الكالسيوم في علم الأحياء

تساهم أيونات الكالسيوم (Ca2+) في الفيسيولوجيا والكيمياء الحيوية الخاصة بالكائنات والخلية، وتلعب دورا مهما في مسارات توصيل الإشارة،[1][2] أين تتصرف كرسول ثانٍ، في تحرير النواقل العصبية من العصبونات، في انقباض جميع أنواع الخلايا العضلية، وفي التخصيب. تحتاج العديد من الإنزيمات لأيونات الكالسيوم كعامل مرافق، بما في ذلك العديد من عوامل تجلط الدم. الكالسيوم خارج الخلوي مهم كذلك في الحفاظ على فرق الجهد على طول الأغشية الخلوية المستثارة، وكذلك للتكوين الصحيح للعظام.

مستويات الكالسيوم في البلازما لدى الثدييات منظمة بإحكام،[1][2] مع كون العظام موقعا كبيرا لتخزين المعدن. تُحرر أيونات الكالسيوم Ca2+ من العظام إلى مجرى الدم تحت ظروف متحكم فيها. يُنقل الكالسيوم عبر مجرى الدم كأيونات مذابة أو مرتبطة ببروتيناتٍ مثل ألبيومين المصل. يُنظِّم الهرمون الدريقي الذي تفرزه غدة جارة الدرقية تشرب الـCa2+ من العظام، إعادة الامتصاص في الكلى إلى مجرى الدم، ويزيد من تنشيط فيتامين دي3 إلى كالسيتريول. يعزز الكالسيتريول -وهو الهيئة النشطة من فيتامين دي3- امتصاص الكالسيوم من الأمعاء والعظام. يؤثر الكالسيتونين المفرز بواسطة الخلايا المجاورة للجريب الخاصة بالغدة الدرقية على مستويات الكالسيوم عبر معاكسة عمل الهرمون الدُريقِي، رغم أن أهميته الفيسيولوجية لدى البشر مشكوك فيها.

يُخزَّن الكالسيوم داخل الخلوي في العضيات مع تحرير متكرر ثم يُعاد تجميع الـCa2+ استجابة لأحداث خلوية محددة، من مواقع تخزين الكالسيوم: الميتوكندريات والشبكة الإندوبلازمية.[3]

التراكيز الخاصة للكالسيوم في الكائنات النموذجية هي: الإشريكية القولونية 3 ميلي مول (مرتبط)، 100 نانو مول (حر). في الخميرة المتبرعمة 2 ميلي مول (مرتبط). في خلية ثديية 10-100 نانو مول (حر) وفي بلازما الدم 2 ميلي مول.[4]

البشر

توصيات الكالسيوم اليومية حسب العمر (من معهد الولايات المتحدة للطب)[5]
العمر كالسيوم (ملغ/يوم)
1–3 سنوات 700
4–8 سنوات 1000
9–18 سنة 1300
19–50 سنة 1000
>51 سنة 1000
الحمل 1000
الإرضاع 1000

التوصيات الغذائية

حدد معهد الولايات المتحدة للطب (IOM) المقننات الغذائية الموصى بها (RDAs) للكالسيوم سنة 1997 ثم حدث تلك القيم سنة 2011.[6] (انظر الجدول). الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية (EFSA) تستخدم المصطلح تناول السكان المرجعي (PRI) بدل المقننات الغذائية الموصى بها وتحدد أرقاما مختلفة قليلا: الأعمار 4-10 سنوات 800 ملغ، الأعمار 18-24 سنة 1000 ملغ، والأعمار فوق 25 سنة 950 ملغ.[7]

بسبب دواعي قلقل من التأثيرات الجانبية الضارة طويلة المدى للكالسيوم بما في ذلك تكلس الشرايين، حدد كل من معهد الولايات المتحدة للطب والهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية معدلات التناول الأقصى المحتملة (ULs) للكالسيوم المتحصل عليها من الحمية الغذائية والمكملات. حدد المعهد الطبي الأمريكي، للأشخاص بين 9-18 سنة معدلا أقصى لا يتجاوز 3 غ/يوم، وللأشخاص بين 19-50 سنة 2.5 غ/يوم، أما فوق 50 سنة فلا يجب تجاوز 2 غ/يوم.[8] أما الهيئة الأوروبية فحددت المعدل الأقصى للبالغين عند 2.5 غ/يوم، وقررت أن المعلومات لم تكن كافية لتحديده بالنسبة للأطفال والمراهقين.[9]

