Нутрициологическая потребность в Ca. Проявления дефицита и избытка

Адекватный уровень потребления для детей первого года жизни 400–600 мг; для более старших, в зависимости от возраста, 800–1200 мг; для взрослых 800–1000 мг; для беременных и лактирующих женщин 1000–12000 мг кальция в день. Недостаточное поступление кальция с пищей в детском возрасте, снижение его отложения в костной ткани, служит в дальнейшем одним из главных факторов риска возникновения остеопороза. Особенно высока потребность в кальции у подростков в 14–17 лет, беременных и кормящих женщин [166]. Повышенный расход кальция (на 30–50% выше физиологической нормы) наблюдается при отравлениях тяжелыми металлами и другими химическими веществами (ксенобиотиками).

Ученые насчитали около 300 различных патологических состояний, вызванных дефицитом кальция в организме, среди которых:

- рахитические изменения пропорций черепа, искривление позвоночника, костей нижних конечностей;

- уплощение костей таза, что в будущем у женщин может стать причиной тяжелых родов;

остеопороз (рассасывание костной ткани), склонность к переломам костей у лиц пожилого возраста;

- высокая потливость, раннее облысение, тусклый цвет волос;

- склонность кожи к аллергическим сыпям;

- нарушение роста зубов, раннее разрушение эмали;

- повышен­ная возбудимость нервной системы, раздражительность, подергивание век;

- плохая свертываемость крови, склонность к длительным кровотечениям;

- мышечная слабость, затруднения координации движения.

С дефицитом кальция связаны и низкое плодородие почв, болезни животных. Если животные испытывают дефицит кальция: птицы несут мало яиц, у моллюсков тонкие раковины, млекопитающие остаются маленькими во взрослом возрасте. В молоке домашних животных сравнительно мало кальция. Дикие животные пасутся в степях, а там, в сухом климате, кальций накапливается в почвах в виде гипса и содержится в большом количестве в травах. Потому домашним животным дают минеральную подкормку с известняком или мелом в измельченном виде, ими же обогащают почву.

99% кальция в организме находится в костях и зубах, ногтях и волосах преимущественно в виде гидроксилапатита (гидроксифосфат кальция Са₅(РО₄)₃ОН), его произведение растворимости ПР = 1,6 ∙10^–58. В поверхностных слоях костей содержится более растворимый фосфат кальция (ПР = 1,0 ∙10^–25) [99]. С возрастом содержание фосфата кальция уменьшается.

Образование костной соли можно отразить общим уравнением [227]:

_{минерализация}

5Са^{2 +} + 3НРО₄^{2 –} + 4ОН ^– ↔ Са₅(РО₄)₃ОН.

_{деминерализация}

У взрослого человека весь кальций кости обновляется каждые 5–10 лет, у растущих детей за 1–2 года.

Роль депо (когда при неблагоприятных условиях кальций выходит во внеклеточное пространство и участвует практически во всех биологических процессах) играет, прежде всего, более растворимый по сравнению с гидроксилапатитом, фосфат кальция:

Са₃(РО₄)₂ + Н₂О ↔ Са^{2 +} + НРО₄^{2 –} + ОН ^–,

НРО₄^{2 –} + Н₂О ↔ Са^{2 +} + Н₂РО₄ ^– + ОН ^–,

Н₂РО₄ ^– + Н₂О ↔ Са^{2 +} + Н₃РО₄ + ОН ^–,

При недостатке фосфата кальция начинает растворяться гидроксилапатит, чему способствует повышение кислотности среды, концентрации лактатов, цитратов и белков, которые связывают ионы кальция в результате комплексообразования:

Са₅(РО₄)₃ОН + 2Н ⁺ ↔ Са^{2 +} + Са₄Н(РО₄)₃ + Н₂О,

а при большей кислотности среды:

Са₅(РО₄)₃ОН + 7Н ⁺ ↔ 5Са^{2 +} + 3Н₂РО₄ ^– + Н₂О.

Эти же процессы могут протекать с зубами, ведь в полости рта в результате жизнедеятельности микробов образуются пировиноградная, молочная, янтарная кислоты, не только повышающие кислотность среды, но и связывающие катионы кальция в устойчивые комплексные соединения [227].

Таким образом, уровень кальция сыворотки крови тщательно регулируется организмом (примерно 2,5 ммоль/л), чтобы сохранить внеклеточную концентрацию кальция и, таким образом, обеспечить нормальную нейромышечную и гормональную функцию.

Хотя токсичность кальция низкая, и его избыток автоматически удаляется фильтрующей системой организма, высокое поступление витамина D может привести к гиперкальциумии: отложению солей кальция под кожей, в мышцах, железах, сосудах, почках, уменьшая их эластичность. Желчные и мочевые камни – это практически на 90% оксалаты кальция. Верхним допустимым уровнем потребления считается 2500 мг/сут.