El calcio, el mineral más diplomático de tu cuerpo.

En el habitual repaso a los principales micronutrientes presentes en nuestra dieta, ya era hora de que hiciera un pequeño repaso sobre el metabolismo del calcio por su gran importancia durante el desarrollo y crecimiento físico entre la niñez y la adolescencia, en la enfermedad renal crónica y en otras patologías relacionadas directa o indirectamente con el aporte dietético habitual. Además es uno de los micronutrientes que más diplomático se puede considerar puesto que, sin estar en todas partes, su acción como segundo mensajero intracelular interactúa con “todos y entre todos” los tejidos y sistemas para mantener el correcto equilibrio intra y extracelular de moléculas, tan propio de nuestro organismo. Si quieres descubrir toda la red diplomática del calcio, sigue leyendo esta entrada.

Calcio

El calcio (Ca), presente en un posición intermedia en el grupo de los alcalinoterreos de la tabla periódica, es además del quinto elemento químico más abundante de la corteza terrestre, a nivel de vertebrados, el calcio es el catión más abundante del organismo. Además de funciones estructurales (salud ósea), el calcio también desarrolla funciones fisiológicas (acción como segundo mensajero y metabolito en muchas reacciones intracelulares), siendo esta segunda función en la que más repercusión patológica tiene un posible desequilibrio en sus niveles fisiológicos. En un organismo adulto, encontramos concentraciones de calcio entre los 1000-1500 gramos, que se reparten entre su composición en dientes (0,5%) y esqueleto (98,5%), quedando el 1% restante, en forma de calcio plasmático. Este 1% residual de calcio plasmático, se encuentra subdividido en un 40% unido a proteínas (sobre todo albúmina; por cada 1 g/L de descenso de albúmina, el Ca sérico total disminuye 0,8 mg/dl), un 10% constituyendo sales bicarbonatadas y fosfatadas y la mitad restante, el 50%, en forma de calcio iónico libre, el único fisiológicamente activo. Estos últimos porcentajes se encuentran estrechamente regulados, sin fluctuar ante cambios en la ingesta diaria, puesto que el cuerpo utiliza tejido óseo como un reservorio y fuente de calcio para realizar las diferentes funciones biológicas en las que participa el calcio: contracción vascular y vasodilatación, la función muscular (mantenimiento del tono), la transmisión nerviosa (excitabilidad neuronal y formación de neurotransmisores), la señalización intracelular y la secreción hormonal (regulación de los mecanismos de transporte), formación del coágulo y participación en la mitosis y la fecundación. Todas ellas fueron descubiertas a partir del trabajo realizado por el fisiólogo británico, Sidney Ringer, sobre la contractibilidad del tejido cardíaco aislado de ratas. Es a través de su función como segundo mensajero, como podemos explicar el título de la entrada, el calcio es el micronutriente más “diplomático”; por un lado, la restricción de calcio citosólico originado durante la sopa primigenia que dio lugar a la aparición de las primeras células vivas y sus características químicas lo convirtieron en la molécula señalizadora por excelencia, por otro, cientos de proteínas diferentes se le unen y descifran la información proporcionada por la señal de calcio, transmitiéndola después a sus dianas celulares. La diversidad de las señales de calcio, con sus variados patrones espaciales y temporales, junto a las consecuencias funcionales de esas señales, específicas para cada tipo celular, constituyen la llamada señalización por calcio.

Metabolismo del calcio

Los niveles de calcio plasmático se encuentran entre los 8,5 y 10,5 mg / dl (2,12 y 2,62 mmol / L), siendo estas concentraciones a nivel intracelular muy bajas (unas 1000 veces más pequeño). Tanto la concentración extracelular de como la intracelular del calcio están sujetas a una regulación estricta dependiente del transporte bidireccional de calcio, a través de la membrana plasmática de las células, del valor de pH sanguíneo (acidosis favorecen una hipercalcemia; alcalosis, retiene más cantidad de calcio unido a la albúmina y de los orgánulos intracelulares, como el retículo endoplásmico (haciendo que se convierta en el principal reservorio de calcio iónico intracelular), mitocondrias y retículo sarcoplásmico del tejido muscular.  El resto de calcio en el organismo, se almacenado en forma de hidroxiapatita de calcio (Ca10 [PO4]6 [OH]2) en calcio y dientes (proporciona rigidez, fuerza y elasticidad a estos tejidos), del  cuál sólo el 1% puede intercambiarse libremente y, en consecuencia, estar disponible para actuar como amortiguador en la homeostasis del calcio.

