Od czego zależy przyswajanie wapnia?

Wapń, jako jeden z podstawowych składników mineralnych spełnia szereg funkcji w Naszym organizmie. Zdecydowanie potrzebujemy go, aby zachować zdrowe i mocne kości, dba układ nerwowy, krwionośny, zapobiega rozwojowi nowotworów, w tym jelita grubego, jak również przyczynia się do prawidłowej pracy mózgu, wpływa na utrzymanie odporności.

Wapń dostarczamy do organizmu głównie z pożywieniem, dlatego warto zwrócić uwagę na to, co jemy i jak komponujemy posiłek, w skład którego wchodzi wapń. Jak się okazuje istnieje grupa produktów, która wpływa zarówno pozytywnie jak i negatywnie na przyswajanie przez organizm danego pierwiastka.

Poziom przyswajalności jest dość duży i może mieć rozpiętość od 10 do nawet 60%. Zależy ona od transportu aktywnego, w którym uczestniczy białko CaBP – czyli białko wiążące wapń oraz dyfuzyjność ścian jelita. Wapń ulega przyswojeniu tylko w postaci kationu, dlatego też związki obfitujące w wapń najpierw muszą ulec dysocjacji, aby omawiany pierwiastek wykazał zdolność do absorpcji. Ważny udział wykazuje również obecność poszczególnych witamin i składników mineralnych.

Znaczącą rolę odgrywa stan fizjologiczny człowieka, ponieważ u osób starszych, kobiet w okresie menopauzy i osób, które borykają się z chorobami typu celiakia, marskość wątroby lub zespół złego wchłaniania stopień absorpcji jest bardzo niski. Z kolei u kobiet w ciąży obserwuje się większy procent przyswajalności.

Witaminy i składniki mineralne wpływające korzystnie na przyswajanie wapnia

Witamina D

Witamina D wykazuje ważny udział na regulację gospodarki wapniowo – fosforanowej. W swojej aktywnej postaci występuje jako 1,25(OH)2D3 i należy do hormonów kalcytropowych, czyli takich, które regulują przenoszenie informacji z komórki regulatorowej do regulowanej, gdzie dzięki połączeniu z receptorem dają swoistą odpowiedź. Dzięki oddziaływaniom na komórki kostne ma wpływ na funkcje metaboliczne i utrzymanie odpowiedniego bilansu pomiędzy procesem resorpcji kostnej a procesem kościotwórczym. Aktywna witamina D w osteoblastach, czyli komórkach kościotwórczych łączy się z receptorem, czego efektem jest aktywacja genów kodujących białka potrzebne do resorpcji kostnej i aktywowania się komórek kościotwórczych. Taka postać witaminy D zapewnia absorpcję wapnia z przewodu pokarmowego oraz w cewkach nerkowych.

Witamina D jest kluczowym składnikiem do dojrzewania i funkcjonowania osteoklastów, czyli komórek kościogubnych odpowiedzialnych za resorpcję kości. Proces resorpcji kostnej z kolei jest potrzebny po to, aby zapewnić wytrzymałość mechaniczną i modelowanie kości.

Odpowiednia ekspresja genów białek uczestniczących w absorpcji wapnia powoduje wzrost wchłaniania wapnia z przewodu pokarmowego a mniejszą w cewkach nerkowych, dzięki czemu stężenie wapnia w surowicy krwi zostaje zachowane na odpowiednim poziomie, co z kolei skutkuje prawidłową mineralizacją kości.

Warto wspomnieć, że witamina D przyczynia się do obniżania poziomu parathormonu (PTH) produkowanego przez przytarczyce, który również wpływa na regulację gospodarki wapniowo-fosforanowej. Spadek stężenia wapnia powoduję zwiększoną produkcję parathormonu, co prowadzi do zwiększenia wchłaniania wapnia we krwi. Jednakże zbyt duża ilość PTH jest również niebezpieczna, gdyż prowadzi do demineralizacji kości.

Konsekwencją niedoborów witaminy D jest wzrost złamań kości oraz utrata masy kostnej.

Witamina A

Witamina A odpowiada za funkcje wzrostowe tkanki kostnej, dzięki współpracy z wapniem. Niedobory prowadzą do uszkodzeń i osłabienia kości oraz zębów. Z kolei również nadmiar witaminy A skutkuje jej gromadzeniem się w wątrobie prowadząc do osteoporozy, ze względu na niską masę kostną. Zarówno zbyt duże jak i zbyt małe stężenia witaminy A są niebezpieczne np. dla płodu, ponieważ skutkuje to m.in. wadami czaszki czy zębów.

