الكالسيوم وتأثيره على صحة الجسم

الكالسيوم أكثر المعادن الموجودة في الجسم فهو يشكل حوالي  1,5 – 2%من وزن الجسم و 39% من معادن الجسم . حوالي 99 % من الكالسيوم يوجد في العظام و الأسنان و الباقي يوجد في السائل الخارج الخلوي و الداخل الخلوي و النسج حيث تكون وظيفته تنظيم العديد من الوظائف الاستقلابية .

العظام هي نسيج ديناميكي حيث يعيد الكالسيوم المعادن الأخرى إلى السائل خارج الخلوي و الدم حسب الحاجة كما أن العظم يلتقط الكالسيوم و المعادن الأخرى من الدم عندما تؤخذ هذه المواد من خلال الغذاء، لكن فيما بعد عندما يتقدم العمر في العظام يصبح أخذ الكالسيوم الوارد من الطعام و المكملات محدودا ما لم يأخذ الكالسيوم مترافقا مع فيتامين D أو أخذ أدوية مرممة للعظام .

امتصاص الكالسيوم

يمتص الكالسيوم من جميع أجزاء الأمعاء الدقيقة لكن أسرع امتصاص يحدث للكالسيوم هو بعد الوجبة الغذائية حيث يكون رقم PH أقل من 7 في العفج، الامتصاص يصبح أبطأ في بقية أجزاء الأمعاء بسبب ارتفاع رقم الحموضة لكن كمية الكالسيوم الممتصة تعد أكبر في الأجزاء التالية من الأمعاء الدقيقة و خصوصا في الصائم كما أنه يمكن أن يتم امتصاص الكالسيوم في القولون و لكن بكميات قليلة. فقط حوالي 30% من الكالسيوم المتناول يتم امتصاصه عند البالغين و يمكن أن يكون لدى بعض الأشخاص امتصاص أقل يصل حتى 10% كما يمكن أن يكون الامتصاص عند البعض أكثر بحيث يصل إلى60%  ولكن هذا نادر.

يمتص الكالسيوم بآليتين :

• النقل الفعال : وذلك عند وجود تركيز قليل من شوارد الكالسيوم.
• النقل المنفعل : و ذلك عند وجود تركيز عالي من شوارد الكالسيوم.

1- النقل الفعال : يحدث بشكل رئيسي في العفج، و بالجزء العلوي من الأعور يكون له سعة محدودة و يتم التحكم به من خلال عمل (1,25(OH)₂ D₃ )25,1- دي هيدروكسي فيتامين D, هذا الفيتامين أو الهرمون يزيد من امتصاص الكالسيوم في البطانة المعوية لمخاطية الأمعاء عن طريق تحفيز إنتاج البروتينات الرابطة للكالسيوم  و آليات أخرى.

إن آلية عمل البروتينات الرابطة للكالسيوم هي أن خلايا الأمعاء الدقيقة بعد أن تمتص الكالسيوم تخزنه لديها بشكل مؤقت و ذلك بعد تناول الطعام مباشرة ثم يتم بعد ذلك نقل الكالسيوم إلى الغشاء الجانبي الأساسي و ذلك كخطوة نهائية في الامتصاص. إن البروتين الرابط لأيونات الكالسيوم يربط واحد أو أكثر من شوارد الكالسيوم بالبروتين و ذلك داخل الستيوزول .

2- النقل المنفعل: ويكون بدون حدود و مستقل عن فيتامين D و يحدث على طول الأمعاء الدقيقة عندما تمتص كميات كبيرة من الكالسيوم خلال وجبة غذائية واحدة حيث أن معظم الكالسيوم الممتص يكون بهذه الطريقة . إن آلية النقل الفعال تكون أهم عندما يكون أخذ الكالسيوم أقل من حاجة الجسم .

يوجد العديد من العوامل المؤثرة على بزيادة أو نقصان الحاجة من الكالسيوم وطريقة امتصاصه.حيث  تترافق زيادة الحاجة من الكالسيوم مع النمو و الحمل والإرضاع و عند حالات نقص الكالسيوم بالجسم ، كذلك عند القيام بالتمارين الرياضية كونها تحفز على زيادة امتصاص الكالسيوم . الأخذ القليل لفيتامين D من الغذاء و التعرض غير الكافي للشمس يقلل امتصاص الكالسيوم و هذا يحدث بشكل خاص عند البالغين  بالإضافة إلى أن إنتاج الجلد من فيتامين D عند الأشخاص كبار السن يعتبر أقل من اليافعين.