من أجل أغراض التزويد والتوسيم بالأطعمة والمكملات الغذائية في الولايات المتحدة، يعبر عن الكمية المقدمة في منتوج ما بنسبتها من القيمة اليومية. بالنسبة لتوسيم الكالسيوم 100% من القيمة اليومية كانت 1000 ملغ، لكن ابتداء من 27 ماي 2016 رُوجِعت إلى 1300 ملغ لجعلها تتوافق مع المقننات الغذائية الموصى بها.[10] يتوفر جدول بالقيم القديمة والحديثة في التناول اليومي المرجعي (RDI). كان التاريخ النهائي الأصلي للالتزام بالقيم الجديدة 28 جويلية 2018، لكن في 29 سبتمبر 2017 أطلقت إدارة الغذاء والدواء قانونا يمدد التاريخ النهائي إلى 1 جانفي 2020 للشركات الكبيرة و1 جانفي 2021 للشركات الصغيرة.[11]

التناول العالمي للكالسيوم لدى البالغين (ملغ/يوم)[12]
  <400
  400–500
  500–600
  600–700
  700–800
  800–900
  900–1000
  >1000

ادعاءات صحية

رغم أنه كقاعدة عامة، لا يُسمح لواسمي المكملات الغذائية ومسوقيها بكتابة عبارات تدعي أن منتوجاتها تقي من الأمراض أو هي علاج، إلا أن إدارة الغذاء والدواء الأمريكية راجعت صحة العلوم لبعض الأطعمة والمكملات الغذائية واستخلصت أن هنالك توافقا علميا معتبرا، ونشرت منشورات خاصة تسمح بالادعاءات الصحية. كان أول قرار يسمح بادعاءات الصحة خاصا بمكملات الكالسيوم الغذائية وهشاشة العظام ثم عُدِّل ليشمل مكملات الكالسيوم والفيتامين دي ابتداء من 1 جانفي 2010. من الأمثلة على صياغة الكلمات المسموح بها بالأسفل. في سبيل أن أن يكون المنتوج مؤهلا ليحمل ادعاءات صحية، يجب أن يحتوي على الأقل على 20% التناول الغذائي المرجعي والذي هو بالنسبة للكالسيوم على الأقل 260 ملغ/ حصة.[13]

  • كالسيوم كافٍ عبر الحياة، كجزء من حمية غذائية جد متوازنة، يمكن أن تخفِّض خطر هشاشة العظام.
  • كالسيوم كافٍ كجزء من حمية غذائية صحية، جنبا إلى جنب مع نشاط جسدي، قد يخفضا من خطر هشاشة العظام لاحقا.
  • كالسيوم وفيتامين دي كافيين عبر الحياة، كجزء من حمية غذائية جد متوازنة، يمكن أن يُخفِّضا خطر هشاشة العظام.
  • كالسيوم وفيتامين دي كافيين كجزء من حمية غذائية صحية، جنبا إلى جنب مع نشاط جسدي، قد يخفضون من خطر هشاشة العظام لاحقا.

في سنة 2005 وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على ادعاء صحة يخص الكالسيوم وفرط ضغط الدم مع صياغة مقترحة. يقترح أحد الأدلة العلمية أن مكملات الكالسيوم يمكن أن تخفض خطر فرط ضغط الدم. لكن إدارة الغذاء والدواء قررت أن الدليل غير متسق وليس حاسما. اعتُبر دليل آخر يخص الحمل المسبب لفرط ضغط الدم وما قبل الإرجاج غير حاسم.[14] في نفس العام صادقت إدارة الدواء والغذاء على نظام صحة مجتمعي للكالسيوم وسرطان القولون مع صياغة مقترحة. يقترح أحد الأدلة أن مكملات الكالسيوم تُخفض خطر سرطان القولون/المستقيم إلا أن الإدارة قررت أن هذ الدليل محدود وليس حاسما. كما اعتُبر دليل آخر يخص سرطان الثدي والبروستات غير حاسم كذلك.[15] اقتراحات أنظمة صحية مجتمعية (QHCs) خاصة بالكالسيوم للحماية ضد الحصاة الكلوية أو الاضطرابات الحيضية أو الألم تم رفضها.[16][17]

خلُصت الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية إلى أن الكالسيوم يساهم في النمو الطبيعي للعظام.[18] ورفضت الادعاء بتواجد علاقة سبب وتأثير بين الكالسيوم والبوتاسيوم المتناولين والحفاظ على توازن حمض-قاعدة طبيعي.[19] ورفضت الهيئة الأوروبية كذلك ادعاءات حول الكالسيوم والأظافر، الشعر، لبيدات الدم، المتلازمة السابقة للحيض والحفاظ على وزن الجسم.[20]

مصادر غذائية

لدى موقع وزارة الزراعة الأمريكية على الأنترنيت جدول كامل على محتوى الكالسيوم (بالميليغرام) في الأطعمة لكل 100 غ.[21]