Witamina C

Witamina C usprawnia procesy gojenia się ran oraz zrosty kości po urazach. Ponadto bierze udział w czasie tworzenia się aktywnej formy witaminy D3 i w procesie syntezy kolagenu – głównego składnika ścięgien. Dieta bardzo uboga lub eliminująca witaminę C może doprowadzić do szkorbutu – stanu, w którym produkcja kolagenu jest znikoma.

Fosfor

Fosfor to składnik, którego metabolizm jest powiązany z metabolizmem wapnia. Razem współuczestniczą w zachowaniu prawidłowej gospodarki wapniowo-fosforanowej. Oba składniki przyjmuje głównie z żywności i warto zapamiętać, aby ich stosunek wynosił 1:1. Większe niż zalecane dawki dziennego spożycia fosforu mogą powodować mniejsze wchłanianie wapnia, a nawet jego usuwanie z kości. Dzienna ilość przyjmowanego fosforu dla osób po 19 roku życia wynosi 700 mg. Fosfor w zbyt dużych ilościach może nieść ze sobą również inne negatywne skutki dla organizmu – zwapnienia w układzie moczowym, obecność białka w moczu.

Fosfor tuż obok wapnia przyczynia się do kształtowania i budowania tkanki kostnej, dlatego zachowanie zalecanej dawki jest niezbędna dla utrzymania zdrowych i mocnych kości, gdzie braki tego pierwiastka doprowadzają do krzywicy czy też zaburzeń wzrostu, szczególnie u dzieci i młodzieży w okresie dorastania i rozwoju fizycznego.

Magnez

Magnez w ilości 53% występuje w kościach, w 27% w mięśniach a w 19% w pozostałych tkankach miękkich. Bierze udział w zachowaniu prawidłowej ilości wapnia w organizmie i powstawaniu hydroksyapatytu, z którego zbudowane są kości. Magnez wpływa na obecność i ilość witaminy D3. Zbyt mała jego ilość niesie za sobą zmniejszony poziom tej witaminy, co z kolei może przyczyniać się do niskiego stopnia przyswajalności wapnia. Jego obecność warunkuje lepszą przyswajalność wapnia, transport do i z kości, jak również przyczynia się do leczenia stanów stresowych i lękowych, działa pozytywnie na szkliwo zębów, działa ochronnie na mózg i serce. Ochrania kości przed ich przebudową. Zbyt niska podaż magnezu doprowadza do uszkodzeń tkanki kostnej, osłabienia i resorpcji kości, a nawet osteoporozy i hipokalcemii – stanu, w którym są braki wapnia w organizmie. Magnez przyczynia się do zachowania prawidłowej gęstości kości.

Cynk

W ilości około 50 % znajduje się w mięśniach, w 25-30 % w tkance kostnej a pozostałe 20% umieszczone jest w innych tkankach miękkich. Pierwiastek przyczynia się do metabolizmu kolagenu, odpowiadając za funkcje wzrostowe włosów i paznokci. Wspiera szybsze gojenie się ran i co najważniejsze, współpracując z wapniem wspiera funkcje budulcowe. Jego niedobory doprowadzają do zwiększonej liczby komórek kościogubnych – osteoklastów a także mogą hamować procesy wzrostowe i dzieci.

Miedź i Mangan

Pierwiastki te odpowiadają za powstawanie wiązań krzyżowych w elastynie i kolagenie oraz zachowanie prawidłowej masy kostnej.

Pozostałe składniki odżywcze wpływające na przyswajanie wapnia

Laktoza

Laktoza zwiększa wchłanianie wapnia w jelicie cienkim i w dwunastnicy u osób zdrowych, u których nie występuje nietolerancja laktozy. Mechanizmem za to odpowiedzialnym może być tworzenie z jonami wapnia biodostępnych, rozpuszczalnych kompleksów, oddziaływanie na komórki adsorpcyjne jelita, i zwiększanie ich przepuszczalności dla jonów wapnia. Częściowa hydroliza danego cukru do galaktozy i glukozy oraz działanie bakterii jelitowych (obniżanie pH na skutek fermentacji) również może wywierać pozytywny efekt na wchłanianie wapnia.

