Как кальций влияет на мозг
Кальциопенические состояния и их коррекция
Кальций (Са) — один из важнейших элементов в организме человека, особенности его метаболизма обусловливают физиологический гомеостаз и нормальное функционирование практически всех систем организма [1]. Наибольшее значение содержание и состояние метаболизм
Кальций (Са) — один из важнейших элементов в организме человека, особенности его метаболизма обусловливают физиологический гомеостаз и нормальное функционирование практически всех систем организма [1]. Наибольшее значение содержание и состояние метаболизма кальция имеет в детстве, пожилом возрасте, а также в период беременности [2].
Общие сведения о кальции. Кальций является самым распространенным элементом в теле человека, поэтому его относят к «макроэлементам». Организм взрослого в норме содержит примерно 25 000 ммоль (примерно 1000 г) кальция, из них 99% входят в состав скелета. Общее содержание минеральных веществ в человеческом организме — около 5% от массы тела, а на долю Са приходится почти треть от их общего количества [3].
По химическим свойствам Са относится к элементам, образующим прочные соединения с белками, фосфолипидами, органическими кислотами и другими веществами.
Функции Са. Кальций выполняет многочисленные функции в минеральном обмене, но этим его свойства не ограничиваются. Принято выделять следующие наиболее важные функции: участие в формировании и поддержании структуры костной ткани и зубов; активизация ферментных систем, обеспечивающих гемокоагуляцию и мышечное сокращение; участие в регуляции трансмембранного потенциала клетки, нервной и нервно-мышечной проводимости; поддержание сердечной деятельности; регуляция продукции и высвобождения гормонов и нейропептидов (нейромедиаторов); регуляция сосудистого тонуса; контроль всех этапов каскада свертывания крови; участие в важнейших метаболических процессах (гликогенолиз, глюконеогенез, липолиз и т. д.); функционирование в качестве «информационной» молекулы для многих ферментативных реакций; стимуляция секреторного и инкреторного процессов пищеварительных и эндокринных желез; pегуляция тонуса симпатической и парасимпатической нервной системы; биологическая сигнализация об активации всех стадий клеточного цикла и транскрипции генов; регуляция процессов внутриклеточного метаболизма; обеспечение стабильности клеточных мембран; препятствование высвобождению медиаторов аллергического воспаления; выполнение пластической роли при формировании тканевых и клеточных структур; способствование клеточной адгезии; участие в формировании кратковременной памяти и обучающих навыков; активация апоптоза и транскрипционного аппарата клеток (кофактор эндонуклеаз, участвующих в деградации ДНК при апоптозе); важна роль кальция в иммунологической активности (активация лимфоцитов, в частности, бластная трансформация в ответ на стимуляцию митогенами) [1, 2, 3].
Абсорбция кальция. Всасывается из верхних отделов тонкого кишечника, чему способствуют витамин D, аскорбиновая кислота, лактоза и кислая среда.
Всасыванию Са препятствуют избыток щавелевой кислоты, фитиновой кислоты, жиров, пищевых волокон и фосфатов. Один из важнейших механизмов поддержания уровня Са в крови — его экскреция с мочой, зависящая от фильтрации минерала и реабсорбции в почках [1].
Регуляция метаболизма кальция. Гипокальциемия, независимо от вызвавших ее причин, сопровождается снижением экскреции Са. Предполагается, что уменьшение выведения Са с мочой может происходить за счет увеличения накопления минералов в костной ткани или других тканях организма.
На регуляцию содержания Са в крови оказывают влияние: гормоны (в первую очередь, паратиреоидный гормон (ПТГ) и кальцитриол); сывороточные белки; содержание фосфатов (РО 3- 4) в сыворотке крови (реципрокные взаимоотношения).
Кальций депонируется в трабекулах костей; динамическое равновесие кальция поддерживается ПТГ и тиреокальцитонином. Pегуляция кальциевого гомеостаза является одной из наиболее сложных интегративных реакций организма человека, в осуществлении которой ведущая роль принадлежит нервной системе и железам внутренней секреции [1, 3].
Кальций и центральная нервная система (ЦНС). Гомеостаз Са имеет прямое отношение к ЦНС. Наряду с другими микро- и макроэлементами Са играет значительную роль в нейрофизиологических процессах. Еще в 1928 г. А. А. Богомолец подчеркивал исключительную важность Са в регуляции тонуса симпатической и парасимпатической нервной системы [1].
