Функции в организме кальций

Кальций

Обратно в Витамины и минералы

Сосуды

Эндокринная система

Работа сердца

Свертываемость крови

Рост и развитие

Костные ткани

Центр. нервная система

Дневная норма потребления

Мужчины	1000	мг
Мужчины старше 60 лет	1200	мг
Женщины	1000	мг
Женщины старше 60 лет	1200	мг
Беременные (2-я половина)	1500	мг
Кормящие (1-6 мес.)	1600	мг
Кормящие (7-12 мес.)	1600	мг
Младенцы (0-3 мес.)	400	мг
Младенцы (4-6 мес.)	500	мг
Младенцы (7-12 мес.)	600	мг
Дети (1-3 года)	800	мг
Дети (3-7 лет)	900	мг
Дети (7-11 лет)	1100	мг
Мальчики (11-14 лет)	1200	мг
Девочки (11-14 лет)	1200	мг
Юноши (14-18 лет)	1200	мг
Девушки (14-18 лет)	1200	мг

Кальций является структурным макроэлементом, содержание которого превышает по своему содержанию все остальные элементы в организме (кроме элементов-органогенов). Общее количество кальция у взрослого человека может составлять более одного килограмма.

Практически весь (99%) кальций в организме находится в зубах и костях скелета, и только около 1% - во всех остальных органах, тканях и биологических жидкостях.

Биологическая роль кальция

Прежде всего, кальций является важнейшим структурным компонентом костей и зубов. Также кальций регулирует проницаемость клеточных мембран, а также инициирует ответы клеток на различные внешние стимулы. Присутствие кальция в клетки или во внеклеточной среде обуславливает дифференцировку клетки, а также сокращение мышц, секрецию и перистальтику. Кальций регулирует активность многих ферментов (включая ферменты систем свертывания крови). Кальций регулирует работу некоторых эндокринных желез, обладает десенсибилизирующим и противовоспалительным эффектом.

Основные функции кальция в организме:

структурный компонент костей и зубов
участвует в мышечных сокращениях
регулирует проницаемость клеточных мембран
участвует проводимости сигнала по нервным клеткам
регулирует сердечную деятельность
участвует в свертывании крови

Пищевые источники кальция

Во многих продуктах питания растительного происхождения кальций содержится в виде труднорастворимых соединений (фосфатов, карбонатов, оксалатов), что обуславливает его плохое усвоение из них. Наиболее важным источником кальция является молоко (120мг/100г) и молочные продукты (особенно следует выделить сыр – содержит около 1000мг/100г). За счет молочных продуктов удовлетворяется до 80% от физиологической потребности человека в кальции.

Среди растительных продуктов кальцием наиболее богаты ламинария, орехи и семена, как миндаль, лесной орех, кунжут, фисташки, фасоль, инжир, брюква, капуста брокколи, капуста, хрен, петрушка, лук, курага, яблоки и др.

Дополнительным существенным источником кальция являются специально обогащенные пищевые продукты (соки и мука).

Дефицит кальция

Основные факторы, приводящие к дефициту кальция в организме:

гиповитаминоз по витамину D;
нерациональное питание (дефицит кальция в поступающей пище);
нарушения всасывания Ca;
избыточное поступление веществ, препятствующих усвоению кальция или способствующих его быстрому выведению (фосфор, щавелевая кислота, свинец, цинк, магний, кобальт, железо);
болезни щитовидной железы и паращитовидных желез;
некомпенсированная повышенная потребность в кальции (рост у детей, беременность и лактация, постменопауза);

повышенное выведение кальция при использовании мочегонных и слабительных средств.

Последствия дефицита кальция:

сниженная плотность костей, переломы, деформация позвонков, остеоартроз, остеопороз;
повышенная утомляемость, общая слабость как реакция организма на дефицит кальция;
судороги, боли в мышцах;
нарушения роста;
болезнь Кашина-Бека, в списке основных причин, развития которой значится дефицит микроэлементов, поступающих в организм с продуктами и водой, в том числе и кальция;
мочекаменная болезнь;
нарушения свертываемости крови, кровоточивость.

