Kakšni so učinki kalcija? Simptomi pomanjkanja, presežek + viri hrane

Kalcij je povsod okoli nas. Je naravni del Zemlje in narave, rastlin in živih organizmov ter nenadomestljiv del človeškega telesa. Zakaj je kalcij za nas tako pomemben in zakaj nam lahko včasih škoduje?

Kaj je kalcij?

Kalcij je kemični element, ki je pogosto prisoten v številnih sestavinah našega okolja, vključno s človeškim telesom.

Je peti najpogostejši element v Zemljini skorji (predstavlja več kot 3 % njene vsebnosti) in tretja najpogostejša kovina za železom in aluminijem.

Kalcijevo kovino je prvič izoliral angleški kemik sir Humphry Davy leta 1808 z elektrolizo iz mešanice apna (CaO) in živosrebrovega oksida (HgO).

Kalcij je znan po kemijskem imenu Ca, ki izhaja iz latinskega imena calcium.

Ime kalcij izhaja iz latinske besede calx. Prevaja se kot apno ali apnenec, v katerem je bil kalcij odkrit.

Kalcijeve zlitine so poznane in uporabljene že zelo dolgo (od časa pred našim štetjem), čeprav ljudje niso poznali njihove natančne sestave. Uporabljali so jih predvsem v gradbeništvu kot gradbeni material ali kot tesnilni in povezovalni material.

Kalcij je ena od kovin alkalnih zemljin. Ta skupina elementov je dobila ime po tem, da njihovi oksidi reagirajo z vodo in tvorijo alkalije, tj. baze.

Med kovine z alkalnimi zemljinami spadajo elementi skupine II A periodnega sistema kemijskih elementov (navpični stolpci). Kalcij je uvrščen v periodo IV (vodoravne vrstice).

Poleg kalcija so v tej skupini elementov še stroncij, barij in radij. Vsi imajo zelo podobne lastnosti.

Čeprav sta elementa, kot sta berilij in magnezij, v isti skupini periodnega sistema kot kalcij, ju ne uvrščamo med kovine alkalnih zemljin. To pa zato, ker imata drugačne kemijske in fizikalne lastnosti kot drugi elementi v tej skupini.

Kalcij je nenevarna kovina srebrne barve, ki je plastična in razmeroma mehka. Z majhnim naporom jo lahko režemo z nožem. Ima majhno gostoto in lahko prevaja električni tok. Gori z značilnim rumeno-rdečim plamenom.

Je zelo reaktiven in zlahka tvori spojine, zato se v naravi ne pojavlja v prosti obliki. Spontano reagira z vodo, ob stiku z zrakom pa reagira s kisikom in dušikom.

Tabelarični povzetek osnovnih kemijskih in fizikalnih podatkov o kalciju

Najbolj razširjena kalcijeva spojina v naravi je kalcijev karbonat (CaCO3). V tej obliki ga najdemo v kamninah, kot so apnenec, dolomit, marmor in kreda.

Druge kalcijeve spojine vključujejo:

• CaO - kalcijev oksid ali gašeno apno
• Ca(OH)2 - kalcijev hidroksid ali gašeno apno
• CaSO4nH2O - hidrat kalcijevega sulfata ali sadra
• CaSO4 - kalcijev sulfat ali mineral anhidrit
• CaF2 - kalcijev fluorid ali mineral fluorit
• [Ca5(PO4)3F] - mineral

Kako se proizvaja kalcij?

Kalcij in njegove spojine se uporabljajo na številnih področjih, od povsem industrijske uporabe do uporabe v kuhinji ali kozmetiki.

Največje proizvajalke kalcija so trenutno države, kot so Kitajska, Rusija, ZDA, pa tudi Kanada in Francija.

V Rusiji in na Kitajskem se še vedno uporablja Davyjeva metoda elektrolize, pri čemer se izhodna spojina nekoliko razlikuje (uporablja se staljen kalcijev klorid). V zahodnih državah se uporablja drugačen način proizvodnje.

