Mineral
Calcio (Ca)
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE DURANGO
“CAMPUS ZACATECAS”
Q.F.B. CHAVIRA GARAVITO OMAR
Definición y Generalidades
El
calcio se almacena en los huesos, de modo que constituye el mineral mas abundan
te en el cuerpo. Alrededor de98% de calcio en adultos se halla en el esqueleto
y los dientes, donde esa combinado con fosfato.
En
los líquidos del cuerpo, se hallan principalmente como catión extracelular. La
concentración plasmática de este ion libre o no fijado es de 4.5 – 5.5
meq/litro. Desempeña importantes funciones en la coagulación sanguínea, la
liberación de neurotransmisores, el mantenimiento del tono muscular y la
excitabilidad de tejidos nerviosos y musculares.
Los
dos principales reguladores de la concentración plasmática de calcio son las
hormonas paratiroidea (HPT) y el calcitriol que es la forma de la vitamina D
que actúa como hormona.
Los
niveles plasmáticos bajos de calcio promueve la liberación de mas hormona
paratiroidea, el cual estimula los osteoclastos del tejió óseo para liberar
calcio de la sales minerales que forman la matriz de los hueso[1].
Estructura Química
El
elemento calcio fue descubierto en el año de 1808 por Sir Heleumphry Davy (GB).
Calcio proviene del l., calx, cal. Pertenece
a los metales alcalinotérreos los cuales son un poco electroposistivos, tiene
propiedades químicas semejantes y adquiere una estabilidad electrónica
semejante a su gas noble que le precede (Criptón). El calcio se localiza en el grupo 2A
y en el periodo 4 con una masa
atómica de 40.08 y un número atómico de 20. Su estructura esta determinada por
la configuración electrónica (fig. 1) la cual determina su configuración
electrónica de valencia en 4s2 (número de oxidación +2) y con una
electronegatividad de 1, (pauling) densidad de 1.55 g/cm3, radio atómico (pm)
197, radio iónico (pm) 106, radio covalente 174 (pm),
1.ª Energía de ionización 589,8 kJ/mol,
Entalpía de vaporización 153,6 kJ/mol,
El calcio lo podemos encontrar en forma
de carbonato de calcio (CaCO3) en la piedra caliza, calcita, greda y mármol. En
el yeso como sulfato de calcio (CaSO4).2H2O) y el a fluorita como fluoruro de
Calcio (CaF2)
Este
elemento se encuentra en el cuerpo humano con una más de 1.6 g presentes en una
muestra de 100g.[2] Los
isotopos juegan un papel importante dentro de la estructura atómica del
elemento, el calcio tiene los siguientes isotopos:
- 46Ca
estable con 26 neutrones
- 44Ca
estable con 24 neutrones
- 43Ca
estable con 23 neutrones
- 42Ca
estable con 22 neutrones
- 40Ca
estable con 20 neutrones
El
isotopo 40 siendo el más estable dado ala abundancia dentro de la naturaleza
con un 96.9%
Fig. 1
Absorción
El
calcio es absorbido particularmente en el duodeno y la parte proximal de
yeyuno. Más o menos del 99¨% del calcio ingerido se absorbe por completo en dos
horas. La velocidad de absorción de la mucosa aumenta en presencia de sales
biliares y pH alcalino. Sin embargo, cierta acidez gástrica también parece ser
necesaria para la absorción intestinal de iones calcio, pues en los estados de
anacidez, el duodeno y el yeyuno lo absorben en menor cantidad. La ingestión de
lactosa y proteína favorece, asimismo, su absorción por el intestino proximal.
Por
otra parte, las sales del calcio se precipitan, en un medio neutro o alcalino,
en presencia de ácidos grasos, oxalatos, benzoatos y fitatos, absorbidos los
iones de calcio por el duodeno, entran directamente en el plasma. El nivel de
calcio plasmático se mantiene bastante constante en función de muchos factores;
los más importantes de ellos son parathormona, calcitonina y la
tirocalcitonina.fig 2 La vitamina D es
necesaria para la absorción adecuada de calcio en el intestino delgado. Una vez
absorbido, los iones de calcio entran en el plasma y se depositan rápidamente en el hueso. La
fosfatasa alcalina, las vitaminas C y D, un nivel bajo de citrato, la
calcitonina y la tirocalcitonina son los principales factores responsables del
depósito de de calcio en los huesos.