Избыток кальция

Основные причины:

избыточное поступление с пищевыми продуктами, лекарственными средствами и БАД к пище
нарушения обмена кальция, включая связанные с нарушением регуляции (нарушение функции паращитовидной и щитовидной железы, заболевания и травмы нервной системы)
гипервитаминоз по витамину D

Последствия:

снижение возбудимости скелетных мышц и нервных волокон
снижение тонуса гладких мышц
повышенная свертываемость крови
повышение кислотности желудочного сока (гиперацидный гастрит, язвы желудка)
кальциноз, отложение кальция в органах и тканях
брадикардия, стенокардия
подагра
увеличение выделения солей кальция с мочой, нефрокальциноз, почечно-каменная болезнь
увеличение риска заболеваний щитовидной и паращитовидных желез, аутоиммунного тиреоидита

Суточная потребность в кальции: 1000 мг у мужчин и 1200 мг у женщин

Обратно в Витамины и минералы

Роль кальция в организме человека. Источники, нормы, особенности

Организм взрослого человека массой 70 кг содержит примерно 60 химических элементов из Периодической таблицы. Каждое вещество выполняет определённые функции, обеспечивающие слаженность работы всего организма. На пятом месте по процентному соотношению находится кальций — 1,5% от массы тела. Статья расскажет, каково значение этого макроэлемента для человеческого организма, к чему может привести дисбаланс минерала, как восполнить его дефицит из продуктов и медицинских препаратов.

Роль и значение кальция для организма человека

В периодической таблице Д. И. Менделеева кальций располагается во второй группе, имеет порядковый номер 20. Ввиду высокой химической активности, в природе вещество встречается только в связанном виде.

Человеческий организм также содержит соединения кальция – апатиты, карбонаты. Масса этого минерала 1—1,5 кг, причём 99% приходится именно на нашу опору – скелет и зубы. Остальное количество входит в состав тканей, межклеточной жидкости и крови.

Кальций отвечает за следующие функции:

Участвует в формировании костной ткани. Отвечает за рост и здоровье зубов, волос, ногтей, укрепление клеточных мембран;
Отвечает за сократительную функцию гладкой и скелетной мускулатуры. Способствует ритмичности сокращений миокарда и стенок сосудов;
Стабилизирует работу сердца, снижая артериальное давление и уменьшая, проницаемость сосудов. Главные «соратники» кальция в этом деле – калий, магний и натрий;
Участвует во всех обменных процессах, усиливает проницаемость клеточной мембраны. Транспортировочная функция кальция заключается в том, что межклеточные жидкости переносят питательные вещества, удаляя из клеток отработанный материал и вредные вещества (аллергены, соли тяжёлых металлов);
Вместе с витамином K участвует в синтезе сложных белков системы гемостаза, например, протромбина. Это вещество ускоряет свёртываемость крови, что способствует быстрому затягиванию ран, препятствует инфицированию раневой поверхности;

Способствует синтезу нейромедиаторов – проводников биохимических сигналов нервной системы. Положительно влияет на нервную систему – нормализует сон, повышает сопротивляемость организма в стрессовых ситуациях;
Отвечает за синтез гормонов, нормализует работу эндокринной системы. Гормоны и ферменты способствуют перевариванию пищи, участвуют в липидном обмене, поддерживают нормальный уровень сахара в крови, влияют на репродуктивную функцию, метаболизм и т. д.

В плазме крови кальций присутствует в трёх различных формах. Активная ионизированная форма составляет 60%, принимает участие во всех жизненно важных процессах – секреции гормонов, проводимости нервных импульсов, сокращении мышц, делении клеток и т. д. Неионизированные (связанные) формы представляют собой соединения с альбумином (30%) и низкомолекулярными анионами (10%). Активного участия в биохимических процессах они не принимают.

Концентрация макроэлемента в крови определяется при помощи биохимического анализа, складывается из суммы всех трёх форм. Во время исследования обязательно вносятся поправки, учитывающие увеличение неактивного кальция при ряде различных заболеваний, гормональных нарушениях, приёме лекарств, беременности.

Значение кальция для буферной системы организма

Важнейшая роль минерала для человеческого организма заключается в поддержании постоянства буферной системы – pH крови. Этот показатель наиболее жёстко отслеживается нашим функционалом, поскольку смещение константы всего на десятую долю приводит к серьёзным последствиям. Так, водородный показатель крови равен 7,4, его сдвиг на 0,2 приводит к коме, а на 0,3 — вызывает гибель человека.

Наше тело содержит 65—70% жидкости, сдвиг буферной системы в сторону кислой среды недопустим. Поскольку большая часть пищи является кислотообразующей, организм старается нейтрализовать её. Кальций, магний и калий – щелочные металлы, которые способны подавить вредное воздействие и привести показатель в норму. Их количество в крови регулируется при помощи обменных процессов. Как это происходит, вы узнаете далее.

Механизм кальциевого обмена

Стремление внутренней среды к равновесию называется гомеостазом. За регуляцию концентрации минерала в крови отвечают витамин D и гормоны паращитовидных желёз:

ПТГ (паратиреоидный гормон);
Кальцитонин.