طعام، كالسيوم لكل 100غ
بارميجيانو (جبن) = 1140 ملغ
حليب مجفف = 909 ملغ
جبن الماعز الصلب = 895 ملغ
جبنة تشيدر = 720 ملغ
عجينة الطحينة = 427 ملغ
دبس السكر = 273 ملغ
لوز = 234 ملغ
كرنب أخضر = 232 ملغ
كرنب أجعد = 150 ملغ
حليب الماعز = 134 ملغ
بذور السمسم (غير مقشرة) = 125 ملغ
حليب البقر خالي من الدهون = 122 ملغ
زبادي الحليب كامل الدسم = 121 ملغ
طعام، كالسيوم لكل 100غ
بندق = 114 ملغ
توفو طري = 114 ملغ
شمندر أحمر = 114 ملغ
سبانخ = 99 ملغ
ريكوتا (جبن حليب منزوع الدسم) = 90 ملغ
عدس = 79 ملغ
حمص شائع = 53 ملغ
بيض مغلى = 50 ملغ
برتقال = 40 ملغ
حليب بشري = 33 ملغ
أرز أبيض طويل البذرة = 19 ملغ
لحم بقر = 12 ملغ
سمك القد = 11 ملغ

انظر أيضا

المراجع

  1. ^ ا ب Brini، Marisa؛ Ottolini، Denis؛ Calì، Tito؛ Carafoli، Ernesto (2013). "Chapter 4. Calcium in Health and Disease". في Astrid Sigel, Helmut Sigel and Roland K. O. Sigel (المحرر). Interrelations between Essential Metal Ions and Human Diseases. Metal Ions in Life Sciences. Springer. ج. 13. ص. 81–137. DOI:10.1007/978-94-007-7500-8_4. ISBN:978-94-007-7499-5. PMID:24470090.
  2. ^ ا ب Brini، Marisa؛ Call، Tito؛ Ottolini، Denis؛ Carafoli، Ernesto (2013). "Chapter 5 Intracellular Calcium Homeostasis and Signaling". في Banci، Lucia (المحرر). Metallomics and the Cell. Metal Ions in Life Sciences. Springer. ج. 12. ص. 119–68. DOI:10.1007/978-94-007-5561-1_5. ISBN:978-94-007-5560-4. PMID:23595672. electronic-book (ردمك 978-94-007-5561-1) ISSN 1559-0836 electronic-ISSN 1868-0402
  3. ^ Wilson، C.H.؛ Ali، E.S.؛ Scrimgeour، N.؛ Martin، A.M.؛ Hua، J.؛ Tallis، G.A.؛ Rychkov، G.Y.؛ Barritt، G.J. (2015). "Steatosis inhibits liver cell store-operated Ca(2)(+) entry and reduces ER Ca(2)(+) through a protein kinase C-dependent mechanism". Biochem J. ج. 466 ع. 2: 379–390. DOI:10.1042/bj20140881. PMID:25422863. مؤرشف من الأصل في 2019-12-08.
  4. ^ Milo، Ron؛ Philips، Rob. "Cell Biology by the Numbers: What are the concentrations of different ions in cells?". book.bionumbers.org. مؤرشف من الأصل في 2019-02-23. اطلع عليه بتاريخ 2017-03-24.
  5. ^ Institute of Medicine (US) Committee to Review Dietary Reference Intakes for Vitamin D Calcium؛ Ross، A. C.؛ Taylor، C. L.؛ Yaktine، A. L.؛ Del Valle، H. B. (2011). Dietary Reference Intakes for Calcium and Vitamin D, Chapter 5 Dietary Reference Intakes pages 345-402. Washington, D.C: National Academies Press. DOI:10.17226/13050. ISBN:978-0-309-16394-1. PMID:21796828. مؤرشف من الأصل في 2019-12-07.
  6. ^ Institute of Medicine (US) Committee to Review Dietary Reference Intakes for Vitamin D Calcium؛ Ross، A. C.؛ Taylor، C. L.؛ Yaktine، A. L.؛ Del Valle، H. B. (2011). Dietary Reference Intakes for Calcium and Vitamin D, Chapter 5 Dietary Reference Intakes pages 345-402. Washington, D.C: National Academies Press. DOI:10.17226/13050. ISBN:978-0-309-16394-1. PMID:21796828. مؤرشف من الأصل في 2019-12-07.
  7. ^ "Overview on Dietary Reference Values for the EU population as derived by the EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies" (PDF). 2017. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2018-11-13.
  8. ^ Institute of Medicine (US) Committee to Review Dietary Reference Intakes for Vitamin D Calcium؛ Ross، A. C.؛ Taylor، C. L.؛ Yaktine، A. L.؛ Del Valle، H. B. (2011). Dietary Reference Intakes for Calcium and Vitamin D, Chapter 6 Tolerable Upper Intake Levels pages 403–456. Washington, D.C: National Academies Press. DOI:10.17226/13050. ISBN:978-0-309-16394-1. PMID:21796828. مؤرشف من الأصل في 2019-08-31.
