INTRODUCCIÓN

El calcio es el catión más abundante del organismo, representa el 2,24% del peso corporal libre de grasa. Junto con el fósforo son los principales constituyentes del esqueleto; ambos forman parte de la hidroxiapatita presente en los huesos.

Es un metal divalente involucrado en numerosos procesos biológicos en los que se requiere un nivel constante y preciso de calcio: la permeabilidad de membranas, excitabilidad y conducción nerviosa, contracción muscular, actividad de enzimas celulares, equilibrio de líquidos, minerales y PH corporales, mecanismos de secreción glandular y hormonal, coagulación y formación de hueso y diente, sólo por mencionar los más importantes. Las modificaciones de la calcemia pueden ocasionar alteraciones incompatibles con la salud, por lo que sus niveles plasmáticos y en el líquido extracelular son controlados por precisos mecanismos homeostáticos.

Este macro mineral es el mineral con mayor presencia en el organismo y el cuarto componente del cuerpo después del agua, las proteínas y las grasas. El calcio corporal total, se aproxima a los 1200 gramos, lo que es equivalente a decir 1,5 a 2% de nuestro peso corporal. De esto, casi un 99% se concentran en los huesos y dientes el 1% restante se distribuye en el torrente sanguíneo, los líquidos intersticiales y las células musculares.

OBJETIVOS

El objeto de este documento es revisar las recomendaciones para la medida de calcio ionizado e indicar las condiciones adecuadas para la manipulación y procesamiento de la muestra.

Conocer las funciones del calcio y del fósforo en el organismo y valorar su importancia.

Conocer las funciones y mecanismo de acción de la hormona paratiroidea, la vitamina D y la calcitonina.

Relacionar la homeostasis del calcio con los mecanismos de regulación de las hormonas estudiadas.

CALCIO

El calcio es un mineral indispensable para varios procesos del organismo tales como la formación de los huesos y los dientes, la contracción muscular y el funcionamiento del sistema nervioso. Ayuda en la coagulación de la sangre y en la actividad de algunas enzimas.

Tanto su carencia como su exceso son perjudiciales para la salud, ya que participa en la coagulación, en la correcta permeabilidad de las membranas y a su vez adquiere fundamental importancia como regulador nervioso y neuromuscular, modulando la contracción muscular (incluida la frecuencia cardíaca), la absorción y secreción intestinal y la liberación de hormonas.

Los alimentos con mayor contenido de calcio son los productos lácteos, los frutos secos, las sardinas y las anchoas; ya en menor proporción en legumbres y vegetales verdes oscuros (espinaca, acelga, broccoli). El 95% del calcio de nuestro cuerpo se encuentra en los huesos y dientes.

El calcio está vinculado a la presencia de fósforo. La falta o exceso de cualquiera de estos dos macrominerales puede afectar la absorción del otro.

A su vez, la absorción del calcio se ve dificultada ante consumos de café, alcohol, falta de Vitamina D, falta de ácido clorhídrico en el estómago, falta de ejercicio y el estrés. Un obvio indicador de carencia de calcio es la osteoporosis.

Una de las grandes ventajas que presenta el calcio refiere a su invariabilidad en el tiempo desde el momento en que es envasado hasta el momento de consumo, podemos decir que el contenido de calcio de los alimentos no se altera en ninguna etapa.

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES:

El calcio es un metal alcalinotérreo, arde con llama roja formando óxido de calcio.

Las superficies recientes son de color blanco plateado pero presenta un cambio físico rápidamente, cambiando a un color levemente amarillo expuestas al aire y en última instancia grises o blancas por la formación de hidróxido al reaccionar con la humedad ambiental.

Reacciona violentamente con el agua en su estado de metal (proveniente de fábrica) para formar hidróxido Ca(OH)2 desprendiendo hidrógeno. De lo contrario en su estado natural no reacciona con el H2O.

FUNCIONES:

Provee rigidez y fortaleza a huesos, dientes y encías.

Ayuda en la regularidad de la frecuencia cardíaca, y en la transmisión de impulsos nerviosos.

Previene enfermedades cardiovasculares, ya que disminuye los niveles de colesterol en sangre.

Previene los calambres en la musculatura corporal, debido a que el músculo utiliza el calcio para realizar sus movimientos y contracciones.

Es fundamental para que la sangre coagule adecuadamente.

Es preventivo ante enfermedades como el cáncer.

Contribuye a reducir la tensión arterial en personas con hipertensión arterial.

Previene la osteoporosis (pérdida de masa ósea).

Es activador de diferentes enzimas.

Mantiene la permeabilidad de las membranas celulares.

Es un coadyuvante de la actividad neuromuscular.