Pri njej se kalcijevi atomi iz kalcijevega oksida (apna) izpodrivajo z aluminijevimi atomi v nizkotlačnih posodah pri visokih temperaturah.

Ali poznate funkcijo kalcija v telesu?

Kalcij je bistveni del človeškega telesa in nenadomestljiv mineral za njegovo pravilno delovanje.

Predstavlja približno 2 % celotne telesne mase povprečnega odraslega človeka.

Skoraj ves kalcij v telesu (99 %) se nahaja v kosteh in zobeh. Preostala majhna količina je skoncentrirana v tkivih in krvi.

Kalcij, shranjen v kosteh, služi kot rezervoar. Ko je potreben, se uporabi kot vir kalcija za telo, da se ohrani kalcijevo ravnovesje.

Velikost teh zalog je neposredno odvisna od ravnovesja kalcija v telesu. Spreminja se glede na vnos in absorpcijo kalcija na eni strani ter izgubo kalcija skozi kožo, ledvice in črevesje na drugi strani.

V kosteh in zobeh se kalcij nahaja v obliki kalcijevega iona hidroksiapatita. Ta mineral je glavna anorganska sestavina trdih zobnih tkiv - zobne sklenine, dentina in zobnega cementa.

Kalcij, ki kroži v krvi, je v 33-50 % vezan na beljakovine, v 5-15 % je del kompleksov, 50 % kalcija v krvi pa je v ionizirani, tj. prosti obliki (Ca2+).

Ob rojstvu je v telesu novorojenčka 26-30 g kalcija. Ta količina se pozneje hitro povečuje. V odrasli dobi je vsebnost kalcija pri ženskah približno 1200 g, pri moških pa približno 1400 g.

Pri moških je vsebnost kalcija skozi življenje konstantna. Pri ženskah se zmanjša zaradi menopavze in z njo povezanega zmanjšanja proizvodnje estrogena.

Ker že vemo, kje v telesu se nahaja kalcij, lahko sklepamo o njegovi fiziološki funkciji.

Kakšna je torej glavna vloga kalcija v človeškem telesu?

Njegova glavna vloga je sodelovanje pri gradnji kosti in zob. Ima pomembno vlogo pri rasti, preoblikovanju ali popravljanju poškodb kosti. Ohranja moč, moč in prožnost tkiv ter telesu omogoča naravno gibanje.

Majhne količine kalcija, ki so prisotne v krvnem obtoku, mišicah, zunajcelični tekočini (tekočina zunaj celic) in v različnih tkivih, opravljajo številne druge pomembne funkcije.

• Vplivajo na krčenje in širjenje krvnih žil.
• Uravnavajo delovanje mišic in srca.
• Sodelujejo pri strjevanju krvi in prenosu živčnih impulzov.
• Uravnavajo nastajanje in izločanje hormonov in encimov.

Kalcij - od vnosa do izločanja

Pomembno je poudariti, da človeško telo ni sposobno samo proizvajati kalcija.

Zato smo odvisni od njegovega vnosa, bodisi v obliki dnevnega vnosa s hrano bodisi njegovega nadomeščanja v obliki zdravil in dodatkov.

Tako zaužiti kalcij se v prebavilih absorbira po dveh poteh - z aktivnim transportom in pasivno difuzijo.

Aktivni transport skozi črevesne celice zahteva energijo in tudi prisotnost vitamina D. Ta je še posebej koristen pri nizkem vnosu kalcija, tj. v količinah do 500 mg.

Pasivna difuzija ne porablja energije in je prevladujoča pot absorpcije pri povečanem vnosu kalcija, tj. nad 500 mg.

Stopnja črevesne absorpcije kalcija pri ljudeh je na splošno nizka, približno 45 % pri vnosu 200 mg kalcija ali manj na dan in le približno 15 % pri vnosu več kot 2000 mg kalcija na dan.

Stopnja absorpcije je odvisna od starosti. V otroštvu je višja (približno 60 %), ker je zaradi znatne rasti in razvoja kosti pri otrocih potrebno več kalcija.

