Nutriční aspekty vápníku a zdraví

MASARYKOVA UNIVERZITA Lékařská fakulta

Výživa člověka Bakalářské studium

Nutriční aspekty vápníku a zdraví BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Vypracovala:

Vedoucí práce:

Petra Amchová

Mgr. Veronika Březková

Brno, 2008

Čestné prohlášení:

Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracovala samostatně pod vedením Mgr. Veroniky Březkové. Použila jsem pouze odbornou literaturu a prameny uvedené v přehledu literatury v závěru bakalářské práce.

Brno, 12.5.2008 ……………………… Petra Amchová

Poděkování:

Děkuji Mgr. Veronice Březkové za odborné vedení a cenné rady poskytnuté při zpracování této práce.

Abstrakt:

Tato bakalářská práce shrnuje současné poznatky o vápníku, především ve vztahu k výživě člověka. Jsou zde zmíněny jeho účinky na lidský organismus. Vedle skeletární funkce hraje vápník roli v mnoha dalších specializovaných procesech v těle, jako je sekrece neurotransmiterů, kontrakce svalů, srážení krve, trávení a mnoho dalších. Vápník je jedním z faktorů, které se ověřují z hlediska možných preventivních účinků proti civilizačním chorobám. Práce uvádí i nejnovější doporučený denní příjem pro obyvatele ČR.

My bachelor thesis resumes contemporary knowledge about calcium in human nutrition. There are mentioned main effects of calcium on human body. As well as having a skeletal function, calcium plays a regulatory role in a number of specialised functions in the body including neurotransmiter secretion, muscle contraction, blood clotting, digestion and many others. Calcium may have a role in the aetiology of chronic disease. The thesis also deals with newly established recommended daily allowances for calcium in the Czech republic.

Klíčová slova: ČESKY Vápník, homeostáza, metabolismus, kost, využitelnost ANGLICKY Calcium, homeostasis, metabolism, bone, bioavailability

POUŽITÉ SYMBOLY A ZKRATKY ATP adenosintrifosfát BMD bone mineral density BMI body mass index CSFII Continuing Survey of Food Intakes by Individuals EDTA ethylendiaminotetraacetát HDL high density lipoprotein IP3 inositol trifosfát KVO kardiovaskulární onemocnění LDL low density lipoprotein MZ ČR Ministerstvo zdravotnictví České republiky PBM peak bone mass (vrchol kostní hmoty) PTH parathormon VDD výživové doporučené dávky WHO World Health Organization (Světová zdravotní organizace)

.

Obsah: 1 ÚVOD..............................................................................................................................................................- 8 2 OBECNÁ CHARAKTERISTIKA VÁPNÍKU ............................................................................................- 9 2.1 FYZIKÁLNÍ A CHEMICKÉ VLASTNOSTI ........................................................................................................ - 9 2.2 HISTORIE ................................................................................................................................................... - 9 2.3 VÝSKYT V PŘÍRODĚ ................................................................................................................................. - 10 2.4 BIOLOGICKÝ VÝZNAM ............................................................................................................................. - 11 3

VÁPNÍK V LIDSKÉM TĚLE ..............................................................................................................- 12 3.1 INTRACELULÁRNÍ VÁPNÍK ....................................................................................................................... - 12 3.2 HOMEOSTÁZA ......................................................................................................................................... - 13 3.2.1 Hormonální regulace homeostázy ...............................................................................................- 13 3.2.2 Další kalciotropní hormony........................................................................................................- 14 3.2.2.1 3.2.2.2 3.2.2.3 3.2.2.4 3.2.2.5

Estrogeny a androgeny ......................................................................................................................- 14 Glukokortikoidy ................................................................................................................................- 14 Tyreoidální hormony .........................................................................................................................- 15 Inzulin ...............................................................................................................................................- 15 Růstový hormon ................................................................................................................................- 15 -

3.2.3 Nehormonální regulace homeostázy............................................................................................- 15 3.3 ÚLOHA VÁPNÍKU V KOSTECH A ZUBECH .................................................................................................. - 15 3.3.1 Stavba kosti..................................................................................................................................- 16 3.3.2 Remodelace a přestavba kostí ......................................................................................................- 17 3.3.3 Peek bone mass.............................................................................................................................- 17 3.3.4 Vápník a zuby .................................................................................................................................- 19 3.4 FUNKCE VÁPNÍKU V ORGANISMU ............................................................................................................ - 19 3.4.1 Úloha vápníku v nervové a svalové činnosti...................................................................................- 19 3.4.1.1 Šíření nervového vzruchu...........................................................................................................- 19 3.4.1.2 Kontrakce kosterního svalu ...............................................................................................................- 20 3.4.1.3 Kontrakce hladkého svalu .................................................................................................................- 20 3.4.1.4 Kontrakce srdečního svalu.................................................................................................................- 21 -

3.4.2 Úloha vápníku při trávení...............................................................................................................- 21 3.4.3 Úloha vápníku při srážení krve.......................................................................................................- 21 4 METABOLISMUS.......................................................................................................................................- 22 4.1 ABSORPCE ............................................................................................................................................... - 22 4.2 EXKRECE ................................................................................................................................................. - 23 4.2.1 Exkrece trávicím traktem................................................................................................................- 23 4.2.2 Exkrece ledvinami...........................................................................................................................- 23 5 VÁPNÍK A NEMOCE .................................................................................................................................- 24 5.1 VÁPNÍK A KARDIOVASKULÁRNÍ ONEMOCNĚNÍ ........................................................................................ - 24 5.2 VÁPNÍK A RAKOVINA............................................................................................................................... - 25 5.3 VÁPNÍK A OBEZITA .................................................................................................................................. - 26 6 ZDROJE VÁPNÍKU....................................................................................................................................- 27 6.1 ŽIVOČIŠNÉ ZDROJE .................................................................................................................................. - 27 6.1.1 Mléko a mléčné výrobky .................................................................................................................- 27 6.1.2 Sýry................................................................................................................................................- 28 6.1.3 Vejce, ryby a korýši ........................................................................................................................- 29 6.2 ROSTLINNÉ ZDROJE ................................................................................................................................. - 29 6.2.1 Zelenina a ovoce.............................................................................................................................- 29 6.2.2 Ořechy a semena ............................................................................................................................- 31 6.2.3 Obiloviny ........................................................................................................................................- 32 6.2.4 Sója.................................................................................................................................................- 32 6.3 VODA ...................................................................................................................................................... - 32 6.4 DOPLŇKY ................................................................................................................................................ - 34 -

-6-

7 VYUŽITELNOST VÁPNÍKU ....................................................................................................................- 35 7.1 VLÁKNINA, KYSELINA OXALOVÁ, FYTOVÁ A URONOVÁ ......................................................................... - 35 7.2 MINERÁLNÍ LÁTKY: SODÍK, DRASLÍK, FOSFOR, HOŘČÍK .......................................................................... - 36 7.3 VITAMIN D ............................................................................................................................................. - 37 7.4 TUK ........................................................................................................................................................ - 37 7.5 BÍLKOVINY ............................................................................................................................................. - 37 7.6 KOFEIN, KOLOVÉ NÁPOJE, SYCENÉ NÁPOJE, ALKOHOL ............................................................................ - 38 7.7 KOUŘENÍ ................................................................................................................................................. - 38 8 NEADEKVÁTNÍ PŘÍJEM .........................................................................................................................- 39 8.1 NEDOSTATEČNÝ PŘÍJEM .......................................................................................................................... - 39 8.1.1 Osteomalacie ..................................................................................................................................- 39 8.1.2 Osteoporóza....................................................................................................................................- 40 8.2 OHROŽENÉ SKUPINY Z NEDOSTATKU VÁPNÍKU ............................................................................... - 40 8.2.1 Ženy v klimaktériu .........................................................................................................................- 40 8.2.2 Ženy s amenorrheou .....................................................................................................................- 40 8.2.4 .........................................................................................................................................................- 41 8.3 NADMĚRNÝ PŘÍJEM ................................................................................................................................ - 42 9 VÝŽIVOVÉ DOPORUČENÉ DÁVKY .....................................................................................................- 42 9.1 MONITOROVÁNÍ PŘÍJMU VÁPNÍKU V ČR ............................................................................................... - 43 9.2 JEDNOTLIVÉ SKUPINY OBYVATEL A VÝŽIVOVÉ DOPORUČENÉ DÁVKY ................................................... - 43 9.2.1 Prenatální období ...........................................................................................................................- 45 9.2.2 Děti .................................................................................................................................................- 45 9.2.3 Dospívání........................................................................................................................................- 45 9.2.4 Dospělí............................................................................................................................................- 46 9.2.5 Ženy po menopauze ........................................................................................................................- 46 9.2.6 Staří lidé .........................................................................................................................................- 46 9.2.7 Těhotné ...........................................................................................................................................- 46 9.2.8 Kojící ..............................................................................................................................................- 46 10 PRAKTICKÁ ČÁST..................................................................................................................................- 47 10.1 CÍL PRÁCE ............................................................................................................................................ - 47 10.2 VYŠETŘOVANÉ OSOBY .......................................................................................................................... - 47 10.3 METODIKA ............................................................................................................................................ - 49 10.3.1 Dotazník........................................................................................................................................- 49 10.3.2 Analýza dat ...................................................................................................................................- 49 10.4 VÝSLEDKY ............................................................................................................................................ - 49 10.5 DISKUZE ................................................................................................................................................ - 51 11 ZÁVĚR........................................................................................................................................................- 52 POUŽITÁ LITERATURA:............................................................................................................................- 53 PŘÍLOHY ........................................................................................................................................................- 60 -

-7-

1 Úvod Vápník patří mezi biogenní prvky, které jsou nezbytné pro všechny živé organismy. V lidském těle je to nejhojněji zastoupená minerální látka, u dospělého člověka tvoří asi 2% tělesné váhy, což představuje přibližně 1200 g vápníku. Většina (99%) se nachází v kostech a zubech převážně ve formě hydroxyapatitu, což je anorganická krystalická struktura tvořená vápníkem a fosforem [Ca10(PO4)6(OH)2] zajišťující pevnost kostí a zubů. Zbývající 1% se vyskytuje v měkkých tkáních, krvi, extracelulárních tekutinách a uvnitř každé buňky, kde pomáhá regulovat stálost vnitřního prostředí. Poruchy jak v strukturní, tak v regulační roli vápníku mají negativní vliv na zdraví (77, 87).

Vápník je esenciální prvek, lidský organismus si ho neumí vyrobit sám, a proto ho musíme přijímat z potravy. Nedostatečný příjem vápníku může vést k nízké mineralizaci a následkem toho onemocnění kostí a zubů a později k osteoporóze. Naopak předávkování vápníkem ve formě suplement vyvolá žaludeční a střevní potíže.

-8-

2 Obecná charakteristika vápníku 2.1 Fyzikální a chemické vlastnosti Vápník (lat. Calcium) je nejvýznamnější prvek z řady kovů alkalických zemin, leží v II. A skupině periodické soustavy prvků a značí se Ca. Je poměrně měkký, lehký a velmi reaktivní, patří k vodičům elektrického proudu a tepla. V přírodě se vápník vyskytuje pouze vázaný ve sloučeninách, ve kterých má oxidační číslo +II. Sloučeniny vápníku jsou převážně iontového typu.

Vápník je typický neušlechtilý kov s velkým záporným standardním redoxním potenciálem, reaguje za pokojové teploty s kyslíkem i vodou. Při zahřátí se snadno slučuje s dusíkem na nitrid vápenatý Ca3N2 a s vodíkem na hydrid vápenatý CaH2, za vyšších teplot tvoří sloučeniny s velkým množstvím dalších prvků.

Vápník má relativně nízkou teplotu tání 839 ºC, při teplotě do 450 ºC krystalizuje v krychlové soustavě a při vyšší teplotě v soustavě hexagonální.

Elektronegativita vápníku je jen o něco vyšší než elektronegativita alkalických kovů a jeho atomový poloměr je poměrně velký, proto má nízkou hodnotu ionizační energie. Samotný kation vápníku s oxidačním číslem +II je stabilizován, neboť získává oktetové uspořádání (79, 89, 91).

2.2 Historie Vápenaté sloučeniny jsou lidstvu známy již od starověku, ale o jeho chemické povaze nebylo nic známo až do 17. století. Pálením vápence nebo mramoru se získávalo a dodnes získává pálené vápno (oxid vápenatý), jeho reakcí s vodou vzniká hašené vápno (hydroxid vápenatý), které se používalo a stále používá k přípravě malty.

Ve starověkém Egyptě se pro stavbu pyramid a hrobek užívala malta ze sádrovce (dihydrát síranu vápenatého CaSO4.2 H2O), byla však méně odolná vlhkému podnebí než malta z vápence, používaná v Itálii.

-9-

Název calcium (vápník) z latinského calx, calcis (vápno) navrhl v roce 1808 jeho objevitel sir Humphry Davy. Poprvé izoloval vápník elektrolýzou vápenatého amalgámu, který si připravil elektrolýzou slabě zvlhčeného hydroxidu vápenatého za použití rtuťové katody (19, 91).

2.3 Výskyt v přírodě Zemská kůra je z velké části tvořena horninami, ve kterých vápník tvoří velmi podstatnou složku. Podle posledních dostupných údajů tvoří vápník 3,4 – 4,2 % zemské kůry a je tedy pátým nejvíce se vyskytujícím prvkem a třetím nejvíce zastoupeným kovem, řadí se za železo a před hořčík. V mořské vodě je jeho koncentrace 0,4 g Ca/l a ve vesmíru připadá na jeden atom vápníku přibližně půl milionu atomů vodíku.

Nejběžnější horninou na bázi vápníku je vápenec, uhličitan vápenatý CaCO3 tvořený minerálem kalcitem nebo aragonitem stejného chemického složení. Tato hornina se nachází prakticky ve všech lokalitách biologického původu a pochází ze schránek pravěkých, především druhohorních, mořských živočichů. Česká republika patří ve světě mezi státy s nejbohatším výskytem hornin vápencového typu, známá je například lokalita mezi Prahou a Berounem nebo Moravský kras.

Speciální typ představuje křída, téměř čistý měkký pórovitý vápenec s typicky zářivě bílou barvou, nacházející se například na pobřeží kanálu La Manche nebo na Rujáně. Její největší ložiska vznikla ve stejnojmenném geologickém období v pravěkých mořích vysrážením uhličitanu vápenatého na usazených vápenatých skořápkách prvoků. Nejznámějším využitím je plavením přírodní křídy vyrobená psací křída.

Nejvíce ceněnou odrůdou vápence je mramor nebo travertin, používaný především ke stavebním a dekorativním účelům - obklady budov, sochy. Významná naleziště jsou na Apeninském poloostrově (carrarský mramor), ale i v České republice (slivenecký mramor). Vzájemné chemické přechody mezi uhličitanem a hydrogenuhličitanem vápenatým Ca(HCO3)2 jsou příčinou vzniku krasových jevů (91).

- 10 -

Tab. 1: Minerály obsahující vápník a jejich výskyt v ČR a ve světě (19, 91)

Minerál

Chemická značka

Výskyt

Výskyt v ČR

Dolomit

CaMg(CO3)2

jižní Evropa, Brazílie, jižní

Příbram,

Austrálie, USA

Jáchymov

Rusko, Ukrajina, USA,

Písecko

Apatit

3 Ca3(PO4)2.Ca(F, Cl)2

Maroko Fluorit = kazivec

Sádrovec = selenit

CaF2

CaSO4 · 2 H2O

Čína, USA, Anglie,

Harrachov,

Německo

Cínovec

střední Evropa (ČR, SR,

Kateřinky, Zbyšov

Německo, Rakousko), USA.

