El calcio esencial para
la salud Dr. Emilio Martínez de Victoria
Catedrático de Fisiología
INYTA. Universidad de Granada
FINUT
3as Jornadas UCM-ASEN 2016
Introducción
<1% 99%
1200 g
Hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2]
Tejidos blandos y fluidos corporales
• Iónico: 51% • Unido a proteína: 49% • Complejos minerales: 9%
Funciones
• Esqueléticas
• Huesos y dientes
• Reguladoras
• Funciones celulares en, prácticamente, todas las células • Función nerviosa
• Contracción muscular Ca2+
Ca10(PO4)6(OH)2
Funciones esqueléticas. Remodelación ósea
Acreción ósea/remodelación ósea y edad
Funciones esqueléticas. Déficit de Vitamina D
Osteomalacia Raquitismo
Balance de Ca
≥30 años
Ca2+
Ca2+
Cambios de masa ósea con la edad. PBM
Los suplementos de Ca no afectan con una ingesta adecuada
Calcemia SNPs D3R
Tabaco Actividad física
10% PBM 50% Fracturas
PBM. Factores que lo afectan
PBM
Genética
Género
Dieta
Actividad física
Peso corporal
Hormonas
Historia familiar SNPs Etnia
Hombre > Mujer
Ca y Vitamina D Proteína y Energía
Ejercicios con pesas
Mayor peso
Amenorrea Periodos irregulares
Factores que afectan a la pérdida ósea
Genéticos: SNPs • Receptor de Vit. D • Receptor de Estrógenos • Interleuquina-6 • Citoquinas
• Favorecen el riesgo de pérdida • Inmobilidad • Déficit de hormonas sexuales (mujer) • Delgadez • Fumar • Abuso de alcohol • Esteroides • Tirotoxicosis • Hepatopatía crónica • Malabsorción intestinal • Anorexia nerviosa
• Disminuyen el riesgo de pérdida • Actividad física • Uso de diuréticos (Tiazidas) • Obesidad y sobrepeso
Funciones no esqueléticas del Ca
Estructurales
Mantenimiento de estructuras intracelulares
• Orgánulos y Cromatina
+ Catecolaminas
• Gránulos secretores: Endocrinos, exocrinos, terminales nerviosas
+ Fosfolípidos y proteínas
• Integridad y permeabilidad de membranas biológicas
+ DNA
• Características estructurales de los cromosomas
Funciones reguladoras del Ca
Ca2+
Proteolisis intracelular
Apoptosis y autofagia
Fosf./DesFosf de Proteínas
Secreción
Contracción muscular
Bioenergética
Transcripción
Comienzo de la vida celular
Funciones no esqueléticas del Ca
Segundo mensajero
Almacén de Ca2+
Nube Ca2+
Ca2+ Ca2+ Ca2+
Ca2+ Ca2+ Ca2+
Ca2+
Ca2+
Proteínas de unión Enzima
Agonista
Receptor
RESPUESTA FINAL
SEÑALES INTRACELULARES
Proteína de unión
División
Secreción vesicular
Agregación celular
Contracción muscular
Transformación
Metabolismo intermediario
“ON”
[Ca2+]c
daño/muerte celular”
Calmodulina Troponina
Citoesqueleto
Homeostasis del calcio
DiGirolamo, D. J. et al. Nat. Rev. Rheumatol. 8, 674–683 (2012); FGF23. Fibroblast Growth Factor 23
Osteocalcina y Vitamina K
DiGirolamo, D. J. et al. Nat. Rev. Rheumatol. 8, 674–683 (2012);
Vitamina K
Absorción de Ca
• Absorción
• 20-30% (10-50%) • Ca en alimento
• Cantidad
• Solubilidad
• Factores dietéticos + y –
• Edad
• + Crecimiento, gestación y lactación
Diaz de Barboza G et al. World J Gastroenterol 2015; 21(23): 7142-7154
Ingestas de Ca bajas (saturable)
Ingestas de Ca altas (no saturable)
Estatus de Ca. Marcadores
• No existen buenos marcadores
• Concentraciones plasmáticas
• Excreción fecal en un periodo de tiempo (Balance metabólico de Ca)
• Isótopos (radiactivos, estables) • Excreción urinaria
• Contenido total en el organismo • Activación de neutrones 49Ca
• Ca en dieta y suplementos
Ca en secreciones digestivas
Otros muchos factores
Excreción urinaria de Ca
• Ingesta de Na Excreción de Ca • 5.75 g de sal dieta/40 mg de Ca + en orina
(2300 mg/100 mmol)
• K (suplementos) • Excreción de Ca mujeres postmenopausicas • K dieta? • Aumento absorción (pH)
• Proteína • Mayor excreción urinaria
• ¿Resorción, absorción intestinal, reabsorción renal?