При снижении концентрации макроэлемента в крови паращитовидные железы начинают активно продуцировать ПТГ. Паратиреоидный гормон активизирует снижение выделения кальция с мочой и вымывание минерала из главного хранилища – костной ткани. Он стимулирует работу почек на превращение витамина D в кальцитриол (D3). Эта активная форма витамина D улучшает всасывание минерала стенками тонкой кишки. Если человек не обеспечит поступление необходимого количества кальция с пищей, мозг даст сигнал паращитовидным железам, что нужно привести буферную систему в норму. После восстановления ионного равновесия выработка ПТГ прекращается.

Превышение концентрации кальция даёт сигнал к выработке другого гормона – кальцитонина. Его воздействие направлено на скорейшее выведение излишков минерала почками и кишечником.

Симптомы недостатка и избытка минерала

В норме концентрация всех трёх форм кальция в крови составляет 2,2 ммоль/л, определить его уровень можно при помощи биохимического анализа. Поскольку нутриент поступает в организм человека исключительно с пищей, важно поддерживать рекомендованные нормы его потребления. В случае длительного «голодания» или избытка минерала, наблюдается развитие тяжёлых патологий.

Гипокальциемия

Дефицит макроэлемента является последствием нерационального питания или определённых проблем со здоровьем. Провоцировать его развитие могут следующие факторы:

патологии паращитовидных желез;
нарушение кальциевого обмена;
пониженное содержание витамина D в пище;
использование диуретических и слабительных средств, провоцирующих быстрое вымывание макроэлемента;
несоблюдение дневных норм поступления минерала с пищей или употребление продуктов, богатых фосфором, железом, цинком, магнием или щавелевой кислотой. Данные вещества либо препятствуют всасыванию кальция, либо ускоряют его выведение.
дефицит нутриента в потребляемом питании.

При систематическом дефиците кальция организм будет постоянно пополнять запас из костной ткани. Со временем это приведёт к снижению плотности костей и развитию остеопороза. Первыми признаками нехватки минерала можно назвать ухудшение состояния зубов, повышенную ломкость ногтевых пластин и волос, быструю утомляемость, мышечные судороги. Дальнейшими последствиями станет повышенный риск переломов, развитие серьёзных патологий в работе сердца и нервной системы, нарушения системы гемостаза.

Гиперкальциемия

Высокий уровень кальция в плазме крови, не менее опасен, чем дефицит макроэлемента. Причиной избытка минерала выступают патологии эндокринной системы, вызывающие сбои в кальциевом обмене. К гиперкальциемии приводит и чрезмерное употребление продуктов или минеральных комплексов, содержащих кальций и витамин D.

Потеря аппетита, тошнота и рвота, жажда, боли в животе, запор – таковы первые симптомы избытка нутриента в организме. Длительное повышение концентрации макроэлемента приводит к серьёзным последствиям:

нарушение проводимости нервных волокон;
снижение мозговой активности, галлюцинации;
снижение тонуса гладкой и скелетной мускулатуры, что приводит к развитию брадикардии и стенокардии;
усиление секреции желудочного сока, развитие язвенной болезни, гиперацидного гастрита;
повышение риска аутоиммунных заболеваний, патологий желез внутренней секреции;
отложение минерала на стенках сосудов, во внутренних органах (кальциноз);
появление камней в почках, нефрокальциноз.

Одной из причин развития гиперкальциемии является онкология. Злокачественные опухоли разрушают костную ткань, при этом высвобождается большое количество минерала.

Продукты с наибольшим содержанием минерала, его доступность из них, влияние термической обработки

Мы привыкли считать, что лучшим источником кальция являются молочные продукты, но растительная пища не менее богата нутриентом. Например, 100 г молока содержит около 100 мг минерала, а такое же количество кунжутного семени в 10 раз больше! Научно доказано, что пища животного происхождения содержит витамин D, без которого усвоение нутриента невозможно. Если по какой-то причине вы отдали предпочтение вегетарианскому меню, придётся поискать дополнительный источник витамина D.

Среди молочных продуктов рекордсменами по содержанию минерала считаются твёрдые сорта сыра. В 100 г сыра чеддер содержится 1100 мг нутриента. Плавленый сыр содержит в три раза меньшее количество. Молоко, сметана, йогурт, кефир, творог содержат 100-160 мг минерала. Среди продуктов животного происхождения лидируют сардины. Помимо 300 мг кальция, они содержат рыбий жир, богатый витамином D и фосфор, способствующие лучшему усвоению макроэлемента.

Некоторые растительные продукты также богаты нутриентом (количество указано на 100 г продукта):

Зелёная масса крапивы – 700 мг;
Капуста – 210 мг;
Курага – 170 мг;
Зелень (петрушка, укроп, кресс-салат) – 180—250 мг;
Молодая ботва репы – 190 мг;
Фасоль белая – 150—180 мг;
Семя подсолнечника – 100 мг;
Миндаль – 250 мг.