2.4 Biologický význam Jako biogenní prvek je vápník jedním ze základních stavebních kamenů buněk všech živých organizmů. V těle obratlovců je převážně součástí kostí a zubů, nachází se ale i ve svalech, krvi a dalších tkáních. Někteří živočichové jsou schopni vylučovat z těla uhličitan vápenatý a vytvářet si tvrdé vnější schránky sloužící k ochraně před predátory. Jedná se především o mořské i sladkovodní měkkýše, plže a mlže. V naší přírodě se setkáme nejčastěji se suchozemskými plži, hlemýždi. Mohutné korálové útesy v tropických mořích jsou právě nahromaděné vápenaté schránky uhynulých živočichů. Těmito živočichy jsou korály, mořští polypy, žijící většinou v koloniích, jejichž schránky se během milionů let vrství až vytvoří ostrov (89, 91).

Schránky Schránka měkkýšů se skládá ze tří vrstev, zvaných periostrakum, ostrakum a hypostrakum. Periostrakum je nejsvrchnější vrstva tvořená bílkovinami a chinonem. Ostrakum je z kalcitu (CaCO3), hypostrakum z aragonitu (CaCO3). Heliofilní plži mají někdy na povrchu bělavou až namodralou vrstvu z CaCO3 na ochranu před slunečním zářením. Rozlišujeme schránku pro plže, ulitu a pro mlže, lasturu (89, 91).

- 11 -

Syntéza schránky Vápník z potravy se hromadí v trávicí žláze, odtud ho amébocyty jako je fosforečnan vápenatý (Ca3(PO4)2) přenášejí do pláště. V plášti pak působením enzymů krystalizuje na kalcit (např. u slimáků), aragonit (u škeblí) nebo vaterit (16, 91).

Tab. 2: Diagram chemických reakcí při utváření ulity (podle Folkina, 1972) externí médium 2+

Ca ↔

plášť 2+

CO32−

↔ Ca + ↕ CaCO3

mimoplášťová tekutina ↔

2+

CO32−

↔ Ca + ↕ CaCO3

↔

schránka ↔ CaCO3

3 Vápník v lidském těle Vápník je v lidském těle nenahraditelný a pro správnou funkci organismu nepostradatelný. Je součástí každé buňky. Většina vápníku se vyskytuje v kostech a zubech, necelé procento se nachází také v měkkých tkáních, krvi a extracelulárních tekutinách (viz Příloha 1) (77, 88).

3.1 Intracelulární vápník Buňky udržují ve svém vnitřním prostředí poměrně stálou koncentraci intracelulárního vápníku. Množství záleží na typu buňky, počtu organel a na podmínkách, ve kterých se buňka nachází. Nejmenší koncentrace 0,02 mmol/l se vyskytuje v červených krvinkách, které nemají žádné organely, naopak svalové buňky nebo krevní destičky obsahují až 15 mmol/l intracelulárního vápníku. Uvnitř buněk je vázáno 99,9% vápníku, a to na organely jako je endoplazmatické retikulum, mitochondrie, vezikuly a jádro. Koncentrace volného vápníku v cytosolu buněk je kolem 100 nmol/l, ve srovnání s plazmou, kde je volného vápníku až 50% z celkového množství, což představuje asi 1,1 mmol/l. Tento 10 000 násobný rozdíl v koncentracích a pozitivní náboj vápníku vytváří elektrochemický gradient na povrchu membrány. Tento elektrochemický potenciál je udržován vápníkovými kanály, kterých je v buněčné membráně několik druhů a při normálním membránovém potenciálu jsou velmi málo propustné. Jejich úkolem je vyrovnávat drobné výkyvy v množství volného vápníku nebo změny v permeabilitě buněčné membrány, ale většina z nich jsou napěťově závislé a při snížení hodnoty membránového potenciálu se otevírají a vpouštějí vápník do buňky. Příliš vysoké koncentrace vápníku uvnitř buňky mohou buňku poškodit nebo dokonce usmrtit.

- 12 -

Životní biologická role vápníku je schopnost spustit akci uvnitř buňky. Tyto akce, zodpovědné za změny buněčného chování, jsou spouštěny primárními stimuly. Ty můžou být fyzikální, jako dotyk či akční potenciál, nebo chemické, jako hormon či neurotransmiter. Stimuly od membrány vysílají signál skrz intracelulární messengery (posly) ke strukturám a enzymům uvnitř buňky. Vápník je jeden z nejvýznamnějších poslů v buňce. Je zodpovědný za všechny formy svalové kontrakce a vezikulární sekrece. Dále se podílí na množství buněčných agregací jako srážení krve, buněčné transformace, buněčné dělení či aktivace zprostředkovaného metabolismu. Aby byla podporována tato klíčová aktivita, musí být koncentrace vápníku v plasmě v úzkém rozmezí. Nejvíce mobilizovatelná zásobárna je endoplazmatické retikulum. V kosterním svalu je vápník vysílán přímo z endoplazmatického retikula na elektrický podnět. V srdečním svalu je signálem akční potenciál a v ostatních buňkách inositol trifosfát (IP3). Regenerace buňky po odstranění stimulu představuje doplnění zásob vápníku a vypumpování nenavázaného vápníku ven z buňky skrz Ca-Mg ATPázu nebo Na-Ca ATPázu (77). V Příloze 2 je nastíněna distribuce a tok vápníku uvnitř buňky.

3.2 Homeostáza Koncentrace vápenatých iontů v plasmě neboli kalcémie je přísně regulována v rozmezí 1,1 až 1,3 mmol/l. Pokud koncentrace klesne pod tuto hranici, sníží se prahové napětí pro vznik akčního potenciálu v neuronech, což vyvolá zvýšení nervosvalové dráždivosti. Pokud je hladina opravdu nízká, obvykle důsledkem hypoparathyreózy, dochází k hypokalcémické tetanii. Hypokalcémie se projevuje parestezií (citlivá svědivá kůže), laryngospasmem, zástavou dechu a srdeční arytmií, což může být i smrtelné. Opačným stavem je hyperkalcémie při hyperparathyreóze vedoucí k zástavě srdce v systole. Chronická hyperkalcémie pak způsobuje odvápnění kostí a ukládání vápníku v ledvinách (77).

3.2.1

Hormonální regulace homeostázy

Vápníková homeostáza je řízena ze tří orgánových systémů, jsou to ledviny, kost a gastrointestinální trakt (viz Příloha 3) a pomocí tří hormonů, parathormon, kalcitonin a kalcitriol. Hlavním regulátorem je parathormon (PTH) vylučovaný příštítnými tělísky. PTH je polypeptid, jehož sekrece je regulována jednoduchou zpětnou vazbou. Regulačním podnětem je přímo kalcémie. Hypokalcémie zvyšuje sekreci PTH, hyperkalcémie ji snižuje. PTH reguluje koncentraci vápníku v plasmě prostřednictvím všech tří orgánů: z kostí

- 13 -

podporuje uvolňování vápníku i fosforu, v ledvinných tubulech zvyšuje zpětnou resorpci vápníku a tím snižuje jeho vylučování močí, současně snižuje resorpci fosfátů a zvyšuje jejich vylučování. Nepřímo pak působí na trávicí trakt prostřednictvím aktivace vitaminu D v ledvinách na aktivní formu kalcitriol, který podporuje vstřebávání vápníku ze střeva. Kalcitriol nebo také „D hormon“, aktivní metabolit vitaminu D, rovněž zvyšuje kalcémii, i když biologickým smyslem je vlastně mineralizace kostí. Kalcitriol totiž zvyšuje ve střevě i v ledvinách resorpci jak vápníku tak fosfátů a podporuje jejich ukládání do kostí. Při jeho nedostatku vzniká křivice, rachitis. Kalcitonin je tvořen parafolikulárními buňkami štítné žlázy, je antagonistou kalcitriolu, inhibuje resorpci vápníku i fosfátů v kostech i ledvinách a tím snižuje kalcémii. Jeho význam je nejasný, protože regulace kalcémie je dostatečně zajištěna kolísáním hladiny PTH. Protože se však kalcitonin uvolňuje po jídle, usuzuje se, že snižením kalcémie vlastně podporuje resorpci vápníku ve střevě (77, 88).

3.2.2

Další kalciotropní hormony

K dalším hormonům ovlivňujícím vápníkový metabolismus patří pohlavní hormony, estrogeny a androgeny, růstový hormon, tyreoidální hormony a glukokortikoidy (7).

3.2.2.1 Estrogeny a androgeny Cílovou tkání pro estrogeny a androgeny je kost. V 80. letech 20. století byly objeveny na osteoblastech receptory pro estrogeny. Možným účinkem estrogenů na kost je jejich kompetice s PTH a naopak podpora tvorby kalcitriolu, což souvisí se zvýšenou resorpcí kalcia střevem. Testosteron a jeho metabolity mají taktéž protektivní vliv na kostní buňky, mechanismus účinku však není dosud plně znán, ale bylo zjištěno, že až 30 % mužů s prokázanou osteoporózou má sníženou hladinu endogenních androgenů. Primární hypogonádismus je u obou pohlaví spojen s neschopností dosáhnout normální kostní denzity. Hypogonádismus vzniklý v dospělosti vede k osteoresorpci a vzniku osteoporózy (7).

3.2.2.2 Glukokortikoidy Glukokortikoidy zvyšují kostní resorpci a to hned několika způsoby. Snižují vstřebávání vápníku střevem, zvyšují jeho vylučování ledvinami a způsobují sekundární hyperparathyreózu. Tlumí rovněž kostní novotvorbu, přímo i nepřímo. Nepřímo snížením sekrece pohlavních hormonů. Glukokortikoidy potlačují syntézu intersticiálních prokolagenů, což se klinicky projevuje atrofií kůže a osteoporózou (7).

- 14 -

3.2.2.3 Tyreoidální hormony Hormony štítné žlázy se uplatňují při růstu a dospívání skeletu, u dospělých se účastní kostní remodelace. Stimulují osteoklasty a osteoklastickou resorpci, po které následují vyšší hladiny vápníku a fosfátů v séru, což vede k zrychlené kalciurii a fosfaturii (7).

3.2.2.4 Inzulin Inzulin má účinek na řadu tkání v těle, receptory se nacházejí i na kosti. Existuje vztah mezi inzulin-dependentním diabetem a osteopenií. Při nedostatku inzulinu nastává porucha resorpce kalcia střevem, vyvolaná pravděpodobně poškozenou hydroxylací vitaminu D v ledvině. Porušená resorpce Ca střevem je spojena s osmotickými ztrátami kalcia při glykosurii (7).

3.2.2.5 Růstový hormon Růstový hormon má stimulační účinek na syntézu kostních specifických proteinů a na osteoblastickou proliferaci in vitro. Nadměrná sekrece růstového hormonu u akromegalií zvyšuje kostní metabolismus a tito nemocní mají zvýšenou kostní denzitu. Naopak snížené hladiny růstového hormonu souvisí s rozvojem osteoporózy (7).

3.2.3

Nehormonální regulace homeostázy

Kromě hormonální regulace ovlivňují plazmatickou koncentraci iontů vápníku také fosfátové anionty a pH krve. Zvýšená koncentrace fosfátů vede k tvorbě neionizovaných molekul fosforečnanu vápenatého, jenž se pak ukládají do kostí a patologicky i do jiných tkání. Při zvýšeném pH se vápník váže na krevní bílkoviny a koncentrace ionizovaného vápníku klesá, to je příčinou tendence ke křečím při alkalóze (7).

3.3 Úloha vápníku v kostech a zubech Ca, P a Mg jsou nejvýznamnějšími minerálními látkami v kosti, z nichž vápník je nejvíce zastoupený. Vyskytuje se spolu s fosforem ve formě krystalického komplexu, hydroxyapatitu. Krystaly jsou velmi malé, v průměru mají 20-30 nm. Ionty na povrchu krystalu se vzájemně ovlivňují s ionty v extracelulární tekutině. Kost tedy funguje jako velký iontový výměník. Množství vápníku v kostře novorozence představuje asi 24 g, u dospělého člověka je to kolem 1200 g, což je přibližně 2% celkové tělesné váhy (87, 56).

- 15 -

3.3.1

Stavba kosti

Kost se skládá ze tří typů buněk, osteoblasty, osteocyty a osteoklasty, a z mezibuněčné hmoty (matrix), která má složku anorganickou a organickou. V závislosti na měnících se nárocích se během života neustále přestavuje. Osteoblasty jsou kubické buňky, které produkují organickou složku mezibuněčné hmoty kosti a ovlivňují její následnou mineralizaci. Jakmile je osteoblast obklopen matrix, snižuje se jeho metabolická aktivita a mění se v osteocyt. Osteocyty zajišťují metabolismus a obměnu kostní matrix. Zaniknou-li a nejsou-li nahrazeny novými osteocyty z osteoblastů, je kost resorbována. Naproti tomu osteoklasty zajišťují odbourávání kostní hmoty pomocí proteolytických enzymů. Osteoklastická resorpce kostní hmoty je řízena hormonálně – PTH ji aktivuje, kalcitonin inhibuje. Aktivace osteoklastů je ovlivňována i osteoblasty, čímž je zaručena jednota novotvorby a resorpce kosti v průběhu remodelace. Základem kostní matrix je organická složka tvořena především kolagenem, proteiny a glukosaminoglykany a je syntetizovaná osteoblasty. Na organickou složku je vázána složka anorganická (minerální), která ve spojení s kolagenem zajišťuje výlučné vlastnosti kosti – tvrdost a současně pevnost a pružnost. Anorganická složka je tvořena sloučeninami vápníku a fosforu v podobě krystalků hydroxyapatitu a amorfního fosforečnanu vápenatého, dále uhličitany, citráty, sodíkem, hořčíkem a řadou stopových prvků (20).

Kostní tkáň Kostní tkáň se vyskytuje ve dvou formách: substantia compacta (kost hutná, kortikální) na povrchu kosti a substantia spongiosa (kost houbovitá, trámčitá) uvnitř kosti. Podíl obou složek je různý u kostí různého typu. U dlouhých kostí převažuje kompakta v diafýze. Spongióza vyplňuje epifyzární konce dlouhých kostí a tvoří podstatnou část krátkých kostí, obratlů a kosti pánevní. Kompaktí kost je silná a hutná hmota a má strukturální a opornou funkci. Spongiózní kost má funkci metabolickou, je tvořena síťovitou strukturou, která se skládá z krystalů obsahujících vápník (58). Oba druhy kostí jsou stěžejní pro sílu kosti. Každá z nich ale hospodaří s vápníkem jiným způsobem. Krystaly vápníku ve spongiózní kosti slouží ke zvýšení hladiny vápníku v krvi, pokud je příjem ze stravy nízký. Po obnovení příjmu jsou zásoby opět doplněny. Spongióza je bohatě zásobena cévami a je metabolicky aktivnější, je také citlivější na hormony regulující zásoby vápníku a její obnova je 5 až 8 krát rychlejší než u kosti kompaktní. Úbytek spongiózní kosti začne být významný kolem 20. roku věku u mužů i u žen. Vápník z kompaktní kosti může být také využit, ale mnohem pomaleji. Její úbytek začíná až kolem 40. roku a vlivem hormonů přednostně u žen (18, 69).