В нервной системе Са имеет значение в модуляции активности рецепторов к нейромедиаторам и нейропептидам. Повышенное высвобождение Ca способствует ишемическому повреждению нейронов вследствие вазоконстрикции и инициации каскада апоптоза [1, 3, 4]. Конкурентные взаимоотношения между различными микроэлементами (Zn, Hg, Cu, Cd) и кальцием могут определять самые разнообразные биологические эффекты и, в конечном счете, — течение неврологических процессов [4].
При рассмотрении Са на клеточном уровне необходимо выделять его участие в регуляции ионной проницаемости мембраны нейрона, генерации возбуждения.
При гипокальциемии различного генеза могут отмечаться симптомы, имеющие отношение к сфере неврологии: отклонения в поведении; онеменение и парестезии; судороги; спазмы мышц; положительные симптомы Хвостека или Труссо (гипопаратиреоз) и т. д. Нарушениям обмена Са нередко сопутствуют фебрильные судороги, пароксизмы гипоксического, метаболического или эндокринного генеза, нейрофиброматоз (1-го типа), гидроцефалия, краниостеноз и ряд других видов патологии ЦНС [1, 4]. У детей первых лет жизни ярким примером кальциопенической соматоневрологической патологии является классический (витамин D-дефицитный) рахит [2].
Существуют данные, свидетельствующие о том, что действие Са зависит от типа нервной деятельности и ее функционального состояния. На необходимость коррекции нарушений содержания Са в организме детей грудного и раннего возраста при неврологических заболеваниях указывает Е. М. Мазурина (2005) [2].
Следует помнить, что избыточное накопление в организме Са может привести к нейротоксичности, угрозе патологической кальцификации стенок сосудов и тканей организма [3, 4].
Потребность в кальции. Ha первом году жизни она составляет (по разным данным) от 350 мг до 1000 мг/сут, на втором — 370–1000 мг/сут, на третьем — 300–1000 мг/сут. У детей более старшего возраста и взрослых она возрастает до 1000–1500 мг/сут [1, 2]. Внимания заслуживает то обстоятельство, что в разных странах мира рекомендации по суточной потребности в Са2+ значительно отличаются. По-видимому, это объясняется особенностями разных регионов (климато-географическими, экологическими и др.).
Алиментарное поступление Са имеет огромное значение в любом возрасте. J. C. Leblanc et al. (2005) изучены паттерны диетического потребления 18 элементов во Франции, a R. B. Ervin et al. (2004) — отдельных минеральных веществ в США [5, 6]. Применительно к Са они признаны неудовлетоворительными в обеих странах.
Нормы содержания кальция в организме. Считается, что около 70% Са экскретируется с калом, 10% — c мочой, а ретенция элемента составляет 15–25% (в зависимости от темпов роста).
Сывороточное содержание Са (в норме) равняется 9–11 мг%, причем 50–60% — в ионизированной форме. У здоровых детей независимо от возраста в сыворотке крови содержится 4,9–5,5 мг% (1,22–1,37 ммоль/л) ионизированного Ca, исходя их данных, полученных с использованием ион-селективных электродов. Экскреция Са с калом (при следовании обычной диете) составляет менее 140 ммоль/сутки (560 мг/сутки). Определяется прямая зависимость содержания Са в кале от особенностей диеты.
Содержание Са в моче также находится в прямой зависимости от количества алиментарно потребляемого элемента. В частности, при нормальной диете суточная экскреция равняется 2,5–7,5 ммоль/сут (100–300 мг/сут, 5–15 мЭкв/сут). При потреблении Са на уровне менее 200 мг/сут — 0,33–4,5 ммоль/сут (13–180 мг/сут), 200–600 мг/сут — 1,25–5,0 ммоль/сут (50–200 мг/сут), 1000 мг/сут — 7,5 ммоль/сут (до 300 мг/сут) [1, 2].
Снижение содержания кальция в физиологических средах организма. Наиболее значимо снижение Са в сыворотке крови. В этой физиологической жидкости Са представлен тремя следующими формами: связанный с белками (недиффундирующий — 30–55%); хелатированный (диффундирующий, но неионизированный — около 15%); ионизированный Са (около 30–55%) [3].
