan nutrijent koji ima vitalnu ulogu u funkcioniranju živaca i mišića. Kalcij pomaže kod enzimskih procesa i zgrušavanja krvi. Glavna uloga kalcija u tijelu je osigurati čvrstoću kostiju. Mineral komponenta kosti sastoji se uglavnom od kristala hidroksiapatita, koji se sastoje od kalcija i fosfata. Kristali hidroksiapatita su ugrađeni u kolagen. Većina kalcija u tijelu, oko 99 posto, nalazi se u kostima i zubi. Samo jedan posto se nalazi u krvi i mekom tkivu. Kalcij bi morao biti u korak sa cirkulacijskim sistemom unutar uskog raspona koncentracije. Ovo je tako važno za preživljavanje jer će tijelo ukloniti kalcij iz kostiju kako bi zadržalo konstantne koncentracije u krvi.
- Remodeliranje kostiju
- Kalcij i mišićna kontrakcija
- Kako se regulira kalcij u krvi?
- Nedostatak kalcija
- Gubitak kalcija zbog viška natrija
- Gubitak kalcija zbog viška proteina
- Kalcijum i osteoporoza
- Preporučena razina kalcija
- Izvori kalcija u hrani
- Apsorpcija kalcija
- Suplementacija
- Toksičnost kalcija
Remodeliranje kostiju
Koštano tkivo se neprestano otapa i zamjenjuje u tijelu u procesu remodeliranja kostiju. Koštane stanice zvane osteoklasti započinju proces promjene kosti otapanjem kosti. To se zove resorpcija kosti. Nova kost se tada sintetizira pomoću koštanih stanica koje se nazivaju osteoblasti kako bi zamijenile resorbiranu kost. Kada stvaranje kosti premašuje resorpciju, kost raste. Kada je stvaranje kosti sporije od resorpcije kosti, može doći do osteoporoze. U idealnom slučaju, formiranje kostiju odgovara resorpciji kosti u odraslih.
Kalcij i mišićna kontrakcija
Kalcij igra vitalnu ulogu u kontrakciji mišića. Stanice skeletnih mišića imaju kalcijeve kanale u svojim staničnim membranama koji reagiraju na živčane impulse za kontrakciju. Kada živac daje signal mišićnoj stanici da se kontrahira, otvaraju se kalcijski kanali u staničnoj membrani, dopuštajući nekoliko iona kalcija u mišićnu stanicu. Jednom kada uđu u stanicu, ioni kalcija se vežu za proteine aktivatore u stanici. Proteini aktivatori u stanici pokreću oslobađanje velikog broja iona kalcija iz skladišta unutar stanice. Ovi oslobođeni ioni kalcija vežu se na protein, troponin-c, što dovodi do kontrakcije mišića. Kako bi pomogao kontrakciji, kalcij se također veže na drugi protein, kalmodulin. Kalmodulin pomaže osloboditi šećer u krvi iz skladišta kako bi potaknuo kontrakcije. Kalcijeve kanale koriste mnoge stanice za staničnu signalizaciju.
Kako se regulira kalcij u krvi?
Koncentracija kalcija u krvi mora se održavati unutar uskih granica. Paratiroidna žlijezda i aktivni oblik vitamina D, kalcitriol, rade zajedno kako bi održali te razine kalcija. Kada paratireoidna žlijezda osjeti da je kalcij u krvi nizak, otpušta paratireoidni hormon. Paratireoidni hormon potiče bubrege da otpuštaju kalcitriol i reapsorbiraju više kalcija kako bi se povećala razina kalcija u krvi. Resorpcija putem bubrega je najbrži način za podizanje razine kalcija u krvi. Ako je potrebno više kalcija u krvi, bubrezi otpuštaju više kalcitriola, što uzrokuje povećanu apsorpciju kalcija iz crijeva. Ako je potrebno još više kalcija, kalcitriol tjera kosti da ispuste dio kalcija u krvotok. Kalcitriol uklanja kalcij iz kostiju aktivacijom stanice osteoklasta u kostima.