- 16 -

3.3.2 Remodelace a přestavba kostí Novotvořená kost má na počátku jen svou základní formu, která je během osifikace a růstu i v dospělosti dále upravována ve vnějším tvaru i ve vnitřní struktuře. Tento dynamický stav přestavby je umožněn trvalým novotvořením a současným odbouráváním kostní tkáně. Podkladem kostní přestavby je neustálá aktivita osteoblastů, které kost tvoří, osteocytů, které udržují její metabolismus, a osteoklastů, které ji odbourávají. Vyváženost těchto dějů je podmíněna řadou regulačních mechanismů na systémové i lokální úrovni. Rychlost kostní obměny je vysoká především u dětí, kde převažuje novotvorba, v dospělosti jsou oba děje vyvážené a během stárnutí převládá odbourávání nad výstavbou (20).

Regulace růstu a přestavby kostí Růst kostí je ovlivňován faktory genetickými, hormonálními, nervovými a nutritivními. Aktivita růstové ploténky je ovlivňována především hormony. Je aktivována růstovým hormonem a tlumena hormony pohlavních žláz. V raném období života stimuluje proliferaci buněk ploténky tyroxin. Parathormon ovlivňuje aktivitu osteoklastů a mobilizuje vápník a fosforečnany, zatímco kalcitonin brzdí resorpci kostní matrix. Přímý vliv na osifikaci má vitamin D, vitamin A ovlivňuje aktivitu osteoblastů i osteoklastů, vitamin C je potřebný k bezchybné tvorbě kolagenu v matrix. Kromě lokálních faktorů ovlivňujících aktivitu růstové ploténky hrají významnou roli faktory mechanické. Tělesná zátěž působí příznivě na fyziologický rozvoj kosti u dětí a dospívajících, přispívá k udržení rovnováhy kostních procesů v dospělosti a brání kostní resorpci u postmenopauzálních žen a ve stáří. Naopak imobilizace podporuje osteoresorpci a snižuje kostní tvorbu (4, 20).

3.3.3 Peek bone mass Proces mineralizace kostí pokračuje i po ukončení růstu kostí. Mezi 18. a 30. rokem věku už kost neroste do délky, ale přibývá kostní hmoty a to zhruba 10% z celkového PBM (peek bone mass, maximální množství kostní hmoty), to představuje retenci 120 g vápníku v tomto období. Dosažení PBM je dáno přibližně z 80% geneticky (15, 46, 48).

- 17 -

Tab. 3: Faktory ovlivňující PBM: Etnika

Lidé afrického původu mají větší kostní denzitu než lidé původem ze severní Evropy. Tento výzkum byl opakovaně potvrzen a ukázalo se, že lepší kostní stav Afro-Američanů v porovnání s bílými je patrný už v dětství a tudíž je zřejmě geneticky podmíněn (12, 31, 54). Studie provedené u Hispánců, Číňanů, Japonců, Korejců a Kaukasianců žijících v USA ukázaly menší riziko zlomeniny kyčle než u lidí původem ze Severní Evropy či Afriky a to dokonce i při nižším příjmu kalcia potravou, protože asiati absorbují vápník dva až třikrát lépe než ostatní rasové skupiny (42, 70).

Zeměpisná

Lidé na severu mají nižší kostní denzitu než lidé na jihu. Pravděpodobnou

šířka

příčinou je nedostatek slunečního záření a s tím spojen deficit vitaminu D (31).

Pohlaví

Muži mají více kostní hmoty než ženy díky pohlavnímu hormonu testosteronu, který příznivě působí na osteoblasty (7). Ženy mají menší schopnost resorbovat vápník z potravy a celkový obsah vápníku v jejich stravě bývá menší (37).

Strava

Dostatek vápníku, vitaminu D, bílkovin a energie pozitivně ovlivňuje kostní hmotu (59).

Fyzická

Při tělesné zátěži nastává vzestup koncentrace vápníku v krvi, to vede ke

aktivita

stimulaci sekrece kalcitoninu, jenž je specifickým inhibitorem osteoklastické činnosti (4). Při přiměřené zátěži klesá navíc i kalciurie (38).

Tělesná

Těžcí lidé mají obecně silnější kosti, pravděpodobně díky celkové větší zátěži

hmotnost

na kostru. Studie potvrzují, že hubené ženy mají nízkou úroveň objemu kostní hmoty v dospělosti i její rychlejší ztrátu po menopauze (38).

Hormony

Parathormon a progesteron se podílejí na resorpci kosti, naproti tomu kalcitonin, estrogeny a androgeny podporují ukládání vápníku do kosti a zabraňují jeho odbourávání (59).

PBM je důležitým faktorem určujícím riziko osteoporózy. Nárůst PBM o 10% snižuje riziko zlomeniny o 50% (6).

- 18 -

3.3.4 Vápník a zuby Zuby se skládají ze tří částí, z kořene, krčku a korunky. Korunka je ta část, která vyčnívá ze zubního lůžka, je pokryta sklovinou, nejtvrdší tkání v těle. Sklovina (email) je tvořena hydroxyapatitem, je velmi odolná, avšak při poškození nemá schopnost regenerace. Většinu zubu tvoří zubovina (dentin), žlutobílá hmota, která obsahuje stejně jako kost a jako sklovina vápník a fosfor ve formě hydroxyapatitu.Uvnitř zubu je dřeňová dutina, ve které je zubní dřeň. Do dřeně ústí kořenovými kanálky cévy a nervy.

Mineralizace zubů začíná již před narozením a je dokončena během prvního roku života. Zubní tkáň je tkání aktivní, je neustále demineralizována a opět remineralizována podle podmínek, které představují především změny pH v dutině ústní. Snižování pH způsobují především bakterie zubního plaku, které rozkládají sacharidy a produkují kyseliny. Reakcí na tuto situaci je uvolnění vápníku a fosforu z enamelu za účelem alkalizovat prostředí dutiny ústní. Demineralizace zubu však nastává až při kritických hodnotách pH, asi 5,5, předchozím krokem je tvorba zubního kazu. Čištění zubů fluoridovou zubní pastou pH zvyšuje a to podporuje remineralizaci zubů. Ochranný účinek na zubní sklovinu mají také sliny, které obsahují více či méně vápníku, přesná koncentrace závisí na příjmu vápníku ve stravě (11, 92).

3.4 Funkce vápníku v organismu 3.4.1 Úloha vápníku v nervové a svalové činnosti Vápník hraje důležitou roli v uvolňování neurotransmiteru z nervových buněk a je nepostradatelnou součástí procesu svalové kontrakce. Nervové a svalové buňky mají společné to, že jsou elektricky inervované a jejich buněčné membrány obsahují iontové kanály propustné pro vápník. Při depolarizaci membrány se tyto kanály otevřou a umožní prostup vápenatých iontů dovnitř buňky (77).

3.4.1.1 Šíření nervového vzruchu Při příchodu akčního potenciálu na synapsi, místa spoje dvou neuronů, dojde k depolarizaci membrány, po které následuje otevření vápníkových kanálů a prostup iontů dovnitř buňky.

- 19 -

Na zvýšení koncentrace intracelulárního vápníku reagují nervové buňky uvolněním neurotransiteru. Mechanismus spočívá ve zmnožení mikrotubulů v buňce, což vede k přilnutí vezikulů na presynaptickou membránu a vyloučení molekul neurotransmiteru ven z buňky do synaptické štěrbiny. Molekuly neurotransmiteru dále putují k postsynyptické membráně druhého neuronu a naváží se na specifické receptory. Pro přenos signálu je zcela nezbytná přítomnost vápníku v mezibuněčném roztoku. Když poklesne extracelulární hladina Ca2+, sníží se membránová permeabilita, a tím i difúze Na+ (43, 77).

3.4.1.2 Kontrakce kosterního svalu Podnětem ke kontrakci je nervový vzruch, který doputuje do nervosvalové ploténky a prudce zvýší propustnost sarkoplazmatického retikula pro Ca2+ ionty. Obsah vápníku v tomto kompartmentu je vysoký a únik Ca2+ do sarkoplazmy zvýší koncentraci v prostoru mezi filamenty řádově z 10-7 na 10-4 mol/l. Vysoká hladina Ca se neudrží dlouho, hned poté, co tento iont vyvolal fyziologický účinek, se Ca vrací zpět vápníkovou pumpou. Ca2+ ionty mají pro svalový stah a relaxaci klíčovou úlohu. Akceptorem vápníku je troponin C, což je bílkovina podobná kalmodulinu, akceptoru vápníku v jiných buňkách. Vazbou Ca se mění konformace celého troponinového komplexu a změní se též vazba troponinu na tropomyosin, tropomyosin jakoby uhnul stranou. Tento neveliký posun vyvolá upoutání aktinu na hlavice S1, ty jsou v klidovém stavu od tenkého filamenta odděleny. Po navázání aktinu na hlavice, dochází ke změně konformace hlavice a mnohonásobnému vzrůstu ATPásové aktivity hlavic. I když posun v jedné molekule směrem ke středu sarkomery je nepatrný, suma děju na velkém počtu sarkomer vyvolá viditelný svalový stah. Relaxace svalu je spojena s odpoutáním iontů Ca2+ z troponinu C a s činností vápníkové pumpy. Následkem je oddělení aktinu a myosinu a relaxace svalu (43).

3.4.1.3 Kontrakce hladkého svalu Ačkoliv má hladký sval jinou anatomickou stavbu než sval kosterní, žádné sarkomery a příčné pruhování, přesto je princip svalové koncentrace podobný – vzájemná reakce filament myosinu a aktinu doprovázená posunem, je však zřetelně pomalejší. Hladký sval má o 30% méně myosinu a více aktinových filament. Podstatný rozdíl je v nepřítomnosti troponinu, už proto iniciace stahu nemůže být stejná. Zvýšení koncentrace Ca iontů se děje transportem

- 20 -

přes sarolemu buď přes specifické receptory, nebo skrze kanály. Přítok Ca je zřejmě regulován inositoltrifosfátem (IP3). Do svalové buňky proniklý Ca se váže na kalmodulin a Ca-kalmodulin aktivuje myosinkinasu, která fosforyluje do účinné podoby. Fosforylace myosinu je podmínkou kontrakce, naopak defosforylace vede k relaxaci hladkého svalu. Nefosforylovaný lehký řetězec potlačuje ATPasu a až po fosforylaci přestane inhibovat, teprve pak interaguje aktin s myosinem a dojde ke kontrakci. Pokles Ca v sarkoplasmě znamená rozpad Ca-kalmodulinu a relaxaci (43).

3.4.1.4 Kontrakce srdečního svalu Stahy myokardu jsou také založeny na základním efektu Ca2+ iontů. Hlavním zdrojem vápníku pro excitaci je tu však extracelulární tekutina. Už kvůli tomu je myokard na nedostatek Ca vysoce citlivý a již za 1 minutu se zastaví systoly. Látkou, která v buňce myokardu vápník akceptuje, je stejně jako u kosterního svalu troponin (43).

3.4.2 Úloha vápníku při trávení Vápník je potřebný pro optimální aktivitu několika extracelulárních trávicích enzymů jako jsou proteázy, fosfolipázy či nukleázy. Po celé délce trávicího traktu jsou vápníkové receptory, které se aktivují vápníkovými ionty obsaženými v potravě a podporují sekreci slin, žaludečních kyselin a hormonů, především gastrinu. (43, 77).

3.4.3 Úloha vápníku při srážení krve Vápník je neodmyslitelnou součástí procesu zástavy krvácení, hemostázy. Hemostáza je fyziologická reakce organismu na cévní poškození a probíhá ve dvou krocích, kde v obou hraje roli vápník. Primární hemostáza spočívá v přilnutí a agregaci krevních destiček v místě poškození a kontrakce příslušného úseku cévy (34). Kontrakce cévní svaloviny se děje na podkladě vytvoření aktomyosinového komplexu za přítomnosti vápníku (viz kap. 3.4.1 Úloha vápníku v nervosvalové kontrakci). Kromě toho vápenaté ionty spolu s kolagenem z porušené cévy podporují i agregaci destiček. Děje se tak nepřímo, přes stimulaci fosfolipasy A2, která zvyšuje syntézu thromboxanu A2 a ten podporuje agregaci krevních destiček (43). Sekundární hemostáza zahrnuje postupnou aktivaci srážecích faktorů v plasmě vedoucí k vytvoření fibrinu, který stabilizuje destičkový agregát a zabraňuje krvácení při rozsáhlejším poškození. Hemokoagulace se tradičně dělí do dvou cest, vnitřní a vnější. Ve vnitřní cestě je vápník zodpovědný za aktivaci srážecího faktoru IX, faktoru X a faktoru VIII, které jsou

- 21 -

meziprodukty kaskády proteolytických reakcí a aktivují další enzymy a faktory. Vápenaté ionty jsou chelátově vázány a zprostředkovávají kontakt a tím i aktivaci koagulačního faktoru VII k fosfolipidové membráně, což je součástí vnější cesty. Vápník je také zodpovědný za výslednou přeměnu protrombinu na trombin vytvořením komplexu s faktorem V, který slouží jako kofaktor této reakce (77). Vyvázáním Ca2+ můžeme velmi účinně zabránit krevnímu srážení. V medicínské praxi, když je třeba získat nesrážlivou krev, se používají rozpustné soli kyseliny ethylendiaminotetraoctové (EDTA), oxalát nebo citrát, a to v podmínkách in vitro, jako antikoagulans do krevních konzerv (43).

4 Metabolismus 4.1 Absorpce Vápník člověk přijímá především potravou, dále pak tekutinami, či suplementy. Množství vápníku, které se absorbuje do těla nezáleží pouze na množství Ca obsaženém v daném zdroji, ale také na přítomnosti potravních kofaktorů, které mohou absorpci vápníku jak podporovat, tak inhibovat. Také v průběhu životních období se vstřebatelnost vápníku mění, v době růstu, těhotenství čí kojení se adaptačně zvyšuje, ve stáří naopak snižuje. Většina vápníku je v potravě navázána v komplexech s dalšími složkami. V této formě je pro střevní buňky nevstřebatelný, proto se v žaludku redukuje na dvojmocnou formu, která jediná je schopna vstřebání. Nejvíce se vstřebává v tenkém střevě, kde je kyselé prostředí, absorpce v tlustém střevě je poněkud horší kvůli alkalickému prostředí, avšak stěžejní pro potraviny rostlinného původu, kdy je vápník vyvazován z komplexů fermentační činností bakterií (3). Existuje přímá úměrnost mezi ukládáním vápníku do kostí a množstvím konzumovaného vápníku potravou v rozmezí 15-500mg. Pokud je příjem pod touto hranicí, rozvíjí se adaptační mechanismy, naopak při vysokých dávkách se akumulace zpomalí (24). Při nízkém příjmu je většina vápníku absorbována aktivním transportem (transcelulárně), pokud je ale dávka vyšší než 2 mmol/l, tento mechanismus se přesytí a zbytek Ca se absorbuje pasivně, zprostředkovanou difuzí. Aktivní transport probíhá převážně v tenkém střevě, vápník zde prochází přes kartáčový lem enterocytů navázaný na bílkovinný přenašeč kalbindin (vitamin D-dependentní kalcium-binding protein) a poté přechází do cirkulace díky

- 22 -

Ca-ATPáze (44). Velikost absorpce aktivním transportem je kontrolována samotným vápníkem cirkulujícím v krvi. Pokud hladina klesne pod 1,1 mmol/l, absorpce se zvyšuje, při hyperkalcémii se naopak vstřebávání snižuje. Vliv na absorpci vápníku má také kalcitriol, který reguluje tvorbu kalbindinu. Ve stáří se tvoří a aktivuje méně vitaminu D, proto je i vstřebatelnost vápníku v tomto období nižší. Pasivní difuze probíhá taktéž v tenkém střevě. Míra absorpce vápníku závisí na fyziologickém a nutričním stavu organismu (66). V Příloze 4 a v Příloze 5 je znázorněna absorpce vápníku v jednotlivých částech zažívacího traktu, především pak v tenkém střevě.

