Количество кальция в костной ткани

Кальций – жизненно необходимый макроэлемент, в присутствии которого происходит более 300 биохимических реакций в человеческом организме.

Минерал играет первостепенную роль в построении и укреплении костной ткани, участвует в процессах свёртывания крови, нормализации сократимости миокарда, скелетных мышц, восстановлении равновесия между реакциями возбуждения, торможения в головном мозге, регуляции активности некоторых ферментов.

Соединение получило название от слова «Сalx», что в переводе с латинского означает «Известь».

Биологическая роль

Общая концентрация кальция в организме человека составляет 2 % от массы тела (1000 – 1500 грамм), причём основное количество (99 %) содержится в костной ткани, ногтях, эмали и дентине зубов.

Значение макроэлемента: регулирует давление крови, тканевой и межклеточной жидкостей (совместно с натрием, магнием и калием); участвует в формировании костной ткани, в том числе зубов и хрящей; поддерживает нормальную свёртываемость крови, за счёт потенцирования перехода протромбина в тромбин; усиливает проницаемость мембран для проникновения гормонов, нутриентов; потенцирует выработку клеточного и гуморального иммунитета, вследствие чего улучшается сопротивляемость организма к инфекциям; поддерживает тонус скелетных мышц; нейтрализует негативное влияние молочной и мочевой кислоты, накапливающихся в мышцах вследствие распада жиров и белков (при физических нагрузках); участвует в механизмах передачи нервных импульсов в головной мозг; нормализует синтез белков и нуклеиновых кислот в гладкой мускулатуре; уплотняет стенки сосудов, что ведёт к снижению высвобождения гистаминных соединений; стабилизирует кислотно – щелочной баланс в организме; активизирует действие ферментов, участвующих в образовании нейромедиаторов.

Нормальная концентрация кальция в крови составляет 2,2 миллимоль на литр. Отклонения от данного показателя свидетельствуют о дефиците или избытке соединения в организме. Рассмотрим симптомы, указывающие на развитие гипо или гиперкальциемии.

Нехватка и передозировка

Кальций запасается в пористой структуре длинных трубчатых костей. В случае недостаточного поступления минерала с едой, организм «идёт» на мобилизацию соединения из костной ткани, вследствие чего происходит деминерализация костей таза, позвоночника и нижних конечностей.
Признаки кальциевой недостаточности:

боли в суставах, костях, зубах;
слабость в мышцах;
ломкость ногтей;
повышение уровня кальция в крови;
высыпания на коже;
учащенный пульс;
мышечные спазмы;
судороги;
онемение конечностей;
появление микротрещин на эмали зубов;
нервозность;
утомляемость;
гипертензия;
бледность лица;
бессонница;
снижение умственных способностей;
нарушение координации;
отставание в росте, рахит (у детей);
деформация позвоночника, частые переломы костей;
разрушение зубов;
аллергические реакции;
снижение свёртываемости крови;
обильные менструальные выделения.

В 80 % случаев гипокальциемия протекает бессимптомно, что приводит к развитию серьёзных патологий: остеопорозу, камнеобразованию в почках, гипертонии, остеохондрозу. Для профилактики данных проблем, важно заранее выявить и устранить факторы, провоцирующие дефицит макроэлемента в организме.

Причины развития кальциевой нехватки:

отсутствие в пищевом рационе продуктов, содержащих полезное соединение;
нарушение усвоения элемента в кишечнике, вследствие дисбактериоза или отсутствия фермента лактазы, расщепляющего молочный белок;
избыток в организме свинца, цинка, магния, железа, калия, фосфора, натрия;
хронические заболевания пищеварительного тракта (панкреатит, сахарный диабет, почечная недостаточность, язва желудка или двенадцатиперстной кишки);
болезни щитовидной железы, при которых нарушен синтез гормона кальцитонина, контролирующего кальциевый метаболизм;
повышенный расход «костеобразующего» нутриента, вследствие стрессовых ситуаций, курения, физических нагрузок, беременности, кормления грудью;
чрезмерное потребление напитков, ингибирующих всасывание минерала в кишечнике (кофе, алкоголя, газированной воды, энерготоников);
дефицит в пищевом рационе витамина D, особенно при соблюдении вегетарианства, сыроедения;
продолжительный приём слабительных и мочегонных средств, которые «вымывают» строительный минерал из организма.

Помимо этого, кальциевый метаболизм нарушается вследствие чрезмерного выведения соединения с мочой (идиопатической гиперкальциурии), низкой абсорбции вещества в кишечнике (кишечной мальабсорбции), образования камней в почках (кальциевом нефролитиазе), гиперфункции паращитовидных желёз, гипертензии.