Warto zwrócić uwagę na inne cukry oporne na trawienie. Są to (laktuloza, galaktoza, ksyloza, mannoza, arabinoza, rafinoza) oraz alkohole cukrowe (m.in. sorbitol i ksylitol), które również mogą zwiększać wchłanianie wapnia.

Kazeina

W wyniku hydrolizy kazeiny powstają kazeinofosfopeptydy, które zwiększają wchłanianie wapnia. Wśród przeprowadzonych badań wykazano, że nawet przy niewielkim udziale witaminy D3, ale przy obecności kazeiny wchłanianie wapnia jest prawidłowe. Fosfopeptydy kazeiny przyczyniają się do efektywniejszego transportu jonów wapnia w dwunastnicy. Kazeina, czyli białko występujące w mleku krowim pozwala zachować lepszą masę kostną i siłę kości a także zapobiega nagłym złamaniom kostnym.

Białko

Ponieważ białko spełnia funkcje budulcowe, również przyczynia się do sprawniejszego przyswajania wapnia przez organizm. Białka zbudowane są z aminokwasów, które to właśnie uczestniczą w trasancie jonów wapnia w świetle jelita, budują kolagen i enzymy. Jako, że białko występuję na dużą skalę w produktach mlecznych obfitujących w wapń to ważne jest jego spożycie. Jednakże nadmiar białka może doprowadzać do uszkodzeń nerek i nadmiernego wydalania wapnia razem z moczem. Również niedobory białka, często spotykane szczególnie u osób starszych, objawiają się częstszymi załamaniami czy bólami stawów. Średnio przyjmuje się, że dzienne spożycie białka powinno wynosić od 0,8 do 1 g na kg masy ciała.

Inulina

Inulina to cukier, który przez ludzkie enzymy nie jest trawiony. Pojawia się w bulwach i korzeniach takich produktów jak cebula, por, cykoria, czosnek, agawa. Inulina ulega fermentacji dopiero w jelicie za pośrednictwem mikroflory jelitowej. Na podstawie przeprowadzonych badań udowodniono, że dzienne spożycie około 8 g inuliny zwiększa wchłanianie wapnia nawet o 15%, szczególnie u młodzieży i kobiet po menopauzie. Dodatkowo przyczynia się do zachowania lepszej masy kostnej.

Krótkołańcuchowe kwasy łańcuchowe (SCFA)

Do tej grupy zaliczamy m.in. kwas octowy, propionowy, masłowy – produkowane podczas fermentacji niestrawionych cukrów w kątnicy lub okrężnicy przez bakterie jelitowe. Zwiększone wchłanianie wapnia w okrężnicy obserwuje się przy udziale anionów octanowych lub masłowych. SCFA po etapie dyfuzji do komórek nabłonka dysocjują na kation wodorowy i anion reszty reszty kwasowej. Powstają protony, zamieniane następnie na kationy wapnia. Za pośrednictwem SCFA przyswajalność wapnia może się zwiększać nawet o 28%.

Bibliografia:

1. Magdalena Walicka, Ewa Czerwińka, Ewa Marcinowska-Suchowierska , Witamina  D – wpływ na kość, Postępy Nauk Medycznych 3/2012, s. 232-236.
2. Szeleszczuk J., Kuras M. 2014. Znaczenie wapnia w metabolizmie człowieka i czynniki wpływające na jego biodostępność w diecie. Biuletyn Wydziału Farmaceutycznego warszawskiego Uniwersytetu Medycznego, 3, 16-22
3. https://www.endokrynologia.net/content/wapn-fosfor-parathormon-i-witamina-d-podstawowe-informacje
4. Gawęcki J., Hryniewiecki L. 2003. Żywienie człowieka. Podstawy nauki o żywieniu. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa
5. Jarosz M. 2017. Normy żywienia dla populacji Polski. Instytut żywności i żywienia. Warszawa
6. http://annales.sum.edu.pl/archiwum_publikacje/2009_63_1_8.pdf
7. Ciborowska H., Rudnicka A. 2009. Dietetyka. Żywienie Zdrowego i Chorego Człowieka. Wydawnictwo Lekarskie PZWL. Warszawa
8. Kunachowicz H., Nadolna I., Wojtasik A., Przygoda B., Iwanow K. 2007. Liczmy wapń w diecie. Wydawnictwo Lekarskie PZWL. Warszawa
9. https://www.ptfarm.pl/pub/File/Farmacja%20Polska/2014/01%20%20OG%20%20Cynk.pdf