En
el tracto gastrointestinal, la
parathormona acelera la velocidad de absorción de los iones de calcio; además
disminuye la excreción de dichos iones por le tejido mamario y su transporte
del plasma a la leche.[3]
La
calcitonina es secretada también por las glándulas paratioroides, pero en
respuesta a una elevación del nivel de calcio en el suero (hipercalcemia). La
glándula tiroides produce una sustancia similar, denominada tirocalcitonina que
se libera en el estado de hipercalcemia
Figura
2
Metabolismo
Los
iones calcio ayudan a regular el metabolismo en la célula por que participan en
el sistema de calmodulina[4].
Cuando penetra calcio en la célula (con frecuencia por acción hormonal) y se une a la proteína calmodulina, el
complejo resultante de proteína y de calcio puede regular la actividad de
varias enzimas, incluidas las que descomponen el glucógeno en muchas unidades de
fosfato 1 de glucosa fig. 3
- 1 Se libera el calcio++
del retículo endoplásmico en respuesta a hormonas o neurotransmisores
- 2 El incremento de la
concentración intracelular de calcio++ favorece la formación de un
complejo calmodulina-Ca++
- 3 El complejo
calmodulina-Ca++ es un componente esencial de muchas enzimas, que dependen
de Ca++ como la cinasa de fosforilasa
b
Excreción
Cuando
el cuerpo dispone del calcio suficiente, el excedente puede almacenarse en
depósitos acuiformes llamados trabeculas en los extremos de los huesos. Estos
almacenamientos lábiles se utilizan cuando el calcio es necesitado por los
tejidos o la sangre. El calcio es excretado principalmente por las heces, se
elimina el calcio dietético no absorbido; una fracción proveniente de los tubos
digestivos. La excreción urinaria de lacio solo es afectada ligeramente por el
nivel de calcio dietético. Se pierde por sudoración cantidades pequeñas. Todo
este proceso de excreción interviene dos hormonas que se mencionan a continuación[5].
La
parathormona es una hormona que secreta las glándulas para tiroideas,
estimuladas por una concentración baja de calcio en suero. Su acción se
verifica fundamental mente a nivel de
huesos, riñones, tracto gastrointestinal y glándulas mamarias. Los
riñones responden a la parathormona con el aumento de resorción tubular de
iones de calcio y la excreción de iones fosfato.
La
excreción renal de iones de calcio es regulada por el régimen alimentario el
equilibrio acido-base, las glándulas paratiroides y tiroideas, las gónadas, las suprarrenales y
la hipófisis. En condiciones normales, algunas personas excretan mas calcio con
la orina que otras y requieren necesariamente una mayor ingestión, y a la
inversa, quienes eliminan muy poco calcio con la orina necesitan menos cantidad
en la comida. La parathormona aumenta la resorción de iones calcio e inhibe los
iones fosfato en los tubos renales. En estados de hiperfunción paratiroidea,
empero, la excesiva producción de
parathormona se asocia a menudo con hipercalsuria, debido a la mayor
movilización de iones de calcio en los huesos. Los andrógenos, estrógenos y
hormonas sexuales suprarrenales también incrementan la resorción tubular de
iones calcio y favorece la mineralización ósea. La hormona adrenocorticotrofica
de la anterohipofisis, los glucocorticoides y los preparados sintéticos de
cortisona, así como también las acidosis metabólicas y respiratorias actúan en
la excreción tubular de iones calcio.