Transporte intra y extracelular del calcio

En una dieta equilibrada, se ingieren alrededor de 1.000 mg de calcio por día. En el intestino, mayoritariamente en la parte superior del íleon, el calcio de la dieta se mezcla con el de los fluidos digestivos absorbiéndose entre 200 y 400 mg/día, por dos mecanismos: difusión paracelular pasiva y transporte activo que requiere energía y la acción del calcitriol o vitamina D activa (1,25(OH)2D (1,25-dihidroxicolecalciferol), que se forma en el riñón. La difusión paracelular pasiva  implica el movimiento de calcio entre las células de la mucosa gastrointestinal vía gradientes electro-químicos luminal-serosos, proceso independiente de la vitamina D, que aumenta con la ingesta dietética, siempre que el calcio se encuentre en forma iónica absorbible. Los componentes de la dieta que favorecen la solubilidad del calcio, los fosfopéptidos de la caseína, los aminoácidos como la l-lisina y la l-arginina o la lactosa, forman quelatos de calcio, también estimulan la difusión pasiva. Por su parte, el transporte activo consta de tres etapas: entrada por el borde en cepillo del enterocito (intercambiador Na+ /Ca2+ (NCX1), cuya activación y/o expresión está controlada por el calcitriol por unión al receptor de la vitamina D (VDR), entre otros), difusión en el citoplasma y secreción a través de la membrana basolateral al líquido extracelular. Cuando los aportes de calcio son bajos y las necesidades de calcio elevadas (crecimiento, embarazo y lactación), la eficiencia del transporte activo aumenta, disminuyendo, al envejecer. En ambos casos, el porcentaje final de absorción de calcio representa aproximadamente el 25% del total de calcio ingerido en adultos (en niños se encuentra entre 30 al 60%); este porcentaje varía según el aporte dietético de calcio (disminuye cuando es alto y por el contrario, aumenta cuando es bajo), la regulación hormonal (hormona paratiroidea y la vitamina D) y por las reservas de calcio existentes. Otros factores que influyen son: edad (menor absorción con el envejecimiento), el consumo y/o producción de vitamina D (dependiente del grado y tiempo de exposición a la luz solar) y la ingesta de alimentos ricos en quelantes de calcio como el ácido fítico y el ácido oxálico (ej: ciertos vegetales y legumbres). Mujeres menopáusicas,  con amenorrea, intolerantes a la lactosa o vegatarianos, tienen más dificultades para alcanzar el 25% de absorción total del calcio ingerido.

Metabolismo calcio

La  mayor parte del calcio absorbido se almacena en el tejido óseo y el exceso, se elimina endógenamente vía fecal y exógenamente, vía urinaria. Del calcio ingerido, se eliminan unos 0,7-0,8 g/día en adultos, formando complejos con los ácidos biliares, los ácidos grasos libres, el ácido oxálico y el ácido fítico.  La excreción renal del calcio, (valor promedio en adultos de 20mg/dl ) es el resultado de dos mecanismos: la filtración pasiva (glomerular y tubular) y la reabsorción activa (en el túbulo proximal, la asa de Henle y el túbulo distal), siendo esta última controlada por la hormona paratiroides (PTH), la calcitonina y el calcitriol, cuyas acciones dependen de la concentración de calcio extracelular. El 70% del calcio filtrado durante la excrección renal, se reabsorbe pasivamente en el túbulo proximal; un 30% se reabsorbre entre la asa de Henle y el túbulo distal. Esta capacidad de reabsorción renal disminuye durante el envejecimiento y durante la menopausia. Las pérdidas de calcio en otros líquidos biológicos (sudor, saliva, semen, menstruación o leche materna) o través de la piel, pelo y uños, se estiman comprendidas entre 20 y 70 mg/ día, y pueden aumentar en situaciones de calor y actividad física intensa.

Como se puede ver, mantener el nivel de calcio ionizado en circulación dentro de un rango fisiológico estrecho es fundamental para que el cuerpo funcione normalmente, siendo el principal mecanismo de control de los niveles de calcio en suero, la vía de retroalimentación entre la vitamina D y la hormona paratiroidea (PTH). Ante una disminuición de los niveles plasmáticos de calcio, todo un complejo sistema de receptores sensibles al calcio (presentes en la asa de Henle del sistema tubular renalenvían señales inductoras a la glándula paratiroidea (situada por encima de la glándula tiroides) para que sintetice y libere la horomona paratiroidea (PTH) que, como sensor de calcio, provoca la activación de la enzima 1α-hidroxilasa, la cual interviene en la conversión de vitamina 25-hidroxi D3 inactiva a su forma activa, el calcitriol, sobre el tejido renal. Este calcitriol, activo en hueso, riñón e intestino, actúa como hormona endocrina favoreciendo la reasorción ósea (eliminación del tejido óseo y liberación del calcio al torrente sanguíneo), la absorción intestinal y renal. Cuando la función renal está alterada (ej. ERC), se produce una menor cantidad de calcitriol provocando con ello, un Metabolismo PTH y calcitriolaumento de la excrección renal de calcio y un descenso en la excrección renal de fósforo (por inhibición de la PTH que participa en la estimulación de la fosfaturia).  Ante un aumento de los niveles plasmáticos de calcio, el sistema de receptores sensibles al calcio se inactiva, no se emiten señales inductoras hacia la glándula paratiroidea, bajando los niveles de la PTH que provocan además de una reducción en la síntesis de calcitriol, una activación de la calcitonina en la glándula tiroidea que bloquea la reabsorción de calcio óseo y favorece la excrección renal de calcio, ayudando a mantener los niveles de calcio sérico en el rango normal. El calcitriol además, también controla a través del intestino y el riñón, los niveles plasmáticos de fósforo; a más calcitriol, más aumento de los niveles de fósforo sérico que a su vez, bloquean la acción del propio calcitriol, provocando al igual que la ERC, un desequilibrio entre los niveles de calcio y fósforo séricos que repercutirá, sobre la correcta salud ósea.