Uloga kalcija u tijelu:
- potreban kostima i zubima za snagu;
- omogućuje kontrakciju mišića;
- pomaže opuštanju i sužavanju krvnih žila;
- potreban je za prijenos živčanih impulsa;
- koristi se u lučenju hormona kao što je inzulin;
- potreban je nizu proteina i enzima;
- za zgrušavanje krvi potrebno je vezanje iona kalcija;
- odgovarajuće količine kalcija mogu pomoći u smanjenju visokog krvnog pritiska;
- može pomoći u prevenciji raka crijeva.
Nedostatak kalcija
Kalcij u krvotoku obično nije nizak jer postoji veliki rezervoar kalcija u kostima. Sve dok paratireoidne žlijezde rade normalno, održava se razina kalcija u krvi. Postoji nekoliko uzroka niske razine kalcija u krvi koji nisu povezani s paratiroidnim hormonom. Bubrezi igraju veliku ulogu u regulaciji kalcija u krvi, tako da zatajenje bubrega može uzrokovati manjak kalcija u krvi. Možda se sjećate da je vitamin D potreban za apsorpciju kalcija. Ako su razine vitamina D abnormalno niske, kalcij u krvi također može biti nizak. U slučajevima teškog alkoholizma, niske razine magnezija mogu uzrokovati gubitak koštane mase. Stanice u kostima koje otapaju kalcij iz kostiju, osteoklasti, ne reagiraju na paratiroidni hormon bez dovoljno magnezija.
Gubitak kalcija zbog viška natrija
Višak natrija u prehrani može utjecati na razinu kalcija u tijelu. Amerikanci u prosjeku pojedu pet grama viška natrija svaki dan. Ovo je prosječna količina iznad gornje razine unosa. Ovaj dodatni natrij izbacuje dodatnih 86 mg kalcija iz tijela kroz bubrege svaki dan. Najvjerojatniji mehanizam za ovaj gubitak mokraćom je natjecanje između kalcija i natrija za reapsorpciju u tubulima bubrega. Ako se ovih dodatnih 86 mg kalcija apsorbira iz izvora hrane u crijevima, tada je potrebno oko 287 mg dodatnog kalcija iz hrane da bi se nadoknadio ovaj gubitak. Zašto je potrebno toliko kalcija u prehrani da bi se nadomjestili manji gubici kalcija urinom? To je zato što apsorpcija kalcija iz crijeva nije vrlo učinkovita. Samo oko 30 posto kalcija iz hrane apsorbira se iz crijeva kod odraslih (trudnice i djeca u rastu mogu apsorbirati oko 50 posto kalcija u hrani). U nekim slučajevima, dodatni kalcij izgubljen urinom uzrokovan prekomjernim unosom natrija nije dostupan iz hrane u crijevima. Kada kalcij u prehrani nije dostupan, ovih 86 mg kalcija mora se ukloniti iz kostiju. Procjenjuje se da se čak jedan posto kostiju odraslih žena može izgubiti svake godine za svaki gram viška natrija koji se dnevno konzumira. S dovoljnom količinom kalcija u prehrani ovaj se gubitak koštane mase može spriječiti.
Gubitak kalcija zbog viška proteina
Amerikanci redovito konzumiraju više proteina nego što im je potrebno. U prosjeku, žene unose 24 dodatna grama dnevno, a muškarci u prosjeku unose 44 dodatna grama proteina dnevno. To je količina proteina koja se konzumira iznad RDA vrijednosti od 46 grama za žene i 56 grama za muškarce. Nije neuobičajeno da Amerikanci dnevno pojedu 100 grama proteina viška. Kako unos proteina raste iznad potrebe za proteinima, količina kalcija izgubljena urinom također raste. Procjenjuje se da se 1,75 mg kalcija gubi svakim dodatnim unesenim gramom proteina. Koristeći ovu procjenu, temeljenu na 24 grama viška proteina, prosječna Amerikanka može izgubiti 42 mg kalcija svaki dan zbog prekomjerne konzumacije proteina. Uz stopu apsorpcije od 30 posto, to rezultira dodatnom prehrambenom potrebom od 140 mg kalcija. Za prosječnog Amerikanca s 44 grama proteina viška, količina potrebnog dodatnog kalcija u prehrani iznosi 257 mg. Ako se pojede 100 grama proteina viška, količina kalcija u prehrani potrebna za nadoknadu proteina je 583 mg. U danima velike konzumacije proteina, kosti će se možda morati odreći kalcija osim ako se ne konzumira dodatni kalcij.