• Minimizada por P dieta
• P • Relación inversa con la excreción de Ca • [P] en plasma excreción
• Factores que afectan la reabsorción renal • Edad • Género • Estatus hormonal • Ingesta de Ca y Na • Ingesta de Proteína • Cantidad de P en la dieta
Acidez de la dieta
K, Mg, Na, Ca
S, Po4, Cl
89%
15%
IDR de Calcio. España
Niños y niñas
0,0‐0,5 200
0,6‐1 260
2‐3 700
4‐5 1.000
6‐9 1.000
Hombres
10‐12 1.300
13‐15 1.300
16‐19 1.300
20‐39 1.000
40‐49 1.000
50‐59 1.000
60 y más 1.200
Mujeres
10‐12 1.300
13‐15 1.300
16‐19 1.300
20‐39 1.000
40‐49 1.000
50‐59 1.200
60 y más 1.200
Gestación (2.ª mitad) 1.300
Lactancia 1.300
Lactantes IDR
0-6 meses 400
7-12 meses 525
Niños
1-3 años 600
4-5 años 700
6-9 años 800
Varones
10-13 años 1100
14-19 años 1000
20-29 años 900
30-39 años 900
40-49 años 900
50-59 años 900
60-69 años 1000
> 70 años 1000
Mujeres
10-13 años 1100
14-19 años 1000
20-29 años 900
30-39 años 900
40-49 años 900
50-59 años 1000
60-69 años 1000
> 70 años 1000
Embarazo 1000
Lactancia 1200
IDR (FESNAD, 2010) IDR. Carbajal et al, 2013 Niños <0.5 250
0.5-1 300
1-3 500
4-5 800
6-9 800
Varones 10-13 1300
14-19 1300
20-39 1000
40-49 1000
50-59 1200
60-69 1200
>70 1300
Mujeres 10-13 1300
14-19 1300
20-39 1200
40-49 1200
50-59 1200
60-69 1200
>70 1300
Embarazo
(2ª mitad)
1400
Lactancia 1500
IDR. Ortega et al., 2014
DRI Calcium. IOM AI EAR RDA
Infants
0 to 6 mo 200 mg — —
6 to 12 mo 260 mg — —
Children
1–3 y — 500 mg 700 mg
4–8 y — 800 mg 1,000 mg
Males
9–13 y — 1,100 mg 1,300 mg
14–18 y — 1,100 mg 1,300 mg
19–30 y — 800 mg 1,000 mg
31–50 y — 800 mg 1,000 mg
51–70 y — 800 mg 1,000 mg
> 70 y — 1,000 mg 1,200 mg
Females
9–13 y — 1,100 mg 1,300 mg
14–18 y — 1,100 mg 1,300 mg
19–30 y — 800 mg 1,000 mg
31–50 y — 800 mg 1,000 mg
51–70 y — 1,000 mg 1,200 mg
> 70 y — 1,000 mg 1,200 mg
Calcium Dietary Reference Intakes (DRIs) (IOM, 2011)
Pregnancy
14–18 y — 1,100 mg 1,300 mg
19–30 y — 800 mg 1,000 mg
31–50 y — 800 mg 1,000 mg
Lactation
14–18 y — 1,100 mg 1,300 mg
19–30 y — 800 mg 1,000 mg
31–50 y — 800 mg 1,000 mg
Ingesta observada de Ca. Estudio ENIDE
1000 -1200 65%
Ingesta Habitual de Ca. Estudio ENIDE
Ingesta de Ca. Estudio FEN-MAGRAMA
Ingesta de calcio en la población adulta en España. Estudio INDICAD (2004)
Orozco P, et al. Evaluación de la ingesta de calcio en la población adulta en España. Estudio INDICAD. Reemo 2004;13(6):117-21
Ingesta de Ca en mujeres. Ortega et al.
Rosa María Ortega Anta. Ingesta de calcio y vitamina D en una muestra representativa de mujeres españolas; problemática específica en menopausia. Nutr Hosp. 2013;28:306-313
Ingesta de Ca. CaVit Study
Tao Fan et al. Calcium and vitamin D intake by postmenopausal women with osteoporosis in Spain: an observational calcium and vitamin D intake (CaVIT) study. . Clin Interv Aging. 2013; 8: 689–696.
