Minerali

CALCIO

Il calcio si trova al 99% come fosfato e carbonato di calcio sotto forma di micro cristalli di idrossiapatite necessari per formare e mantenere nel tempo le ossa e denti, il fosfato e il calcio costituiscono il 65% del peso dell’osso.

L’1% del calcio del corpo umano è extra osseo e si trova sia nei mitocondri che nel reticolo endoplasmatico cellulare, nel citosol in concentrazione di 0,1 micromoli e nel plasma in concentrazione di 90-110 mg/l (2,4 millimolare) al 50% come ione non complessato che risulta fisiologicamente attivo, 40% legato alle proteine come l’albumina e il 10% come sale fosfato citrato bicarbonato per garantire la funzionalità muscolare sulla troponina per la contrazione del muscolo e del cuore, la trasmissione nervosa e la coagulazione  del sangue.

Le funzioni regolatorie però prevalgono su quelle scheletriche con tamponamento da parte del tessuto osseo quando si perturba l’omeostasi del minerale.

Tra le funzioni biologiche di regolazione l’attivazione di enzimi idrolitici quali l’alfa amilasi pancreatica, la fosfolipasi A2 pancreatica, il tripsinogeno, la fosfolipasi C, la proteina chinasi C e l’enzima fosfofruttochinasi ma anche l’apertura dei canali di potassio, il rilascio di ormoni e di neurotrasmettitori, la regolazione dell’espressione genica, della pompa sodio/potassio e del sistema tampone intracellulare.

Il calcio è un tampone intracellulare che regola le concentrazioni citoplasmatiche di sodio, magnesio e fosfato in funzione del livello di acidità del citoplasma.

Le fonti principali di calcio sono il latte intero e scremato 130-180 mg/100 grammi assorbito al 30%, alcuni formaggi come il parmigiano che ne contiene in 50 grammi 700 mg, il grana e il pecorino stagionato, la mozzarella che contiene circa 500 mg in 125 grammi, la fontina e il provolone fino a 600 mg in una porzione di 70 grammi e i fichi secchi fino a 260 mg di minerale in 10 frutti essiccati.

Contengono calcio i molluschi e i crostacei, le acciughe, le alici, il tuorlo d’uovo, alcuni vegetali verdi come la rucola, il cavolo, il sedano, la cicoria, gli spinaci 115 mg/85 grammi assorbito solo al 5%, la rapa, i fagioli e i ceci secchi, le mandorle e le nocciole, la carne bovina e il prosciutto crudo, il pane, la pasta, le acque minerali calciche che contengono 150 mg /l di minerale.

La biodisponibilità della quantità di calcio contenuta negli alimenti dipende da numerosi fattori:

  • dalla solubilità del sale di calcio, che aumenta in ambiente acido per cui sono molto biodisponibili il calcio citrato, calcio gluconato e il calcio gluconato glicerolfosfato, meno il calcio carbonato;
  • natura dell’alimentoper esempio è molto più biodisponibile il calcio del latte che quello dei formaggi fusi in funzione del contenuto di proteine, fosfolipidi e caseine;
  • dalla quantità di vitamina D che facilità l’assorbimento;
  • dal lattosio che può dare intolleranza e limitare l’assorbimento;
  • dal rapporto Ca/P il cui valore ottimale è 1:1 nell’infanzia e 2:1, 1:2 negli adulti mentre in è sbilanciato negli addittivi, bibite e integratori 1:4;
  • la natura del pasto per esempio la ricchezza di vegetali limita l’assorbimento per la presenza di fitati e ossalati che con il calcio formano dei complessi insolubili che limitano l’assorbimento e l’eccesso di grassi che formano saponi insolubili limitando il calcio biodisponibile;
  • la carenza di sali biliari per danni epatici che limita l’assorbimento;
  • per danni renali che diminuisce la formazione del diidrossi colecalciferolo che favorisce l’assorbimento;
  • l’età avanzata che limita la sintesi di vitamina D necessaria per l’assorbimento.

Il calcio ha interazione con diversi nutrienti per esempio gli alimenti ricchi di proteine facilitano l’assorbimento di calcio e bassi livelli di assunzione di calcio portano a meno sintesi proteica tra cui molti fattori di crescita.