Физиологическое снижение содержания Са в крови может отмечаться при повышенной утилизации углеводов или назначении инсулина. Патологическое снижение содержания Са свойственно следующим клиническим ситуациям: гипопаратиреоидизм (следствие хирургического вмешательства в области паращитовидных желез); псевдогипопаратиреоидизм; дефицит витамина D; стеаторея (сочетанные нарушения абсорбции витамина D, Ca и РО 3- 4); нефрит (снижение неионизированной фракции Са, переносимой белками сыворотки, по-видимому вследствие потери Са с мочой); болезни почек с ретенцией фосфатов; острый панкреатит; внутривенное введение солей Mg, оксалатов или цитратов; остеопороз у пожилых людей (нижняя граница нормы); неонатальная гипокальциемия (первый день жизни — вследствие низкой массы тела при рождении, острой интранатальной асфиксии, наличия у матери сахарного диабета, гиперпаратиреоза или нелеченой целиакии; недоразвития плаценты, гестоза, оперативных родов посредством кесарева сечения, при заменных переливаниях крови; 5–10 день — вследствие гиперфосфатемии, вызванной потреблением коровьего молока или малоадаптированных смесей на его основе); гипомагниемия; длительный прием антиконвульсантов (обычно при эпилепсии); состояние после удаления щитовидной железы; болезнь Педжета — при лечении кальцитонином. Особое внимание в отечественной и зарубежной литературе различных лет уделяется кальциопеническим состояниям при остеопорозе и сходных с ним видах костной патологии [1].
Снижение содержания Са в кале обнаруживается в следующих случаях: остеомаляция, успешно вылеченная препаратами витамина D; гипервитаминоз D; низкое содержание фосфора в рационе питания; саркоидоз Бека (в некоторых случаях).
В моче снижение содержания Са возможно при низком потреблении этого макроэлемента с пищей, а кроме того, нередко отмечается на поздних сроках беременности.
Концентрация Са в спинномозговой жидкости (СМЖ) составляет около 1/2 от сывороточного содержания. Изменения в содержании Са в СМЖ невелики, а их регистрация не имеет большого значения для диагностики различных патологических состояний. Уровень Са в СМЖ может снижаться у некоторых пациентов с эпилепсией, длительно получающих терапию фенитоином и другими аниэпилептическими препаратами (АЭП). Практически все известные к настоящему времени АЭП обладают Са-изгоняющими свойствами. Дети грудного и раннего возраста, страдающие эпилепсией, наиболее подвержены риску гипокальциемии [1].
Методы коррекции кальциопенических состояний. Если при острых нарушениях концентрации Са в сыворотке крови тактика лечения уже давно разработана и является почти хрестоматийной, то в области профилактики и коррекции умеренной гипокальциемии до сих пор отмечается определенный пробел.
В различных областях медицины нередко имеет место эмпирический подход к данной проблеме. Попытки компенсировать индуцированный приемом антиконвульсантов дефицит Са за счет приема антиэпилептических препаратов, в состав которых включены соли кальция, в подавляющем большинстве случаев малоэффективны. Так, одна 300-миллиграммовая таблетка препарата Конвульсофин содержит всего 33 мг кальциевой соли, а в составе Паглюферала обнаруживается 250 мг глюконата Са (в составе глюферала — 200 мг). Указанные количества макроэлемента явно недостаточны для нивелирования Са-изгоняющих эффектов этих антиэпилептических средств.
Широкая распространенность, мультифакториальность и потенциальная предотвратимость кальциопенических состояний предполагают необходимость совершенствования методов их профилактики и коррекции. J.-Y. Reginster et al. (2002) подчеркивает влияние ежедневного приема Са и витамина D на секрецию гормонов паращитовидной железой [7]. Сомнения относительно существующих рекомендаций по профилактическому приему препаратов Са и витамина D высказывали A. Prentice (2002) и J. A. Amorim Cruz (2003) [8, 9]. H. L. Newmark et al. (2004) считают необходимым добавление Са и кальциферола в зерновые продукты промышленного производства [10]. В отличие от профилактики кальциопенических состояний, в их коррекции диета малоэффективна. Поэтому для коррекции дефицита Са в организме используются препараты, содержащие этот макроэлемент [1, 2].