Estabilidad
El
sistema endocrino contribuye a mantener la homeostasis del calcio, implica la
interacción de las acciones de dos hormonas polipeptidicas, la (CT), hormona
esteroidea, 1,25-dihidroxicolecalciferol (calcitriol). La biosíntesis y el
excreción de los polipeptidos hormonales están reguladas por un mecanismo de
retroalimentación negativa en el que interviene el Ca++ del liquido
extracelular. La biosíntesis del calcitriol a partir del principal metabolito
circulante de la vitamina D el 25-hidroxicolecalciferol (calcidiol) tiene lugar
en el riñón y esta regulada por las hormonas paratiroidea y la calcitonina y
las concentraciones de calcio y fosforo del líquido extracelular otras hormonas, como la insulina, cortisol,
la hormona del crecimiento, la tiroxina, la adrenalina, los estrógenos y la testosterona,
así como varios factores del crecimiento y algunos componentes aun no
identificados, junto con ciertos fenómenos físicos también desempeñan papeles
en la modificación y regulación de las respuestas orgánicas a la hormona
paratiroidea, la calcitonina y el calcitriol. Por otro lado el calcio en la
forma ligada, la mayor parte del calcio se encuentra unido con la albumina, y
en pequeñas proporción, fijado a las globulinas. El complejo de calcio estable,
unido a las proteínas, no pasa a través de las membranas celulares, mientras
que el calcio ionizable las atraviesa fácilmente por difusión.
Preservación
Por
lo general, el intestino delgado evita la absorción excesiva de calcio. Si es
nivel del control se altera, la concentración sanguínea de calcio puede
aumentar y originar calcificación de los riñones y otros órganos,
irritabilidad, cefalea, insuficiencia renal, cálculos en el riñón en algunas
personas, cáncer de próstata y disminución de la absorción de
otros minerales.
El
calcio en los alimentos y las dosis usuales de suplementos de calcio no suelen
implicar una amenaza para la salud por que se encuentra en cantidades
moderadas. Diversos informes indican que la toxicidad del calcio solo ocurre en
individuos que utilizan una cantidad excesiva de suplementos de este elemento.
El nivel superior para el calcio es de 2500 mg/día, basado en el riesgo de
formación de cálculos renales. Los altos consumos de calcio también infieren en
la absorción de otros cationes divalentes como hierro, zinc y magnesio[6].
Factores obstaculizadores
El fosfato de cálcico disuelto próximo a su punto
de saturación en la fase acuosa, la elevación de la temperatura conduce a su
insolubilización progresiva. Las consecuencias del calentamiento están en
función de su intensidad, así cuando la elevación de temperatura es moderada y
no sobrepasa los 55.60 Cº
A temperaturas mas altas, por ejemplo a 85
Cº, casi todo el fosfato cálcico que
se ha depositado se vuelve a disolver
tras 48 horas 5Cº
Los productos de la reacción de Maillard
interfieren con el metabolismo del calcio y produce modificaciones en la
excreción del calcio. [7]
El calcio dentro del tratamiento de minerales y
reguladores del crecimiento tiene aplicaciones en productos recolectados. La
inmersión en cloruro de calcio puede reducir los síntomas del hueso amargo o
pequeñas lesiones de oscurecimiento que pueda aparecer en manzanas, así como la
escaldadura. Se ha comprobado un incremento en la firmeza de manzana,
melocotones, arandanos y fresas y un retraso en la maduración y producción del
aguacate, mango, manzana, pera, melocotón, fresa y patata, cuando se les
infiltra o sumerge en calcio tanto enteras o troceadas. Las razones de estes
efectos varian desde una mejora de los desordenes producidos por una deficiencia
de calcio, el efecto del calcio sobre la pared celular que la hace mas
resistentes a la pudrición. Y con una textura más firme
.
Requerimientos
La
ingestión adecuada de calcio para adultos varía de1000 a 1200 mg/día. En
adolecentes entres los 9 y 18 años de edad se estableció la ingestión adecuada más
alta a 1300 mg/día, a fin de contribuir a la formación de una masa ósea mayor.
La ingestión adecuada en adultos se basa en la cantidad de calcio que se
requiere todos los días para compensar las pérdidas de calcio por orina, las
heces fecales y otras vías. La ingestión adecuada en personas jóvenes incluyen
una cantidad adicional que permita incrementar la masa ósea durante el
crecimiento y el desarrollo.[8]
El valor diario de calcio que se registra en etiquetas de alimentos y
suplementos es de 1000 mg
Fuentes alimentaria.