4.2 Exkrece Vápník se vylučuje především ledvinami a trávicím traktem. Malé ztráty jsou také vlasy, kůží a potem. Celkově jde o množství 200 – 300 mg exkretovaného vápníku za den (77).

4.2.1 Exkrece trávicím traktem Určité procento vápníku se resorbuje v tenkém střevě, zbytek je vyloučen fekálně. Resorbovaný se zpět do trávicí soustavy dostává prostřednictvím slin, sekretů pankreatu a žluče. Ve střevě se opět část vstřebá a část vyloučí (77).

4.2.2 Exkrece ledvinami Do ledvin se vápník dostává z krevního řečiště v množství asi 20g/den. Ionizovaný prochází glomerulem do proximálního tubulu spolu s vodou, elektrolyty a nízkomolekulárními látkami (viz Příloha 6). Vápník vázaný na bílkoviny (asi 50%) je zachycen a vrácen zpět do krve. Většina (97%) vápníku, který prošel do tubulů se resorbuje, z toho 85% v proximálním tubulu pasivní difuzí (paracelulárně) a zbylých 15% v distálním tubulu aktivním transportním mechanismem (transcelulárně). Zbylá 3%, která se neresorbovala, zůstávají v moči a exkretují se z těla ven. Denně člověk vyloučí močí 50-250 mg vápníku, přičemž aktuální množství závisí na hormonálním stavu (viz kap.3.2.2 Další kalciotropní hormony), na množství zkonzumovaného vápníku, fosforu, sodíku a proteinech (příliš vysoký příjem těchto živin zvyšuje hodnotu vyloučeného vápníku močí), také na věku (starší lidé mají zvýšenou exkreci vápníku) a pohlaví (muži mají obecně nižší koncentraci vápníku v moči, což je způsobené pravděpodobně vlivem testosteronu (7, 77).

- 23 -

Regulace vápníkové exkrece je mimo jiné i hormonální, je stimulována parathormonem, inhibována kalcitoninem a malý stimulační efekt má také vitamin D. Příjem soli je přímo úměrný exkreci vápníku. Při příjmu doporučené dávky soli 6 g na den, to znamená 2,3 g sodíku, se vyloučí 40 mg vápníku v moči. Vápník a sodík se vzájemně ovlivňují, protože mají stejnou cestu resorpce. Kompenzací může být hormonální působení PTH, či podávání draslíku v suplementech, kde studie prokázaly výrazné snížení vylučovaného vápníku dokonce i při vysokém příjmu soli. Mechanismus není zcela znám, ale předpokládá se, že draslík zvyšuje pH plasmy a snižuje endogenní tvorbu kyselin a tím podporuje vstřebávání vápníku z ledvinových kanálů zpět do krve. Bílkoviny v potravě naopak pozitivně souvisejí s množstvím exkretovaného vápníku močí, podporují totiž uvolňování kalcia z kostí, také jeho absorpci ve střevě a zároveň inhibují resorpci v ledvinách. Předpokládá se, že přítomnost fosforu v potravě může pomoci minimalizovat ztráty vápníku močí související s vysokým příjmem bílkovin. Avšak neadekvátně vysoké hladiny fosfátů v plasmě mají opačný efekt. Kyselost potravy hraje také roli v exkreci. Typická západní strava obsahuje více prekurzorů kyselin než zásad a výsledkem je zvýšená produkce endogenních kyselin a pokles pH v extracelulární tekutině neboli acidóza, která zapříčiňuje zvýšené vylučování Ca močí. Opakem acidózy je alkalóza (22, 54, 56, 67). Tab. 4: Látky, které zvyšují či snižují pH (37, 54) Látky způsobující acidózu

Látky způsobující alkalózu

Minerální látky

S, P a Cl

K, Mg, Na a Ca

Diuretika

Kličková diuretika

Thiazidová diuretika

(furosemid)

(moduretic)

5 Vápník a nemoce 5.1 Vápník a kardiovaskulární onemocnění Už dlouhou dobu panuje spekulace o jistém vztahu mezi tvrdou vodou a onemocněním kardiovaskulárního systému. Lidé v oblastech s tvrdší vodou jsou k tomuto onemocnění méně náchylní. Dnes je tento efekt přisuzován minerálním látkám obsažených v tvrdé vodě, a to především vápníku a hořčíku (14).

- 24 -

Vysoký příjem vápníku má zřejmě blahodárné účinky na lipoproteinový profil, snižuje totiž hladiny LDL a celkového cholesterolu a zároveň zvyšuje hladiny HDL. V Reidových studiích, kde se podával postmenopauzálním ženám vápník v množství 1g na den po dobu jednoho roku, byl zjištěn vzrůst HDL o 7% a poměr HDL ku LDL se zvýšil o 16%, což pravděpodobně snižije riziko KVO o 20-30% (62).

Kromě úpravy lipoproteinových hladin spočívají protektivní účinky také ve vazbě vápníku na mastné a žlučové kyseliny vedoucí v daném okamžiku k příznivému stavu, tukové malabsorpci (77).

Vápník je zodpovědný za udržování srdečních kontrakcí a relaxací ve fyziologické normě, ovlivňuje svalový tonus v cévách a podílí se na regulaci krevního tlaku. Nízké hladiny ionizovaného vápníku v séru a nízký příjem Ca potravou se dává do souvislosti s vysokým krevním tlakem a rizikem hypertenze v mnoha epidemiologických studiích. Při vysokých dávkách se naopak krevní tlak snižuje. Navzdory těmto výzkumům se stále nepodporuje suplementace Ca v terapii hypertenze.Existují i hypotézy domnívající se, že příjem vápníku v těhotenství ovlivňuje krevní tlak potomků. Určitou roli zde hrají i Ca regulující hormony, kalcitriol a PTH (23).

5.2 Vápník a rakovina Rakovina je z 26% ve světě, v ČR dokonce z 27,2% příčinou veškerého úmrtí. Z mnoha studií usuzujeme na přímý vztah mezi vysokým příjmem vápníku a sníženým výskytem kolorektálního karcinomu. Je však možné, že se jedná spíše o protektivní účinek obecně potravin s vysokým obsahem Ca než samotný efekt vápníku.

Předpokládá se, že příjem vápníku nad 1000 mg za den snižuje riziko rakoviny tlustého střeva o 15 až 40% (50, 93). Vápník inhibuje proliferaci buněk střevního epitelu u osob s pozitivní anamnézou kolorektálního karcinomu, snižuje opakovaný výskyt adenomů, což jsou časté prekurzory rakovinových lézí a omezuje vznik adenomatózních polypů v tlustém střevě (45). Neví se přesná dávka Ca k vyvolání těchto efektů, výsledky studií se liší. Např. Wu (2002) zveřejnil 700 mg, Wallance (2004) považuje za ideální množství 1200 mg (83, 93). Efektivitu účinku vysokého příjmu vápníku zvyšuje současný nízký příjem tuku (86).

- 25 -

Receptory citlivé na Ca2+ jsou umístěny v buněčné membráně každé střevní buňky, zdravé i maligní. Funkce receptorů spočívá ve schopnosti vázat Ca2+ z potravy a následný transport iontů do buňky. Zvýšená koncentrace Ca2+ iontů uvnitř buňky ovlivní množství biologických pochodů zahrnujících především zpomalení růstu a promoce zmutovaných intestinálních buněk (41).

Vápník má také antiproliferační efekt díky své schopnosti vázat volné žlučové kyseliny. Volné mastné a žlučové kyseliny v ionizované formě mohou dráždit buňky epitelu tlustého střeva a být tak příčinou nadměrné proliferace buněk vedoucí k incidenci a zahájení procesu karcinogeneze, pokud jsou buňky vystaveny kancerogenům. Každý Ca2+, který se neabsorbuje a projde do tlustého střeva, je schopný tvořit nerozpustná kalciová mýdla s fosfáty, mastnými kyselinami i žlučovými kyselinami, takže snižují jejich koncentraci a tím jejich toxicitu. Právě zde se uplatňují potraviny s velkým obsahem a malou vstřebatelností vápníku. K navázání všech volných mastných a žlučových kyselin a fosfátů je potřeba přijímat 900 mg vápníku na den (55).

Účinky vápníku se dávají také do souvislosti s karcinomem prsu. Studie však prokázaly snížení rizika rakoviny prsu pouze u premenopauzálních žen, u postmenopauzálních tento efekt nenastal. Jako zdroj vápníku v těchto studiích bylo podáváno převážně mléko a mléčné výrobky a není zcela jasné, zda na konečném efektu má větší podíl samotný vápník nebo jiné bioaktivní látky obsažené v mléku (25).

5.3 Vápník a obezita V roce 1988 byl testován vliv zvýšeného příjmu vápníku v potravě na snížení krevního tlaku a jako vedlejší účinek této studie se projevil váhový úbytek v průměru 5 kilogramů u testovaných osob. Na základě tohoto výzkumu vznikla hypotéza účinku vápníku na redukci tukové tkáně. Většina epidemiologických studií prováděných jak na dětské, tak na dospělé populaci protiobezitní účinek vápníku potvrdila (71).

Mechanismus není zcela znám a některé výsledky studií se dokonce rozcházejí, ale vědci se domnívají, že vápník přijímaný v potravě reguluje koncentraci intracelulárního vápníku v adipocytech (tukových buňkách) a vyvolá změny v metabolismu lipidů, urychlí se lipolýza a

- 26 -

zpomalí lipogeneze, což má vliv na zásoby triacylglycerolu a sníží se hladiny neesenciálních mastných kyselin. Některé studie prokázaly zrychlenou oxidaci lipidů pouze při současném energetickém deficitu, to znamená při hladovění, při sportu apod. Vápník zde hraje roli pouze stimulační. Vápník má schopnost vázat mastné a žlučové kyseliny a tím znesnadňuje absorpci tuku v gastrointestinálním traktu a zvyšuje jeho fekální exkreci (29, 94).

V důsledku dosavadního nedostatečného množství studií nebyla zcela prokázána kauzálnost vztahu mezi příjmem vápníku a úbytkem hmotnosti. K objasnění role vápníku v mechanismu hubnutí je nutné provést další odborné studie (77).

6 Zdroje vápníku Vápník je obsažen v mnoha potravinách, avšak ne vždy ve vhodné formě pro využití lidským organismem. Nezávisí pouze na jeho obsahu v daném zdroji, ale také na množství zkonzumované potraviny a na schopnosti vstřebat se v trávicím traktu.

6.1 Živočišné zdroje 6.1.1 Mléko a mléčné výrobky Mléko a mléčné výrobky jsou jedny z nejlepších zdrojů vápníku a to hlavně díky kvantitě jejich konzumovatelnosti. Využitelnost vápníku z těchto zdrojů je přibližně 30 %. Asi dvě třetiny vápníku mléka jsou vázány na kasein a další mléčné proteiny, na fosfor a citrát, zbytek je volný. Nízkotučné mléko, sušené mléko a jogurty si udržují všechen původní vápník obsažený v mléce před technologickou úpravou. V tvrdých sýrech zůstává asi 80 % původního vápníku, máslo obsahuje pouze kolem 18 % původního množství vápníku (77). Mléko obsahuje asi 120 mg Ca/100 g a jogurty průměrně 140 mg Ca/100 g, přičemž ještě závisí na množství tuku v daném výrobku (78). V Tab. 5 je obsah vápníku v různě tučných výrobcích. Vysoká využitelnost vápníku z mléka je zřejmě způsobena absencí faktorů inhibujících vstřebávání a přítomností mnoha složek, které využitelnost zvyšují, např. laktózy, bílkovin a fosfopeptidů (77). V Příloze 7 je nastíněno porovnání vstřebatalnosti vápníku z 1 sklenice mléka a z ostatních zdrojů kalcia.

- 27 -

Tab. 5: Množství vápníku v mléku a mléčných výrobcích s různým obsahem tuku (podle USDA) Mléko/mléčný výrobek

Množství

Ca (mg)

Jogurt bílý nízkotučný

230 g

415

Jogurt ovocný nízkotučný

230 g

384

Jogurt ovocný plnotučný

230 g

355

Mléko nízkotučné

250 ml

302

Mléko polotučné

250 ml

297

Mléko plnotučné

250 ml

291

Smetana

250 ml

285

Pudink

250 ml

153

Zmrzlina

250 ml

85

6.1.2 Sýry Přírodní sýry jsou bohaté zdroje nejen dobře využitelného vápníku, ale také dalších minerálních látek, vitaminů A, B2 a B12 a plnohodnotných bílkovin. Naopak tavené sýry dobrý zdroj vápníku nepředstavují, protože obsahují tavící soli, které váží vápník a tarnsportují ho do střeva a z těla ven. Při výrobě tavených sýrů dochází k vazbě vápníku na fosforečnan nebo citrát. Změna vazby vápníku a jeho výměna za sodíkové ionty je hlavním principem tavení sýrů a bez této změny nelze tavený sýr vyrobit. Navíc se přídavkem tavících solí zvýší obsah fosforu ve výrobku, a tím se posunuje poměr přijatého vápníku a fosforu do oblasti nepříznivé pro tvorbu a obnovu kostí a zubů. Za optimální poměr pro růst kostní tkáně se považuje poměr Ca:P = 1,3:1, při špatné absorpci vápníku 2:1. V tvrdých sýrech je poměr v rozsahu 1,3:1–1,6:1, což je poměr velice příznivý, zatímco v tavených sýrech je poměr velmi nepříznivý 0,4–0,7:1. Dalším negativním vlivem tavených sýrů na vápník je vysoké procento soli, a sodík, jak již bylo výše zmíněno (viz kap.4.2.2 Exkrece ledvinami), způsobuje zvýšené ztráty vápníku močí (13).

- 28 -

Tab. 6: Obsah vápníku (Ca), fosforu (P) a sodíku (Na) v přírodních a tavených sýrech (podle Dostálové, 2005) Typ sýra

Ca (mg/100g)

P (mg/100g)

Na (mg/100g)

Měkký tvaroh

100

200

30

Tučný tvaroh

70

170

30

Tvarůžky

150

270

1900

Hermelín

400

300

1100

Eidam 30 % tvs

900

620

850

Eidam 45 % tvs

750

570

780

Čedar 50 % tvs

750

530

490

Ementál

1010

650

229

Tavený sýr 30 % tvs

490

180 -1200

920

Tavený sýr 70 % tvs

280

700

750

6.1.3 Vejce, ryby a korýši Mezi další živočišné zdroje vápníku patří vejce, ryby a korýši. Slepičí vejce obsahuje 57 mg Ca/100g, z nějž většina se nachází ve žloutku (130mg/100 g). Ryby, které se jí i s kostmi, např. sleď nebo sardinky, slouží jako další zdroje vápníku. Mořské plody patří pro jejich nízkou konzumaci v našich oblastech k méně významným zdrojům (76, 77).

6.2 Rostlinné zdroje 6.2.1 Zelenina a ovoce Obsah vápníku v zelenině velmi záleží na podmínkách pěstování a také využitelnost z různých zdrojů je velice variabilní. Vápník se během tepelné úpravy zeleniny neztrácí, pouze u druhů, které během vaření nasávají vodu, se sníží jeho koncentrace, pokud tedy nejde o vodu tvrdou (77).

