Хроничен хранителен дефицит Метаболизъм на калция и магнезия

Автор: Ана-Мария Сланина *, Дойна Фелеа, Антонета Петроайе *, Силвия Матасару

Въведение
Метаболизъм на калция
Магнезиев метаболизъм
хипокалциемия
хипомагнезиемия
Корелации между недостига на калций и магнезий
Последни разработки в ползите от добавките с калций и/или магнезий
Съображения за проучване
Цел на изследването
Материал и метод
Резултати
заключения
Библиография

Метаболизъм на калция

Абсорбцията на калций се увеличава по време на периоди на бърз растеж при детето, при бременност, кърмене и намалява с възрастта. Ако има достатъчно количество витамин D и метаболизмът му е нормален, повече калций от диетата се абсорбира (адаптация). Повечето калций се абсорбират на проксималното ниво на тънките черва и ефективността на абсорбция намалява в дисталните сегменти на тънките черва. Включени са както активен транспорт, така и ограничена дифузия, като последната е по-важна в горната част, а втората в долната част на червата. И двете са повлияни от витамин D чрез неговите активни метаболити. (1)

Основни източници на калций

Млякото и млечните продукти осигуряват 50% от приема на калций във Великобритания, 55% в САЩ; рибни консерви (напр. сардини); обезмасленото и полуобезмасленото мляко осигурява малко повече калций на мл от пълномасленото мляко; соево мляко (допълнено с калций - не съдържа големи количества калций по естествен път); бяло и черно брашно и различни видове хляб; зелени листни зеленчуци; сушени плодове, ядки и семена (бадемите са много добър източник); шушулки (грах, боб и др.). (2)

Фиг. 1 - Основните източници на калций в диетата (3)

Диетични препоръки по отношение на калция (2)

Препоръчителната дневна доза варира в целия свят. САЩ и Канада препоръчват дневен прием на калций от 1000 mg/ден за тези на възраст между 19 и 50 години, докато Обединеното кралство и Европа препоръчват 700 mg/ден за тези на възраст от 19 до 65 години. За жени и мъже над 50 години между 1000 и 1500 mg/ден се счита за достатъчен прием.

Метаболизъм и ролята на калция

На нивото на човешкото тяло се откриват средно между 1 и 2 кг калций, от които над 98% е в скелета. Калциевият йон (Ca) има два положителни заряда. На костно ниво калциевите йони образуват омплекс с фосфатни йони, за да образуват кристали на калциев фосфат. В кръвния поток калцият се среща под формата на комплекси, в комбинация с протеини и различни хранителни вещества, но също така и в свободна форма. Обикновено около 47% от калция в плазмата е свободен, докато 53% се среща като комплекси. Въпреки че целият калций в кръвта има полезни роли, само концентрацията на свободни калциеви йони има пряк ефект върху функционирането на нервите и мускулите. Поради тази причина измерването на концентрацията на свободни калциеви йони е по-важно при диагностицирането, отколкото измерването на общото ниво на калций или свързан калций (4).

Калцият в извънклетъчната течност е критичен за голямо разнообразие от функции и е забележително постоянен. Концентрацията на калциеви йони в извънклетъчната течност се поддържа постоянна чрез взаимодействието на процесите на прием на калций и клетъчно елиминиране. Калцият постъпва в плазмата чрез абсорбция от чревния тракт и чрез резорбция на йони от костта. Калцият напуска извънклетъчната течност чрез секреция в стомашно-чревния тракт, уринарна секреция, отлагане в костна минерална тъкан и в по-малка степен чрез изпотяване. (1)

Промените в извънклетъчните нива на калций се регулират главно от нивата на паратиреоидния хормон (PTH) и нивата на 1,25-дихидроксивитамин D. Секрецията на PTH се регулира от извънклетъчните нива на калций от G-протеин-свързан рецептор (CaR; Brown et al., 1993). Малките повишения на извънклетъчните нива на калций, които надвишават нормалните нива, инхибират секрецията на PTH. В резултат на това усвояването на калций в червата, реабсорбцията на бъбреците и освобождаването на калций от костта се намаляват, за да се възстановят нормалните стойности (вж. Фиг. 1). Ако концентрацията на серумен калций намалее само с няколко процента, се стимулира секрецията на PTH и поглъщането на калций от червата, освобождаването на калций от костите и реабсорбцията на бъбреците се увеличават (Bushinsky & Krieger, 1992a, 1992b). Отчасти тези ефекти се медиират от 1,25-дихидроксивитамин D, чийто синтез е строго регулиран от PTH, както и от нивата на калций, фосфат и дори 1,25-дихидроксивитамин D (Kumar, 1984; Breslau, 1988). . (5)

Калциевите йони вътре в клетката посредничат в различни клетъчни функции. Този йон навлиза в клетката по различни пътища:
а. Пасивен микромолекулен транспорт - Са-канали, зависими от напрежението (5 субединици). Тези мембранни протеини съдържат сензор за напрежение в своята структура; когато се достигне критичен трансмембранен потенциал, този канал позволява трансмембранното преминаване на йони.
б. Пасивен микромолекулярен транспорт - Ко-транспорт. Този механизъм включва мембранни протеини, които променят своята изомерна конфигурация, когато той се свързва с калциев йон и го транспортира през мембраната, като същевременно прехвърля Na йона към противоположната страна.
в. Активен транспорт - Като ATPases. Помпата ATPase е протеинова структура, която използва ATP енергия за пренос на йони през мембраната чрез промяна на тяхната конформация.

Основната вътреклетъчна роля на калциевия йон е да действа като вторичен пратеник. След стимулация от първични пратеници, от мембранния потенциал, други вторични пратеници (G протеин, cAMP, cGMP, IP3), Ca йони влизат в клетката (или се освобождават от ендоплазмения ретикулум) и се свързват с различни протеини като Тропонин С (позволяващ взаимодействието актин-миозин и следователно мускулна контракция) и Калмодулин (стимулиращи различни ензими, участващи в синтеза на протеини, метаболизма на глюкозата и клетъчната функция). (6)

Фиг. 2 - Калциевият метаболизъм и регулаторните хормони

В допълнение към ролята на калциевия йон като основен компонент в костната структура под формата на кристали на калциев фосфат (99%), функциите на калциевия йон са изключително важни в нервната проводимост, коагулацията, заедно с витамин К, в ензимната регулация, в мускулна контракция, мембранна пропускливост и клетъчен метаболизъм във връзка с калмодулин, свързващ калций протеин.
Като важен йон във функционирането на клетъчната мембрана, калциевият йон навлиза в клетката по време на платовата фаза на реполяризация и участва дълбоко в предаването на нервните сигнали, както и в свиването на гладката мускулатура (сърдечни и гладкомускулни влакна на артериалната стена), важни елементи в клинична практика.

Фиг. 3 - Ролята на калция като втори пратеник на клетъчно ниво

автори: Д-р: Ана-Мария Сланина, Дойна Фелеа, Антонета Петроайе, Силвия Матасару