Characteristic
N Mean (SD) <800 mg 800–1200 mg >1200 mg Pa
Overall 207 1239 (457) 28% 53% 19.3%
Medications 0.037
Bisphosphonates
93 1365 (448) 10% 28% 62%
Non-
bisphosphonates
70 1167 (432) 19% 37% 44%
No treatment 29 1054 (336) 28% 34% 38%
Age (from diet) <0.0001
50–64
65–74 130 1314 (461) 11% 29% 60%
≥75 43 1209 (460) 19% 42% 40%
Characteristic 34 988 (346) 41% 32% 26%
Ingesta de Calcio. Camargo Cohort Study.
J. M. Olmos et al. Serum 25-hydroxyvitamin D, parathyroid hormone, calcium intake, and bone mineral density in Spanish adults. Osteoporos Int (2016) 27:105–113
Postmenopausal women and men aged 50 years and older
Estudio Lactalis Puleva/Biosearch Life
59%
35%
6%
Distribución de edades de la población (%)
50-59 años
60-69 años
≥ 70 años
425 mujeres
Estudio Lactalis Puleva/Biosearch Life. Ingesta de minerales
Group Ca
(mg)
P
(mg)
Fe
(mg)
K
(mg)
Mg
(mg)
Na
(mg)
Se
(µg)
I
(µg)
1
Mean 934,22 289,08 12,65 3061,27 334,21 1652,84 45,07 77,27
SD 304,82 130,46 7,87 942,69 108,51 653,46 35,21 56,04
SEM 9,49 4,06 0,24 29,34 3,38 20,34 1,1 1,75
N 1032 1032 1032 1032 1032 1032 1028 1029
2
Mean 909,79 284,14 12,21 2886,19 319,28 1612,29 41,99 72,51
SD 310,04 137,28 6,93 843,07 114,08 664,66 31,99 47,98
SEM 9,61 4,25 0,21 26,13 3,54 20,6 0,99 1,49
N 1041 1041 1041 1041 1041 1041 1039 1036
3
Mean 908,4 270,88 12,41 2926,32 318,53 1549,13 44,03 76,59
SD 302,46 126,51 8,13 832,51 107,7 626,77 33,55 53,99
SEM 10,05 4,21 0,27 27,67 3,58 20,83 1,12 1,8
N 905 905 905 905 905 905 902 902
%Ca Intake
IDR EAR
Mean SD Mean SD
Group 1 93,4 30,48 77,9 25,40
Group 2 91,0 31,00 75,8 25,84
Group 3 90,8 30,25 75,7 25,21
Total 91,8 30,58 76,5 25,48
50-59 años > 60 años
Media DE Media DE
% IDR Ca 114,70 38,67 114,94 37,00
Fuentes dietéticas de Ca. Estudio ENIDE
Contenido en Ca de los alimentos. mg/100g. BEDCA
Lácteos Queso parmesano 1275 Queso emmental 1185 Leche en polvo, semidesnatada 1050 Queso Zamorano 1000 Queso rallado, genérico 881 Queso fresco, cabra 543 Leche de vaca, desnatada, condensada, con azúcar 330 Leche de oveja 183 Yogur, desnatado, aromatizado sabor s/e 183 Yogur griego 150 Yogur, desnatado, sabor natural, azucarado 149 Leche fermentada, bifidobacterium, entera, natural 141 Preparado lácteo con omega 3 132 Natillas sabor vainilla 130 Leche de vaca, entera 124 Helado de fresa 120 Leche de cabra 120 Leche, desnatada, pasteurizada 112 Batido de fresa 110
Cereales
Cereales desayuno base de arroz chocolateado 453 Cereales desayuno base de maíz y miel 453 Cereales base trigo y chocolate 267 Cereales desayuno base de trigo azucarado 267 Cereales desayuno base de arroz y miel 267 Galletas saladas, con queso 236 Pan, tipo hamburguesa 210
• Contenido Constante • Unido a Caseína 2/3 • No unido 1/3 • Todos los formatos • Quesos: Cheddar
80% • Mantequilla 18%
• “per se” No fuente de Ca • Fortificación • Harinas de hueso:
Harinas blancas • CO3Ca
Contenido en Ca de los alimentos. mg/100g. BEDCA
Verduras
Rúcula 160 Berro, crudo 157 Albahaca 154 Espinaca, picada, congelada, cruda 147 Espinaca, hervida 120
Alimentos de origen animal Salema, cruda 694 Sardina, enlatada, en aceite, escurrida 314 Huevo de gallina, yema, desecada 282 Anchoas en aceite vegetal 232 Pulpo 144 Chipiron 144 Gamba, hervida 142 Huevo de gallina, yema, cruda 137 Berberechos 128 Percebe 126 Vieira 120 Ostra, cruda 116 Gamba roja, cruda 115 Langostino 115 Cigala 100
• Importante en Dieta mediterránea
• (hasta 400 mg/d) • Biodisponibilidad
variable • Hervido
Contenido en Ca de los alimentos. mg/100g. BEDCA
