Kalsium elävissä organismeissa

Kalsiumilla on tärkeä säätely- ja rakenteellinen rooli elävissä organismeissa . Kalsium (Ca 2+ ) on yleinen makroravinne kasveissa, eläimissä ja ihmisissä. Tämä kemiallinen alkuaine osallistuu solun keskeisiin fysiologisiin ja biokemiallisiin prosesseihin. Kalsiumionit osallistuvat veren hyytymisprosesseihin ja toimivat myös yhtenä yleismaailmallisista toissijaisista lähettiläistä solujen sisällä ja säätelevät erilaisia ​​solunsisäisiä prosesseja - lihasten supistumista , eksosytoosia , mukaan lukien hormonien ja välittäjäaineiden eritystä .

Ihminen

Ihmisveren kalsiumin pitoisuutta, koska se on tärkeä monille elintärkeille prosesseille, säädellään tarkasti, ja oikealla ravitsemuksella ja riittävällä maitotuotteiden ja D-vitamiinin kulutuksella puutetta ei esiinny. Pitkittynyt kalsiumin ja/tai D-vitamiinin puutos ruokavaliossa lisää osteoporoosin riskiä ja aiheuttaa riisitautia lapsena .

Kalsiumin tarve riippuu iästä. 19-50-vuotiaille aikuisille ja 4-8-vuotiaille lapsille päivittäinen tarve (RDA) on 1000 mg [1] (sisältää noin 790 ml rasvapitoista maitoa[ tosiasian merkitys? ] 1 % [2] ) ja 9–18-vuotiaille lapsille - 1300 mg päivässä [1] (sisältyy noin 1030 ml:aan maitoa, jonka rasvapitoisuus on 1 % [2] ). Teini-iässä riittävä kalsiumin saanti on erittäin tärkeää luuston intensiivisen kasvun vuoksi. Kuitenkin Yhdysvalloissa tehtyjen tutkimusten mukaan vain 11 % 12–19-vuotiaista tytöistä ja 31 % pojista saavuttaa kalsiumtarpeensa [3] .

Ruoka

Tasapainoisessa ruokavaliossa suurin osa kalsiumista (noin 80 %) pääsee lapsen elimistöön maitotuotteiden mukana . Jäljelle jäävä kalsium tulee viljasta (mukaan lukien täysjyväleipä ja tattari), palkokasveista, appelsiineista , vihreät, pähkinät. Kalsiumin imeytyminen suolistossa tapahtuu kahdella tavalla: solujenvälisesti (transsellulaarinen) ja solujenvälisesti (parasellulaarinen). Ensimmäinen mekanismi välittyy D- vitamiinin aktiivisen muodon ( kalsitriolin ) ja sen suoliston reseptorien vaikutuksesta. Sillä on suuri rooli vähäisessä tai kohtalaisessa kalsiumin saannissa. Kun ruokavalion kalsiumpitoisuus on korkeampi, solujen välinen imeytyminen alkaa olla pääroolissa, mikä liittyy suureen kalsiumpitoisuusgradienttiin. Transsellulaarisen mekanismin ansiosta kalsium imeytyy suuremmassa määrin pohjukaissuolessa (johtuen siellä olevan kalsitriolin korkeimman reseptoripitoisuuden vuoksi). Solujen välisen passiivisen siirron ansiosta kalsiumin imeytyminen on aktiivisinta kaikissa kolmessa ohutsuolen osassa. Laktoosi (maitosokeri) edistää kalsiumin imeytymistä soluissa .

Kalsiumin imeytymistä estävät jotkut eläinrasvat [4] (mukaan lukien lehmänmaidorasva ja naudanliharasva, mutta ei ihra) ja palmuöljy . Tällaisten rasvojen sisältämät palmitiini- ja steariinirasvahapot pilkkoutuvat ruoansulatuksen aikana suolistossa ja sitovat vapaassa muodossa lujasti kalsiumia muodostaen kalsiumpalmitaattia ja kalsiumstearaattia (liukenemattomia saippuoita) [5] . Tämän tuolilla varustetun saippuan muodossa sekä kalsiumia että rasvaa menetetään. Tämä mekanismi on vastuussa heikentyneestä kalsiumin imeytymisestä [6] [7] [8] , vähentyneestä luun mineralisaatiosta [9] ja vähentyneestä luun lujuuden epäsuorista mittauksista [10] [11] vauvoilla, joilla on palmuöljyyn (palmuoleiiniin) perustuva äidinmaidonkorvike . Näillä lapsilla kalsium-saippuoiden muodostuminen suolistossa liittyy ulosteen kovettumiseen [12] [13] , sen esiintymistiheyden vähenemiseen [12] sekä tiheämpään regurgitaatioon [14] ja koliikkiin [11] .