Mnoho druhů zeleniny (špenát, mangold, šťovík, rebarbora, červená řepa, celer) je bohatých na vápník, ale obsahují oxaláty, které snižují využitelnost vápníku až na pouhých 5 %. Další složkou snižující absorpci vápníku je kyselina močová, která se vyskytuje ze zeleninových zdrojů ve špenátu, květáku, červené řepě a také v ovoci (fíky, brusinky). Mezi rostlinné zdroje - 29 -

s lepší využitelností vápníku patří zejména brokolice, kapusta, tuřín, hlávkové a čínské zelí, kedlubna, petržel a pravděpodobně některé mořské řasy, jako například řasa nori, známá spíše v japonské kuchyni. Využitelnost z těchto zdrojů je 50–60 % (30, 76, 77).

Tab. 7: Zelenina s vysokým obsahem vápníku (podle Teplana, 1998) Zelenina

mg Ca/100 g

kapusta

138

tuřín

137

čínské zelí

93

špenát

81

hlávkové zelí

56

celer

50

brokolice

47

kedlubna

46

červená řepa

27

květák

22

Velmi dobrým zdrojem vápníku je sušené ovoce, čerstvé ovoce obsahuje vápníku poměrně méně (kromě malin, brusinek a pomeranče) (76). V Tab. 8 je srovnání obsahu vápníku v sušené a čerstvé podobě daného druhu ovoce.

- 30 -

Tab. 8: Obsah vápníku v některých druzích ovoce (podle Teplana, 1998) Ovoce

mg Ca/ 100 g

fíky sušené

190

fíky čerstvé

40

meruňky sušené

82

meruňky čerstvé

16

švestky sušené

71

švestky čerstvé

17

maliny

40

brusinky

36

pomeranč

33

6.2.2 Ořechy a semena Dalším rostlinným zdrojem vápníku jsou ořechy a semena. Absorbováno je zde asi 20 % Vápníku. Skořápkové ovoce obsahuje průměrně 107 mg Ca/100 g. Jsou tedy poměrně bohatým zdrojem vápníku, nejsou však běžně konzumovány ve velkém množství, čímž se jejich význam jako zdroje vápníku poněkud snižuje (60, 69). Tab. 9: Obsah vápníku v ořechách a semenech (podle Vojtaššákové, 2000) Ořechy a semena

mg Ca/100 g

mandle

252

lískové ořechy

181

para ořechy

160

pistácie

130

sezamová semínka

96

lněná semínka

195

slunečnicová semínka

70

- 31 -

Za nejbohatší zdroj vápníku je považován mák. Obsahuje totiž 1357 mg Ca/100 g, což je asi 10x více než v mléku. Mák je ale samozřejmě konzumován méně často a v menším množství než mléko. Musíme však uvažovat i využitelnost vápníku z tohoto zdroje. Ta se nikde neuvádí, ale z vysokého obsahu vlákniny, který je 15,25 g/100 g, je možné usuzovat, že využitelnost bude podobná, nebo i menší než využitelnost ze sezamových a dalších semen, tedy méně než 20 % (60, 82).

6.2.3 Obiloviny Obiloviny samy o sobě neobsahují velké množství vápníku, avšak díky fortifikaci mnoha cereálií představují hodnotný zdroj vápníku z celkového příjmu.

Do 18. století se do mouky přidávala křída a kostní moučka, což jsou výborné zdroje vápníku, i když důvod nebyl nutriční, ale v té době byl vysoce žádoucí bílý chléb. V roce 1758 bylo toto falšování zakázáno.Ve 20.století se začal opět přidávat vápník do mouky, tentokrát ve formě karbonátu a to jako reakce na výživové doporučení Medical Research Council´s Accessory Food Factor Committee (77).

6.2.4 Sója Sojové výrobky jsou obohacené vápníkem a jsou proto výbornými alternativami mléčných výrobků u veganů či makrobiotiků. Například 100 g sojových bobů obsahuje 260 mg vápníku, kelímek(150 g) sojového jogurtu představuje kolem 180 mg vápníku a sojový nápoj (100 ml) 21 g vápníku (76, 77).

6.3 Voda Významným zdrojem vápníku je i tvrdá voda. Voda z vodovodu obsahuje 1–160 mg Ca/ l v závislosti na její tvrdosti. Bylo zjištěno, že v některých oblastech Evropy tvoří voda až 4 % příjmu vápníku (77). Vyhláška MZČR č. 376/2000 Sb., kterou se stanoví požadavky na pitnou vodu, platná od 1.1.2001, udává pro vápník minimální hodnoty 30 mg/l, doporučenou hodnotu pak 100 mg/l. Jedna španělská studie prováděná na Mallorce zjistila, že u dětí žijících v oblastech s pitnou vodou s vyšším obsahem vápníku byl statisticky nižší výskyt zlomenin než u dětí žijících v oblasti zásobované vodou chudší na vápník, při zohlednění obsahu fluoridů ve vodě a socioekonomických podmínek. V Ontariu bylo zjištěno, že rozdíl mezi denním příspěvkem nejtvrdších a nejměkčích pitných vod činil 53 mg/den, což je více

- 32 -

než 10% podíl na celkovém příjmu. Bylo též prokázáno, že vařením v měkké vodě dochází ke značným ztrátám prvků (včetně Ca) z potravin, především ze zeleniny, ale i z masa a obilovin, a to až o 60 %. Naopak vařením v tvrdé vodě se ztráty minimalizují, u vápníku může dojít dokonce i k obohacení vařené potraviny. To vše přispívá k vysvětlení významu „relativně malého příjmu“ z pitné vody (39). Podle meta-analýzy šesti studií je využitelnost vápníku z minerálních vod ekvivalentní využitelnosti vápníku z mléka a mléčných produktů, nebo dokonce mírně vyšší. Absorpce vápníku je zde 28,3 až 47,5 %. Nicméně minerální vody nemohou být s mlékem a mléčnými produkty srovnávány, protože koncentrace vápníku se značně liší a je obecně mnohem nižší (21, 77).

- 33 -

Tab. 10: Množství vápníku v minerálních vodách (podle Grofové, 2007) Minerální voda

Ca [mg/l]

Poděbradka

144

Magnesia

37,7

Mattoni

25,2

Korunní

29,72

Hanácká

185,2

Rudolfův pramen

270,7

Vincentka

229

Šaratice

219

Zaječická hořká

301

6.4 Doplňky Americká studie CSFII (Continuing Survey of Food Intakes by Individuals) zjistila, že jen malé procento amerických občanů přijímá doporučené denní množství vápníku ze stravy. V poslední době se totiž rapidně změnily stravovací návyky lidí, místo mléka se dnes pijí softdrinky, lidé se také častěji stravují v restauracích či fast foodech, kde je celkové množství vápníku nižší, než u jídla připraveného doma. Dalšími přispívajícími faktory je držení redukčních diet, kdy většinou právě mléčné výrobky jsou z jídelníčku vyloučeny jako první. Reakcí na tuto studii bylo rozhodnutí o suplementaci občanů a o povinné fortifikaci některých potravin. FDA (Americký Úřad pro Kontrolu Potravin a Léčiv) schválil přidávání vápníku a vitaminu D nově do cereálií, chlebu a těstovin. Obohacené potraviny jsou vynikajícím zdrojem vápníku pro vegany, laktózově intolerantní a další rizikové skupiny obyvatel (51).

V Evropě je ale fortifikace potravin vápníkem a vitaminem D nepovinná, a tudíž výrobci ignorována (57).

- 34 -

V suplementech se vápník nachází v různých formách, uhličitan vápenatý, dále citrát, fosfát, laktát a glukonát vápenatý. Množství, které se do těla ve skutečnosti vstřebá, je značně velké, největší bylo prokázáno u CaCO3, a to 34%.

Přes všechny tyto superlativní studie, nejlepším a nejkvalitnějším zdrojem je stále vápník z potravin a to hlavně z mléčných výrobků, kde vedle vápníku přijímáme i bílkoviny, vitamíny A, B12, D, riboflavin a niacin a minerální látky Mg, K a P.

Doplňky mohou také vyvolat vedlejší účinky jako konstipaci, také mohou reagovat s léky. Vápník je nejlépe vstřebatelný v jednorázové dávce 500mg a méně (81).

7 Využitelnost vápníku Využitelnost neboli biologická dostupnost vápníku je definována jako množství vápníku z různých zdrojů, které je v těle k dispozici pro fyziologické metabolické funkce. To zahrnuje jak absorpci tak retenci, stejně jako míru utilizace absorbovaného vápníku. Biologickou dostupnost ovlivňuje mnoho faktorů, dietních i fyziologických. Mezi fyziologické faktory patří aktuální hladiny vápníku a vit.D v krvi, věk, těhotenství, kojení, patofyziologický stav. Potravinové zdroje zahrnují nutriety, které inhibují nebo naopak podporují absorpci.

Ideálním prostředím pro vstřebávání vápníku je žaludek a střevo, kde žaludeční šťávy štěpí komplexy na ionizovaný vápník z méně rozpustných látek. Množství látek obsažených v potravinách má však tendenci vázat na sebe vápník velmi silně, jde převážně o oxaláty, fytáty a uronáty, vyskytující se v rostlinných potravinách a snižující vstřebatelnost vápníku ve střevě (77).

7.1 Vláknina, kyselina oxalová, fytová a uronová Potraviny s vysokým obsahem vápníku jsou obvykle zároveň hodnotným zdrojem vlákniny, která absorpci vápníku znesnadňuje. Vláknina totiž urychluje průchod potravy střevem a tím se pravděpodobnost využití vápníku snižuje. Mezi další látky, které využití vápníku snižují, patří kyselina šťavelová, obsažená např. v rebarboře, špenátu, mangoldu, červené řepě, fazolích, vlašských ořechách, otrubách a čokoládě. Kyselina šťavelová vytváří s vápníkem nerozpustné sloučeniny – šťavelany – a tělo jej pak nemůže dostatečně využít. Podobně

- 35 -

působí kyselina fytová, která je hojně obsažena v obilovinách a ořechách a vytváří též nerozpustné komplexy, které jsou pro tělo těžko využitelné. Stejný princip negativního působení na absorpci vápníku má i kyselina uronová, která se kromě masa a masných výrobků vyskytuje i v potravinových zdrojích vápníku jako jsou sardinky, špenát, květák, červená řepa, fíky, hrášek, kakao a čokoláda. Vláknina, oxaláty, fytáty a uronáty nesnižují absorpci vápníku jen dané potraviny, ve které se vyskytují, ale i dalších potravin konzumovaných současně, např. mléka (30, 76, 77). Tab. 10 ukazuje míru absorpce vápníku z různých zdrojů.

Tab. 11: Vstřebatelnost vápníku z různých zdrojů (60) Procento absorbovaného Ca

Potravinový zdroj

květák, řeřicha, čínské zelí, brokolice, hlávkové ≥ 50 %

zelí, růžičková kapusta, tuřín, kedluben, kapusta, bok choy mléko, obohacené sojové mléko, tofu vyrobené

30 %

pomocí kalciové soli, obohacené džusy

20 %

mandle, sezamová semínka, fazole

≤5%

špenát, rebarbora

7.2 Minerální látky: sodík, draslík, fosfor, hořčík Vápník a sodík se vzájemně ovlivňují. Mají stejnou cestu resorpce, proto je příjem soli přímo úměrný exkreci vápníku. Protipólem sodíku je draslík, který naopak podporuje vstřebávání vápníku z ledvinových kanálů zpět do krve. Pravděpodobným mechanismem účinku draslíku je snižování endogenní tvorby kyselin, tím se zvýší pH extracelulárních tekutin, což vede ke zvýšení absorpce a snížení exkrece vápníku. Stejný efekt má i fosfor, ale pouze pokud je v optimálním poměru se samotným vápníkem, tzn. Ca:P = 1,3:1. Neadekvátně vysoké hladiny fosfátů v plasmě však mají opačný efekt. V současné době je příjem fosforu u většiny

- 36 -

obyvatel poměrně vysoký, protože se jeho sloučeniny přidávají do mnoha potravinářských výrobků jako např. tavené sýry, kolové nápoje apod. Hořčík je další minerální látkou, která má podpůrnou roli v absorpci vápníku, takže při nízké hladině hořčíku v plazmě se sníží i hladina vápníku, což vede ke křečím, podrážděnosti a nervozitě (13, 22, 67).

7.3 Vitamin D Sérová koncentrace kalcitriolu, aktivní formy vitaminu D, ve fyziologické normě je pozitivně spojena se vstřebáváním vápníku, má za následek asi 25% z celkové absorpce. S přibývajícím věkem se snižuje senzitivnost receptorů pro vitamin D k cirkulujícímu kalcitriolu a míra vstřebatelnosti Ca ve střevech klesá (84).

I využitelnost vápníku ze suplementů ve formě kalciumkarbonátů je zvýšena v přítomnosti vitaminu D. Rizikovým faktorem deficitu vitaminu D je kromě věku také nedostatečné vystavení UV záření, které hrozí například lidem pracujícím na noční směny či přílišné zahalení oděvem, také závisí na barvě pleti, kdy Afroameričané potřebují až 3krát delší dobu pobytu na slunci k získání stejného množství vitaminu D, než lidé s bílou pletí (66).

7.4 Tuk Efekt je pouze v případě tukové malabsorpce, např. steatorrhoea, kdy nadměrně vylučovaný tuk bere s sebou i vápník, který je navázán na mastné kyseliny (většinou nasycené mastné kyseliny) a tvoří nerozpustná kalciová mýdla, která jsou nevstřebatelná (77).

7.5 Bílkoviny Je mnoho debat okolo bílkovin a jejich efektu na absorpci a celkový stav vápníku v organismu. Většina studií se přiklání k jejich pozitivnímu účinku. Nízký příjem bílkovin se projevuje krátkodobými změnami jako je zvýšená koncentrace parathormonu a kalcitriolu a ty vedou k dlouhodobým změnám ve skeletu a trávicím traktu. Hlavním transportním proteinem pro vápník je albumin, takže v důsledku jeho deficitu se snižuje biologická dostupnost vápníku. Na druhé straně existuje tzv. vápníkový paradox, tento pojem vznikl na základě zjištění vyššího výskytu zlomeniny kyčle ve vyspělých státech, kde je příjem vápníku vyšší než v rozvojových státech. Strava s nadbytkem živočišných bílkovin, přestože současně obsahuje i více vápníku, způsobuje zrychlenou kostní resorpci. Tento paradox se vysvětluje

- 37 -

zvýšenou acidifikací organismu, která nastává při oxidaci aminokyselin s obsahem síry. Pravděpodobnou adekvátní ochranu kostí poskytuje poměr vápník(mg):bílkoviny(g) ≥ 20:1 (35, 65, 77).

7.6 Kofein, kolové nápoje, sycené nápoje, alkohol Kofein má negativní efekt na absorpci vápníku, ale vylučování močí neovlivňuje v nijak velkém rozsahu. Hyperkalciurii působí až více než 4 šálky černé kávy denně. Ale i snížení absorpce je tak malé, že by mohlo být plně vyrovnáno jen asi 1–2 čajovými lžičkami mléka. Nadměrné pití kolových nápojů vede k hypokalcemii a přes sekundární hyperparathyreózu k osteoporóze. Zde má však více než kofein vliv vysoký obsah fosforu (38, 77).