Mantiene la piel sana.

Durante el embarazo reduce la incidencia de la preeclampsia (hipertensión gestacional o aumento de la presión arterial con edema y/o proteinuria, proteínas en orina, que ocurre después de la 20 semana de gestación).

FUNCIÓN BIOLÓGICA:

El calcio actúa como mediador intracelular cumpliendo una función de segundo mensajero; por ejemplo, el ion Ca2+ interviene en la contracción de los músculos y es imprescindible para la coagulación de la sangre. También está implicado en la regulación de algunas enzimas quinasas que realizan funciones de fosforilación, por ejemplo la proteína quinasa C (PKC), y realiza unas funciones enzimáticas similares a las del magnesio en procesos de transferencia de fosfato (por ejemplo, la enzima fosfolipasa A2).

Algunas de sus sales son bastante insolubles, por ejemplo el sulfato (CaSO4), carbonato (CaCO3), oxalato, etc. y forma parte de distintos biominerales. Así, en el ser humano, está presente en los huesos como hidroxiapatito cálcico, Ca10(OH)2(PO4)6. El calcio interviene en la formación de las placas de algunas arterioesclerosis.

FUENTES NATURALES DE CALCIO :

Consumimos calcio a través del agua que bebemos y a través de ciertos alimentos, en especial los lácteos, como la leche y sus derivados. En particular los quesos son el lácteo con mayor proporción de calcio por unidad de peso.

Por otro lado también son fuente de calcio: los frutos secos, las legumbres, la yema de huevo, los vegetales de hoja verde, mariscos y sardinas (con sus espinas) entre otros.

En la siguiente tabla se menciona la cantidad de miligramos (mg) de calcio presente en una porción de alimentos:

Alimento Porción Calcio (mg.)Queso (cheddar, mozzarella, provolone) 100 gr. 730Ricota, descremada 1 taza (250gr) 670Yogur , descremado 230 gr. 415Sardinas en aceite (con espinas) 100 gr. 382Yogur con frutas, descremado 230 gr. 345Leche, descremada 1 taza 290Leche , entera 1 taza 276Porotos o semillas de soja, cocidos 1 taza (180 gr.) 260Almendras 100 gr. 250Espinaca, cocida, sin sal 1 taza (180 gr.) 245Tofu, sólido, con sulfato de calcio 100 gr. 203Garbanzos, cocidos 100 gr. 134Yema de huevo 100 gr. 130Avellanas, pistachos 100g 120Nueces 100 gr. 90

Brócoli, cocido, 1 taza (150 gr.) 62Yema de huevo 1 grande 17

Ejemplo:

Una taza de leche + 50 gr. de queso semimaduro + 2 yogures de 100 gr. c/u aportan aproximadamente 1000/1100 mg de calcio al día, la ingesta necesaria en una dieta balanceada y equilibrada.

FUNCIONES EN LA NUTRICIÓN:

Además de su función en la construcción y mantenimiento de huesos y dientes, el calcio también tiene otras funciones metabólicas. Afecta la función de transporte de las membranas celulares, actuando como un estabilizador de la membrana. También influye en la transmisión de iones a través de las membranas, y la liberación de neurotransmisores. Este calcio actúa como mediador intracelular cumpliendo una función de segundo mensajero; por ejemplo, el ion Ca2+ interviene en la contracción de los músculos. También está implicado en la regulación de algunas enzimas quinasas que realizan funciones de fosforilación, por ejemplo la proteína quinasa C (PKC), y realiza unas funciones enzimáticas similares a las del magnesio en procesos de transferencia de fosfato (por ejemplo, la enzima fosfolipasa A2).

Se requiere calcio en la trasmisión nerviosa y en la regulación de los latidos cardíacos. El equilibrio adecuado de los iones de calcio, sodio, potasio y magnesio mantiene el tono muscular y controla la irritabilidad nerviosa.

CALCIO ESQUELÉTICO:

El calcio esquelético o el almacenado en los huesos, se distribuye entre un espacio relativamente no intercambiable, que es estable y del espacio rápidamente intercambiable, el cual participa en las actividades metabólicas. El componente intercambiable puede considerarse una reserva que se acumula cuando la dieta proporciona una ingesta adecuada de calcio. Se almacena principalmente en los extremos de los huesos largos y se moviliza para satisfacer el aumento de las necesidades de crecimiento, del embarazo y de la lactancia. En ausencia de dicha reserva, el calcio debe sustraerse de la misma reserva ósea; si la ingesta inadecuada de calcio se prolonga resulta en una estructura ósea deficiente. El calcio se presenta en los huesos bajo la forma de hidroxiapatita, una estructura cristalina que consiste de fosfato de calcio que se arregla alrededor de una matriz orgánica de proteína colagenosa para proporcionar fuerza y rigidez. Muchos otros iones se presentan, como flúor, magnesio, cinc y sodio. Los iones minerales se difunden dentro del líquido extracelular, bañando los cristales y permitiendo el depósito de nuevos minerales. Los mismos tipos de cristales se presentan en el esmalte y la dentina de los dientes, allí hay poco intercambio de minerales y el calcio no está disponible con facilidad para los periodos de deficiencia.