Kalsiumpitoisuus elintarvikkeissa:

Matala kalsiumpitoisuus: leseleipä (60), vehnäleipä (37); muut eläimenosat, viljat (alle 50), punajuuret (37), porkkanat (46).

Lisätietoja kalsiumista elintarvikkeissa on osoitteessa USDA.gov [17] .

Veressä

Kalsiumpitoisuus ihmisen solujen sytoplasmassa on noin 10 −4 mmol/l, solujen välisissä nesteissä noin 2,5 mmol/l.

Linnut

Siipikarja tarvitsee ruoassaan korkean kalsiumpitoisuuden. Tämä johtuu siitä, että munankuoressa on 94 % kalsiumkarbonaattia [18] . Lintujen keho vaatii säännöllistä kalsiumia sisältävän ravinnon saantia, koska linnuilla on rajallinen kapasiteetti varastoida kalsiumia [19] . Onnistunut munankuoren muodostus on mahdollista vain, jos lintu on saanut riittävästi kalsiumia muutaman tunnin sisällä ennen prosessin alkamista [20] . Linnun ravinnon täydentämiseen käytetään erilaisia ​​kalsiumin lähteitä: valmiita lisäravinteita, vanhoja munankuoria, merenkuoria. Venäjän federaation alueella on merkittäviä kalsiumvarastoja, jotka soveltuvat käytettäväksi siipikarjan rehussa. Erityisesti Krasnodarin alueella Azovinmeren rannoilla on runsaasti merirehun kuoria sisältävä esiintymä nimeltä "Turtle Ridge"; kuori louhitaan siellä korkealla kalsiumpitoisuudella, mikä on vahvistettu asianmukaisilla testeillä.

Luonnonvaraiset linnut ruokkivat kalsiumia sisältävää tuhkaa , pieneläinten luita, nilviäisten kuoria jne. [21] kalsiumin tarpeen tyydyttämiseksi .

Muut eläimet

Selkärankaisilla suurin osa kalsiumista löytyy luurangosta ja hampaista . Kalsiumia löytyy luista hydroksiapatiitin muodossa [22] .

Monet selkärangattomat käyttävät kalsiumia muodostaakseen eksoskeleton (kuten nilviäisten kuoret ) tai endoskeleton ( sienirakkuloita ). "Luurankot" koostuvat enimmäkseen kalsiumkarbonaatin (kalkin) eri muodoista. Joidenkin yksisoluisten eläinten luuston toiminta perustuu myös kalsiumin kertymiseen.

Kasvit

Kalsiumpitoisuuden muutoksella on keskeinen rooli kasvien stomaatien avautumisessa ja sulkemisessa. Monissa kasveissa soluseinät sisältävät merkittäviä määriä kalsiumia. Kalsiumilla on tärkeä rooli kasvisolujen aineenvaihdunnan säätelyssä [23] .

Kalsiumin kulkeutuminen kasvin läpi on hidasta, joten se kerääntyy usein kasvin vanhempiin osiin. Jotkut kasvit käyttävät tätä ominaisuutta suojaamiseen: kalsiumia kertyy oksalaattien muodossa solun plastideihin suuria määriä, minkä vuoksi kasvin osat tulevat vahvoiksi ja teräviksi.