Také alkohol je rizikový faktor osteoporózy, působí toxicky na osteoblasty a odbourává kostní hmotu. V cirhotických játrech nedochází k hydroxylaci vitaminu D a to vede k vápníkové malabsorpci u chronických konzumentů alkoholu, umocněnou ještě toxickým vlivem alkoholu na buňky střevní sliznice. Na druhou stranu umírněná konzumace, což představuje přibližně 10 g alkoholu na den, zřejmě vede k vzrůstu a ochraně kostní hmoty (64, 80, 90).

Voda, a to i voda balená, je jedním z výborných zdrojů vápníku, avšak tento fakt se netýká nápojů sycených oxidem uhličitým. Molekuly CO2 na sebe totiž váží vápenaté ionty a zvyšují tak jejich exkreci močí (2).

7.7 Kouření Kromě přímého toxického působení na kostní buňky, zvyšuje nikotin citlivost k parathormonu, snižuje sekreci kalcitoninu a pro vysoké hladiny CO2 v krvi vzniká v organismu acidóza. To vše vede ke kostní resorpci. Kuřáci trpí často onemocněním žaludku, čímž se snižuje absorpce kalcia z potravy. S kouřením je spojena i zvýšená konzumace kávy a celková defektní výživa s nízkým přívodem vápníku. Nikotin podporuje kalciurii a zvyšuje přeměnu biologicky aktivního vápníku na biogenní, který je nevyužitelný a navíc se ukládá v cévách ve formě solí a tím se stává rizikovým faktorem aterosklerózy (38).

- 38 -

8 Neadekvátní příjem 8.1 Nedostatečný příjem Nedostatečný příjem, snížená absorpce, nadměrné vylučování močí může snížit hladinu celkového vápníku v těle, s potenciálem rozvoje osteoporózy a další následky chronicky nízkého příjmu. V krvi je udržována stálá hladina vápníku, takže pokud nastane negativní bilance mezi příjmem a výdejem, uvolňuje se vápník z kostí (viz Přílohy 8 a 9). Hypokalcémie nastane většinou ne tak kvůli nízkému příjmu, ale spíše kvůli nemoci (postižení ledvin, resekce části žaludku) či léčbě (diuretika) (68).

Typickými příznaky nedostatku vápníku jsou křehké a bolestivé kosti a klouby po každé fyzické námaze, kazivost zubů a zvýšená dráždivost svalů, při které dochází ke křečím až tetanii. Nejběžnější jsou svalové křeče v lýtkách a chodidlech. Ve spojení s nedostatkem vitamínu D může u dětí vzniknout rachitida, onemocnění charakterizované nedostatečným ukládáním sloučenin vápníku a fosforu v kostech (26, 32).

8.1.1 Osteomalacie Osteomalacie je kostní onemocnění způsobené špatnou mineralizací kostí. Během růstu kosti vede vadná mineralizace růstových chrupavek ke klinickému obrazu rachitidy. Po uzavření růstových chrupavek dochází k osteomalacii. Rachitida je vlastně osteomalacie objevující se u dětí. Příčinou osteomalacie je nedostatek vitaminu D, což vede ke snížení hladin vápníku v krvi. Hypokalcémie je podnětem pro hyperplazii příštítných tělísek a zvýšenou syntézu PTH. Zvýšená hladina cirkulujícího PTH ovlivňuje vzestup sérové hladiny kalcia svým účinkem na kost, ale zvyšuje také clearance fosfátu ledvinami, což vede k hypofosfatémii. Klesne-li koncentrace fosfátu v extracelulární tekutině pod kritickou hodnotu, dochází k poruše mineralizace. Klinický obraz osteomalacie je výsledkem kostních deformit, tendence k zlomeninám, výrazné svalové slabosti a poruchy růstu. U vitamin D defektních osteomalacií se mohou vyvinout i tetanické křeče. U dětí dominují psychické změny, zvýšená dráždivost a hluboká svalová slabost (7, 38).

Zjednodušené schéma průběhu osteomalacie: Nedostatek vitamínu D → hypokalcémie → PTH → kalcémie , ale ↓ fosfatémie

- 39 -

8.1.2 Osteoporóza Osteoporóza je systémové kostní onemocnění, charakterizované nízkou kostní denzitou a zhoršením mikroarchitektury kostní tkáně s následným zvýšením fragility. Jde o multifaktoriální onemocnění, závisející mimo jiné i na nutričních faktorech, z kterých je nejdůležitější právě vápník (7, 38, 40). Tab. 12: Faktory způsobující osteoporózu (7, 38, 40) Faktory pacientem

Faktory pacientem částečně Faktory pacientem

neovlivnitelné

ovlivnitelné

ovlivnitelné

Pohlaví

Předčasná menopauza

Pohyb

Genetické

Sekundární amenorrhea

Strava

Rasové

Primární hypogonádismus

Geografické Klimatické

8.2

Ohrožené skupiny z nedostatku vápníku

8.2.1 Ženy v klimaktériu Menopausa znamená snížení hladin pohlavních hormonů, což je příčinou úbytku kostní hmoty. Prvních 5 let po nástupu klimaktéria je úbytek kostní hmoty o 3 - 5 % za rok, později, po 65. roce věku je to kolem 1 % za rok. Hormonální terapie estrogenem a progesteronem za současného přijímání dostatečně vysokých dávek vápníku zpomalují kostní resorpci a pomáhají tak v prevenci osteoporózy a zlomenin. Estrogen pozitivně ovlivňuje vápník přijímaný v potravě i podávaný v suplementech zvyšováním jeho absorpce ve střevě (10).

8.2.2 Ženy s amenorrheou Amenorrhea je označení pro vynechání menstruačního krvácení v období pohlavní zralosti a plodnosti. Pokud se nedostaví v pubertě do 18 let, jde o primární amenorrheu a její příčinou je porucha endokrinního systému, tedy porucha hormonální. Sekundární amenorrhea se vztahuje

- 40 -

na případy, kdy žena měla dříve pravidelnou menstruaci, ta se však nedostaví po dobu tří a více cyklů za sebou. Pravděpodobné příčiny sekundární amenorey zahrnují poruchy příjmu potravy, podváhu, nízké procento tělesného tuku, nepřirozeně rychlé hubnutí, nadměrné cvičení, stres. Tyto faktory vedou ke snížení hladin estrogenu, což negativně ovlivní i hladinu vápníku v organismu. Studie srovnávaly zdravé ženy s fyziologicky normálním menstruačním cyklem s amenoreickými ženami s anorexií nervosou a zjistily snížení absorpce vápníku ve střevě a zároveň vyšší ztráty močí u anorektiček, což souvisí s celkově nižší kostní hmotou u téže skupiny (73, 52).

8.2.3 Laktózově intolerantní Podstatou laktózové intolerance je nedostatek laktázy, enzymu nutného k trávení disacharidu laktózy. Klinicky se projevuje křečovitou bolestí břicha, průjmem a plynatostí po požití kravského mléka. Stupeň deficitu laktázy je individuální a určuje závažnost postižení. Při lehkém postižení může jedinec určité množství mléčných výrobků tolerovat. Některé etnické skupiny jsou postiženy podstatně více, např. u černochů se intolerance laktózy vyskytuje až v 80% (75). Laktózová maldigesce může být rizikem deficitu kalcia, a to ne kvůli neschopnosti absorpce, ale kvůli vyhýbání se mléčným výrobkům (73). Řešením je například pití mléka pouze k jídlu, což redukuje symptomy intolerance, také výběr vhodných mléčných výrobků s nižším obsahem laktózy, sýry čedarového typu, kysané mléčné výrobky, jogurty s živou kulturou či mléko bez laktózy. Výše zmíněné výrobky obsahují méně laktózy, neboť je v nich již rozložena působením bakterií mléčného kvašení. Tyto bakterie obsahují navíc enzymy, které napomáhají trávení laktózy v organismu (36).

Laktózově intolerantní jedinci by měli kompenzovat příjem vápníku jinými zdroji než mlékem a mléčnými výrobky nebo přijímat vápník v potravinových doplňcích (61).

8.2.4 Vegetariáni Je rozdíl mezi vegetariánem a veganem. Vegetariáni konzumující vejce a mléčné výrobky mají stejný příjem kalcia jako omnivoři. Absorpce však může být snížena kvůli vyšší konzumaci rostlinné stravy obsahující oxaláty a fytáty, látky snižující vstřebatelnost vápníku. Avšak na druhou stranu jejich strava obsahuje méně živočišných bílkovin a tudíž redukuje exkreci kalcia (47, 68, 73).

- 41 -

Vegani jsou ohroženou skupinou kvůli nepřijímání mléčných výrobků. Proto je u veganů důležité zahrnout do každodenní stravy dostatečné množství různých jiných zdrojů vápníku než mléko a mléčné výrobky anebo užívat doplňky stravy (30).

8.3 Nadměrný příjem Nejen nedostatek, ale i nadbytek kalcia vede k postižení zdraví. Dle WHO je stanovený horní limit na 3g/den. Suplementace vápníkem v množství 1000mg/den ve spojení se západním stylem stravování zvyšuje hladiny vylučovaného Ca v moči asi o 60mg. Rizikem je tvorba močových kamenů. Hyperkalcémie může také nastat důsledkem nadměrného příjmu vitaminu D v suplementech. Pokud je zvýšený příjem Ca potravou, jeho koncentrace v moči roste velmi pomalu a riziko ledvinových kamenů z hyperkalciurie je zanedbatelné. Ca přijímané potravou má dokonce protektivní účinky na ledviny, protože váže oxaláty, snižuje jejich koncentraci v moči a tím zamezuje tvorbě oxalátových kamenů. Kromě močových kamenů můžou zvýšené koncentrace vápníku v krvi vést k jeho ukládání do měkkých tkání jako jsou srdce nebo ledviny. Nadměrný příjem vápníku zhoršuje absorpci zinku, hořčíku, fosforu a železa a omezuje metabolismus vitaminu K. Velmi vysoké hladiny vápníku v krvi mohou vést k selhání srdce nebo plic. Askorbát a citrát vápenatý jsou bezpečné, netoxické formy přírodních zdrojů i potravních doplňků. Vápník ve formě CaCO3 je toxický, pokud je přijímán v dávce nad 2500mg/den z potravinových doplňků, jeho vysoký výskyt je i v ústřicích. Tato toxicita je způsobena spíše zásaditostí než samotným vápníkem v důsledku vysrážením vápenatých solí v ledvinové tkáni (milk-alkali syndrom). Hyperkalcémie z diety či suplementů je však velmi vzácná. Nejčastější příčinou je nádor a to zvláště v pokročilém stavu (8, 9, 68, 72). Hyperkalcémie je graficky znázorněna v Příloze 10.

9 Výživové doporučené dávky Doporučené dávky vápníku pro rozvinuté státy na podkladě nových studií stále stoupají, avšak skutečný příjem je poněkud nižší a poměr mezi doporučovaným a aktuálním příjmem se zvětšuje. Potřeba vápníku se mění v závislosti na kultuře, složení stravy, genetických předpokladech, životním stylu a geografických podmínkách. Proto byla vytvořena jednotlivá doporučení samostatně pro Evropskou Unii, Austrálii, Kanadu a USA, Velkou Británii, a

- 42 -

která nejsou aplikovatelná pro státy s jinou stravovací kulturou, jiným životním stylem a jiným životním prostředím (63).

9.1

Monitorování příjmu vápníku v ČR

Přívod vápníku je zjišťován od roku 1996. Podrobné informace o monitoringu jsou uvedeny v publikacích Státního zdravotního ústavu v Praze, popisujících dietní expozici člověka v ČR. Hodnota průměrného doporučeného denního příjmu se liší podle pohlaví, věku, ale i země. Vyhláška MZ ČR č. 293/1997 O způsobu výpočtu a uvádění výživové hodnoty potravin uvádí v příloze č. 1 doporučenou denní dávku 800 mg vápníku / osobu / den (74).

9.2

Jednotlivé skupiny obyvatel a výživové doporučené dávky

Vápník je esenciální prvek, lidské tělo ho neumí vyrábět samo a je tedy závislé na přísunu z potravy. V kritických období jako je růst, těhotenství či laktace, se projevuje adaptační mechanismus podporující kostní mineralizaci. Tato adaptace zahrnuje zvýšenou absorpci vápníku z potravy a sníženou exkreci močí. V období mezi narozením a dospělostí se celkové množství vápníku v těle výrazně změní, kdy z 20-30 g vzroste na 1200g (1, 28).

Doporučený denní příjem vápníku v jednotlivých věkových kategoriích podle posledního návrhu výživových doporučených dávek pro ČR (VDD) je uveden v tab. 13. V tab. 14 jsou uvedena doporučení pro příjem vápníku ve Velké Británii, Spojených státech amerických a Evropské unii.

- 43 -

Tab. 13: Návrh výživových doporučených dávek pro obyvatele ČR (podle Blattné, 2005) věková kategorie

vápník [mg]

kojenci

67

batolata

62

děti 3–6 let

900

děti 7–10 let

1000

děti 11–14 let

1100

dospívající 15–18 let

1200

dospělí 19–59 let

1000

dospělí 60 a více let

1000

těhotné a kojící ženy

1500–2000

Tab. 14: Výživová doporučení vápníku (mg/den) pro Velkou Británii, USA a EU (podle Geisslera, 2005 a WHO, 2004) Pohlaví

věk

UK (RNI*)

USA (AI**)

EU (PRI***)

Chlapci i dívky

0–6 měsíců

525

210

–

7–12 měsíců

525

270

400

1–3 roky

350

500

400

4–6 let

450

800

450

7–10 let

550

1300

550

Chlapci

11–18 let

1000

1300

1000

Dívky

11–18 let

800

1300

800

Muži

19–65 let

700

1000

700

Ženy

19–50 let

700

1000

700

Muži

>65 let

700

1200

700

Ženy

postmenopausální 700

1200

700

gravidní

800

1300

800

kojící

1250

1300

1200

* Reference nutrient intake. ** Adequate intake. *** Population reference intake. - 44 -

9.2.1 Prenatální období 80% vápníku, který je v kostech novorozence, se uloží do kostního matrix ve třetím trimestru těhotenství. Ukládání Ca je v tomto období větší než v kterémkoli vývojovém období po narození, jde o množství 240 mg/den. Adekvátní mineralizace kostí dítěte závisí především na koncentraci Ca2+iontů v plazmě matky, která pokud nemá dostatečný příjem vápníku potravou, odbourává ho z vlastních kostí a zubů (63).

9.2.2 Děti První dva roky života se ukládá do kostí kolem 100 mg vápníku za den, když započítáme 10mg ztráty močí, denní potřeba absorbovaného vápníku by měla dosahovat 120 mg k docílení fyziologického růstu dítěte. Některé studie prokázaly, že vstřebatelnost vápníku z mateřského mléka je dvakrát větší než z mléka kravského. Tento fakt je však zohledňován pouze ve výživových doporučení pro obyvatele Austrálie, kde pro kojené děti je doporučeno 300 mg Ca/den, pro děti na umělé výživě 500 mg Ca/den. V České republice je doporučena jednotná dávka pro všechny děti. (5, 63).