Для устранения симптомов гипокальциемии нужно обогатить ежедневный рацион кальцийсодержащими продуктами или комплексными биодобавки, главным действующим компонентом которых выступает недостающий макроэлемент. При использовании медицинских препаратов предварительно проконсультируйтесь с лечащим врачом.

В процессе составления схемы питания учитывайте, что ежедневное потребление более 2500 миллиграмм минерала на фоне нарушений кальциевого обмена ведёт к интенсивной кальцификации костей, сосудов и внутренних органов, вследствие чего развивается стойкая гиперкальцемия.

Симптомы избытка соединения в организме:

жажда;
тошнота;
рвота;
потеря аппетита;
слабость;
учащённое мочеиспускание;
снижение тонуса гладкой мускулатуры;
аритмия;
дискомфорт в эпигастральной области;
увеличение концентрации кальция в моче и крови;
стенокардия и брадикардия;
снижение когнитивных функций;
образование камней в почках и мочевом пузыре;
подагра.

Читайте также: Как узнать тип ткани

В ряде случаев гиперкальциемия возникает в результате наследственных патологий щитовидной железы, в частности, множественной эндокринной неоплазии, а иногда вследствие злокачественных новообразований.

Дневная норма

Суточная потребность в кальции напрямую зависит от возраста и пола человека. Причём наибольшее количество макроэлемента требуется растущему организму, беременным и кормящим женщинам.

Дневная норма кальция составляет:

для новорожденных до 6 месяцев – 400 миллиграмм;
для малышей дошкольного возраста (1 – 5 лет) – 600 миллиграмм;
для школьников до 10 лет – 800 миллиграмм;
для детей от 10 до 13 лет – 1000 миллиграмм;
для подростков и молодых людей до 24 лет – 1300 – 1500 миллиграмм;
для женщин (от 25 до 55 лет) и мужчин (от 25 до 65 лет) – 1000 миллиграмм;
для женщин в период менопаузы (от 55 – 85 лет) и пожилых мужчин (от 65 -85 лет) – 1300 – 1500 миллиграмм;
для беременных и кормящих женщин – 1500 – 2000 миллиграмм.

Потребность в кальции возрастает при:

интенсивных занятиях спортом;
обильном потоотделении;
приёме анаболических стероидов;
гормональной терапии.

Помните, важно ежедневно следить за количеством потребляемого кальция, поскольку нехватка минерала чревата остеопорозом костей, а избыток – камнеобразованием в почках и мочевом пузыре.

Природные источники

Учитывая, что кальций участвует в формировании костной, соединительной и нервной тканей, важно обеспечить регулярное поступление макроэлемента с пищей.

Таблица № 1 «Источники кальция»

В малых количествах кальций содержится в злаках, фруктах, овощах, ягодах, мясе и мёде. Содержание элемента в данных продуктах варьирует в пределах от 5 до 50 миллиграмм на 100 грамм.

Что влияет на усвоение кальция

Кальций относится к трудноусвояемым макроэлементам, поскольку для его абсорбции требуется наличие следующих веществ в организме: магния, фосфора, калия, цинка, марганца, кремния, хрома, витаминов D, К и С. Причём избыточное количество первых двух соединений препятствует его полноценному усвоению.

Оптимальное соотношение кальция, магния и фосфора в еде или биодобавках – 2 : 1 : 1. Учитывая, что минерал «переходит» в биодоступную форму только под действием желудочного сока, приём его и щелочных веществ, нейтрализующих соляную кислоту, в том числе углеводов, ведёт к снижению усвоения элемента в кишечнике. При этом, совместное употребление соединения с ревенем, шпинатом, петрушкой, капустой, щавелем, редькой и смородиной потенцирует образование оксалатных камней в почках.

Помните, хорошо всасывается кальций из молочных продуктов за счет оптимального соотношения нутриентов и присутствия молочнокислых бактерий в таких изделиях. Причём для повышения биодоступности минерала допустимо использовать полезные жиры. Однако важно учитывать, что избыток или нехватка липидов в пищевом рационе препятствует полноценной абсорбции «костного» вещества, поскольку в первом случае для его расщепления недостаёт жёлчных кислот, а во втором – жирных кислот.

Оптимальное соотношение кальция и жира на одну порцию еды – 1 : 100.

Вывод

Таким образом, кальций – незаменимый макроэлемент для человеческого организма, который входит в состав костей, зубов, крови, клеточных и тканевых жидкостей. Его лучшие «партнёры» – магний, фосфор и витамин D. В данном тандеме «костеобразующий» элемент поддерживает здоровье костной, сердечно – сосудистой, эндокринной и нервной систем.