V odrasli dobi se zmanjša na 25 %, z naraščajočo starostjo pa se absorpcija še zmanjšuje.

Za absorpcijo kalcija je potrebno kislo okolje. Njegovo absorpcijo znatno zmanjšujejo prehranske vlaknine, kelati in fitati.

Izgube kalcija v krvi so pasivne in so ocenjene na približno 100-150 mg/dan.

Absorbirani kalcij se deloma shrani v kosteh, deloma pa se izloči z ledvicami. Dnevno se izloči približno 100 mg kalcija.

V povezavi s kalcijem in njegovo usodo v telesu je zelo pomembno omeniti tudi vitamin D.

Zakaj je pomemben tudi vitamin D?

Vitamin D se glede na svojo strukturo uvršča med steroidne hormone.

Ima zelo pomembno vlogo pri presnovi kalcija in pozitivno vpliva na oblikovanje zdravih zob in kosti.

Vitamin D je odgovoren predvsem za absorpcijo kalcija in fosfata iz črevesja. Uravnava tudi izrabo kalcija, saj povečuje njegovo absorpcijo v kosti, kar pozitivno vpliva na njihovo strukturo in mineralizacijo.

To pomeni, da če želimo doseči zadostno količino kalcija v telesu, je treba razmišljati o zadostnem vnosu in vsebnosti vitamina D.

Pomanjkanje vitamina D vodi v zmanjšano absorpcijo kalcija iz prebavnega trakta, povečano resorpcijo (razgradnjo) kosti in posledično izgubo kosti.

Glavni vir vitamina D je sončna svetloba (90 %), sledi pa mu vnos s hrano.

Koža s sončno svetlobo absorbira t. i. provitamin D (vitaminski prekurzor), ki se v nekaj urah pretvori v vitamin D3 - holekalciferol. Ta se s krvjo prenese v jetra, kjer ga jetrni encimi pretvorijo v še neaktivni kalcidiol. Šele v ledvicah se končno pretvori v aktivno molekulo kalcitriol.

Sposobnost človeškega telesa, da sintetizira vitamin D, je odvisna od letnega časa, časa na soncu, pigmentacije kože, starosti, načina življenja itd.

Prehranski vnos vitamina D predstavlja le približno 5-10 % celotnega vnosa. Najdemo ga predvsem v morskih ribah, ribjem olju, mesu, jajčnem rumenjaku, pecivu, maščobah in mlečnih izdelkih.

Uravnavanje ravni kalcija v telesu

Skoraj ves kalcij v telesu (99 %) je shranjen v kosteh, manjša količina pa v krvi, mišicah in drugih tkivih.

Za pravilno delovanje vsakodnevnih življenjskih funkcij poskuša človeško telo vzdrževati stalno raven kalcija v krvi in tkivih.

Pri vzdrževanju fiziološke ravni kalcija v krvnem serumu sodelujejo trije hormoni - vitamin D, parathormon in kalcitonin. Ti uravnavajo količino kalcija z delovanjem na črevesje, ledvice in kosti.

Če količina kalcija v krvi pade prenizko, telo prek parathormona pošlje signal kostem.

Kalcij se iz kosti sprosti v kri, s čimer se znižana raven kalcija vrne v normalno stanje.

Poleg aktivacije kosti parathormon sproži tudi dva druga procesa.

Aktivira vitamin D, ki poveča absorpcijo kalcija iz prebavnega trakta. Hkrati z delovanjem na ledvice zmanjša izločanje kalcija z urinom.

V nasprotnem primeru, če je raven kalcija v telesu visoka, prevzame nadzor drug hormon - kalcitonin (ki nastaja v ščitnici).

Ta deluje ravno nasprotno.

Znižuje raven kalcija v krvi tako, da ustavi sproščanje kalcija iz kosti. Ledvicam pošlje signal, naj izločijo več kalcija z urinom.

Katera raven kalcija velja za fiziološko?