En
la tabla 1 se muestran algunos de los
alimentos más importantes los cuales son
ricos calcio[9]
|
Alimento
|
Cantidad
|
Ca mg
|
Alimento
|
Cantidad
|
Ca mg
|
|
Queso parmesano
|
60 g
|
780
|
Leche 1%
|
1 taza
|
300
|
|
Queso romano
|
60g
|
605
|
Espinaca
|
1 taza
|
250
|
|
Queso suizo
|
60g
|
545
|
Salmon
|
90g
|
210
|
|
Yogur simple
|
1 taza
|
450
|
Sardinas
|
60g
|
170
|
|
Jugo de naranja
|
1 taza
|
350
|
Budín de chocolate
|
½ taza
|
160
|
|
Queso cheddar
|
45g
|
305
|
Tofú
|
½ taza
|
140
|
Signos de deficiencia.
Una
de las enfermedades mas comunes por la deficiencia de calcio en el organismo es
la osteoporosis, hipocalcemia, hipercalcemia, osteopenia.[10]
Tetania
- Tetania
Estado
del cuerpo caracterizado por contracciones súbitas de los músculos falta de
relajación de los mismos; suele deberse aun metabolismo anormal del
calcio.
- Hipocalcemia
Calcio
sanguíneo bajo, que suele ser el resultado de la liberación o acción inadecuada
de la hormona paratiroidea.
- Hipercalcemia.
Se
define como la concentración sérica de calcio superior a 10.5mg/dl, una ves
corregida la calcemia de acuerdo con la concentración sérica de albumina. El
origen es debido a los flujos de calcio en un sentido opuesto al que propicia
la hipocalcemia.
- Osteoporosis
Determina
la perdida de masa ósea, destacan por su incidencia la menopausia y el
envejecimiento; de ahí la forma mas frecuente de osteoporosis involutiva, con s
sus dos modalidades, pos menopáusica y la senil.
Bibliografía
1.-Dr. Arthur C Guyton
Tratado de fisiología Medica Septnima edición 1989 Ed. Interamericana Mc
Graw-Hill
2.-Chang Química decima
edición Ed. Mc
Graw-Hill 2010.
3.-Food
and nutrition board Institute of Medicina Whasington DC stading Commitee on the
Scientific Evaluation of dietary Deference intakes National Academy 2000
4.-F Javier Laso
introducción a la medicina clínica Ed. Measo 2005
5.- Gordon M Wardlaww
Jeffery Robert A. Disilvestro Fuentes alimentarias prespectivas en nutrición
Sexta edición Ed. Mc Graw-hill
6.- Howard
A. Schneder Carl E. Anderson David B. corusin
Nutritional of medical practice
edition 2002
7.- Krause Metabolismo
Nutrición y Dieto Terapia decima edición Ed. Mc Graw-hill
8.- Stanley Mikal
homeostasis en el hombre buenos aires argentina
9.- Tortora Tratado de
fisiología y anatomía 9 edición Ed.
10. M. Shafiur Rahman -Manual
de Conservación de los alimentos edición 2003 Ed. ACRIBIA.
[1] .- Tortora Tratado de fisiología y
anatomía 9 edición Ed. QFB Omar Chavira
[2] Chang Química decima edición Ed. Mc Graw-Hill 2010. QFB Omar
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[3]
.-Dr. Arthur C Guyton Tratado de
fisiología Medica Septnima edición 1989 Ed. Interamericana Mc Graw-Hill . QFB Omar
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[4] Krause Metabolismo Nutrición y Dieto
Terapia decima edición Ed. Mc Graw-hill QFB Omar Chavira
[6] Howard A. Schneder Carl E. Anderson David B. corusin Nutritional of medical practice edition 2002
[7]
10. M. Shafiur Rahman -Manual de
Conservación de los alimentos edición 2003 Ed. ACRIBIA. QFB Omar Chavira
[8] Food and nutrition board Institute of Medicina
Whasington DC stading Commitee on the Scientific Evaluation of dietary
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[9] .- Gordon M Wardlaww Jeffery
Robert A. Disilvestro Fuentes alimentarias prespectivas en nutrición Sexta
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