При грамотном подходе даже люди с непереносимостью молочного белка могут составить сбалансированный рацион, обеспечивающий необходимое поступление минеральных веществ в организм.

Составляя меню, не забудьте учесть, что усвоению кальция препятствуют следующие вещества и продукты:

Фитиновая кислота (злаки, клетчатка);
Кофеин (кофе, шоколад);
Щавелевая кислота (зелень, щавель, шпинат, ревень);
Пища с большим содержанием углеводов, соли, жиров, магния, фосфора и калия.

Органические соли кальция превращаются в нерастворимые неорганические соединения во время варки. Это снижает всасываемость нутриента на 25—30%, увеличивает риск отложения конкрементов во внутренних органах. Полезнее употреблять сырые продукты или подвергать их минимальной термической обработке.

Более подробную информацию о продуктах содержащих кальций — на этой странице.

Нормы для разных категорий людей

Для поддержания здоровья организма следует ежедневно обеспечивать употребление определённого количества кальция. Норма зависит от половой и возрастной категории:

Младенцы до 6 месяцев – 400 мг;
Дети 6—12 месяцев – 500 мг;
Младшие дошкольники (1-5 лет) – 600 мг;
Учащиеся начальных классов (до 10 лет) – 800 мг;
Подростки 10—13 лет – 1000 мг;
Девушки и юноши в возрасте 14—24 года – 1200—1500 мг;
Женщины 25—55 лет – 1000 мг;
Мужчины 25—65 лет – 1000 мг;
Женщины старше 55 лет – 1200—1500 мг;
Мужчины старше 65 лет – 1300—1500 мг.

Корректировка дневной нормы кальция требуется спортсменам, поскольку минерал активно выводится при потоотделении. А также корректировка нужна при длительной гормональной терапии, использовании глюкокортикостероидных препаратов, анаболиков, постоянном контакте с соединениями фосфора.

Кальций для детей и беременных

Для правильного роста в детском возрасте особенно важно обеспечить стабильное поступление необходимого количества кальция и витамина D. Этот строительный элемент поможет формированию здорового скелета, убережёт от развития рахита. Рацион составляется в соответствии с возрастными требованиями.

Во время беременности происходят глобальные перестройки, значительно возрастает потребность в кальции. Это связано с тем, что растёт нагрузка на скелет и сердце. Растущему малышу также нужен макроэлемент для формирования скелета. Во время беременности и лактации важно поддерживать здоровый рацион и обеспечить поступление 1500—2500 мг нутриента ежедневно. Трудности могут возникнуть при непереносимости молочных продуктов, поэтому беременным женщинам нередко выписывают специальные препараты.

Кальций в медицинских препаратах

При необходимости восполнить суточную потребность в кальции можно при помощи медицинских препаратов. Ассортимент биологических добавок и витаминно-минеральных комплексов очень широк, все они содержат соединения макроэлемента.

Чаще всего, в состав препаратов входят следующие соли кальция:

Глюконат;
Цитрат;
Хлорид;
Карбонат.

Добросовестные производители указывают дозу элементарного минерала в препарате, ведь перечисленные соли содержат не так много необходимого нутриента. Например, в глюконате Ca всего 9,3% минерала.

К наиболее популярным препаратам, содержащим макроэлемент, относят:

Скоралайт
Витакальцин
Кальцемин
Кальций D3 Никомед
Компливит кальций D3
Витрум
Элевит.

Первые два препарата являются монокомпонентными, содержат только соли кальция. Кальций D3 Никомед и Компливит кальций D3 относятся к комбинированным препаратам, дополнительно содержат витамин D для лучшего усвоения минерала. Остальные препараты кроме кальция содержат комплекс витаминов и минералов. С рекомендованной дозировкой и противопоказаниями можно ознакомиться в инструкции.

Совместимость кальция с другими элементами

Минерал вступает в реакцию с различными веществами, что существенно влияет на ход кальциевого обмена. О влиянии главного союзника нутриента витамина D вы уже знаете, рассмотрим и некоторые другие вещества.

Витамины группы B отлично сочетаются с макроэлементом. Без кальция невозможно усвоение цианокобаламина (витамина B12). Пиридоксин (витамин B6) поддерживает необходимую концентрацию минерала в крови, замедляя процесс его выведения. Высокая химическая активность нутриента блокирует усвоение марганца, железа и цинка. Между приёмом препаратов с этими химическими элементами должно пройти не менее 4—6 часов. Если содержание магния в пище или препарате вполовину меньше концентрации кальция, они отлично усваиваются вместе. При большем количестве магния, всасываемость минерала ухудшается.