Količino kalcija v krvi lahko določimo iz krvnega seruma ali krvne plazme. Pri zdravih ljudeh naj bi bila raven kalcija v serumu približno med 2,2 in 2,6 mmol/l (8,8 in 10,4 mg/dl).

Fiziološka raven kalcija v ionizirani obliki je od 1,15 do 1,33 mmol/l (4,6 do 5,3 mg/dl).

Kalcij lahko določimo tudi v urinu.

Tabelarični povzetek okvirnih referenčnih vrednosti za določanje kalcija v krvi in urinu

Ocenjevanje kalcija v telesu poteka tudi z dvojno rentgensko absorpciometrijo (na kratko DEXA). V tem primeru se oceni raven kalcija, prisotnega v kosteh, in s tem prehransko stanje posameznika.

Vsako odstopanje od fiziološke ravni kalcija v telesu se šteje za patološko stanje.

1. Nezadostna raven kalcija v telesu

Padec serumskega kalcija pod referenčno vrednost 2,12 mmol/l ali padec ioniziranega kalcija pod 1,15 mmol/l povzroči hipokalcemijo.

Hipokalcemija = znižana raven kalcija v krvi.

Tabelarični povzetek najpogostejših vzrokov in simptomov hipokalcemije

Najhujša posledica nezadostne ravni kalcija v telesu je razvoj osteopenije, ki je prva faza bolezni, za katero je značilna izguba kosti. Če osteopenije ne zdravimo, se razvije osteoporoza.

Pri osteoporozi pride do velike izgube kostne mase in sprememb v mikroarhitekturi kosti. To stanje vodi do oslabitve trdnosti kosti in s tem do večje krhkosti.

Druge posledice nizke ravni kalcija so še osteomalacija pri odraslih in rahitis pri otrocih. To sta bolezni, ki vodita v mehčanje in deformacijo kosti.

2. Previsoka raven kalcija v telesu

Nasprotje hipokalcemije je stanje, ko je raven kalcija v telesu nad referenčno vrednostjo, tj. nad 2,75 mmol/l (če je raven nad 3,5 mmol/l, gre že za resno stanje). V tem primeru govorimo o hiperkalcemiji.

Hiperkalcemija = povišana raven kalcija v krvi.

Tabelarični pregled najpogostejših vzrokov in simptomov hiperkalcemije

Najpogostejše posledice hiperkalcemije so nastanek ledvičnih kamnov, poškodba ali odpoved ledvic, bolezni živčevja in motnje srčnega ritma.

Zdaj poznamo pomen kalcija za telo in njegovo optimalno raven. Poglejmo si podrobneje, kako lahko zahtevano raven oziroma priporočeni vnos kalcija vzdržujemo ali dopolnjujemo čez dan.

Kakšen naj bo dnevni vnos kalcija?

Potrebe po kalciju se med posameznimi življenjskimi obdobji precej razlikujejo in so odvisne predvsem od starosti.

Potrebe telesa so na primer večje pri otrocih ali v mladostništvu. V tem življenjskem obdobju pride do pomembne rasti in razvoja kosti.

Potrebe po kalciju so izrazitejše tudi pri starejših ljudeh, saj se njihova sposobnost absorpcije kalcija zaradi naravnega procesa staranja zmanjša.

Človeško telo pridobiva kalcij, potreben za optimalno delovanje, na dva načina.

Prvi način je uživanje kalcija v prehrani, bogati s tem mineralom, ali njegovo dodajanje z zdravili in prehranskimi dopolnili.

Drugi način je, ko telo nima druge možnosti in se poslužuje lastnih zalog kalcija.

To se zgodi, kadar ni zagotovljena ustrezna prehrana in posameznik ne zaužije dovolj hrane, bogate s kalcijem.

Če telo zaradi nezadostnega vnosa hrane "porabi" kalcij iz kosti, naj bi se ta kasneje, ko se prehranske razmere izboljšajo, obnovil. Vendar ta način ne deluje tako enostavno. Kalcija v kosti ni vedno mogoče vrniti zgolj s povečanim vnosom kalcija.