En el proceso de formación y remodelación ósea participan las células osteclásticas (células de resorción ósea) y los osteoblastos (células formadoras), controladas a su vez, por diversas hormonas sistémicas (parathormona y calcitonina), el estado nutricional de vitamina D y factores reguladores de crecimiento.

CALCIO SÉRICO:

Este calcio consta de tres fracciones distintas: calcio libre o ionizado, calcio aniónico que se une a fosfatos y calcio unido a proteínas, principalmente albúmina o globulina. El calcio ionizado es el que realiza la mayoría de funciones metabólicas. Su concentración está controlada principalmente por la parathormona, la calcitonina y la vitamina D. El calcio sérico se mantiene en niveles muy estrechos de 8,8 a 10,8 mg/dl.

Algunas de sus sales son bastante insolubles, por ejemplo el sulfato (CaSO4), carbonato (CaCO3), oxalato, etc., y forma parte de distintos biominerales. Así, en el ser humano, está presente en los huesos como hidroxiapatito cálcico, Ca10(OH)2(PO4)6 como el hidrógeno.

MATERIALES Y REACTIVOS

PIPETAS TUBOS DE ENSAYO TIPS ESPECTRO FOTOMETRO SUERO REACTIVO MARCADOR GUANTES SINTECTICO

PROCEDIMIENTO

- Rotular 4 tubos de ensayo desconocido y reactivo.- En 2 tubos añadimos 900 ul. de reactivo respectivamente.- En 2 tubos añadimos suero de sangre.- Anadir 30 ul. de desconocido 01 al reactivo 01.- Llevar a baño maria por 75 segundos.- Leer muestra con espectrofotómetro.- Apuntar resultado.- Anadir 30 ul. de desconocido 02 al reactivo 02.- Llevar a baño maria por 75 segundos.

CONDICIONES DE REACCIÓN

LONGITUD DE ONDA: 570nm

TEMPERATURA DE REACCIÓN: 75 °C Aprox.

VOLUMEN DE MUESTRA: 30 ul.

- Leer muestra con espectrofotómetro.- Apuntar resultado.

RESULTADO DE LOS ANÁLISIS DE LA CONCENTRACIÓN DEL CALCIO:

Apellidos y nombres Nivel de Ca(alumno) Nivel de Ca(minero)

1.- Avendaño Mamani, Jenny 7.2 4.8

2.- Contreras Rojas, Rusbelt 7.9 4.1

3.- Curo Huanaco, Rosmery 7.2 4.0

4.- Dipas 8.0 4.0

5.- Garcia Estrada, Daniela 8.4 8.1

6.- Guillen Ccorahua, Fredy 8.2 8.8

7.- Guitierrez Vilcamichy, Mayumi 8.6 8.8

8.- Huamancusi Ventura, Brander 7.5 4.3

9.- Huayanay Huaman, Teodoro 7.8 4.1

10.- Julca Aguirre, Nathaly 8.7 5.4

11.- Ledesma Arce, Nasha 7.6 4.7

12.- Morales Silvera, Cenen 6.8 4.8

13.- Nuñez Illaccanqui, Renato 8.8 5.3

14.- Olivares Cordero, Angela 7.0 7.7

15.- Quispe Quispe, Guillermo 9.0 5.2

16.- Ruiz Baldeo, Gean Pierre 9.3 5.2

17.- Taboada la Fuente, Soledad 7.9 5.2

18.- Vargas Berrocal, Karla 7.9 8.6

19.- Vilcatoma Aguilar, Estefany 9.3 4.4

ABSORCIÓN Y EXCRECIÓN:

El calcio se absorbe a lo largo del tracto gastrointestinal, principalmente en el duodeno. La absorción ocurre por dos métodos principales: un sistema de transporte saturable, activo, ocurre en duodeno y yeyuno proximal y controlado mediante la acción de la vitamina D3 o 1,25 (OH)2D3 (Vitamina D activa): esta vitamina actúa como una hormona y aumenta la captación de calcio en el borde en cepillo de la célula de la mucosa intestinal al estimular la producción de una proteína que se une al calcio. Un segundo mecanismo de transporte es pasivo, no saturable e independiente de la vitamina D, ocurre a lo largo de todo el intestino. El calcio solo se absorbe si está en una forma hidrosoluble y no se precipita por otro componente de la dieta como los oxalatos.