Кальций – один из важнейших химических элементов для здорового функционирования человеческого организма. Чтобы избежать развития серьёзных патологий, следует обеспечивать ежедневную норму потребления минерала при помощи сбалансированного рациона или медицинских препаратов.

Функции кальция в организме человека – как избежать дефицита

Кальций имеет решающее значение для правильного функционирования многих биологических процессов внутри нашего тела.

Но что такое кальций и каковы его функции? В каких продуктах содержится? Получаем ли мы достаточно кальций из пищи? Давайте выясним основные преимущества и побочные эффекты...

Функции кальция и его значение для живых существ

Кальций – это металл, очень распространенный в земной коры (пятое по распространенности), и он играет первостепенное значение в жизни всей экосистемы.

Химическая структура кальция делает его способным создавать соединения со многими другими элементами, что позволяет создавать особо прочные материалы и конструкции, например, камни или кости.

В организме кальций присутствует в большом количестве и имеет несколько функций:

Минерализация костей и зубов: кальций, наряду с другими минералами, такими как фосфор, магний, железо, формирует структуру костей, зубов и ногтей.
Свертывание крови. Образование сгустка является результатом последовательных химических событий, для активации которых необходимо присутствие ионов кальция.
Сокращения мышц и сердца. Сокращения мышечных волокон всех мышц, в том числе сердца, возникает от действия двух белков: актин и миозин. Кальциевые связи в таких мышечных белках позволяют им сжиматься.
Функции нейронов и клеток. Кальций играет важную роль в процессах клеточной связи. Например, он передаёт сигнал с нервной клетки в клетки мышц.
Регулировка ферментов. Ферменты – это молекулы, регулирующие биологические реакции, которые происходят внутри человеческого тела. Некоторым из них, чтобы работать должным образом, необходим именно кальций.

Кальций, следовательно, имеет решающее значение для функционирования многих биологических процессов. Но, он не вырабатывается нашим организмом, поэтому должен поступать из внешних источников.

Ежедневная потребность человека в кальции

Количество кальция в организме человека составляет около одного килограмма. Главным образом, он сосредоточен в костной системе (99%), а оставшийся 1% растворен в крови.

Поэтому естественно представить, какое значение имеет поступление этого вещества для человеческого организма в зависимости от возрастной группы.

Изменения спроса на кальций в зависимости от возраста

Суточная потребность в кальции существенно отличается в зависимости от возраста и состояния человека.

В частности, отмечается, что:

Кальций имеет первостепенное значение в подростковом возрасте, когда человеку требуется 1200-1500 мг кальция в сутки, в то время как детям достаточно 800-1000 мг.
Для человека в зрелом возрасте суточная потребность составляет около 1000 мг.
После 65 лет потребность кальция возрастает до 1500 мг в день. С возрастом костная ткань, как правило, теряет кальций: для того, чтобы предотвратить ослабление костей (состояние, известное как остеопороз), рекомендуется прием повышенного количества кальция в рационе. Также это касается женщин в возрасте пост-менопаузы, во время которого снижается способность к накоплению кальция в костной ткани.
Во время беременности наблюдается увеличение потребности кальция на 200 мг, чтобы обеспечить правильное развитие плода. По этой причине, доза кальция рекомендуемая для ежедневного потребления во время беременности и последующего периода кормления составляет около 1200 мг.

Кальций, присутствующий в нашем организме, как мы уже сказали, поступает через пищу, в частности:

молоко и все его производные, такие как йогурт, сыр и др.
жирные сухофрукты, особенно миндаль (240 мг/100г), а также фисташки, арахис и грецкие орехи.
моллюски (кальмар, осьминог, каракатица, мидии и моллюски) и ракообразные (омары, креветки).
бобовые и овощи, где концентрация кальция составляет около 80-100 мг/ 100 г.
некоторые виды минеральной воды.

Мало кальция в злаках, мясе и свежих фруктах.

Кальций и витамин D – верные друзья

Необходимо учесть, что употреблять пищу, богатую кальцием, недостаточно: надо помнить, что эффективного усвоения и метеболизма кальция необходим витамин D.

Помимо употребления в пищу продуктов, богатых кальцием, необходимо обеспечить организм соответствующим количеством витамина D. Основными пищевыми источниками этого витамина являются печень и мясо некоторых жирных рыб (сельдь, лосось), яйца и сливочное масло.

Наконец, следует отметить, что такие вещества, как кофеин, алкоголь и таурин (присутствует в энергетических напитках), увеличивают диурез и, соответственно, вымывание кальция.

Следует иметь ввиду, что внутри нашего тела всегда присутствует неактивная форма витамина D. Только солнечный свет делает её активной и способной принимать участие в биологических процессах.