Koliko kalcija mora torej človek dnevno zaužiti s hrano ali prehranskimi dopolnili, da se izogne drugemu scenariju?

Poglejmo to.

Tabela priporočene količine kalcija na dan glede na starost

Največji dnevni vnos kalcija naj ne bi presegal 2 500-3 000 mg/dan za mladostnike, 2 500 mg/dan za odrasle in 1550 mg/dan za otroke.

Zelo pomembno je, da je posameznikov dnevni vnos kalcija čim bližje priporočeni količini.

To je še posebej pomembno za naslednje starostne skupine:

• Pri določanju priporočenega dnevnega vnosa kalcija je ključno, ali je dojenček dojen ali prejema nadomestke materinega mleka. Pri dojenčkih, ki prejemajo nadomestke materinega mleka, mora biti vnos kalcija nekoliko višji, saj je absorpcija kalcija iz nadomestkov materinega mleka manj učinkovita.
• Mlajši otroci in otroci v puberteti - zaradi razvoja in rasti imajo večje potrebe po kalciju.
• Ženske v menopavzi - Povečane potrebe po kalciju so posledica zmanjšanja ravni estrogena in s tem povečanega tveganja za osteoporozo.
• Starejši ljudje - Pri njih je izguba kalcija iz kosti večja, kar je naravni del staranja.

Viri kalcija - ni nujno, da je to hrana

Najpogostejši vir kalcija za ljudi je hrana. Zdrav človek lahko dobi dovolj kalcija z vsakodnevno uravnoteženo prehrano, ki je bogata s kalcijem.

Glavna živila, bogata s kalcijem, so mlečni izdelki (kravji, ovčji, kozji) - mleko, jogurt, sir, skuta ... Z njimi lahko v enem samem obroku zagotovimo do 40 % celotnega dnevnega vnosa kalcija.

Katera druga živila veljajo za bogata s kalcijem in so zato primerna za doseganje priporočenega dnevnega vnosa kalcija?

• Zelena zelenjava - brokoli, ohrovt, kitajsko zelje, špinača, gorčica
• oreščki in semena - mandlji, sezam
• konzervirane ribe s kostmi - sardine, losos
• Jajca
• Stročnice - fižol, leča
• Sadje in sadni sokovi
• Kruh, žita
• Mineralne vode
• Soja in sojini napitki
• Tofu
• S kalcijem obogateni izdelki

Vsebnost kalcija se razlikuje od živila do živila.

Pomembno je tudi opozoriti, da lahko številna druga živila ali njihova vsebina ovirajo proces absorpcije ali izločanja kalcija v telesu.

Nekatere snovi rastlinskega izvora, kot sta stelatna kislina in fitinska kislina, v prebavnem traktu znatno zmanjšujejo absorpcijo kalcija. Te se vežejo s kalcijem in tvorijo neprebavljive soli. Zato morajo biti osebe, katerih prehrana je pretežno rastlinskega izvora, še posebej pozorne.

Absorpcija kalcija se v manjši meri zmanjša tudi ob prisotnosti kofeina in fosforja.

Velike količine beljakovin in natrija (soli) lahko povečajo izločanje kalcija z ledvicami.

Pri ljudeh z laktozno intoleranco obstaja tveganje za nezadosten vnos kalcija s hrano.
Ti ljudje ne morejo predelati laktoze zaradi pomanjkanja encima laktaze, ki razgrajuje laktozo v enostavnejše sladkorje. Zato se izogibajo uživanju mlečnih izdelkov.

Poleg hrane lahko kalcij v telo vnašamo tudi z zdravili ali dodatki, ki vsebujejo kalcij.

Kdaj dodajati kalcij z zdravili in dodatki?

Čeprav je uravnotežena prehrana vsekakor boljši in najprimernejši način vnosa kalcija, je v nekaterih primerih treba kalcij v telo vnesti na drugačen način - z zdravili ali dodatki, ki vsebujejo kalcij.