التقدم بالعمر يترافق أيضا مع نقص إفراز حموضة المعدة و الذي يؤدي إلى نقص امتصاص الكالسيوم. يتم امتصاص الكالسيوم فقط عندما يكون في حالته الشاردية، حيث أن الكالسيوم لا يمتص إذا كان مرتبطا بواسطة مكون غذائي آخر كالأوكسالات الموجودة في السبانخ و اللفت مما يؤدي إلى تشكل أوكسالات الكالسيوم غير المنحلة في الطرق الهضمية و على سبيل المثال فقط حوالي 5% من الكالسيوم في السبانخ يمتص.

كما أن حمض الفيتيك الذي هو عبارة عن مركب يحتوي على الفوسفور و هو يوجد بشكل رئيسي في القسم الخارجي للحبوب (الغلاف الخارجي) هذا الحمض يرتبط مع الكالسيوم ليشكل فيتات الكالسيوم و الذي يعد أيضا غير منحل ولا يمتص. هذه الأشكال غير الممتصة من الكالسيوم تطرح عن طريق البراز. الألياف الغذائية يمكن أن تقلل من امتصاص الكالسيوم الأمر الذي قد يولد مشكلة عند الأشخاص الذين يتناولون كميات كبيرة من الألياف أكثر من 30 غرام باليوم ، كلما قل أخذ الألياف يكون تأثيره على التوافر الحيوي للكالسيوم  أقل في لمعة الأمعاء عند الامتصاص .

الأدوية التي تؤثر على التوافر الحيوي للكالسيوم أو تزيد من طرح الكالسيوم كلاهما يسبب خسارة العظم.

عند الأشخاص الذين لديهم مشاكل في استقلاب الشحوم يكون امتصاص الكالسيوم أقل بسبب تشكل صابون دهني مرتبط بالكالسيوم، كما أن امتصاص الكالسيوم لا يبدو أنه يتأثر بكمية الفوسفات الموجودة في الغذاء ما لم يكن الفوسفات المأخوذ مرتفعا جدا .

 إطراح الكالسيوم:

-الاطراح الكلوي للكالسيوم

حوالي 50 % من الكالسيوم المهضوم يطرح إلى البول في اليوم نفسه لكن أغلب كمية الكالسيوم تفرز دائما إلى الأمعاء لتنضم إلى الكالسيوم غير الممتص المتراكم في البراز . إن ارتشاف الكالسيوم من الأنابيب الكلوية يتم بواسطة آلية مشابه للتي تحدث في الأمعاء الدقيقة .

الإطراح البولي للكالسيوم يختلف خلال دورة الحياة  لكنه يكون منخفضا خلال فترة النمو السريع للهيكل العظمي ، أما في مرحلة سن اليأس فإن إطراح الكالسيوم يزداد بشكل أعظمي و يمكن أن نستثني هنا النساء اللواتي في سن اليأس و يتعالجن بالاستروجين حيث ينخفض لديهن إطراح الكالسيوم . بعد عمر 65 سنة تقريبا ينخفض الإطراح الكلوي للكالسيوم و على الأغلب يعود هذا إلى انخفاض امتصاص الكالسيوم من الأمعاء. بشكل عام مستويات الكالسيوم البولية تتناسب جيدا مع المدخول اليومي للكالسيوم.

طرح الكالسيوم البولي المرتفع يدعى فرط كالسيوم البول و هو يمكن أن يحدث بشكل عملي عند تناول وجبة غنية بالبروتينات الحيوانية بسبب تكوين أحماض غير عضوية كحمض السلفوريك المتشكل من عنصر الكبريت الموجود في الأحماض الأمينية . على أية حال هذا التأثير لم يثبت في الدراسات التي أجريت على السكان و التي أعطوا فيها وجبات غنية باللحوم . أما عند استهلاك عدة أكواب من القهوة الغنية بالكافيين يوميا فإنه يزداد طرح الكالسيوم بالبول لكن نتائج الدراسات لم تثبت ذلك بعد. المدخول العالي من الصوديوم دائما يساهم بارتشاف كلوي منخفض للكالسيوم و طرح بولي مرتفع للكالسيوم و هذا ما نشاهده كثيرا عند مرضى ارتفاع التوتر الشرياني.