Katso myös

• Kalsiumkloridi (lääke)
• kalsiumsitraatti
• kalsiumjodidi
• Cesium elävissä organismeissa

Muistiinpanot

1. ↑ 12 U.S. _ Department of Agriculture ja USA Department of Health and Human Services. Ruokavalioohjeet amerikkalaisille, 2010  (määrittelemätön) . – 7. - Washington, DC: Yhdysvaltain hallituksen painotoimisto, 2010. - s. 76.
2. ↑ 12 U.S. _ Department of Agriculture National Nutrient Database for Standard Reference . Käyttöpäivä: 29. joulukuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 5. tammikuuta 2013. (määrätön)
3. ↑ Greer FR, Krebs NF; American Academy of Pediatrics Committee on Nutrition. Imeväisten, lasten ja nuorten luuston terveyden ja kalsiumin saannin optimointi  (englanniksi)  // Pediatrics : päiväkirja. - American Academy of Pediatrics, 2006. - Helmikuu ( nide 117 , nro 2 ). - s. 578-585 . — PMID 16452385 .
4. ↑ Southgate DA, Widdowson EM, Smits BJ, Cooke WT, Walker CH, Mathers NP Kalsiumin ja rasvan imeytyminen ja erittyminen nuorissa vauvoissa  //  The Lancet  : Journal. - Elsevier , 1969. - Voi. 293 , nro. 7593 . - s. 487-489 . — PMID 4179570 .
5. ↑ Holt LE, Tidwell HC, Kirk CM, Cross DM, Neale S. Rasvaaineenvaihdunnan tutkimukset: I. Rasvan imeytyminen normaaleissa vauvoissa  // J  Pediatr : päiväkirja. - 1935. - Voi. 6 , ei. 4 . - s. 427-480 .
6. ↑ Nelson SE, Frantz JA, Ziegler EE Rasvan ja kalsiumin imeytyminen vauvoille, joita ruokittiin palmuoleiinia sisältävällä maitopohjaisella korvikkeella  //  J Am Coll Nutr : Journal. - 1998. - Voi. 17 , ei. 4 . - s. 327-332 . — PMID 9710840 .  (linkki ei saatavilla)
7. ↑ Nelson SE, Rogers RR, Frantz JA, Ziegler EE Palmuoleiini äidinmaidonkorvikkeessa: rasvan ja kivennäisaineiden imeytyminen normaaleihin imeväisiin   // Am J Clin Nutr : päiväkirja. - 1996. - Voi. 64 , nro. 3 . - s. 291-296 . — PMID 8780336 .
8. ↑ Ostrom KM, Borschel MW, Westcott JE, Richardson KS, Krebs NF Alhaisempi kalsiumin imeytyminen imeväisillä, joille on syötetty kaseiinihydrolysaatti- ja soijaproteiinipohjaisia ​​äidinmaidonkorvikkeita, jotka sisältävät palmuoleiinia, verrattuna korvikkeisiin, joissa ei ole palmuoleiinia  //  J Am Coll Nutr : Journal. - 2002. - Voi. 21 , ei. 6 . - s. 564-569 . — PMID 12480803 .  (linkki ei saatavilla)
9. ↑ Koo WW, Hammami M., Margeson DP, Nwaesei C., Montalto MB, Lasekan JB Vähentynyt luun mineralisaatio pikkulapsilla, joita ruokittiin palmuoleiinia sisältävällä äidinmaidolla: satunnaistettu, kaksoissokkoutettu, prospektiivinen tutkimus  (englanniksi)  // Pediatrics : päiväkirja. - American Academy of Pediatrics, 2003. - Voi. 111 , ei. 5 Pt 1 . - s. 1017-1023 . — PMID 12728082 .
10. ↑ Litmanovitz I., Davidson K., Eliakim A., Regev RH, Dolfin T., Arnon S., Bar-Yoseph F., Goren A., Lifshitz Y., Nemet D. High Beta-Palmitate Formula and Bone Strength in Termilapset: satunnaistettu, kaksoissokkoutettu, kontrolloitu koe  //  Calcified Tissue International : päiväkirja. - 2012. - Vol. 92 , no. 1 . - s. 35-41 . — ISSN 0171-967X . - doi : 10.1007/s00223-012-9664-8 .