Dal catabolismo della metionina e della cisteina si producono acido fosforico, acido solforico e acido urico con effetto positivo di assorbimento, l’effetto alcalino si verifica nel pasto per la frutta e la verdura: gli acidi della frutta quali citrico, malico, tartarico e lattico sono ossidati mentre gli ioni positivi presenti (calcio, magnesio,sodio e potassio) bilanciano gli acidi degli alimenti animali risparmiando l’osso quale fonte di basi.

Il sodio aumenta l’escrezione di sodio e quindi di calcio, gli omega 6 potrebbero avere un’effetto negativo sul metabolismo dell’osso per elevata produzione di prostaglandine E2, azione che viene contrastata dagli omega 3, la caffeina ha minimi effetti sull’assorbimento di calcio bilanciati dalla normale assunzione.

L’assunzione raccomandata giornaliera nei maschi è 1000 mg dai 18 ai 74 anni e 1200 mg dai 75 anni, nelle femmine dai 18 ai 59 anni 1200 mg e dai 60 anni e 1000 mg in gravidanza e allattamento, l’assunzione giornaliera adeguata per i lattanti è 260 mg, nelle donne in post menopausa in terapia da estrogeni la quantità consigliata è 1200-1500 mg.

L’assorbimento del calcio avviene nel duodeno, digiuno e ileo al 4% quindi la quantità assunta con la dieta viene assorbita fino al 20-30% la via è transcellulare secondo gradiente elettrochimico, attivo, saturabile, sotto controllo della vitamina D, legato alle CaBP calcium binding protein, alle concentrazioni elevate pari a mM la via è paracellulare per diffusione attraverso le giunzioni intracellulari, un trasporto passivo e non saturabile mentre l’esportazione avviene tramite la pompa Ca ATPasi e lo scambi Ca/Na.

Il calcio non assorbito ogni giorno viene eliminato con le feci 640 mg/giorno, il sudore 15 mg, il latte materno e le urine 160-200 mg quest’ultima corrisponde alla percentuale assorbita, quindi buona parte del calcio legato all’albumina dopo la filtrazione renale non viene riassorbita.

Il riassorbimento renale dopo filtrazione avviene tramite trasporto attivo mediato dalla proteina TRPV5 e dalla calbindina con un meccanismo simile al riassorbimento intestinale, in estate è maggiore perchè viene sintetizzata molta vitamina D.

Molte persone sono a rischio di carenza di calcio per mancanza di assunzione di alimenti ricchi, eccesso di consumo di vegetali o di cereali integrali ricchi di fitati e ossalati , deficit di vitamina D, assunzione di farmaci antiacidi che provocano ipocloridria che ne limita l’assorbimento, anziani che assumono poco latte e derivati e durante il periodo di crescita.

L’ipocalcemia si riscontra quando la concentrazione di calcio è pari a 6 mg/100 ml ci sono varie cause come il deficit di vitamina D e l’ipoparatiroidismo dovuto a carenza di magnesio o mancato assorbimento che induce la mancata sintesi del paratormone PHT prodotto dalle ghiandole della tiroide che regola indirettamente per azione del calcitriolo l’assorbimento del calcio nell’intestino tenue, il riassorbimento renale insieme al magnesio e la degradazione della matrice ossea.

Altre cause di ipocalcemia sono l’insufficienza renale cronica, la cirrosi epatica, la pancreatite e altre condizioni che ne limitano l’assorbimento ma anche l’ipercalciuria idiopatica caratterizzata da un’escrezione urinaria di calcio superiore al limite della norma (>250 – 300 mg al giorno nelle donne e nei maschi rispettivamente) che può causare nefrolitiasi, nefrocalcinosi e osteopenia/osteoporosi.

Il moderato deficit di calcio di manifesta con insonnia, ansia, aritmie, dolori ossei , crampi muscolari e altro.