Dodatni kalcij potreban zbog prekomjernog unosa proteina u prosjeku iznosi 140 mg za žene i 257 mg za muškarce.
Smatra se da konzumacija viška proteina povećava količinu kiselina koje puferi krvi moraju neutralizirati. Protein koji pojedemo više od naših potreba sagorijeva se za energiju. Kalcij se može izgubiti kada se koristi za neutralizaciju kiselina u krvi koje nastaju izgaranjem proteina. Većina fosfata u urinu dolazi od prekomjernog unosa proteina. Fosfat stvara kompleks s kalcijem i kalcij se gubi urinom. Male količine kalcija također se mogu izgubiti kao rezultat fosforne kiseline u nekim bezalkoholnim pićima i diuretičkog djelovanja kafe.
Kalcijum i osteoporoza
Osteoporoza je bolest koja uključuje gubitak čvrstoće kostiju što dovodi do povećanog rizika od prijeloma. Dobro je poznato da se javlja kod žena u postmenopauzi, ali može biti prisutan i u drugim populacijama. Osteoporoza pogađa 25 milijuna ljudi u Sjedinjenim Državama, ali nema simptoma osim ako je kost slomljena. Prijelom kuka kod starijih osoba nešto je što treba izbjegavati jer otežava kretanje i može sporo zacijeliti. Gubitak koštane mase u postmenopauzi uglavnom je posljedica povećanja gubitka koštane mase, što je važnije od smanjenja stvaranja kosti.
Osteoporoza je dugotrajna kronična bolest koja se obično razvija desetljećima. Pravilna prehrana jedan je od važnih čimbenika u prevenciji osteoporoze. Dodatni kalcij ne može sam spriječiti ili izliječiti osteoporozu. Široko različite razine unosa kalcija u svijetu nisu povezane s odgovarajućim razinama osteoporoze. Neobjašnjiv je paradoks da je osteoporoza mnogo raširenija u bogatim kulturama s visokim unosom kalcija nego u siromašnijim kulturama s niskim unosom kalcija.
Visoke razine unosa kalcija i visoke razine vitamina D pomažu u usporavanju progresije gubitka koštane mase. Gubitak kalcija iz kostiju, kakav se može dogoditi na dan s nižim unosom kalcija u kombinaciji s visokim unosom natrija i proteina, teško je nadomjestiti. Kalcij se može brzo ukloniti iz kostiju, ali ponovna izgradnja kostiju je sporiji proces. Kao i kod mnogih kroničnih bolesti, prevencija je najbolji pristup. Jedan od neizbježnih čimbenika rizika je dob, budući da kosti gube snagu kako starimo. Jedan od načina da se smanji rizik je ostati fleksibilan i uravnotežen, što smanjuje vjerojatnost pada. Vježbe s utezima važne su u ranom životu jer povećavaju gustoću kostiju. Vježbanje i kretanje u kasnijoj životnoj dobi također potiču stvaranje kostiju kako bi se spriječila resorpcija kosti. Neki ljudi imaju genetski gušće kosti od drugih, što smanjuje rizik.