– اطراح الكالسيوم من الجلد

تحصل خسارة الكالسيوم من الجلد من خلال تقشر الجلد و التعرق. إن كمية الكالسيوم التي تفقد من جراء التعرق هي حوالي 15 ملغ/يوم . كما أن النشاطات الرياضية العنيفة المترافقة مع غزارة في التعرق تزيد من خسارة الكالسيوم حتى عند الأشخاص ذوي المدخول المنخفض من الكالسيوم .

– الكالسيوم المصلي :

يوجد الكالسيوم في المصل على ثلاثة أشكال هي كما يلي :

• الشكل الحر (الشاردي) و هذا الشكل يشكل 47.6% .
• مركبات معقدة بين الكالسيوم و أنيونات أخرى كالفوسفات ، السيترات و هذه تشكل نسبة 6.4% .
• الشكل الأخير وهو الكالسيوم المرتبط بالبروتين (بشكل أساسي مع الألبومين 46%) .

تركيز الكالسيوم الشاردي في المصل يخضع بشكل أساسي لتحكم  PTH على الرغم من أنه هناك هرمونات أخرى لها دور ثانوي في تنظيم الكالسيوم . هذه الهرمونات الأخرى تتضمن الكاليسيتونين و فيتامين D و الاستروجين . إن المستوى الطبيعي للكالسيوم في الدم هو 8.8 – 10.8 ملغ/د.ل بينما مستوى الكالسيوم الشاردي 4.4 – 5.2 ملغ/د.ل . إن مستويات الكالسيوم المصلية تبلغ ذروتها في سن مبكر من الحياة و تنخفض بشكل تدريجي مع تقدم العمر .

هناك عدة عوامل تؤثر على توزع الكالسيوم في مصل الدم أو البلازما . أولها هو PH الكالسيوم الشاردي الجزئي حيث يكون مرتفعا في الحماض و منخفضا في القلاء . الكالسيوم الكلي يتغير بتوافق مع تغير مستويات بروتينات البلازما ، على أية حال الجزء الشاردي عادة يبقى ضمن الحدود الطبيعية . التنظيم الدقيق للكالسيوم الشاردي يجعله أداة تشخيصية في تقييم وظيفة الغدة الدرقية و مراقبة أمراض الكلية و مراقبة الولدان (الأطفال حديثي الولادة)  المصابين بنقص الكالسيوم و المهددين بوجود خطر على حياتهم.

– تنظيم الكالسيوم المصلي :

الكالسيوم في العظام يكون في حالة توازن مع الكالسيوم في الدم ، حيث أن هرمون PTH يلعب دورا أساسيا في المحافظة على كالسيوم المصل بحيث أنه عندما يكون تركيز كالسيوم الدم منخفضا عن مستواه الطبيعي يقوم PTH  بتحفيز نقل الكالسيوم من العظام إلى الدم بنفس الوقت يحفز PTH الكبيبات الكلوية على إعادة امتصاص الكالسيوم و يقوم بطريقة غير مباشرة بتحفيز امتصاص الكالسيوم من الأمعاء عن طريق زيادة إنتاج فيتامين D من الكلية انظر الصورة (2-1) . الهرمونات الأخرى مثل هرمون الدرق و الهرمونات الجنسية (الاستروجين) لديها دور هام في استتباب الكالسيوم . الهرمونات الدرقية (T₃ و T₄ ) ربما تحث على الارتشاف العظمي و بالتالي فإن حالات فرط نشاط الدرق المزمن  تؤدي إلى خسارة لترابيق العظم و المادة المكتنزة . عند النساء توازن العظم  يتطلب تراكيز استروجين مصلية طبيعية ليبقى ضمن الحدود الطبيعية. التركيز المصلي للإستروجين المنخفض بسرعة خلال سن اليأس عامل مهم للتحكم بالارتشاف  العظم . و بالتالي فإن معالجة النساء في سن اليأس بالاستروجين  تبطئ نسبة الارتشاف العظمي ، إن إعادة الامتصاص العظمي دائما تمنع بواسطة التيستوستيرون .أما الكالسيتونين فهو يعمل على تثبيط تحرير الكلس من العظم و بالتالي يخفض من التركيز المصلي للكالسيوم.