L’ipocalcemia acuta indica una rapida diminuzione del calcio ionizzato che provoca ipereccitabilità nervosa e tetano nei muscoli scheletrici, l’ipocalcemia cronica induce iperparatiroidismo secondario con produzione di PHT che normalizza il calcio stimolando gli osteoclasti al riassorbimento osseo di calcio che provoca demineralizzazione ossea, osteoporosi e osteomalacia, in questo caso si consigliano supplementi di vitamina D e di calcio.

I supplementi di calcio vengono assunti con una dose di 400-500 mg in assenza di fattori che ne diminuiscano l’assorbimento, sono molto biodisponibili il calcio citrato (211 mg/g di calcio elementare), calcio gluconato 90mg/g, calcio fosfopeptidi della caseina e il calcio gluconato glicerofosfato, altri supplementi sono il calcio acetato 250 mg/g, il calcio carbonato 400 mg/g e il calcio cloruro 270 mg/g.

Il calcio carbonato e il calcio fosfato sono integratori con il 40% di calcio elementare mentre il calcio gluconato ha una percentuale del 9%.

Si supplementa il calcio in caso di ipocalcemia acuta o cronica, carenza per causa che non può essere eliminata, prevenzione e cura dell’ osteoporosi, prevenzione del cancro del colon, ipertensione e sindrome premestruale.

Il calcio va assunto almeno un paio d’ore di distanza da farmaci chinoloni, tetracicline e bifosfonati ( inibitori del riassorbimento osseo)  perchè  ne riduce l’efficacia, viene somministrato separatamente a 48 ore di distanza dall’antibiotico delle cefalosporine Ceftriaxone e dal farmaco digitalico Digossina che regola la frequenza cardiaca perchè il calcio ne accentua gli effetti collaterali.

I diuretici tiazidici e gli estrogeni possono causare ipercalcemia, i farmaci antiacidi PPI ne riducono l’assorbimento.

Il calcio va assunto almeno a due ore di distanza dalle fibre perchè come per zinco, magnesio, ferro e il farmaco levotiroxina riduce l’assorbimento.

Le donne in menopausa sono a rischio di ictus e infarto se assumono elevate quantità di calcio per cui l’uso di integratori va consigliato controllando la quantità di calcio assunto con la dieta e se sono presenti fattori di rischio cardiovascolare.

Lipercalcemia si verifica quando la concentrazione di calcio è superiore a 15 mg/100 ml, l’ UL è di 2500 mg al giorno pari a 6200 mg di carbonato di calcio assunto in un giorno visto che altre dosi di calcio interferiscono con l’assorbimento di ferro e di zinco.

Questa condizione presenta pochi sintomi se non è grave, in genere non è dovuta a un’eccesso di calcio assunto con la dieta ma da supplementi o per iperparatiroidismo, diuretici tiazilici, eccesso di vitamina D e tumori, i sintomi più comuni sono depressione, irritabilità, debolezza muscolare, mal di testa, danno renale e calcificazione dei tessuti molli.

L’ipercalciuria si verifica con un’escrezione renale di calcio maggiore di 300 mg/24 ore ed è un fattore di rischio di formazione di calcoli renali di sali litogeni fosfati, urati e ossalati.

Gli ossalati sono assunti con gli spinaci, il cacao, tè, coca cola e altri alimenti, si ottengono nell’organismo per trasformazione della glicina, acido ascorbico e etanolammina,  l’apporto di calcio elevato con la dieta non facilità l’insorgenza della calcolosi ma può ridurne l’incidenza.

In caso di ipercalcemia evitare un’alimentazione ricca di calcio e di proteine  come carne e uova poichè il catabolismo di aminoacidi solforati produce sali di calcio CaS04 che aumentano la calcemia e bisogna bere molto per facilitare la diuresi.

Il metabolismo del calcio coinvolge l’intestino, i reni e le ossa ed esiste un’azione sinergica ipercalcemizzante da parte della vitamina D e dell’ormone paratiroideo PHT, questo ormone viene prodotto dalle cellule della tiroide quando i livelli di concentrazione del calcio e della vitamina D sono bassi, viene sintetizzato come pre- ormone nel reticolo endoplasmatico e diventa ormone nei granuli cellulari.