Препараты кальция, используемые в медицине, и показания к их применению. В используемых справочниках лекарственных средств приводятся следующие основные формы кальция: хлорид, глюконат, лактат, карбонат и цитрат, хотя данный макроэлемент может быть представлен и другими соединениями (кальция фолинат, ацетат, g-гидроксибутират, глицерофосфат, глутаминат, добезилат, пангамат, пантотенат, тринатрия пентенат, фосфат и др.) [11, 12, 13].
В числе показаний к назначению основных перечисленных препаратов Са фигурируют следующие: недостаточная функция паращитовидных желез, сопровождающаяся тетанией или спазмофилией; усиленное выделение Са из организма (при длительной обездвиженности больных, синдромах мальабсорбции или приеме АЭП); аллергические заболевания; уменьшение проницаемости сосудов; кожные заболевания; паренхиматозный гепатит; токсические поражения печени; нефрит; гиперкалиемическая форма пароксизмальной миоплегии; хроническая почечная недостаточность; остеопороз [11, 12, 13].
В литературе последних лет представлены и другие показания к применению препаратов Са: синдром хронической усталости; сахарный диабет; артериальная гипертензия у детей с солевой чувствительностью. Помимо этого, кальций может назначаться для повышения свертываемости крови (как гемостатическое средство). В качестве показаний к использованию препаратов Са необходимо привести различные виды рахита (витамин D-зависимый, витамин D-резистентный, витамин D-дефицитный, остеопения маловесных детей и т. д.) [1].
К сожалению, даже при продолжительном назначении препаратов, обладающих Са-изгоняющим действием, а также других лекарственных средств, индуцирующих гипокальциемию, рутинной коррекции уровня кальция обычно не проводится, а в существующих рекомендациях подобной процедуры не предусмотрено.
Положительный эффект препаратов кальция проявляется только при индивидуальном подборе их дозировки. При назначении всегда необходимо учитывать утилизацию (усвоение) данного макроэлемента, выраженную в процентах от назначаемого количества. В частности, для глюконата, лактата и хлорида кальция она составляет соответственно 9%, 13% и 27%. Для карбоната и цитрата кальция характерны более высокие показатели всасывания из кишечника. B. W. Downs et al. (2005) cообщают о высокой биологической эффективности новой соли на основе кальций-калиевого соединения гидроксицитрусовой кислоты [14].
Литература
В. М. Студеникин, доктор медицинских наук, профессор
Э. М. Курбайтаева
НЦЗД РАМН, Москва
О последствиях приема кальция
В ходе исследования ученые изучили результаты 11 рандомизированных контролируемых испытаний, в которых приняли.
Люди с больными почками, принимающие добавки с кальцием для снижения уровня фосфора в крови, имеют на 22% выше риск преждевременной смерти по сравнению с теми, кто получает другие средства. Об этом заявили сотрудники Women’s College Hospital, пишет Science Daily.
Исследование ученых ставит под сомнение давнюю практику назначения врачами кальция в целях снижения уровня фосфора у пациентов с хронической болезнью почек (ХБП). Специалисты отмечают, что кальций всасывается в кровь и ускоряет процесс затвердевания артерий, что приводит к высокому риску развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и даже смерти. Именно ССЗ являются главной причиной смерти среди пациентов с ХБП.
В ходе исследования ученые изучили результаты 11 рандомизированных контролируемых испытаний, в которых приняли участие более 4 тыс. 600 пациентов. Эксперты оценили риск развития ССЗ, включая инфаркт, инсульт и затвердевание артерий среди людей, принимающих препарат с кальцием и без него. Они обнаружили, что риск преждевременной смерти был на 22% ниже у тех, кто получал препараты, содержащие севеламер и лантан, чего нельзя сказать о тех, кто использовал добавки с кальцием.
Результаты исследования ученых опубликованы в журнале Lancet.
5 неочевидных фактов о витамине D: что — правда, а что ложь? Комментарий врача
Можно ли получить передозировку витамина D? Какова его норма для детей и взрослых? Как реагирует организм на нехватку этого полезного элемента? Врач-терапевт Максим Михайлович Абражевич ответил на эти вопросы и поведал 5 фактов о «модном» витамине.