Режим питания, чтобы избежать дефицита кальция

Диета, направленная на увеличение поступления кальция, не может основываться на потреблении таких продуктов, как сыр, ракообразные, моллюски: они очень калорийные и богаты холестерином.

При сбалансированном питании молочные продукты не стоит потреблять больше двух раз в неделю. Однако, молоко и йогурт можно употреблять хоть каждый день, но в умеренном количестве.

Диета, обеспечивающая высокое поступление кальция должна быть низкокалорийной, то есть основываться на таких продуктах, как нежирное молоко или обезжиренный йогурт, содержащие 0,1% жира.

Овощ содержат немного кальция, но их можно есть в больших количествах. Кроме того, овощи и фрукты следует есть несколько раз в течение дня, чтобы обеспечить поступление других важных компонентов.

Самое лучшее, во всяком случае, – это разнообразие в пище: только в этом случае можно обеспечить поступление всех минералов и других важных питательных веществ для организма.

Тем не менее, чтобы компенсировать серьезные недостатки кальция, которые, например, случаются в период менопаузы или во время беременности, необходимо прибегнуть к помощи пищевых добавок.

Существует много разновидностей пищевых добавок с кальцием:

хлорид кальция используется, в основном, внутривенно для лечения заболеваний сердца.
цитрат и карбонат кальция часто принимают в форме таблеток. Они используются для профилактики и лечения остеопороза, и во всех случаях, в которых регистрируется дефицит кальция. Карбонат кальция также может быть использован, чтобы снизить кислотность желудочного сока.
Добавки на основе кальция часто используется совместно с приёмом витамина D, чтобы увеличить доступность макроэлемента.

Преимущества потребление кальция

Получение достаточного количества кальция с помощью питания важно для удовлетворения потребностей организма, но не только: диета, богатая кальцием даёт целый ряд преимуществ для нашего организма.

Рассмотрим основные эффекты:

Профилактика остеопороза. Приём кальция на постоянной основе имеет решающее значение в случае гормональных нарушений, как, например, во время менопаузы, когда уровни этого минерала опускаются и кости слабеют. Введение кальция в диете – это важно, чтобы усилить структуру костей и предотвратить остеопороз.
Против гипертонии. Кальций, так же как калий, стимулирует выведение натрия с мочой: этот элемент отвечает за удержание воды и увеличение артериального давления.
Противоопухолевое действие. В настоящее время у ученых нет единого мнения о возможной роли кальция в возникновении злокачественных опухолей. В частности, некоторые исследования утверждают, что избыток кальция в рационе вызывает ингибирование активации витамина D, который, в свою очередь, оказывает защитное действие на простату, что, в конечном итоге, способствует возникновению опухоли в этом органе (по данным исследований, проведенных по программе Physician Health Study). По мнению других авторов, например Грегори Миллера, кальций в правильных дозах выполняет роль профилактики опухоли: это теория опирается на статистические результаты, полученные с помощью анализа групп, придерживающихся диеты, богатой кальцием. Однако, механизмы, с помощью которых кальций защитите от риска развития новообразований, остаются неизвестными.

К чему приводит избыток кальция

Хотя, как мы говорили до сих пор, это очень важный элемент для функционирования различных механизмов в организме, Вы не должны превышать рекомендуемых норм потребления пищевых продуктов или добавок, содержащих кальций, чтобы избежать побочных эффектов.

Избыток кальция может привести к:

тошноте, диарее и рвоте: он усиливает сокращения гладкой мускулатуры пищеварительного тракта, также повышает моторику стенок кишечника;
камни в почках: чрезмерное потребление кальция и натрия вызывает образование камней в почках из-за накопления солей кальция на уровне почек;
переломы костей и депрессия: они представляют наиболее частые симптомы гиперкальциеми, что связано с патологическими изменениями желез, ответственных за регулирование поглощения и экскреции кальция. В любом случае, слишком высокий уровень концентрации кальция в крови приводит к чрезмерной минерализации костной ткани, что делает скелет слишком хрупким и восприимчивым к переломам;
психические расстройства. Внутри нейронов уровень кальция регулирует функции этих клеток. Поэтому значительное увеличение концентрации этого минерала вызывает нарушение деятельности нейронов, что порождает психологические расстройства.

Как Вы могли наблюдать, кальций является основой для множества функций человеческого организма. Поэтому помните о ежедневном потреблении достаточного количества этого минерала, без преувеличения.

Функции кальция в организме.