Quando aumentano i livelli di vitamina D e di calcio la loro azione coordinata permette di abbassare i livelli del paratormone, mentre alla diminuzione della quantità di calcio che lega le Calcium sensing receptor sulla cellula aumenta la stabilità dell’ mRNA con maggiore sintesi del  PHT e meno degradazione.

L’azione di questo ormone è mediata da AMPc con attivazione delle proteine chinasi PK  di osso e reni.

A livello osseo questo ormone tiroideo favorisce il riassorbimento osseo dagli osteoclasti e a livello renale aumenta il riassorbimento di calcio e riduce il riassorbimento tubulare del fosfato.

Sull’osso il PHT ha un’effetto catabolico che si svolge in due stadi, il primo immediato entro pochi minuti che provoca un rapido rilascio di calcio dai mitocondri degli osteoblasti e osteociti senza riassorbimento della matrice, il secondo stadio da 15 minuti a due ore con aumento dell’attività osteoclastica.

Ma come agisce il PHT nell’osso?

L’ormone PHT si lega sui recettori di membrana degli osteoblasti che secernano effettori locali quali PGE2, PGI2, IL1 e TNF che agiscono sugli osteoclasti che non sono di origine mesenchimiale ma derivano da cellule fagocitiche di derivazione monocito- macrofagica multinucleate, inducendo la secrezione di proteine di adesione come l’osteopontina e il rilascio di enzimi lisosomiali idrolasi, ialuronidasi, collegenasi e peptidasi che sono liberati all’esterno per esocitosi con la funzione di idrolizzare le strutture del connettivo.

Negli osteoclasti avviene la glicolisi con formazione di CO2 e di H2O che per azione dell’anidrasi carbonica forma HCO3- e H+ che trasportata all’esterno favorisce la solubilizzazione dei minerali.

Il PTH a livello renale stimola il riassorbimento di calcio nel tubulo renale, inibisce il riassorbimento di fosfato attraverso la diminuzione del trasportatore Npt2 e regola l’idrossilazione della vitamina D aumentando l’espressione del citocromo P 450 C1.

IODIO

Lo iodio costituisce gli ormoni tiroidei e trova il deposito nella tiroide, le fonti principali sono il pesce di mare, le alghe, i crostacei, il sale iodato e marino mentre frutta, verdura e cereali ne sono molto poveri.

L’assunzione giornaliera adeguata è 150 microgrammi negli adulti dagli 11 anni, 120 microgrammi dai 7-10 anni, 90 microgrammi dalla nascita fino ai 6 anni, 220 microgrammi in gravidanza e 90 microgrammi in allattamento.

La carenza si può avere se si assumono alimenti poveri di iodio o per eccessiva assunzione di cavoli, alcune leguminose, rape, cipolle e noci che contengono tiocianati e iotiocianati che impediscono l’assorbimento e l’organificazione dello iodio.

La carenza di iodio è molto diffusa in Italia la prevenzione prevede l’uso regolare di sale iodato o sale marino.

Un lieve deficit di iodio aumenta il volume della tiroide formando il gozzo con normale funzione tiroidea, una carenza grave da gozzo e ipotiroidismo, la carenza sul feto e nei neonati causa disturbi cognitivi e neurologici dal deficit intellettuale al cretinismo.

Si supplementa iodio da integratori o da farmaci quando c’è la carenza o il rischio e non si può rimuovere la causa e in caso di ipertiroidismo perchè lo iodio riduce in modo transitorio la secrezione e il rilascio di ormoni tiroidei.

Un prolungato e eccessivo introito di iodio può portare a tireotossicosi con eccesso di ormoni tiroidei e può dare aumento della funzione della tiroide dando ipertiroidismo.

Gli integratori o farmaci con iodio interagiscono con il farmaco anti aritmico Amiodarone che contiene iodio e ne aumenta le concentrazioni nell’organismo, il litio aumenta l’effetto deprimente dello iodio sulla funzione tiroidea; lo iodio assunto insieme a farmaci antitiroidei per l’ipertiroidismo come i Tioamidici porta alla riduzione della funzione tiroidea.

Nutraceuticabioch.: Micronutriente, iodio

 

 

 

 

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