Mezi 3. a 4. rokem života se ukládání Ca do kostí mírně redukuje, BMD (bone mineral density) vzroste za rok o 1%. Obě pohlaví rostou v průměru 5,5 cm/rok. Strava chudá na vápník souvisí s proteino-energetickou malnutricí, zapříčiňující pomalý růst, nízkou hmotnost a pozdní nástup puberty. V dnešní době však děti v rozvinutých státech dospívají dříve, rostou rychleji a dosahují celkově vyššího vzrůstu než jejich rodiče. To se přičítá kvalitnější výživě v porovnání s minulostí. Tato kvalitní strava zahrnuje i větší obsah Ca, přestože sám vápník výše zmíněný efekt nevyvolává, má však význam v prevenci osteoporózy již v tomto věku (33, 48).

9.2.3 Dospívání Celkový příjem vápníku v pubertě je největší v porovnání s ostatními věkovými kategoriemi, i když v přepočtu na kg tělesné hmotnosti je nižší než v dětství. V období mezi 10. a 17.rokem nastává markantní nárůst kostní hmoty a to o 4%/rok. Denně se uloží 300–400 mg vápníku do kosti. Doporučený příjem v tomto období je 1040 mg/den a v době růstového spurtu až 1300 mg. Růstový spurt je rychlejší u děvčat, ale trvá déle u chlapců. Děvčata ve věku od 12 do 15 let rostou 12cm/ rok a pak se růst zastaví. Chlapci rostou až do 17 let a to 5-10cm/ rok. Ve věku 8-17 let vyroste v průměru jedinec o 19%, přírůstek celkového vápníku v těle je o

- 45 -

132 %. Také střevní absorpce vápníku je díky hormonálním změnám v daném období vyšší (48, 63).

9.2.4 Dospělí Pro dospělého jedince je denní potřeba vápníku 520 mg. Pokud bereme v potaz 200-300mg ztráty močí, stolicí a potem, optimální příjem vápníku se pohybuje v rozmezí 700 mg/den (VDD pro EU) a 1000 mg/den (VDD pro ČR) (5, 63).

9.2.5 Ženy po menopauze Menopauza je rizikovým faktorem pro vznik osteoporózy. Denní ztráty vápníku močí se zvýší nad 300 mg, což se projeví jako negativní kalciová bilance, která je kompatibilní s kostními ztrátami. Adaptační mechanismy v tomto období neprobíhají. Logicky se doporučuje zvýšený příjem vápníku (63).

9.2.6 Staří lidé V období stárnutí se projevuje tendence nižší vstřebatelnosti vápníku a zvýšené kostní resorpce, což vede k častým osteoporotickým zlomeninám. Také ztráty vápníku močí jsou vyšší. Ani v tomto období již adaptační mechanismy neprobíhají (63).

9.2.7 Těhotné K přenosu vápníku placentární cestou je potřeba adekvátních hladin kalcitriolu, to znamená dostatečné množství vitaminu D v těle matky. Také příjem samotného vápníku by měl být v těhotenství notně zvýšen. Dalšími faktory, které ovlivňují přísun vápníku pro dítě, jsou kouření a fyzická aktivita matky. Suplementace, pokud je adekvátní, neohrozí dítě, dokonce se jeví jako prospěšná u matek s nedostatečným potravinovým příjmem (5, 77).

9.2.8 Kojící Mateřské mléko obsahuje 36mg vápníku/100ml mléka. Kojící žena vyprodukuje asi 750 ml mléka za den, což představuje 280 mg vápníku. Tyto ztráty jsou kompenzovány nižší exkrecí vápníku v době kojení a vlivem hormonu prolaktinu, který podporuje tvorbu kalcitriolu, je zvýšena absorpce Ca ve střevě a to až na dvojnásobné množství (5).

- 46 -

10 PRAKTICKÁ ČÁST 10.1 Cíl práce Cílem této práce je zjistit a zhodnotit výživové zvyklosti, konkrétně příjem vápníku u vybraného vzorku populace. Jako cílovou skupinu jsem zvolila gravidní ženy, tedy kategorii, u které je doporučován vyšší příjem vápníku než pro ostatní skupiny obyvatel.

10.2 Vyšetřované osoby Soubor tvoří 3 gravidní ženy, ve 2. a 3. trimestru. Dvě z nich patří do ohrožené skupiny, co se týče příjmu vápníku, příčinou je veganství a laktózová intolerance. V Tab. 12 jsou zaznamenané základní údaje respondentek, tzn. osobní a nutriční anamnéza a antropometrie.

- 47 -

Tab. 13: Kazuistiky

HELENA, N.

VERONIKA,

PAVLA, H.

A. Věk

22 let

24 let

32 let

Těhotenství

první

první

druhé

Předchozí těhotenství

-

-

před 3 roky

Trimestr

třetí

druhý

třetí

Výška

164 cm

172cm

166 cm

Hmotnost dříve

72 kg

58 kg

68 kg

Hmotnost nyní

91 kg

65 kg

82

BMI dříve

26,7

19,6

24,6

BMI nyní

33,9

22,0

29,8

Alkohol dříve

příležitostně

NE

příležitostně

Alkohol nyní

NE

NE

NE

Kouření dříve

10 cigaret/den

NE

NE

Kouření nyní

1-2 cigaret/den

NE

NE

Alergie/Intolerance

NE

NE

Laktózová intolerance**

Alternativní stravování

NE

veganka

NE

Doplňky stravy

NE

NE*

ANO***

* Neužívá doplňky, ale snaží se konzumovat potraviny obohacené vápníkem

** Dietu striktně nedodržuje, po požití většího množství mléka pociťuje druhý den bolestivé nadýmání, ve výjimečném případě průjem. Před požitím mléčného výrobku užívá trávicí enzymy od firmy VITALAND, poté se žádné následky nedostavují.

*** 2 krát denně užívá tablety ProFitness Calcium and Magnesium od firmy VITALAND. 1 tableta = 300 mg vápníku

- 48 -

10.3 Metodika 10.3.1 Dotazník Ke zjištění osobních údajů a výživových zvyklostí byl použit dotazník uvedený v Příloze 11. a 24-hodinový recall, kam respondentky zapisovaly, co snědly a vypily v průběhu celého dne po dobu 1 týdne, včetně víkendu. V Příloze 12. je ukázka jednoho dne.

10.3.2 Analýza dat Ke zpracování a analýze dat byl použit program Microsoft Excel. Ke zhodnocení 24hodinového recallu byl použit nutriční software NutriDan.

10.4 Výsledky

Graf 1: Příjem vápníku gravidní ženy Helena N. Ca [mg/den]

1881,34

2000

1677,96

1800 1381,94

1600 1400 1200

1253,4

1407,6 1390,38 1196,12

934,32

1000 800 600 400 200 0 1. den 2. den 3. den 4. den 5. den 6. den 7. den průměr

- 49 -

Ca [mg/den]

Graf 2: Příjem vápníku gravidní veganky Veronika A.

2000 1800 1600 1143,42

1400 1029,6

1200

922,1

998,54 985,9

974,21

820,56

1000

1013

800 600 400 200 0 1. den 2. den 3. den 4. den 5. den 6. den 7. den průměr

Graf 3: Příjem vápníku gravidní laktózově intolerantní Pavla H. Ca [mg/den] 2000 1800 1600 1400 1200 600

1000 800

600

600

600 600

600

600

600

600 400 200

535,59 563,42

698,02 600,56 612,78 787,67 535,74 619,11

0 1. den 2. den 3. den 4. den 5. den 6. den 7. den průměr

vápník z potravy

- 50 -

vápník ze suplement

10.5 Diskuze Podle Výživových doporučení pro obyvatelstvo ČR by měl příjem vápníku u těhotných představovat 1500 mg/ den, v porovnání s Doporučeními v USA (1300 mg Ca/ den), UK (800 mg Ca/ den) a EU (800 mg Ca/ den) je to dávka poněkud vysoká a tudíž těžko dosažitelná. Z grafů jasně vyplývá, že VDD pro ČR nesplnila ani jedna respondentka. Nejblíže se k této hodnotě dostala Helena, N., která neměla žádná dietní omezení a tudíž konzumovala všechny potraviny. Tento vyšší příjem oproti zbývajícím dvěma však pravděpodobně souvisí s celkově kvantitativně větším příjmem potravy. Vyšetřovaná č.2, veganka, přestože na svůj jídelníček velice dbá, dosáhla nejnižších hodnot přijatého vápníku. Třetí respondentka trpí laktózovou intolerancí a její celkové stravovací návyky nejsou, co se týká příjmu vápníku, příznivé. Tento handicap kompenzuje užíváním suplement v množství 600mg Ca/ den, čímž dosahuje téměř optimálních hladin doporučeného množství.

Ukládání vápníku do kostí dítěte se děje převážně ve třetím trimestru a závisí především na koncentraci Ca2+iontů v plazmě matky, která pokud nemá dostatečný příjem vápníku potravou či ze suplement, odbourává ho z vlastních kostí a zubů. Při velmi nízkém příjmu vápníku v období gravidity, což se netýká ani jedné z vyšetřených respondentek, není ohroženo ani tak zdraví kostí a zubů dítěte, jako samotné matky.

- 51 -

11 Závěr Vápník je v lidském těle nenahraditelný, je důležitý pro vitální funkce a zdraví celého organismu. Vedle skeletární funkce hraje vápník roli v mnoha dalších specializovaných funkcích v těle. Sekrece neurotransmiterů, zažívání a krevní srážení. Strukturální roli má i mimo kostru, například v buněčných organelách a membránách.

Vápník hraje roli i v etiologii chronických onemocnění. Zvýšený příjem vápníku evidentně slouží jako prevence kolorektálního karcinomu. Také je vysoká pravděpodobnost, že protektivně působí i na karcinom prsu, ale zde je zatím nedostatek provedených studií. Vápník má vliv na snižování krevního tlaku a lipidů v krvi a tím redukuje riziko kardiovaskulárních chorob. Předpokládá se také, že má vápník vliv na snižování obezity v populaci, v tomto ohledu se však opět musí provést ještě více studií.

Význam vápníku je obrovský a jeho příjem by měl být, hlavně u ohrožených skupin obyvatel, jak z pohledu příjmu, tak využitelnosti, přísně sledován.

- 52 -

Použitá literatura: 1. ABRAMS, S. A. Calcium turnover and nutrition through the life cycle. Proceedings of the Nutrition Society, 2001, roč. 60, s. 283 – 289. 2. ADAMS, M. The health effect of drinking soda, leden, 2008. [cit. 2. května, 2008]. Dostupné na World Wide Web: http://www.naturalnews.com 3. BASU, T. K. – DOLALDSON, D. Intestinal absorption in health and disease: micronutrients. Best Practice and Research. Clinical Gastroenterology, 2003, roč. 17, s. 957 – 979. 4. BLAHOŠ, J. Osteoporóza. Praha: Galén, 1995. 172 s. 5. BLATTNÁ, J. aj. Výživa na začátku 21. století. Praha : Společnost pro výživu, 2005, 79 s. 6. BONJOUR, J. P. aj. Nutritional aspects of bone growth. Nutritional Aspects of Bone Health, Cambridge: The Royal Society of Chemistry, 2003, s. 111 – 127. 7. BROULÍK, P. Osteoporóza. Osteoporóza, osteomalacie,osteodystrofie, Praha: Maxdorf Jessenius, 1999, s. 48 - 128. 8. BURNETT, C. H. aj. Hypercalcaemia without hypercalciuria or hypophosphatemia, calcinosis and renal insufficiency. A syndrome following prolonged intake of milk and alkali. New England Journal of Medicine, 1949, roč. 240, s. 787–794. 9. CURHAN, G. C. aj. A prospective study of dietary calcium and other nutrients and the risk of symptomatic kidney stones. New England Journal of Medicine, 1993, roč. 328, s. 833–838. 10. DANIELS, C. E. Estrogen therapy for osteoporosis prevention in postmenopausal women. Pharmacy Update-NIH, roč.Březen/Duben, 2001. 11. DAWES, C. What is the critical pH and why does a tooth dissolve in acid? Journal of the Canadian Dental Association, 2003, roč. 69, s. 722–724. 12. DeSIMONE, D. P. aj. Influence of body habitus and race on bone mineral density of the midradius, hip, and spine in aging women. Journal of Bone and Mineral Research, roč. 5, 1989, s. 827–830. 13. DOSTÁLOVÁ, J. – ČURDA, L. Význam tavených sýrů ve výživě, FZV, duben 2005. [cit. 4. května, 2008]. Dostupné na World Wide Web: http://www.fzv.cz

- 53 -

14. FERRÁNDIZ, J. aj. Spatial analysis of the ralationship between mortality from cardiovascular and cerebrovascular disease and drinking water hardness. Environmental Health Perspectives, 2004, roč. 112, s. 1037 – 1044. 15. FERRARI, S. Genetics, nutrition and bone health. Nutrition and Bone Health, Totowa: Humana Press, 2004, s. 19 – 41. 16. FOLKIN, M. – SHEER, B. T. Clinical zoology. New York, London: Academic Press, 1972, roč. 7, 105 s. 17. GEISSLER, C. – POWERS, H. Human Nutrition, eleventh edition. Oxford: Elsevier, 2005. 743 s. 18. GEUSENS, P. Osteoporosis in clinical practise: a practical guide for diagnosis and treatment. London: Springer, 1998, 182 s. 19. GREENWOOD, N. N. - EARNSHAW, A. Chemie prvků. Sv. 1. Informatorium, 1993, 793 s. 20. GRIM, M. aj. Obecná anatomie a pohybový systém. Základy anatomie, Praha: Galén, 2001, s. 20 – 29. 21. GROFOVÁ, Z. Minerální vody. Nutriční podpora, Praha: Grada, 2007, s. 161-164. 22. HARRINGTON, M. – CASHMAN, K. High salt intake appears to increase bone resorption in postmenopausal women but high potassium intake ameliorates this adverse effect. Nutrition Reviews, 2003, roč. 61, s. 179 – 183. 23. HATTON, D. C. aj. Gastrointestinal calcium supplementation and blood pressure in the offspring. American Journal of Hypertension, 2003, roč. 16, s. 801 – 805. 24. HEANEY, R. P. Excess dietary protein may not adversely affect bone. Journal of Nutrition, 1998, roč. 128, č. 6, s. 1054 – 1057. 25. HOLMES, M. D. aj. Dietary factors and the survival of women with breast carcinoma. Cancer, 1999, roč. 86, s. 826 – 35. 26. HOPFENZITZOVÁ, P. Minerální látky: udržují tělo fit. 1. vyd. Praha: Ikar, 1999, 88 s. 27. Human Nutrition Research. Bone and calcium metabolism. [cit. 12. dubna, 2008]. Dostupné na World Wide Web: http://www.mrc-hnr.cam.ac.uk 28. ILICH, J. Z. – KERSTETTER J. E., Nutrition in bone health revised: a story beyond calcium. Journal of the American College of Notrition, 2000, roč. 19, s. 715 – 37. 29. JACOBSEN, R. aj. Effect of short-term high dietary calcium intake on 24-h energy expenditure, fat oxidation and fecal fat excretion. International Journal of Obesity and Related Metabolic Disorders, 2005, roč. 29, s. 292 – 301. - 54 -