Metabolismo del Calcio

Según la variación en los niveles de calcio plasmático, observaremos entonces dos estados fisiopatológicos:                                                                                                     A) Hipercalcemia: estado caracterizado por unos niveles de calcio plasmáticos superiores a 11 mg/dl y/o calcio iónico superior a 5,6 mg/dl. Sus causas principales son: fracaso renal, inmovilizaciones y viajes espaciales prolongados, ciertas endocrinopatías (hipertiroidismo, hiperparatiroidismo primario, enfermedad de Adisson, acromegalia, feocromocitoma) y en muchos casos de neoplasias (cáncer de pulmón, mama y riñón, mielomas múltiples, linfomas, leucemias), tumores de la glándula paratiroidea, enfermedades genéticas (hipercalcemia-hipocalciurica familiar) o problemas en la absorción intestinal del calcio (síndrome de lácteos y alcalinos, silicosis, histoplasmosis). Los principales síntomas son: anorexia, náuseas, vómitos, estreñimiento, úlceras gástricas, pancreatitis, hipertensión arterial, insuficiencia renal aguda (por nefritis o nefrolitiasis), arritmias y taquicardias ventriculares, eclampsia en embarazos, calcificación de tejidos blandos, hipercalciuria, riesgo de trombosis, cansancio y debilidad muscular, poliuria, letargo, confusión, obnubilación y coma. No obstante, en el 10% de los casos, son estados asintomáticos y sólo en el 20% de los casos más graves, se observa una elevada mortalidad. Este estado se puede revertir administrando calcitonina, furosemida (Seguril), corticoides y suero salino en perfusión; en los casos más graves, será necesaria la hemodiálisis.    Algoritmo diagnósitco HipercalcemiaB) Hipocalcemia: estado caracterizado por unos niveles de calcio plasmáticos inferiores a 8,5 mg/dl y/o calcio iónico inferior a 4,6 mg/dl. Sus causas principales son: concentraciones de calcio iónico bajas (despolarización de membrana), hipoparatiroidismo, pseudohipoparatiroidismo (los tejidos no responden a los niveles de PTH), raquitismo dependiente de vitamina D (resistencia a la acción de la vitamina D), hipomagnesemia, hipoalbuminemia, hipoclorhidria, niveles bajos de vitamina D y/o estrógenos, hiperfosfatemia secundaria a enfermedad renal crónica, pancreatitis, síndrome de DiGeorge, obesidad, alcoholismo crónico o metástasis ósea. En cuanto a síntomas encontramos: espasmos musculares, hiperreflexia, tetania y parestesias, signo de Chvostek, signo de Trousseau, hipotensión arterial, bradicardia, arrítmias, edema de papila, dolor abdominal, problemas dermatólogicos (uñas quebradizas, piel seca) y oculares (cataratas), convulsiones, fallo cardiaco, parada cardiorespiratoria. Se puede tratar este estado mediante la administración de ampollas de calcio, cloruro cálcico y gluconato cálcico.Algoritmo diagnóstico de hipocalcemia