Названия функций	Их реализация.
Структурная	Входит в состав кристаллов гидроксиапатитов и их ионных агентов в минеральной ткани.
Нейромышечная	Контролирует возбудимый нерв. Инициирует мышечные сокращения.
Прокоагулянтная	Играет роль ΙV-го фактора системы свертывания крови.
Участие в ферментном катализе	Входит в состав ферментов в качестве кофакторов, может быть аллостерическим модулятором ферментной активности.
Участие в передачи гормональных сигналов	Играет роль вторичных посредников (менеджера) См. рис. 4.10, табл.4.3.

Сходная физико-химическая характеристика щелочноземельных металлов кальция и магния способствует тому, что их метаболизмы в чем-то близки. Магний является четвертым по распространенности катионом в организме. При общем количестве 25гр. большая часть его (60%) тоже структурирована в минерализованные ткани. Остальной магний содержится в других тканях и органах. Максимальное его количество в пересчете на единицу массы приходится на миокард и мышечную ткань. Мышечная ткань содержит магния в 10 раз больше, чем плазма крови, поэтому его уровень в ней (0,8-1,2 ммоль/л) даже при значительных потерях длительное время может оставаться стабильным, пополняясь из мышечного депо. Около 75% магния в плазме крови находится в ионизированной форме, 25% связано с белками, основном с альбуминами.

Сбалансированная диета содержит 0,3-0,4 гр. магния в сутки.

Главные его источники орехи, мясо, зелень. Почти весь он всасывается в тонком кишечнике.

В клетках тканей магний необходим для поддержания структуры рибосом, нуклеиновых кислот, некоторых белков. Он является кофактором более 300 ферментов. Среди них ферменты белкового синтеза, гликолиза, трансмембранного транспорта ионов и многих других процессов. Комплекс магния и АТФ является субстратом для многих АТФ-зависимых реакций. Магний косвенно влияет на рост и дифферинцировку клеток, поддерживая пул пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, необходимых для биосинтеза ДНК и РНК. Он также необходим на всех этапах синтеза белка.

С обменом кальция и магния тесно переплетен и метаболизм фосфатов. Примерно 85% фосфора из 650 гр. содержится в организме, приходится на минерализованные ткани, где он в составе фосфатов участвует в образовании кристаллов апатитов.

Фосфаты обнаруживаются также во внутриклеточной и внеклеточной жидкостях в количествах, которые внутри в 100 раз превышают снаружи. Макроэргические фосфатные соединения и фосфорилированные активные метаболиты не могут свободно преодолевать мембраны и попадать клетки. В плазме крови значительная часть фосфатов представлена анионами НРО42-и Н2РО4-. Только небольшое количество (≈10%) связано с белками. Перемещения их через плазматические мембраны являются пассивными и определяются в основном током кальция. Регуляция гемостаза фосфатов осуществляется теми же факторами, которые контролируют баланс кальция. Помимо участия в построении апатитов в минеральных тканях фосфор входит в многочисленные органические и неорганические химические соединения. Основными процессами, в которых они играют роль, являются обмены углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, белков.

В костной ткани постоянно идут процессы деминерализации и реминерализации. В результате за 5-6 лет весь кальций костей, а, следовательно, и они сами полностью обновляется. Остеогенез идет с участием остеобластов, образующихся из остеогенных клеток. Они нарабатывают коллаген І типа, а также минарные неколлагеновые кальций связывающие белки (остеонектин, gla-протеин), инициирующие минерализацию, и выполняющие адгезивные функции, а также роль факторов хемотаксиса клеток (остеопонтин, костный мелопротеин, остеокальцин, костный фибропептин). Маркером их активности является щелочная фосфатаза. Известно, что здесь она действует как гидролаза, отщепляя фосфаты от органических соединений, и на фосфотрансферазы, перенося их на акцепторы органической природы. Окружая себя минеральным компонентом, остеобласты превращаются в остеоциты.

Остеолитическую активность в местах ремоделирования костей проявляют остеокласты. Эти гигантские многоядерные макрофаги образуются из моноцитов. Они выделят коллагеназу, кислую фосфатазу, другие гидролазы, создают локальный ацидоз (рН 4,0). Для этого они с помощью Н+/К+-АТФ-азы нагнетают сюда протоны (Н+), нарабатывая их в своем цитозоле С.

Процессы деминерализации и реминерализации поддерживают в динамическом равновесии уровни кальция в минерализованных тканях с внеклеточными жидкостями. Кальций высвобождается из костей и снова в них накапливается по мере необходимости. Механизмы, участвующие в поддержании нормальных концентраций этого элемента в плазме крови включают, кроме того, регуляцию их всасывания в пищеварительном тракте и экскрецию почками, кожей. В норме содержания кальция в крови составляет 2,7 – 2,9 ммоль/л (рис. 8.2).

