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!