Frutos secos y legumbres Almendra, cruda, con cáscara 252 Almendra, frita, salada 250 Almendra, cruda 248 Soja, seca, cruda 240 Almendra, tostada 240 Avellana, cruda, con cáscara 226 Avellana 226 Harina de soja 205 Leche de almendra 200 Tofu 200 Soja, fresca 197 Pistacho 180 Altramuz 176 Garbanzo, hervido 143 Garbanzo, seco, crudo 143 Judía pinta 143 Alubia blanca, seca, cruda 138 Judías blancas, cocidas 126 Fabada 118 Judía blanca 113 Batido de soja 100 Bebida de soja 100 Haba, seca 100
Especias Tomillo 1890 Eneldo 1780 Orégano, seco 1580 Canela, en polvo 1228 Comino 931 Laurel, hoja 830 Ajo, en polvo 646 Curry 500 Pimienta, negra 437 Romero 317 Perejil, fresco 200 Sésamo, semilla 150 Guindilla, en polvo 150
Agua
Suplementos
Biodisponibilidad de las fuentes dietéticas de Ca
• Fisiológicas
• Estatus de Ca y Vit. D
• Edad
• Gestación
• Lactancia
• Enfermedad
• Dietéticas
• Alimentos/Nutrientes • Efecto + absorción
• Efecto - absorción
Difícil diferenciar
Biodisponibilidad. Leche y derivados
• Mejor que cereales y verduras y parecido a Co3Ca • 30% versus 5% (espinaca)
• Por: • Ausencia de factores inhibidores • Componentes de la leche
• Lactosa. Precipitación • Caseína. Fosfopéptidos • Lactulosa? • Oligosacáridos no digestibles
• Inulina • Oligofructosa
• Leche materna (35 mg/100g) • AG. Cantidad y perfil • Relación Ca:P
Biodisponibilidad. Verduras
• Presencia de:
• Oxalatos, Fitatos, Uronatos
• Papel de las distintas fracciones de fibra
• Baja: no “per se” Alto contenido en fibra . Fitatos
Biodisponibilidad. Otras fuentes
• Igual o mejor que lácteos
• Mucha variabilidad
• Menor contenido
Ca y cáncer colorectal
Renate C. Heine-Br€oring et al. Dietary supplement use and colorectal cancer risk: A systematic review and meta-analyses of prospective cohort studies. Int. J. Cancer: 136, 2388–2401 (2015)
M. Song et al. Nutrients, Foods, and Colorectal Cancer Prevention. Gastroenterology. 148(6), 2015, 1244–1260.e16
Ca y cáncer colorectal
M. Song. Nutrients, Foods, and Colorectal Cancer Prevention. Gastroenterology. 148(6), 2015, 1244–1260.e16
CSR y cáncer
Samawansha Tennakoon. The calcium-sensing receptor and the hallmarks of cancer. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. Available online 30 November 2015
Ca y obesidad
Pia Villarroel. 2014. Nutrition Reviews, 72(10):627–637
Ca y obesidad
Pia Villarroel. 2014. Nutrition Reviews, 72(10):627–637
aP2, adipocyte protein 2; ATGL, adipose triglyceride lipase; Ca2+, calcium; Ca2+i; cytosolic free calcium; cAMP, cyclic adenosine monophosphate; CaSR, calcium-sensing receptor; CCL2, chemokine (C-C motif) ligand 2 (also known as monocyte chemotactic protein-1 [MCP-1]); FAS, fatty acid synthase; GPD, glycerol phosphate dehydrogenase; HSL, hormone-sensitive lipase; IL-1β, interleukin 1beta; IL-6, interleukin 6; LPL, lipoprotein lipase; NFκB, nuclear factor kappa B; TNF-α, tumor necrosis factor alpha; vit D, vitamin D
Homeostasiss del Ca y enfermedades metabólicas
Ana Paula Arruda. Calcium Homeostasis and Organelle Function in the Pathogenesis of Obesity and Diabetes. Cell Metabolism. Volume 22, Issue 3, 1 September 2015, Pages 381–397
Alteración de la homeostasis del Ca y enfermedad
Alteración de la
homeostasis del Ca2+
Enfermedades musculo-
esqueléticas
Enfermedades neurológicas
Enfermedades neuro-
degenerativas Cardiomiopatías
Sordera genética
Ingesta de Ca en el mundo y mortalidad
Shin CS, Kim KM. Journal of Cellular Biochemistry 116:1513–1521 (2015)
Gracias!
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