30. JANELLE, K. C. - BARR, S. I. Nutrient intakes and eating behavior scores of vegetarian and non-vegetarian women. American Journal of Dietetic Association, 1995, roč. 95, s. 180-86. 31. JOHNELL, A. aj. The apparent incidence of hip fracture in Europe: a study of national register sources. Osteoporosis International, roč. 2, 1992, s. 298–302. 32. JORDÁN, V. - HEMZALOVÁ, M. Antioxidanty zázračné zbraně: vitamíny – aminokyseliny – stopové prvky – minerály a jejich využití pro zdravý život. 1. vyd., Brno: Jota, 2001, 160 s. 33. KARLSBERG, J. Secular trends in pubertal development. Hormone Research, 2002, roč. 57, č. 2, s. 19 – 30. 34. KAŇKOVÁ, K. aj. Patologická fyziologie pro bakalářské studijní programy. 1. vyd. Brno: MU, 2003, 161 s. 35. KERSTETTER, J. E. aj. The impact of dietary protein on calcium absorption and kinetic measures of bone turnover in women. Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism, 2005, roč. 90, č. 1, s. 26 – 31. 36. KLEINWÄCHTEROVÁ, H. – BRÁZDOVÁ, Z. Výživový stav člověka a způsoby jeho zjišťování. Brno: DVZP, 2001. 102 s. 37. KOHOUT, P. – PAVLÍČKOVÁ, J. Dieta bohatá vápníkem. Osteoporóza, , Česlice: Pavla Momčilová, 1995, s. 25-32. 38. KOCIÁN, J. Osteoporóza a osteomalacie. Praha: Triton, 1997. 207 s. 39. KOŽÍŠEK, F. Zdravotní význam „tvrdosti“ pitné vody, SZÚ, únor 2003. [cit. 6. května, 2008]. Dostupné na World Wide Web: http://www.szu.cz 40. KVASNIČKOVÁ, A. Esenciální minerální prvky ve výživě, Praha: ÚZPI, 1998, s. 1525. 41. LAMPRECHT, S. A – LIPKIN, M. Chemoprevention of colon cancer by calcium, vitamin D and folate: molecular mechanism. Nature Reviews. Cancer, 2003, roč. 3, s. 601 – 614. 42. LAUDERDALE, D. aj. Hip fracture incidence among elderly Asian-American populations. American Journal of Epidemiology, roč. 146, 1997, s. 502–509. 43. LEDVINA, M. – STOKLASOVÁ, A. – CERMAN, J. Biochemie pro studující medicíny II. díl, Praha: Karolinum, 2004, 549 s. 44. LFMU. Kalcium. Metabolismus, poruchy homeostázy. [cit. 13. dubna, 2008]. Dostupné na World Wide Web: http://www.med.muni.cz/patfyz

- 55 -

45. LIPKIN, M. – NEWMARK, H. L. Effect of added dietary calcium on colonic epithelial-cell proliferation in subjects at high risk for familiar colonic cancer. New England Journal og Medicine, 1985, roč. 313, s. 1381- 1384. 46. LÖFMAN, O. – LARSSON, L. – TOSS, G. Bone mineral density in diagnosis of osteoporosis: reference population, definition of peek bone mass and measured site determine prevalence. Journal of Clinical Densitometry, roč. 3, 2000, s. 177 – 186. 47. MARSH, A. G. aj. Cortical bone density of adult lacto-ovo-vegetarian and omnivorous women. American Journal of Dietetic Association, 1980, roč. 76, s. 14851. 48. MATKOVIC, V. aj. Nutrition and bone health in children and adolescents. Nutrition and Bone health, Totowa: Humana Press, 2004, s. 173 – 195. 49. McCARTHY, J. – KUMAR, R. Divalent Cation Metabolism: Calcium [cit. 26. dubna, 2008]. Dostupné na World Wide Web: http://www.kidneyatlas.org/book1 50. McCULLOUGH, M. L. aj. Calcium, vitamin D, dairy products, and risk of colorectal cancer in the Cancer Prevention Study II Nutrition Cohort. Cancer Causes and control, 2003, roč. 14, s. 1- 12. 51. MILLER, G. D. aj. The importance of meeting calcium needs with foods. American Journal of Nutrition, roč. 202, 2001, 168 s. 52. National Institutes of Health. Dietary Supplement Fact Sheet: Calcium. [cit. 23. března, 2008]. Dostupné na World Wide Web: http://www.ods.od.nih.gov 53. NELSON, D.A. aj. Ethnic differences in regional bone density, hip axis length, and lifestyle variables among healthy black and white men. Journal of Bone and Mineral Research, roč. 10, 1995, s. 82–787. 54. NEW, S. A. Nutrition Society Medal Lecture. The role of the skeleton in acid-base homeostasis. Proceeding of the Nutrition Society, 2002, roč. 51, s. 151 – 164. 55. NEWMARK H. L. – WARGOVICH, M. J. – BRUCE, W. R. Colon cancer and dietary fat, phosphate and calcium. Journal of the National Cancer Institute, 1984, roč. 72, s. 1323 – 1325.

56. NORDIN B. E. C – NEED A. G. – STEURER, T. Nutrition, osteoporosis and aging. Annals of the New York Academy of science, 1998, s. 336 – 351. 57. NUTRA. FSANZ invites comments on new ingredient proposals. . [cit. 17. ledna, 2008]. Dostupné na World Wide Web: www.nutraingredients.com

- 56 -

58. PETROVICKÝ, P. aj. Pohybové ústrojí. Anatomie s topografií a klinickými aplikacemi, 1.svazek, Banská Bystrica: Osveta, 2001, s. 64-71. 59. PHILLIPS, F. Diet and bone health. Nutrition Bulletin, 2004, roč. 29, s. 99 – 110. 60. POSLUŠNÁ, K. Rizikové faktory osteoporózy, Brno: LFMU, 2007, 33 s. 61. PRIBILA, B. A. aj. Improved lactose digestion and intolerance among AfricanAmerican adolescent girls fed a dairy-rich diet. American Journal of Dietetic Association, 2000, roč.100, s. 524-528. 62. REID, I. R. aj. Effects of calcium supplementation on serum lipid concentration in normal older women. American Journal of Medicine, roč. 112, s. 343 – 347. 63. Report of a Joint WHO/FAO Expert Consultation. Vitamin and mineral requirements in human nutrition, Geneva: WHO, 2004, s. 59 – 85. 64. SAMPSON, H. W. Alcohol, osteoporosis and bone regulating hormones. Alcoholism, Clinical and Experimental Research, 1997, roč. 21, s. 400 – 403. 65. SARAZIN, M. aj. Influence on bone metabolism of dietary trace elements, protein, fat, carbohydrates, and vitamins. Joint Bone Spine, 2000, č. 67, s. 408 – 418. 66. SCOPACASA, F. aj. Relation between calcium absorption and serum calcitriol in normal men. European Journal of Clinical Nutrition, 2004, roč. 58, s. 264 – 269. 67. SELLMEYER D. E. – SCHLOETTER, M. – SEBASTIAN, A. Potassium citrate prevents increased urine calcium excretion and bone resorption inducted by a high sodium chloride diet. Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism, 2002, roč. 87, s. 2008 – 2012. 68. SHILS, M. E. Modern Nutrition in Health and Disease. 9th ed. Baltimore: Williams & Wilkins, 1999. 69. SIENKIEWICZ, S. F. – NOSS, W. E. Nutrition concepts and controversies, ninth edition. Belmont: Thomson Wadsworth, 2003. 579 s. 70. SILVERMAN, S. L. – MADISON, R. E. Decreased incidence of hip fracture in Hispanics, Asians, and blacks: California hospital discharge data. American Journal of Public Health, roč. 78, 1988,1482–1483. 71. SKINNER, J. D. aj. Longitudinal calcium intake is negatively related to children´s body fat indexes. Journal of American Dietetic Association, 2003, roč. 103, s. 1626 – 1631. 72. SOMER, E. Minerals. The Essential Guide to Vitamins and Minerals, New York: Harper Perennial, 1995, s. 89 - 94.

- 57 -

73. Standing Committee on the Scientific Evaluation of Dietary Reference Intakes, Food and Nutrition Board, Institute of Medicine. Dietary Reference Intakes for Calcium, Phosphorus, Magnesium, Vitamin D and Fluoride. Washington DC: The National Academies Press, 1997. 74. SZÚ. Vápník. [cit. 12. dubna, 2008]. Dostupné na World Wide Web: http://www.chpr.szu.cz 75. TAYLOR, S. T.. Food Allergy: adverse reactions to food, food additives, Food Toxicology, USA: BlackwellScience, 2003, s. 475 - 486). 76. TEPLAN, V. Praktická nefrologie, Praha: Grada, 1998. 77. THEOBALD, H. E. Dietary calcium and health. Nutrition Bulletin, 2005, č. 30, s. 237 – 277. 78. TLÁSKAL, P. Mléko ve zdravé výživě člověka od narození do dospělosti. Výživa a potraviny, 2005, roč. 60, č. 4, s. 52 – 54. 79. TOUŽÍN, J. Kovy alkalických zemin. Stručný přehled chemie prvků, Brno: MU, 2001, s. 39 – 42. 80. TURNER, R. T. Skeletal response to alcohol. Alkoholism, Clinical and Experimental Research, 2000, roč. 24, s. 1693 – 1701. 81. USDA. Calcium content of selected food, USDA National Nutrient Database for Standard Reference, Release 18. [cit. 2. května, 2008]. Dostupné na World Wide Web: http://www.nutrition.gov 82. VOJTAŠŠÁKOVÁ, A. aj. Tuky, olejniny, oleje a orechy. Bratislava: Výskumný ústav potravinárský, 2000, 203 s. 83. WALLACE, K. aj. Effect of calcium supplementation on the risk of large bowel polyps. Journal of the National Cancer Institute, 2004, roč. 96, s. 921 – 925. 84. WALTERS, J. R. F. The role of the intestine in bone homeostasis. European Journal of Gastroenterology and Hepatology, 2003, roč. 15, s. 845 – 849. 85. WEAVER, C. M. – PROULX, W. R. – HEANEY, R. P. Choices for achieving adequate dietary calcium with a vegetarian diet. Journal of Clinical Nutrition, 1999; roč. 70, s. 543-548. 86. WEINGARTEN, M. A. aj. Dietary calcium supplementation for preventing colorectal cancer and adenomatous polyps. Cochrane Database of Systematic Reviews 2004, 2004.

- 58 -

87. WHITNEY, E. N. - ROLFES S. R. Water and the Major Minerals. Understanding Nutrition. Seventh Edition, St. Paul, MN: West Publishing Company, 1996, s. 448454. 88. WILHELM, Z. aj. Stručný přehled fyziologie člověka pro bakalářské studijní programy. Brno: MU, 2003, 79 s. 89. WILKINS, P. – WILKINS, R. Calcium. Inorganic Chemistry in Biology, Oxford: Oxford Higher Education, 2005, 88 s. 90. WILLIAMS, F. M. aj. The effect of moderate alcohol consumption on bone mineral density. Annals of the Rheumatic Diseases, 2005, roč. 64, s. 309 – 310. 91. WIKIPEDIE. Vapnik. [cit. 17. ledna, 2008]. Dostupné na World Wide Web: http://cs.wikipedia.org/wiki/Vapnik 92. WIKIPEDIE. Zub. [cit. 6. května, 2008]. Dostupné na World Wide Web: http://cs.wikipedia.org/wiki/Zub 93. WU, K. aj. Calcium intake and risk of colon cancer in women and men. Journal of the National Cancer Institute, 2002, roč. 94, s. 437 – 446. 94. ZEMEL, M. B. aj. Calcium and dairy acceleration of weight and loss during energy restriction in obese adults. Obesity Research, 2004, roč. 12, s. 582 – 590.

- 59 -

Přílohy Příloha 1: Rozložení vápníku v těle (49)

Příloha 2: Schéma distribuce a toku kalcia uvnitř buňky (49)

- 60 -

Příloha 3: Pohyb vápníku mezi jednotlivými kompartmenty (49)

Příloha 4: Absorpce vápníku v trávicím traktu (49)

- 61 -

Příloha 5: Absorpce vápníku střevním lumen (49)

- 62 -

Příloha 6: Průchod vápníku ledvinami (49)

- 63 -

Příloha 7: Porovnání 250 ml mléka s ostatními zdroji kalcia (85)

Příloha 8: Hypokalcémie (49)

- 64 -

Příloha 9: Nízký příjem vápníku (27)

Příloha 10: Hyperkalcémie (49)

- 65 -

Příloha 11: Dotazník I.

OSOBNÍ ANAMNÉZA

Jméno (můžete jen iniciály):………………………….. Věk:…………. Těhotenství (kolikáté):……….

Předchozí těhotenství (před kolika lety?)…………..

Trimestr (v kterém jste měsíci):………

II.

ANTROPOMETRIE

Aktuální hmotnost (kg):…………. Hmotnost před těhotenstvím (kg):…………. Výška (cm): …………

III.

VÝŽIVOVÁ ANAMNÉZA

Alkohol před těhotnstvím:

□ Ano (jak často)…………… □ Ano, příležitostně (jak často)…………… □ Ne

□ Ano (jak často)…………. □ Ano, příležitostně (jak často)…………… □ Ne Kouření před těhotenstvím: □ Ano (počet cigaret/den)…………… □ Ano, příležitostně (jak často)…………… □ Ne Kouření nyní: □ Ano (počet cigaret/den)…………… □ Ano, příležitostně (jak často)…………… □ Ne Alkohol nyní:

Alergie/nesnášenlivost některé potrviny:………………………………………….

- 66 -

Alternativní stravování:……………………… Užíváte nějaké doplňky stravy s obsahem vápníku?

□ Ano (které)…………………. (jak často)……………..

□ Ne

- 67 -

IV.a) JÍDELNÍ REŽIM A PITNÝ REŽIM

Den Pondělí

Jídlo - druh, množství ( mg, ml, šálky, lžičky,…) Snídaně Svačina Oběd Svačina Večeře Večeře II.

Úterý

Snídaně Svačina Oběd Svačina Večeře Večeře II.

Středa

Snídaně Svačina Oběd Svačina Večeře Večeře II.

Čtvrtek Snídaně Svačina Oběd Svačina

- 68 -

Večeře Večeře II. Pátek

Snídaně Svačina Oběd Svačina Večeře Večeře II.

Sobota

Snídaně Svačina Oběd Svačina Večeře Večeře II.

Neděle

Snídaně Svačina Oběd Svačina Večeře Večeře II.

- 69 -

Příloha 12: Ukázka 1 dne 24-hodinového recallu každé respondentky HELENA, N. Snídaně: chléb (1 krajíc) tvarohovo-vajíčková pomazánka (30g) káva s mlékem a cukrem Svačina: pomeranč (2 ks) čokoládová tyčinka Snickers Oběd: smažený sýr (2 ks) opékané brambory káva s mlékem a cukrem špenátová mřížka (100 g) Svačina: toasty se šunkou a sýrem (2 ks) Večeře: nudle s mákem mléko (1 sklenice) Večeře II: arašídy (100g) Jogurt Yoplait bílý (150g)

VERONIKA, A. Snídaně: sojový jogurt (125 ml) cornflakes a musli s mandlemi a malinami(20g) Svačina: rohlík cornspitz (60g) margarín (10g) 2 mandarinky (120g) Oběd: rýže (80g) tempeh (83g) rajče (60g), zelená paprika (40g) Svačina: musli-tyčinka (35g) Večeře: rýže (40g) Seitan (120g) okurka (70g), rajče (60g), paprika (40g) hořčice(10g) Večeře II: sušené fíky (60g)

- 70 -

PAVLA, H. Snídaně: vánočka (4 ks) máslo Flora (40g) marmeláda (40 g) kakao – kakaový prášek (2 lžičky), sojový nápoj (200ml) Svačina: 2 jablka (160 g) Oběd: špenát, brambory, hovězí maso Svačina: čokoládový cornspitz Večeře: čočková polévka s noky (250 ml)

- 71 -