Diversos factores influyen de manera favorable la absorción de calcio, entre ellos: la vitamina D en su forma activa, pH ácido, la lactosa (azúcar de la leche). Existen otros que disminuyen la absorción como la carencia de vitamina D, el ácido oxálico (contenido en el ruibarbo, espinaca, acelgas), el ácido fítico (compuesto que contiene fósforo y se encuentra en las cáscaras de los granos de cereales), la fibra dietética, medicamentos, malabsorción de grasas y el envejecimiento.

Normalmente la mayor parte del calcio que se ingiere se excreta en las heces y la orina en cantidades iguales aproximadamente. La excreción urinaria del calcio varía a través del ciclo vital y con la velocidad del crecimiento esquelético. El calcio fecal se correlaciona con la ingesta. La ingesta de cafeína y teofilina también se relacionan con la excreción de calcio, pero sobre todo se excreta calcio por un excesivo consumo de proteínas. Las pérdidas cutáneas ocurren en la forma de sudor y exfoliación de la piel. La pérdida de calcio en el sudor es de aproximadamente 15 mg/día. La actividad física extenuante con sudoración aumentará las pérdidas, incluso en las personas con bajas ingestas. La inmovilidad del cuerpo por reposo en cama por tiempo prolongado también aumenta las pérdidas de calcio en respuesta a la falta de tensión sobre los huesos.

DEFICIENCIA DE CALCIO:

Cuando la deficiencia es a largo plazo y desde etapas tempranas de la vida, puede causar entre otras consecuencias:

Deformidades óseas: entre ellas la osteomalacia, raquitismo y osteoporosis. La osteoporosis es un trastorno metabólico en el que la masa ósea se reduce sin cambios en la composición corporal, conduciendo a un riesgo incrementado para fracturas con la más mínima tensión. Los factores de riesgo son diversos incluyendo deficiente captación de calcio, o poca ingesta de calcio durante los periodos máximos de crecimiento, poca actividad física, alto consumo de café, bebidas gaseosas tipo cola y cigarrillos entre otros. La Osteomalacia, suele relacionarse con una deficiencia de vitamina D y un desequilibrio coincidente en la captación de calcio y fósforo. Se caracteriza por una incapacidad para mineralizar la matriz ósea. Lo que resulta en una reducción del contenido mineral del hueso. La deficiencia de calcio también puede conducir al Raquitismo, una enfermedad relacionada con la malformación de los huesos en niños, debido a una mineralización deficiente de la matriz orgánica. Los huesos raquíticos no pueden sostener el peso y tensión ordinaria, que resultan en un aspecto de piernas arqueadas, rodillas confluentes, tórax en quilla y protuberancia frontal del cráneo.

Tetania: niveles muy bajos de calcio en la sangre aumentan la irritabilidad de las fibras y los centros nerviosos, lo que resulta en espasmos musculares conocidos como calambres, una condición llamada tetania.

Otras enfermedades: hipertensión arterial, hipercolesterolemia, cáncer de colon y recto.

La ingesta inadecuada, la disminución de la absorción a nivel intestinal como la excreción (en orina) aumentada del calcio conduce a una disminución total del mismo en nuestro organismo.

También la carencia de calcio está caracterizada por:

Dolores en las articulaciones. Hormigueos y calambres musculares. Un ritmo cardíaco anormal, palpitaciones. Convulsiones y deterioro cerebral. Depresión. Fragilidad en las uñas, uñas quebradizas. Alteraciones cutáneas.

Dientes defectuosos. Aumento del colesterol sanguíneo. Hipertensión. Entumecimiento de miembros superiores e inferiores. Raquitismo. Osteoporosis.

Algunas enfermedades también determinan la falta de calcio en el organismo, como son las alergias, la insuficiencia renal, colitis y diarreas, y trastornos hormonales (mal funcionamiento de la glándula paratiroides).

En esos casos puede procederse a la administración de suplementos de calcio, bajo estricta supervisión médica, y su eficacia es mayor cuando los suplementos son tomados en varias tomas a lo largo del día, y antes de acostarse.

Las personas que han padecido cálculos renales deberán abstenerse de tomar suplementos.