Preporučena razina kalcija
Odbor za hranu i prehranu Instituta za medicinu odredio je odgovarajuće razine unosa (AI) kalcija. RDA nije postavljena zbog mnogih čimbenika koji međusobno djeluju na zdravlje kostiju. Kao što je gore navedeno, dodatni natrij i proteini mijenjaju količinu kalcija potrebnu u prehrani. Ako je vitamin D neadekvatan dulje vrijeme, niže razine cirkulirajućeg kalcidiola (prekursorski oblik vitamina D) mogu ograničiti apsorpciju kalcija. Formiranje kostiju također zahtijeva vitamin K, vitamin A, magnezij i kalij. Osim toga, vježba s utezima pomaže u jačanju kostiju. Odbor za hranu i prehranu postavio je dovoljno visoke razine AI da nadoknade dodatne proteine, dodatne natrija i niske razine vitamina D. Pogledajte za odgovarajuće razine unosa kalcija. S nižim razinama natrija i proteina, uz redovitu tjelovježbu s utezima i s dovoljno vitamina D od izlaganja suncu, potrebno je manje kalcija da bi se osiguralo zdravlje kostiju. Gornje razine unosa kalcija postavljene su na 2500 mg dnevno za dob od jedne godine i više.
| Adekvatan unos kalcija | Dob | Muškarci | Žene |
| Dojenčad | 0 – 6 mjeseci | 210 | 210 |
| Dojenčad | 7 – 12 mjeseci | 270 | 270 |
| Djeca | 1 – 3 godine | 500 | 500 |
| Djeca | 4 – 8 godina | 800 | 800 |
| Djeca | 9 – 13 godina | 1300 | 1300 |
| Adolescenti | 14 – 18 godina | 1300 | 1300 |
| Odrasli | 19 – 50 godina | 1000 | 1000 |
| Odrasli | >50 godina | 1200 | 1200 |
| Trudnice | 18 godina i mlađi | —- | 1300 |
| Trudnice | 19 godina i stariji | —- | 1000 |
| Dojilje | 18 godina i mlađi | —- | 1300 |
| Dojilje | 19 godina i stariji | —- | 1000 |
Izvori kalcija u hrani
Svi znaju da su mliječni proizvodi bogati kalcijem. Mliječni proizvodi daju oko 75 posto kalcija u prehrani. Unatoč tome, djeca u godinama najvećeg rasta dobivaju samo 10 do 25 posto potrebnog kalcija. Neki od izvrsnih izvora kalcija također su izvrsni izvori mnogih drugih hranjivih tvari. Mnogo povrća osigurava obilje kalcija zajedno s visokim razinama vitamina A, C, K i folata. Cijele sjemenke susama jedan su od najbogatijih izvora kalcija, a također osiguravaju prijeko potreban vitamin E i selen. Orašasti plodovi, sjemenke i mahunarke zdravi su izvori kalcija. Tofu je često obogaćen kalcijem i može biti vrlo visok izvor kalcija u prehrani.
Apsorpcija kalcija
Kalcij ulazi u crijeva iz dva izvora. Jedan od izvora je iz prehrane, koja može uključivati dodatke prehrani. Kalcij se također reciklira natrag u probavu u probavnim sokovima. Kalcij se apsorbira u gornjem dijelu crijeva u aktivnom transportnom procesu. S višim razinama unosa kalcija, difuzija također igra ulogu u apsorpciji iz crijeva u krv. Apsorpciju kalcija iz crijeva kontrolira aktivni oblik vitamina D, kalcitriol. Apsorpcija kalcija najveća je pri 400 mg dnevno s oko 30 posto apsorpcije. Veći unos kalcija rezultira nižom apsorpcijom.
Apsorpcija kalcija se smanjuje u starijoj dobi, dijelom zbog nižih razina kalcitriola. Ne samo da je apsorpcija kalcija niska, već su i gubici prilično visoki. Prvih 400 mg kalcija iz hrane potrebno je samo za pokrivanje normalnih gubitaka. Oko 200 mg neapsorbiranog kalcija iz prehrane i iz probavnih sokova gubi se u izmetu svaki dan. Koža, kosa i nokti gube u prosjeku 60 mg dnevno, zbog čega je potreban dodatni unos od 200 mg (izračunato na 30 posto apsorpcije). Oksalati se mogu vezati na kalcij i izazvati izlučivanje, ali taj učinak nije značajan u većini dijeta.