Организм защищает себя от гиперкальцемии, снижая абсорбцию его в кишечнике, ослабляя реабсорбцию в почечных канальцах, замедляя деминерализацию костной ткани. Низкая концентрация кальция в плазме крови стимулирует его всасывание в кишечнике, усиливая реабсорбцию в почечных канальцах и деминерализацию костной ткани (рис. 8.2).

Рис 8.2 Схема обмена кальция в организме (вес тела 70 кг).

Кальций, поступающий с пищей, в присутствии витамина D всасывается преимущественно в тощей кишке. Значительная часть кальция не всасывается, а небольшое его количество секретируется и выделяется с калом. Кальций во внеклеточном пространстве, включая плазму крови, находится в динамическом равновесии с депонированным в костной ткани. В почках малая часть не реабсорбировавшегося кальция выводится с мочой.

Колебания уровня кальция могут привести к изменениям порога возбудимости нервных и мышечных клеток, нарушениям активности ферментов, гормональной регуляции метаболизма и других процессов. Концентрация этого иона в плазме крови регулируется с высокой точностью. Отклонения на 1% приводит в действие контролирующую систему, восстанавливающую равновесие. Регуляторами являются паратприн 1,25(ОН)2-- кальцидорол, способствующий повышению кальция в плазме крови в случае гипокальцемии и кальцитонии, а также 24,25 (ОН)2-кальциферол, обладающие противоположным эффектом. Эти же гормоны регулируют концентрации неорганического фосфата и ряда других ионов в жидкостях организма.

Паратирин – гормон белковой природы, секретируемый главными клетками паращитовидных желез в ответ на низкую концентрацию кальция во внеклеточной жидкости. Четыре паращитовидные железы с диаметром менее 5 см и весом 15 – 72 гр. каждая расположены непосредственно за щитовидной железой и снабжаются артериальной кровью из ее задней капсулы. Венозный отток происходит в цервикальные венозные сплетения. В паратиреоидной системе заложен большой функциональный резерв. Для проявления их полноценной активности достаточно функционирования только двух из четырех, т.е. существует возможность замены одних другими. И хотя с возрастом происходит некоторое снижение их функций, гипопаратиреоидизм не возникает.

Паратирины, как многие другие гормоны белково-пептидной природы, синтезируется в виде более крупного предшественника – препропаратирина (115 аминокислотных остатков).

Удаление 25 аминоацилов приводит к образованию прогормона (90 аминокислотных остатков). Последующее отщепление гексапептида формирует паратирин (84 кислотных остатка). Биологическая активность его молекулы связана с N– терминальной (1 – 34) аминокислотной последовательностью (рис. 8.3).

Секреция паратирина регулируется кальцием сыворотки крови по механизму отрицательной обратной связи. Гипокальциемия её усиливает, гиперкальциемия – уменьшает. Это происходит с участием кальциевых рецепторов на поверхности секреторных клеток. Они относятся к классу рецепторов, связанных с G-белками.

Несмотря на важное значение паратирина в контроле экскреции фосфатов, изменение их концентрации непосредственно не влияет на секрецию гормона. Умеренная гипомагниемия стимулирует, более значительная – подавляет значение паратирина, то есть его секреция является магниезависимым процессом.

Клетки-мишени для паратирина находятся в костной ткани и почках. Остеокласты не имеют рецепторов к этому гормону, но они есть в плазматических мембранах остеобластов. В почках они структурированы в мембраны клеток проксимальных и дистальных канальцев.

Сигналы паратирина реализуются по аденилатциклазному пути (рис. 4.7, табл. 4.1). Этот гормон оказывает различные воздействия на метаболизм кальция, но всегда приводит к повышению его концентраций в плазме крови (см. табл. 8.2).

В костной ткани этот гормон стимулирует функцию остеокластов, но не прямо, а опосредованно. Взаимодействуя с рецепторами на остеобластах, он ускоряет биосинтез и секрецию ими остеокальцина, остеопонтина, некоторых цитокинов (ИЛ-1, ИФР-I, ИЛ-6, колониестимулирующий фактор, кахексин лимфотоксин).

Все эти вещества действуют паракринно. Остеокальцин вызывает хемокинез остеокластов. Остеопонтин через свои рецепторы на плазматических мембранах стимулирует их метаболическую активность. Это же делают и цитокины.

В дистальных извитых почечных канальцах паратирин повышает реабсорбцию ионов этого металла. В проксимальных канальцах он снижает обратное всасывание фосфатов, а вместе с ним сульфатов, бикарбонатов, хлоридов. Это способствует развитию выделительного ацидоза.

В клетках проксимальных канальцев почек паратирин стимулирует образование кальцитриола (рис. 2.7, 8.4), вследствие чего повышается абсорбция кальция в кишечнике.

Таблица 8.2.