– أهمية الكالسيوم في الغذاء :

مدخول الكالسيوم  المانع الأساسي لتخلخل وهشاشة العظام  لذلك يوصى بتناول الكالسيوم 1300 ملغ قبل سن البلوغ وحتى سن 19 سنة، بينما تنخفض الاحتياجات عند البالغين إلى 1000 ملغ؟

و لقد وجد أن كميات الكالسيوم أي المتناولة لا توازي تلك الموصى بها، حيث أن  امراهقين و النساء البالغات تستهلكن أقل من الكميات الكافية الموصى بها أما الرجال فإنهم على الأرجح يستهلكون كميات أعلى من النساء لكن هذه الكميات تبقى دائما لا توازي الكمية الموصى بها.

ينصح بإضافة  500 ملغ باليوم تقريبا بالنسبة للنساء المراهقات و البالغات. مصادر الأطعمة التي يوصى بها أولا لتزويد جسمنا باحتياجاته من الكالسيوم تعتبر مهمة ليس فقط من اجل الكالسيوم و إنما لأنها تسهل من عملية هضم العناصر الأساسية الأخرى. و للوصول إلى المستويات الكافية من الكالسيوم فإن الأطعمة هي المصدر الأول لذلك لكن إذا كانت كميات الكالسيوم المأخوذة من الطعام غير كافية يمكن أن تؤخذ مكملات الكالسيوم للوصول إلى الكمية المناسبة في هذا العمر .

مكملات الكالسيوم

أظهرت العديد من الدراسات التي طبقت على مكملات الكالسيوم في كل الأعمار و خصوصا عند النساء زيادة كافية في الكثافة المعدنية العظمية في كامل الجسم و لكن هناك بعض الدراسات التي تابعت في هذا الموضوع و جدت أن الأشخاص الذين تم معالجتهم  بمكملات الكالسيوم حصلوا على نفس القيم  للكثافة المعدنية للعظم عند مقارنتهم مع الأشخاص الذين اعتمدوا على الكالسيوم من مصادره الغذائية و بناءا على ذلك تقترح هذه التقارير بأن المدخول العالي يجب أن يستهلك بثبات ليبقى أي مكسب في الكثافة المعدنية للعظم يأتي من مكملات الكالسيوم لوحدها فقط . و هكذا نجد أن السؤال يبقى فيما إذا مكسب سنة واحدة في الكثافة المعدنية للعظم نتيجة استهلاك مكملات الكالسيوم خلال مراحل الحياة المبكرة (خلال سنين المراهقة) يمكن أن يترجم إلى حماية متأخرة ضدد تخلخل العظام . و لكن يبدو على الأرجح أن الذي يبقي المكاسب المتراكمة في الكثافة المعدنية للعظم قبل عمر 20 سنة هو التوازي بين مجموعة من الأنشطة الفيزيائية و بين المدخول اليومي الثابت و المعقول من الكالسيوم القريب من الحاجة اليومية.