Suplementacija
Kalcij u dodacima prehrani nalazi se u mnogim oblicima. Oblici koji se najmanje apsorbiraju su kalcijev karbonat, dolomit i školjke kamenica. Ti su oblici ponekad kontaminirani olovom, arsenom, kadmijem ili živom. Apsorpcija ovih oblika kalcija obično je ispod 10 posto. Ovi elementarni oblici kalcija mogu se lako vezati na prehrambene oksalate i fitate, što rezultira njihovim izlučivanjem. Kalcij u hrani normalno je keliran s drugim nutrijentima. Minerali su kelirani kada su vezani za organske molekule.
Kalcij u dodacima prehrani često je keliran u citrate, laktate i glukonate. Ti se oblici lako razgrađuju u želucu, što ograničava njihovu apsorpciju. Ako se uzme s hranom, slobodni kalcij može se spojiti s aminokiselinama u hrani, što pomaže njihovu apsorpciju. Nešto dodatnog kalcija dolazi već kelirano s aminokiselinama. Kelati aminokiselina se ne razgrađuju lako u želucu i crijevne stanice ih lako preuzimaju. Određeni kelatni agensi mogu djelovati kao transporteri minerala. Kalcijev aspartat, kalcijev askorbat i kalcijev orotat vrlo se dobro apsorbiraju i lako se transportiraju do stanica gdje su potrebni.
Većina potrebnog kalcija trebala bi dolaziti iz prehrane, a ne iz dodataka prehrani. Kalcij je glomazna hranjiva tvar i cjelodnevna zaliha neće lako stati u tabletu. Za najbolju apsorpciju, dodaci željeza ili cinka ne smiju se uzimati u isto vrijeme s dodacima kalcija. Tetraciklin također treba uzimati u različito vrijeme nego dodatke kalcija.
Alternative dodatnom kalciju uključuju više kalcija u prehrani, više sunca, održavanje unosa proteina prema RDA, održavanje razine natrija ispod gornje razine unosa i redovitu tjelovježbu s utezima.
Toksičnost kalcija
Rijetke su abnormalno visoke razine kalcija u krvi (hiperkalcemija). Nije zabilježeno da hiperkalcemija nastaje zbog hrane, već samo od određenih kombinacija dodataka prehrani. Hiperkalcemija je dokumentirana samo s visokim razinama suplementacije tijekom dugih vremenskih razdoblja, obično u kombinaciji s antacidima i mlijekom. Simptomi mogu uključivati gastrointestinalne smetnje, žeđ i učestalo mokrenje.
Otprilike 10 posto Amerikanaca u jednom će trenutku doživjeti bubrežne kamence. Bubrežni kamenci obično se sastoje od kalcijevog oksalata, a ponekad i od kalcijevog fosfata. Nije utvrđeno da stvaranje bubrežnih kamenaca uzrokuje veći unos kalcija hranom. Međutim, bubrežni kamenci povezani su s izlučivanjem visokih razina kalcija urinom. Čimbenici koji povećavaju kalcij u mokraći, kao što je višak natrija u prehrani i proteina u prehrani, povećavaju rizik od bubrežnih kamenaca. Kalcij se spaja s oksalatima u želucu, čime ih onemogućuje apsorpciju. Neapsorbirani kalcij i oksalati izbacuju se u stolicu. Smanjenjem apsorpcije oksalata, kalcij može smanjiti učestalost bubrežnih kamenaca.
Toksičnost olovom može se smanjiti na dva načina odgovarajućim unosom kalcija. Manje se olova apsorbira iz crijeva kada su razine kalcija u prehrani veće. Također, odgovarajuća količina kalcija u prehrani smanjuje demineralizaciju kostiju. Olovo se može skladištiti u kostima desetljećima. Više razine kalcija sprječavaju uklanjanje kalcija iz kostiju, a ni olovo pohranjeno u kostima neće biti mobilizirano u krvotok. Ukratko, kalcij je poznat po svojoj upotrebi u izgradnji jakih kostiju. Mora se voditi računa o unosu dovoljno kalcija u hrani i ograničavanju viška natrija i proteina; to sprječava uklanjanje kalcija iz kostiju. Kalcij je također potreban za kontrakciju mišića i zgrušavanje krvi.
CaliVita put do zdravlja 