Зачем нужен витамин D и что мешает его усвоению?
Вот почему проблемы с печенью или почками влияют на усвоение этого витамина в организме.
При наличии болезней желудочно-кишечного тракта, которые уменьшают всасывание пищи, витамин D из еды также усваивается плохо.
Разберем 5 неочевидных фактов о популярном витамине:
# 1. Дефицит витамина D приводит к онкологии?
— Имеются данные о том, что длительно существующий дефицит витамина D способствует увеличению риска онкологических заболеваний.
Суточные нормы потребления витамина D:
Детям до года рекомендуется — 400 МЕ (международных единиц)
Взрослым (в том числе беременным женщинам) — 600 МЕ
Людям после 70 лет — 800 МЕ. С возрастом синтез витамина D через кожу и получение через ЖКТ уменьшается, вот почему суточная потребность у пожилых — больше.
Беременным и кормящим женщинам — 600 МЕ.
# 2. Норму витамина D можно получить только из продуктов?
Ситуацию по норме потребления сложно контролировать, потому что есть 2 источника: пища и солнце (синтез в организме происходит через кожу). Плюс у каждого из нас есть депо (запас) витамина D в организме.
— Чтобы избежать дефицита, нужно в меру проводить время на солнце и есть определенные продукты.
Сколько находиться на солнце, каждый решает сам, все зависит от типа кожи. Также от времени, проведенном на солнце, и страны, где человек загорает. Важно лишь помнить, что чрезмерное воздействие солнечных лучей со временем может привести к раку кожи.
— Что касается продуктов, высокое содержание витамина D есть в:
— Белорусы не могут получать достаточное количество витамина D только из продуктов или только после инсоляции. Все дело в том, что мы живем в стране, где солнца мало. В самом солнечном городе — Брагине — всего 35 солнечных дней в году.
# 3. Реально ли создать запас витамина D после отпуска?
Просто съездив в отпуск, «накопить» витамин D от солнца не получится. Хотя, естественно, во время пребывания в жаркой стране, он будет выше. Но это временный эффект.
Для здоровья организм нуждается в постоянной умеренной инсоляции и правильном питании. Депо, как мы говорили, есть, но оно довольно быстро истощается.
# 4. Зимой недостаток витамина D ощущается острее?
— Наша страна находится ближе к северу, чем к югу. Поэтому, да, зимой недостаток витамина D ощущается сильнее: в холодное время года световой день уменьшается, света на кожу попадает меньше и синтез витамина также снижается.
Для компенсации можно «ловить» солнечные дни, улетать в отпуск куда-нибудь поближе к экватору и обязательно уделять внимание питанию. К весне, по назначению врача и в случае необходимости, — принимать медикаменты.
— Для этого вначале доктор назначает анализ крови на витамин D и по его результатам принимает решение. Нормальный уровень витамина D в крови — 30 нг/мл (нанограмм на миллилитр), верхняя граница — до 80/100 нг/мл.
В холодное время года дозы больше, в теплое — меньше. Ведь с солнцем можно получить до 250 микрограмм витамина D в день.
Особенность организма в том, что при получении витамина D естественным образом его избытка не будет. Так работает наш организм: всегда есть обратная связь. Лишний витамин D в коже будет превращен в неактивную форму и только необходимая часть будет использована и попадет в печень. Поэтому передозировка возможна лишь при неправильном лечении или самолечении.
Вот почему прежде, чем принимать лекарства (в том числе и витамины), нужно консультироваться с врачом.
# 5. Люди со смуглой кожей не страдают от дефицита витамина D?
— Это миф. Кожа таких людей содержит больше меланина — вещества, которое находится в клетках кожи. Оно распадается на мелкие гранулы под действием солнечного света. Меланин нейтрализует жесткое воздействие ультрафиолета и ионизирующих излучений, защищая эпидермис.
Соответственно, люди со смуглой кожей получают меньше ультрафиолета и витамина D также. Но зато, как правило, живут ближе к экватору, где солнца больше.
Немного против нас работают и санскрины (защитные крема) с высокой степенью защиты. Они способны блокировать часть ультрафиолета, в том числе — и с той длиной волны, которая стимулирует синтез витамина D в коже. Поэтому санскрины желательно использовать умеренно. Также не следует забывать и о правильном подборе этих косметических средств.