Читайте также: Окрашивание ткани в зеленый цвет

Покрывать суточную потребность организма в кальции лучше за счет природных продуктов питания: кисломолочных изделий, мака, кунжута, сыров, рыбы, орехов, зелени. Однако при потреблении такой пищи важно не переусердствовать, поскольку избыток минерала в организме ведет к его оседанию на стенках сосудов и внутренних органах, провоцируя камнеобразование и расстройства ЖКТ, сердечно- сосудистой системы.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Специальность: терапевт, врач-рентгенолог, диетолог .

Общий стаж: 20 лет .

Место работы: ООО “СЛ Медикал Груп” г. Майкоп .

Образование: 1990-1996, Северо-Осетинская государственная медицинская академия .

Кальций (Ca) (Calcium)

Кальций — минерал, содержащийся в организме человека в большем, чем другие ионы, количестве. В среднем, в теле человека содержится около 1 кг кальция, причем 99% находится в скелете, 0,87 г – в мышцах и 0,41 г – в коже. Между костной тканью и тканевой жидкостью постоянно происходит обмен кальция. В организме кальций существует в свободной форме (ионизированной), связанной с протеинами, комплексированной с анионами (лактат, бикарбонат, цитрат и др.). Ионизированный кальций составляет около 50% от всего его количества в крови и является наиболее информативным показателем кальциевого обмена.

Физиологическая роль кальция в организме

Кальцию присущ ряд важнейших функций в организме:

формирование костей, дентина и эмали зубов;
участие в процессах сократимости мышц с регуляцией трансмембранного потенциала клетки, нервной и нервно-мышечной проводимости
обеспечение оптимальных условий коагуляции крови с контролем каскада ее свертывания;
регуляция проницаемости стенок сосудов;
поддержание кислотно-щелочного баланса организма;
активация ряда ферментов и функции некоторых эндокринных желез (например, усиление действия вазопрессина — гормона, регулирующего тонус сосудов);
противовоспалительное, антистрессовое, десенсибилизирующее, противоаллергическое действие;
участие в формировании кратковременной памяти и обучающих навыков;
активация апоптоза и транскрипционного аппарата клеток.

Большинство функций с участием кальция реализуется на внутриклеточном уровне, поэтому его содержание в сыворотке крови и внеклеточных жидкостях связано с его количеством в мембранах и органеллах клетки. Столь широкие физиологические функции кальция предопределяют значительные нарушения роста, развития, адаптации организма к условиям внешней среды, возникающие как при недостаточном, так и при избыточном поступлении иона в организм.

Взаимодействие в организме

В обычных физиологических условиях обмен кальция складывается из нескольких направлений:

всасывание в тонкой кишке и поступление в кровоток (при участии кальций-связывающего белка);
перенос с кровью и отложение в скелете (минерализация);
высвобождение, мобилизация из кости в кровоток;
поступление в мягкие ткани (нервная, мышечная и др.) и выход из них в кровоток;
секреция из крови в просвет кишечника и удаление с экскрементами (основной путь выведения кальция из организма);
секреция с мочой и обратная реабсорбция в почечных канальцах (с мочой выделяется не более 20–30% кальция, выводимого из организма).

Фосфорно-кальциевый обмен в организме регулируется многокомпонентной гормональной системой, важнейшими составляющими которой являются: витамин D и его активная форма 1,25-диоксивитамин D (кальцитриол), паратиреоидный гормон, тиреокальцитонин, а также гормон роста, половые гормоны, пролактин, инсулин и др. Благодаря взаимодействию этих регуляторов удается поддерживать постоянство соотношения Са:Р в крови, что необходимо для правильного формирования скелета. Фосфорно-кальциевый обмен в организме регулируется многокомпонентной гормональной системой, важнейшими составляющими которой являются: витамин D и его активная форма 1,25-диоксивитамин D (кальцитриол), паратиреоидный гормон, тиреокальцитонин, а также гормон роста, половые гормоны, пролактин, инсулин и др. Благодаря взаимодействию этих регуляторов удается поддерживать постоянство соотношения Са:Р в крови, что необходимо для правильного формирования скелета.

Источники кальция

Лучшими пищевыми источниками кальция являются молоко и молочные продукты, которые удовлетворяют физиологическую потребность в этом нутриенте на 50–60%. 500 мл коровьего молока полностью обеспечивают суточную потребность человека в кальции. Недостаток молочных продуктов в ежедневном рационе питания детей неизбежно ведет к дефициту кальция, способствует постепенному развитию обменных нарушений.