El principal criterio para considerar un alimento como buena fuente de calcio es que proporcione al menos 30 mg de calcio absorbible por una porción estándar o por cada 418 kJ (100 kcal) de alimento. Las fuentes de calcio de los alimentos más conocidas son los lácteos y todos su derivados (queso, yogurt, requesón, etc), pero no obstante, otros alimentos ricos en calcio son: hortalizas de hojas verdes (acelgas, coles, col china, grelos, etc), el brocóli, el nabo, los pescados enlatados con espinas, los marisos, ciertas especias (canela, mostaza) y hierbas aromáticas (albahaca, tomillo, eneldo), las semillas de girasol, sesámo, chía y/o lino, las legumbres secas (garbanzos, lentejas) y frutos secos (almendras y nueces). En el caso de lácteos, es necesario indicar que, el contenido de calcio varía ligeramente según el contenido de grasa (a más grasa, menos de calcio contiene (de ahí que veamos ciertos productos lácteos enriquecidos en calcio)) y el proceso de fermentación (los productos fermentados tienen un mayor porcentaje de calcio disponible). Por su parte, alimentos como las espinacas, la batata, el ruibarbo, las alubias, ciertos fragmentos del cereal (ej. salvado), aislados de la soja o ciertos frutos secos, pueden reducir la biodisponibilidad del calcio, por la acción quelante del ácido oxálico y ácido fítico contenido en ellos; por eso y por los bajos niveles de calcio, los cereales deben ser biofortificados con calcio. También es necesario indicar que, un exceso de alimentos biofortificados en vitamina A (retinol), también pueden ejercer el mismo efecto. El consumo de alimentos con niveles de sodio y proteínas azufradas elevados (productos ahumados, carne y pescado en salmuera, aguas minerales ricas en sulfatos, etc), el elevado consumo de cafeína y alcohol, también reducen la biodisponibilidad del calcio. Si fuera necesario suplementar la dieta con calcio, los principales suplementos se encuentran en forma de citrato de calcio y carbonato de calcio (a diferencia del citrato, requiere de ser administrado con alimentos para favorecer su correcta absorción). Otras formas son el lactato de calcio, gluconato de calcio o el fosfato de calcio; según una u otra, el porcentaje de calcio en función del peso, variará (más valor en caso de los carbonatos cálcicos). El consumo de suplementos de calcio puede originar la aparición de ciertos problemas gastrointestinales (gases, distensión abdominal, estreñimiento, o una combinación de todos) y se asocian con un cierto riesgo de padecer complicaciones cardiovasculares. Otros estudios aseguran que la suplementación de calcio puede ayudar a reducir el porcentaje de grasas absorbidas a nivel gastrointestinal y en de forma secundaria, impedir su acumulación en el tejido graso marrón. Otros autores señalan que un aporte insuficiente de calcio y vitamina D, puede influir negativamente en el control de la glucemia y aumentar el aporte puede ser beneficioso en el control del metabolismo de la glucosa.alimentos-con-calcio-tile

En cuanto a la relación entre el calcio y los farmácos, el principal medicamento que influye en el metabolismo del calcio son los diuréticos tiazídicos (favorecen la absorción del calcio ingerido y filtrado); antiácidos, laxantes y la prednisona favorecen la excreción general del calcio. Por su parte el calcio puede inactivar la acción de ciertos antibióticos (fluoroquinolona y tetraciclina), anticonvulsivos y medicamentos huérfanos frente a ciertas enfermedades raras.

Con esto cierro este pequeño repaso (pendiente) sobre el calcio y su metabolismo. Espero que os haya quedado claro que es algo más que el constituyente de los huesos y dientes y que sólo la leche nos aporta calcio en la dieta.

¡Nos “leemos” en la próxima entrada!                                                                                     TatianaDC

Fuentes:                                                                                                                                 Ortega Anta, R. M. et al “El calcio y la salud” Nutr Hosp. (2015)  ;   Farré Rovira, R. “La leche y los productos lácteos: fuentes dietéticas de calcio” Nutr Hosp. (2015)   ;    Abalate Ramón, M. et al “Trastornos del calcio, el fósforo y el magnesio” Nefrología al día (2012)  ;  Valencia García, F. E. “El calcio en el desarrollo de alimentos funcionales” Revista Lasallista de Investigación vol. 8 (2011)  ;   Herrera, J. A. “Aspectos preventivos de la ingesta de calcio en los diferentes ciclos vitales del ser humano”   Colomb. Med. (2002)   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK56060/                   http://tratado.uninet.edu/c050401.html http://www.msdmanuals.com/es/professional/trastornos-endocrinos-y-metab%C3%B3licos/trastornos-electrol%C3%ADticos/trastornos-de-la-concentraci%C3%B3n-del-calcio                             http://ods.od.nih.gov/factsheets/Calcium-HealthProfessional/                      http://www.sebbm.es/web/es/divulgacion/rincon-profesor-ciencias/articulos-divulgacion-cientifica/1532-el-calcio-el-gran-controlador         http://www.apsot.com/docs/prevencion/El-Calcio-es-importante-Pero-la-leche-no-es-la-unica-fuente-Harvard.pdf                                                                 http://www.nature.com/articles/srep10974 http://www.hsph.harvard.edu/nutritionsource/calcium-full-story/ http://www.whfoods.com/genpage.php?tname=nutrient&dbid=45

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