Если не хватает кальция
Кальций – это макроэлемент, который участвует в формировании и укреплении тканей костей, зубов, волос и ногтей. Он есть в крови, клетках и тканевых жидкостях. Кальций влияет на проницаемость через стенки сосудов чужеродных бактерий, вирусов и аллергенов.
Воздействие кальция на организм огромно. А его недостаток может спровоцировать такие неприятности, как недомогания и различные болезни.
Частые судороги
Одним из признаков дефицита кальция могут служить все чаще возникающие судороги в икрах ног. Реже встречаются сокращения в районе рук, подмышек и бедер. Обычно они возникают в ночное или утреннее время. Сопровождаются острой болью и никак не контролируемы.
Кальций принимает важное значение в передаче нервного импульса к мышцам и несет ответственность за их сокращение. Если содержание кальция в крови низкое, то происходит спазм.
Кальций может не усваиваться из-за недостатка витамина Д и витаминов группы В. Если вы считаете, что потребляете достаточно продуктов, содержащих макроэлемент кальций, то стоит обратить внимание и на другие продукты, в составе которых должны быть витамины группы В и Д.
Ломкие ногти
Нормальное содержание кальция в ногтевой пластине у женщин от 900 до 4500 мкг на 1 г сухой массы, у мужчин этот показатель ниже – от 450 до 1500 мкг/г. Колебание этого показателя как в меньшую, так и в большую сторону говорит о дисбалансе макроэлемента во всем теле.
Причины недостатка кальция могут быть разные:
При недостатке кальция ногти могут становиться:
Белые полоски и пятнышки, знакомые многим, могут быть связаны с дефицитом кальция. Это нарушение кератинизации пластины ногтя, которое способствует образованию пустот между ее слоями. А они уже приводят к ломкости.
Организм стремится восполнить недостаток кальция, забирая его из «второстепенных» частей тела. Волосы при дефиците этого минерала становятся ломкими и тонкими, ногти слоятся (очень неприятное зрелище), и даже зубы дают о себе знать. Все эти признаки должны насторожить вас.
Сухая кожа
Кальций выполняет значимую роль для кожи человека. Его основные функции:
Если потребляемые человеком продукты и блюда недостаточно богаты кальцием, то со временем это приведет к следующим отклонениям:
Все эти изменения постепенно приведут к необратимым процессам старения кожи. Поэтому профилактика и устранение дефицита кальция очень важны.
Разрушение зубов
Недостаток кальция в организме человека компенсируется его постепенным вымыванием в кровь из скелета. Если своевременно восполнять такой дефицит, то никаких опасных последствий не произойдет.
Если же процесс нехватки носит хронический характер, то возникают отклонения от нормы, которые организм выдает нам следующими симптомами:
Кальций участвует в бесконечном процессе восстановления эмали зубов. Так как он не останавливается ни на секунду, то зубкам необходим этот макроэлемент непрерывно.
Заметили у себя или близкого человека подобные проблемы? Пересмотрите свой рацион и при необходимости включите в него продукты, богатые кальцием.
Помимо приема пищи с достаточным содержанием кальция, можно добавить в качестве дополнительного источника лечебную зубную пасту с этим элементом.
Бессонница
Макроэлемент кальций принимает непосредственное участие в синтезе мелатонина. Уровень кальция в организме увеличивается во время глубокой фазы сна. А недостаток приводит к его нарушению. Этот элемент оказывает мозгу помощь в использовании аминокислоты триптофан, которая поступает в тело с потребляемыми белками. А он оказывает положительное воздействие на производство гормона мелатонина, от которого зависит качество, продолжительность сна и, как следствие, психическое здоровье человека.
Если вы стали плохо спать, то в первую очередь необходимо взглянуть на свое питание. Проанализировать содержание кальция и белка в употребляемых блюдах и продуктах и произвести корректировку.
Все перечисленные в статье симптомы могут указывать не только на недостаток кальция, а иметь в своей основе совсем другие причины.
Первое, что следует сделать – обратить пристальное внимание на свой рацион питания, проанализировать, что и в каких количествах вы едите. Скорректировать, если нужно. Одновременно с этим необходимо сдать биохимический анализ крови и по нему смотреть дефицит макроэлемента кальция.