– أغنى الأطعمة بالكالسيوم

التوافر الحيوي للكالسيوم من الأطعمة يتشابه تقريبا مع المأخوذ من المكملات، حيث أن التوافر الحيوي للكالسيوم من المكملات يتكون من مجموعات مختلفة من الأيونات الجيدة . على أية حال فإن بعض المستحضرات التي تحتوي على السترات ربما لها توافر حيوي أعلى، التوافر الحيوي للكالسيوم من الأطعمة جيد عموما لكن بعض الأطعمة كالسبانخ قد يكون فيها منخفضا و هذا يؤثر على مستويات الكالسيوم في التغذية. بينما خبز القمح ربما يكون مصدرا جيدا للكالسيوم الذين يستهلكون منه عدة حصص . أما الخضار الورقية الخضراء كالبروكلي و اللفت دائما يكون التوافر الحيوي للكالسيوم لديها جيد جدا و الكالسيوم المأخوذ من فول الصويا فإنه يمتص بشكل جيد ، على أية حال فإن السبانخ و القليل الآخر من الخضراوات  التي تعتبر عالية المحتوى من الاوكزالات لديها توافر حيوي قليل بالنسبة للكالسيوم . الاستهلاك لمنتجات الألبان و خاصة تلك التي تعتبر عالية المحتوى من الكالسيوم (حليب – لبن – جبنة) تبدو الطريقة الأفضل لمعظم الأفراد لمواجهة متطلباتهم اليومية من الكالسيوم,ولكن هذه الطريقة ليست الوحيدة فهناك مصادر غنية بالكالسيوم غير منتجات الألبان (كاللوز- التوفو((طعام يحضر من فول الصويا))- العصير- الخضار الورقية الخضراء الداكنة) جميعها تعتبر خيارات ممتازة للكالسيوم . بالإضافة لفوائد هذه الأطعمة في مواجهة متطلبات الكالسيوم فإنها تعتبر كذلك غنية بعدة مغذيات أخرى بحاجة لها جسمنا في العموم و صحة العظام خصوصا وكذلك الاستهلاك لوجبات عالية الكالسيوم من الأطعمة يكون دائما علامة لتوازن المدخول فيما يتعلق عمليا بكل مغذيات العناصر الصغرى .

التوافر الحيوي للكالسيوم من خلال مكملات الكالسيوم يعتمد على استعمال الأيون لكن عمليا جميع المكملات الموجودة في الأسواق لديها توافر حيوي جيد, مكملات كالسيوم السيترات و المالات يبدو بأنها تمتص بشكل أقل كفئا من كربونات الكالسيوم ومكملات الكالسيوم الأخرى و لكن تختلف كربونات الكالسيوم في أن لها تأثير يؤدي إلى الإمساك الذي يمكن التقليل منه بواسطة تقسيم الجرعة و أخذ المزيد من السوائل و الألياف. الجرعات العالية من مكملات الكالسيوم يمكن أن تقلل من امتصاص الحديد النباتي و احتمال الزنك و المغنزيوم و الأيونات الأخرى الموجبة ثنائية التكافؤ و لكن يبقى هذا الأمر يحتاج إلى دليل إضافي ليثبت هذه التفاعلات المضادة .

– الأطعمة المدعمة بالكالسيوم :

تعتبر الأطعمة المدعمة بالكالسيوم طريقة أخرى لزيادة استهلاك الكالسيوم من قبل الإناث حيث أن الكالسيوم حاليا يكون مضاف إلى بعض أصناف الأطعمة مثل (عصائر البرتقال) و كذلك إلى بعض أصناف الألبان المصنعة من دون الحليب و ذلك بحوالي 300 ملغ أي 30% من القيمة اليومية في الكوب الواحد من العصير  كما يضاف أيضا إلى الخبز و الأطعمة الأخرى . يعتقد بأن الأطعمة سوف تكون أكثر الطرق المفضلة لتزويد الكالسيوم من المكملات و لذلك فالأطعمة المزودة للكالسيوم يجب أن تصبح محل عناية أكثر في الوجبة لتحقيق كمية الكالسيوم الموصى بها كليا .

– سمية الكالسيوم :

المدخول العالي من الكالسيوم (مثلا 2000 ملغ ليوم أو لأكثر ) خصوصا عند شخص لديه مستوى مرتفع من فيتامين D فمن المحتمل أن يحدث لديه ارتفاع في كالسيوم الدم . مثل هذه السمية ربما تؤدي إلى فرط تكلس النسج الناعمة خصوصا في الكليتين و ربما تهدد الحياة  بالإضافة إلى ذلك توجد بعض الآراء تقترح بأن المدخول المرتفع من الكالسيوم لفترة طويلة يمكن أن يؤدي إلى زيادة الكسور العظمية عند المسنين ربما نتيجة لارتفاع  نسبة إعادة التشكيل  العظمي التي تؤدي إلى إرهاق الخلايا البانية للعظام .

المدخول المرتفع من الكالسيوم ربما دائما يتعارض مع امتصاص الشوارد ثنائية التكافؤ كالحديد و الزنك و المنغنيز . لذلك يجب على من يأخذ مكملات المعادن أن يأخذها في أوقات مختلفة . و هناك تأثير أيضا على فرط الكالسيوم و هو الإمساك و هو يعد شائع عند النساء المسنات اللواتي يأخذن حبوب مكملات الكالسيوم .