  9. ^ Tolerable Upper Intake Levels For Vitamins And Minerals (PDF)، European Food Safety Authority، 2006، مؤرشف من الأصل (PDF) في 2019-10-15
  10. ^ "Federal Register May 27, 2016 Food Labeling: Revision of the Nutrition and Supplement Facts Labels. FR page 33982" (PDF). مؤرشف من الأصل (PDF) في 2018-11-13.
  11. ^ "Changes to the Nutrition Facts Panel - Compliance Date" نسخة محفوظة 22 أبريل 2019 على موقع واي باك مشين.
  12. ^ Balk EM، Adam GP، Langberg VN، Earley A، Clark P، Ebeling PR، Mithal A، Rizzoli R، Zerbini CA، Pierroz DD، Dawson-Hughes B (ديسمبر 2017). "Global dietary calcium intake among adults: a systematic review". Osteoporosis International. ج. 28 ع. 12: 3315–3324. DOI:10.1007/s00198-017-4230-x. PMC:5684325. PMID:29026938.
  13. ^ Food Labeling: Health Claims; Calcium and Osteoporosis, and Calcium, Vitamin D, and Osteoporosis U.S. Food and Drug Administration. نسخة محفوظة 21 أكتوبر 2018 على موقع واي باك مشين.
  14. ^ Qualified Health Claims: Letter of Enforcement Discretion - Calcium and Hypertension; Pregnancy-Induced Hypertension; and Preeclampsia (Docket No. 2004Q-0098) U.S. Food and Drug Administration (2005). نسخة محفوظة 7 سبتمبر 2019 على موقع واي باك مشين.
  15. ^ Qualified Health Claims: Letter Regarding Calcium and Colon/Rectal, Breast, and Prostate Cancers and Recurrent Colon Polyps -(Docket No. 2004Q-0097) U.S. Food and Drug Administration (2005). نسخة محفوظة 7 سبتمبر 2019 على موقع واي باك مشين.
  16. ^ Qualified Health Claims: Letter of Denial - Calcium and Kidney Stones; Urinary Stones; and Kidney Stones and Urinary Stones (Docket No. 2004Q-0102) U.S. Food and Drug Administration (2005). نسخة محفوظة 6 سبتمبر 2019 على موقع واي باك مشين.
  17. ^ Qualified Health Claims: Letters of Denial - Calcium and a Reduced Risk Of Menstrual Disorders (Docket No. 2004Q-0099) U.S. Food and Drug Administration (2005) نسخة محفوظة 7 سبتمبر 2019 على موقع واي باك مشين.
  18. ^ Calcium and contribution to the normal development of bones: evaluation of a health claim European Food Safety Authority (2016). نسخة محفوظة 20 ديسمبر 2019 على موقع واي باك مشين.
  19. ^ Scientific Opinion on the substantiation of health claims related to calcium and potassium and maintenance of normal acid-base balance European Food Safety Authority (2011). نسخة محفوظة 1 سبتمبر 2019 على موقع واي باك مشين.
  20. ^ Scientific Opinion on the substantiation of health claims related to calcium and maintenance of normal bone and teeth (ID 2731, 3155, 4311, 4312, 4703), maintenance of normal hair and nails (ID 399, 3155), maintenance of normal blood LDL-cholesterol concentrations (ID 349, 1893), maintenance of normal blood HDL-cholesterol concentrations (ID 349, 1893), reduction in the severity of symptoms related to the premenstrual syndrome (ID 348, 1892), “cell membrane permeability” (ID 363), reduction of tiredness and fatigue (ID 232), contribution to normal psychological functions (ID 233), contribution to the maintenance or achievement of a normal body weight (ID 228, 229) and regulation of normal cell division and differentiation EFSA Journal 2010;8(10):1725. نسخة محفوظة 1 سبتمبر 2019 على موقع واي باك مشين.
  21. ^ "Food Composition Databases Show Nutrients List". USDA Food Composition Databases. United States Department of Agriculture: Agricultural Research Service. مؤرشف من الأصل في 2019-12-08. اطلع عليه بتاريخ 2017-11-29. {{استشهاد ويب}}: |archive-date= / |archive-url= timestamp mismatch (مساعدة)

روابط خارجية