الدور الحيوي

الوظيفة

الكالسيوم فلز أساسي في تركيب العظام في جسد الإنسان والحيوان، وكذلك عنصر أساسي في تركيب الأسنان وسلامتها . بالنسبة للأم الحامل ينصح خبراء التغذية بأن تتعاطى مع الغذاء مالا يقل عن 1000 مليجرام (أي 1 جرام) من الكالسيوم أثناء الحمل وخلال السنة الأولى للرضاعة، حتى يتمتع الجنين وبعد ذلك الرضيع ببنية عظمية وأسنان سليمة . مراعاة هذا الشرط يمنع أن تفقد الأم أثناء الحمل من محتويات الكالسيوم التي في عظامها، فإن هذا يؤثر سلبا على صحتها وسلامتها في بقية حياتها . ذلك الحد لغذاء المرأة الحامل حددته هيئة طبية متخصصة DGE ، مكونة من أطباء وخبراء تغذية من البلاد المتحدثة باللغة الألمانية وهي ألمانيا و النمسا و سويسرا . تلك الهيئة تتقابل عدة مرات خلال السنة وتراجع ما جرى من أبحاث طبية في شأن ما، وتعدل على أساس المستجدات مستوى تواجد عنصر ما في غذاء الإنسان .

كذلك تهتم الهيئة DGE باحتياج الأطفال المتزايد للكالسيوم قبل وخلال فترة البلوغ، حيث ينمو جسم الطفل بطريقة سريعة .

الكثير من المواد الغذائية غنية بالكالسيوم، مثل:

• الحليب ومنتجات الحليب كالجبن والزبادي
• الخبز المصنوع من الدقيق الكامل (يحتوي على النخالة) ،
• الخضروات والفاكهة
• الأسماك والبيض

ومهم هنا تنويع الغذاء بحيث تضمن الأم حصول الطفل على ما يحتاجه من الكالسيوم عن طريق تنويع الغذاء.

توجد في تلك المواد الغذائية المذكورة أعلاه عناصر أخري مهمه لتركيب جسم الإنسان وتحافظ على سلامته، على سبيل المثال :

عناصر الحديد واليود، والماغنسيوم، وحمض الفوليك، والفيتامينات .

نلاحظ في الجدول المأخوذ عن معهد الولايات المتحدة للطب أن احتياج الأطفال بين سن 9 - 18 إلى الكالسيوم بنسبة أكبر من الصغار والكبار، فاحتياجهم اليومي يصل إلى 1300 مليجرام من الكالسيوم . هذا يتوافق مع بيانات هيئة الأوربية . كما نلاحظ أن احتياج كبار السن لا يقل عن 1000 مليجرام من الكالسيوم في اليوم، هذا حتى لا يحدث لهم تلين العظام في الكبر.

الارتباط

يمكن أن تشكّل أيونات الكالسيوم معقّدات مع البروتين عبر الارتباط بمجموعات الكربوكسيل الخاصّة بوحدات حمض الجلوتاميك وحمض الأسبارتيك، أو عبر التآثر مع وحدات السيرين، التيروسين أو الثريونين المفسفرة، أو عبر التمخلب بواسطة وحدات الأحماض الأمينية المكرسلة-γ. يستخدم التريبسين -وهوإنزيم هضمي- الطريقة الأولى، في حين يستخدم الأوستيوكالسين - وهو بروتين في مطرس العظام- الطريقة الثالثة.

أمّا بعض بروتينات مطرس العظام الأخرى مثل أوستيوبونتين وسيالوبروتين العظم تستخدم كلا الطريقتين الأولى والثانية. إن التنشيط المباشر للإنزيمات عبر الارتباط بالكالسيوم أمرٌ شائع، وبعض الإنزيمات الأخرى تُنشَّط بواسطة ترابط غير تساهمي مع إنزيمات مرتبطة مباشرة بالكالسيوم. يرتبط الكالسيوم كذلك بغشاء الخلية الفوسفولبيدي، مثبّتاً البروتينات المرتبطة بسطح الخلية.

التنظيم الهرموني لتكوين العظام

يعزّز الهرمون الدرقي وفيتامين دي تكوين العظام عبر السماح بتحسين ترسيب أيونات الكالسيوم فيها، ما يسمح بتخليقٍ سريعٍ للعظام من دون التأثير على كتلة العظم ومحتوى الملح. حين تنخفض مستويات الكالسيوم في البلازما، تُنشَّط مستقبلات سطح الخلية ويحدث إفراز الهرمون الدرقي الذي يعمل على تحفيز دخول الكالسيوم إلى بلازما الدم عبر أخذها من خلايا الكلية والأمعاء والعظام المستهدفة. إن عمل الهرمون الدرقي في تحفيز تكوين العظام يعاكسه عمل الكالسيتونين الذي يزيد إفرازه عند تزايد مستويات الكالسيوم في البلازما.