11. ↑ 1 2 Litmanovitz I., Davidson K., Eliakim A., Regev R., Dolfin T., Bar-Yoseph F., et ai. Äidinmaidonkorvikkeen beeta-palmitaatin rakenteellisen sijainnin vaikutukset luun äänennopeuteen, Antropometria ja infantiili koliikki: kaksoissokkoutettu, satunnaistettu kontrollitutkimus  (englanniksi)  // Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition [Internet] : Journal. - 2011. - Vol. 52 . - P. E215-6 .
12. ↑ 1 2 Lloyd B., Halter RJ, Kuchan MJ, Baggs GE, Ryan AS, Masor ML Maidon sieto imetyksen jälkeen ja yksinomaan maidolla ruokitetuilla   vauvoilla // Pediatrics : päiväkirja. - American Academy of Pediatrics, 1999. - Voi. 103 , no. 1 . -P.E7 . _ — PMID 9917487 .
13. ↑ Carnielli VP, Luijendijk IH, Van Goudoever JB, Sulkers EJ, Boerlage AA, Degenhart HJ, Sauer PJ Palmitiinihapon  rakenne ja määrä äidinmaidonkorvikkeissa: vaikutukset rasvaan, rasvahappoihin ja mineraalitasapainoon  // J Pediatric Gastroenterol Nutr : päiväkirja. - 1996. - Voi. 23 , ei. 5 . - s. 553-560 . — PMID 8985844 .
14. ↑ Vandenplas Y., Gutierrez-Castrellon P., Velasco-Benitez C., Palacios J., Jaen D., Ribeiro H et ai. Käytännön algoritmit yleisten maha-suolikanavan oireiden hallintaan vauvoilla  //  Nutrition : Journal. - 2013. - Vol. 29 , ei. 1 . - s. 184-194 . — PMID 23137717 .
15. ↑ USDA . Käyttöpäivä: 6. heinäkuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 7. heinäkuuta 2015. (määrätön)
16. ↑ USDA
17. ↑ USDA National Nutrient Database for Standard Reference – julkaisu 17 Valitun kalsiumin sisältö, elintarvikkeet per yhteinen toimenpide, lajiteltu aakkosjärjestyksessä
18. ↑ Opas kuinka annat kanoille tarpeeksi kalsiumia | siipikarjaYksi opas takapihan kanojen kasvattamiseen . Käyttöpäivä: 22. tammikuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 5. helmikuuta 2013. (määrätön)
19. ↑ Linnut tarvitsevat kalsiumia muniessaan – mistä ne saavat sitä? | hoitava luonto . Arkistoitu alkuperäisestä 15. maaliskuuta 2013. (määrätön)
20. ↑ Hunton, P (2005). "Munankuoren rakenteen ja laadun tutkimus: historiallinen katsaus". Revista Brasileira de Ciência Avícola 7: 67–71.
21. ↑ Birdscope - Linnut ja kalsium . Käyttöpäivä: 22. tammikuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 5. helmikuuta 2013. (määrätön)
22. ↑ Institute of Medicine (Yhdysvallat) D-vitamiinin ja kalsiumin ruokavalion vertailuarvojen tarkistamista käsittelevä komitea; Ross AC, Taylor CL, Yaktine AL, Del Valle HB, toimittajat. Dietary Reference Intakes for Calcium and D-vitamiini  (englanniksi)  : lehti. - National Academies Press (USA), 2011. - s. 35 . — PMID 21796828 .
23. ↑ Kalsium moduloi von Willebrandin tekijän A2-alueen voimantunnistusta: Nature Communications: Nature Publishing Group . Käyttöpäivä: 22. tammikuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 5. helmikuuta 2013. (määrätön)

Kirjallisuus

• BECNordin. Kalsium ihmisen biologiassa. Springer, 1988 - 481 sivua
• Roland Pochet. Kalsium: Kalsiumin toiminnan molekyyliperusta biologiassa ja lääketieteessä. Kluwer Academic Publishers, 2000 - 732 sivua

Linkit

• Suositeltu kalsiumin saanti
• Yhdistyneen kuningaskunnan elintarvikestandardivirasto: Kalsium
• Ravitsemustietolehti National Institutes of Healthilta
• Kalsiumin lähteet lehmänmaitoallergiaan