Ti izdelki so namenjeni ljudem, ki:

• ne dobijo dovolj kalcija s hrano, na primer zaradi alergije na hrano, preobčutljivosti ali diete
• imajo prebavne ali želodčne motnje, pri katerih je lahko sposobnost absorpcije kalcija zmanjšana
• imajo povečano tveganje za pomanjkanje kalcija
• imajo osteoporozo ali povečano tveganje za osteoporozo
• imajo bolezen ščitnice
• kronična ledvična odpoved

Poleg tega je uporaba kalcijevih pripravkov priporočljiva za ljudi, ki se dolgotrajno zdravijo s kortikosteroidi.

Količina kalcija, ki ga je treba nadomestiti v obliki zdravil in dodatkov, mora temeljiti na tem, koliko kalcija lahko oseba sprejme s hrano.

Na trgu je trenutno na voljo široka paleta izdelkov, ki vsebujejo kalcij, bodisi v obliki posamezne sestavine bodisi kot del multivitaminskih pripravkov. Na voljo so tudi v različnih oblikah odmerkov - tablete, kapsule, prah, sirup, suspenzija, injekcijske oblike itd.

V medicinske namene se kalcij najpogosteje uporablja v obliki kalcijevega acetata, kalcijevega karbonata, kalcijevega klorida, kalcijevega citrata, kalcijevega glubionata, kalcijevega glukonata ali kalcijevega laktata. Ti se razlikujejo po prisotnosti elementarnega kalcija.

Na primer, kalcijev karbonat vsebuje 40 % elementarnega kalcija
kalcijev citrat 21 %
kalcijev laktat 13 %
in kalcijev glukonat 9 %.

Pri uporabi izdelkov, ki vsebujejo kalcij, je treba upoštevati številne koristne smernice.

• Jemljite jih skupaj z vitaminom D.
• Jemljite manjše odmerke (približno 500 mg) večkrat na dan. Jemanje manjših odmerkov omogoča boljšo absorpcijo kalcija v prebavilih.
• Jemljite jih hkrati s hrano, saj se tako izboljšata absorpcija in toleranca (v primeru kalcijevega citrata se zadostna absorpcija kalcija ohrani tudi pri jemanju brez hrane).
• Za boljšo absorpcijo kalcija je potrebno kislo okolje. To je treba upoštevati zlasti pri osebah, ki imajo težave z zmanjšano ali nezadostno tvorbo kisline v želodcu.
• Izogibajte se sočasni uporabi pripravkov, ki vsebujejo kalcij in železo.

O potrebi in izbiri kalcijevih pripravkov se posvetujte z zdravnikom.

Zdravnik vam bo tudi pomagal izbrati najprimernejši in najvarnejši izdelek, pri čemer bo upošteval vaše zdravstveno stanje in zdravila, ki jih trenutno jemljete (npr. za krvni tlak, ščitnico, bolezni kosti, antibiotike itd.)

Poleg zdravil, katerih glavna indikacija je nadomeščanje pomanjkanja kalcija v telesu, so na trgu tudi zdravila, ki vsebujejo kalcij za druge namene. Govorimo o antacidih - zdravilih, namenjenih nevtralizaciji, tj. zmanjšanju kislosti želodčnih sokov.

Ali poznate zaplete velikega vnosa kalcija?

Dolgotrajno in prekomerno uživanje velikih količin kalcija vodi do zdravstvenih zapletov.

Ti se v začetni fazi kažejo predvsem s prebavnimi težavami, kot so zaprtje, napihnjenost in napihnjenost, bolečine v trebuhu ali driska.

Pojavijo se lahko tudi težave s kožo v obliki izpuščajev, srbeče kože ali koprivnice.

Včasih se prekomerno uživanje kalcija kaže tudi s povečano vsebnostjo kalcija v urinu. To imenujemo hiperkalciurija. V redkih primerih se lahko razvije hiperkalcemija.