Содержание кальция в мясе, рыбе, хлебе, крупах и овощах незначительно и не может покрыть потребность человека при обычном уровне потребления.

Читайте также: Ткань мартини что это

Заболевания, вызываемые дефицитом минерала кальция (Са)

Недостаточное поступление в организм кальция может иметь серьезные последствия, одно из самых опасных — снижение плотности и прочности костной ткани и развитие остеопороза, что приводит к повышению риска переломов. В Российской Федерации 14 млн человек (10% населения страны) страдают остеопорозом, еще 20 млн имеют остеопению. К другим неприятным последствиям дефицита кальция относятся ухудшение состояния зубов, волос и ногтей, появление судорог в мышцах и нарушение их сократимости (снижение тонуса), возможны нарушения процессов свертывания крови и работы иммунной системы. Особо опасно недостаточное потребление кальция в детском возрасте – это может приводить к задержке роста и развития ребенка, деформации (искривлению) конечностей и позвоночника и формированию неправильной осанки. В настоящее время низкая минеральная плотность костной ткани регистрируется у 29-59%, а замедление темпов созревания скелета и недостаточная минерализация костной ткани — у 70% школьников.

Помимо обеспечения организма достаточным количеством кальция, необходимо принимать во внимание, что на его усвоение оказывает существенное влияние множество факторов. Ключевым фактором, влияющим на всасывание кальция, является витамин Д — он обеспечивает активный транспорт кальция через стенку тонкой кишки. Показано, что при отсутствии витамина Д путем пассивного всасывания абсорбируется только 10-15% кальция, принятого с пищей. Важную роль в усвоении кальция играет фосфор. Всасыванию кальция также способствуют белковая пища, лимонная кислота и лактоза.

Затрудняют всасывание кальция и нарушают его утилизацию избыточное содержание в пище фитиновой кислоты (которой богаты злаки), неорганических фосфатов, жирных и щавелевой кислот. К нарушению всасывания кальция также могут приводить воспалительные заболевания желудочно-кишечного тракта.

При избыточном потреблении животных жиров, при переваривании которых высвобождаются насыщенные жирные кислоты, кальций способен связываться с кислотами в нерастворимые соли и в значительном количестве выводиться с калом. Этим объясняется остеомаляция у людей с нарушением всасывания жиров. Желчные кислоты, способствуя всасыванию жирных кислот, улучшают утилизацию кальция.

Токсичность

Неблагоприятные эффекты от приема пищевых добавок кальция, обеспечивающих его поступление до 2400 мг/сут, не описаны. Возможно нарушение всасывания железа. Ежедневное потребление более чем 2400 мг кальция может нарушать функцию почек, способствовать образованию камней. Добавка кальция не приводит к повышенному риску формирования камней у здоровых взрослых, но может способствовать этому у пациентов с абсорбтивной или почечной гиперкальциурией, первичным гиперпаратиреозом и саркоидозом.

Нормы физиологической потребности

Суточная потребность в кальции изменяется с возрастом, достигая максимальных значений в подростковом и пожилом возрасте. Это связано с тем, что в период с 11 до 18 лет происходит интенсивный рост скелета, требующий больших затрат кальция, а после 60 лет усвоение кальция снижается, а процессы резорбции костей (вымывания кальция) начинают преобладать над процессами формирования костной ткани. У женщин снижение плотности и прочности костной ткани может начинаться уже после 40-50 лет — в связи с угасанием функции яичников. Продуцируемые яичниками женские половые гормоны играют важную роль в поддержании положительного кальциевого баланса. Поэтому менопаузальный остеопороз является в настоящее время весьма актуальной проблемой, а применение препаратов кальция в комбинации с витамином Д (обеспечивающим лучшее усвоение кальция) является неотъемлемым компонентом схем профилактики и терапии менопаузального остеопороза.

В ряде случаев потребность в кальции может возрастать. Например, при тяжелой физической работе и высокой температуре окружающей среды потеря кальция с потом может достигать 30% всех потерь элемента (в норме с калом до 70-80% и мочой). Также расход кальция существенно возрастает при беременности и лактации.

Рекомендуемая суточная норма потребления кальция (Методические рекомендации «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», МР 2.3.1.2432-08):

Среднее потребление в Российской Федерации – 500-750 мг/сут.

Установленный уровень потребности 500-1 200 мг/сут.

Верхний допустимый уровень потребления 2 500 мг/сут.

Уточненная физиологическая потребность для взрослых – 1 000 мг/сут, для лиц старше 60 лет – 1 200 мг/сут.

Беременные (2-я половина беременности) – 1300 мг/сут.