مستويات غير طبيعية بالبلازما

قد يسبب التناول الفائض للكالسيوم حدوث فرط كالسيوم الدم. وبما أنّ امتصاص الأمعاء له غير فعال، فعلى الأرجح يمكن أن يحدث ارتفاع الكالسيوم في البلازما بسبب الإفراز المفرط للهرمون الدرقي، أو ربما بالتناول المفرط لفيتامين دي، وكلاهما يُسهِّل عملية امتصاص الكالسيوم.

يمكن أن يحدث كذلك بسبب تخرّب العظام الذي يحدث عند انبثاث الأورام داخل العظام.

جميع هذه الظروف ينتج عنها ترسيب أملاح الكالسيوم الفائضة في القلب أو الأوعية الدموية أو الكلى.

تشمل أعراض فرط كالسيوم الدم فقدان الشهية وغثيان وتقيؤ وفقدان الذاكرة والارتباك وضعف العضلات وزيادة التبوّل وتجفاف وأمراض العظام الأيضية.

يقود فرط كالسيوم الدم المزمن عادةً إلى تكلّس النسيج اللين وهو مرض خطير: على سبيل المثال، يمكن أن يسبّب التكلّس فقدان مرونة الجدران الوعائية واضطراباً في تدفّق الدمّ الصفيحي، ومنه إلى تمزّق الصفائح الدموية وحدوث الخثار.

من جهةٍ أخرى، فإنّ تناول الكالسيوم أو فيتامين دي غير الكافي قد ينتج عنه نقص كالسيوم الدم الذي يسبّبه عادةَ الإفراز غير الكافي للهرمون الدرقي أو المستقبلات الخلوية الخاصّة به.

تشمل الأعراض استثارة الأعصاب العضلية، والتي يُحتمل أن تسبّب التكزز واضطراباً في الموصلية داخل النسيج القلبي.

مرض العظام

للكالسيوم دور كبير في تخليق العظام، والعديد من أمراض العظام يمكن أن ترجع إلى مشاكل في مطرسها العضوي أو هيدروكسيل أباتيت في البنية أو التنظيم الجزيئي للمطرس.

على سبيل المثال:

هشاشة العظام هي انخفاض في محتوى ملح الكالسيوم في العظم لكل وحدة حجم، ويمكن أن تُعالج بواسطة مكمّلات الكالسيوم وفيتامين دي وبيسفوسفونات.

مكمّلات الكالسيوم يمكن أن ترفع لبيدات البلازما لدى النساء اللاتي تجاوزن سن اليأس وكذلك الرجال كبار السن،

بعد سن اليأس يظهر أن تناول النساء لمكمّلات الكالسيوم له علاقة مترابطة بالأمراض الوعائية القلبية.

كما أنّ تناول كمّيات غير كافية من الكالسيوم والفيتامين دي وربما الفوسفات يمكن أن تقود إلى تلين العظام.

المخاطر

فلز الكالسيوم

يتفاعل الكالسيوم بشكل طارد للحرارة مع الماء، حتى أنه يتآثر مع الرطوبة الجسمية ممّا ينتج عنه تهييجات وأكّالة وحادّة.

يحدث نفس التأثير عند ابتلاع الكالسيوم على الفم والمريء والمعدة، ويمكن أن يكون قاتلاً.

لكن، لا يُعرف إن كان للتعرّض طويل المدى لفلزّ الكالسيوم تأثيرات ضارّة محدّدة.

الكالسيوم في الطعام

بسبب دواعي قلق من التأثيرات الجانبية الضارّة طويلة المدى للكالسيوم بما في ذلك تكلس الشرايين، حدّد كلّ من معهد الولايات المتحدة للطبّ والهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية معدّلات التناول الأقصى المحتملة (ULs) للكالسيوم المتحصّل عليها من الحمية الغذائية والمكمّلات.

حدّد المعهد الطبي الأمريكي،

• للأشخاص بين 9-18 سنة معدّلاً أقصى لا يتجاوز 3 غ/يوم،
• للأشخاص بين 19-50 سنة 2.5 غ/يوم،
•  فوق 50 سنة فلا يجب تتجاوز 2 غ/يوم.

أمّا الهيئة الأوروبية فحدّدت المعدّل الأقصى للبالغين بـ 2.5 غ/يوم، وقرّرت أنّ المعلومات لم تكن كافية لتحديده بالنسبة للأطفال والمراهقين.