TOXICIDAD:

El exceso de calcio en la sangre, conocido como hipercalcemia resulta principalmente de la ingesta excesiva de suplemento de calcio, de vitamina D y de algunas enfermedades (hiperparatiroidismo, tumores, insuficiencia renal crónica, etc.). Se caracteriza por:

Sed constante. Deseos exagerados de orinar. Cálculos renales. Náuseas y vómitos. Estreñimiento y dolor abdominal. Ritmo cardiaco alterado. Tejidos con calcificación. Ansiedad. Se puede llegar al coma, cuando la hipercalcemia es exagerada.

Con el fin de evitar o disminuir los efectos adversos es que se han establecido los valores de ingesta máxima tolerable de calcio según el Departamento de Nutrición del IOM (Institute of Medicine: Instituto de Medicina) tanto para niños y adultos.

Infantes: no se ha podido establecer aun la ingesta máxima tolerable en este grupo.

EdadHombres

(mg/día)

Mujeres

(mg/día)

1 a 13 años 2500

14 a 18 2500

19 años y más 2500

Embarazo y Lactancia 2500

FACTORES QUE FAVORECEN LA ABSORCIÓN:

Vitamina D: la forma activa de la vitamina D es determinante en la asimilación de este mineral. Si está presente en las cantidades adecuadas favorece la absorción del calcio.

Bajo consumo de calcio: la cantidad de calcio absorbido por el organismo será menor cuando lo consumimos de una sola vez en grandes cantidades. Es preferible tomarlo en dosis menores durante el día así se favorecerá la absorción. No se recomienda tomar más de 500 mg de calcio de una sola vez.

Bajo nivel sanguíneo de calcio: si el nivel de calcio en sangre baja, se activa una hormona, la paratiroidea que estimula la conversión de la vitamina D en el riñón a su forma activa favoreciendo la absorción intestinal de calcio.

Ejercicio moderado: favorece la asimilación del calcio. Edad: la absorción del calcio es de alrededor del 60 % en infantes y niños ya

que el organismo necesita el calcio para el desarrollo normal de huesos y dientes.

FACTORES QUE AFECTAN LA ABSORCIÓN DE CALCIO:

La correcta absorción del calcio es fundamental ya que existen factores que la favorecen y otros que la impiden.

La absorción de calcio se refiere a la cantidad de calcio que es absorbida desde el tracto digestivo hacia nuestra circulación sanguínea.

FACTORES QUE IMPIDEN LA ABSORCIÓN:

Ejercicio vigoroso: dificulta la absorción de calcio. Edad: la absorción de calcio disminuye durante la adultez en un 15-20%. Por

ello las recomendaciones diarias aumentan para compensar. Fósforo (en exceso): Las bebidas gaseosas con alto contenido en fósforo no

resultan beneficiosas. Es de gran preocupación hoy en día que más allá que las gaseosas contengan alto contenido en fósforo, la leche sea reemplazada por las mismas ocasionado la carencia de calcio entre los niños y adolescentes.

Magnesio y fósforo (en exceso): la absorción de estos dos minerales también requieren de vitamina D. por ellos si se consumen en exceso, habrá menor cantidad de vitamina Disponible para que el calcio se absorba.

Zinc: consumido en exceso también obstaculiza la correcta absorción de calcio. Alcohol: reduce la absorción intestinal de calcio. Inhibe ciertas enzimas en el

hígado que convierten a la vitamina D en su forma activa reduciendo así la absorción.

Cafeína: el café tomado en alta cantidades puede aumentar la excreción de calcio y disminuir la absorción. Una taza de café causa una pérdida de calcio de 2-3 mg que es fácilmente compensada agregándole 1 cucharada de leche. El consumo moderado de cafeína (1 taza de café o 2 tazas de té por día) tiene muy pocos efectos negativos siempre y cuando la ingesta de calcio sea la adecuada.

Hierro: Si consumimos calcio junto con hierro, ambos compiten en la absorción, así que el efecto de ambos se ve muy reducido. Conviene no mezclarlos.

Proteínas y sodio: a medida que aumentamos la cantidad de sal y proteínas a nuestra dieta, aumenta la cantidad de calcio que se excreta.

Ácido oxálico: presente en almendras, soja, cacao, espinacas y acelgas, se une al calcio de esos alimentos, y forman un compuesto muy difícil de ser absorbido por el intestino. La absorción de calcio de otros alimentos que sean consumidos en la misma comida no se verá afectada. Estos alimentos que contienen ácido oxálico resultan perjudiciales, siempre y cuando su consumo se realice en cantidades elevadas.

Fitatos: al igual que el ácido oxálico se une al calcio en el intestino impidiendo su absorción. A diferencia del anterior, los fitatos se unen al calcio de otros alimentos que se consumen en la misma comida impidiendo su absorción. Se encuentran en cereales integrales.

Dieta rica en grasas y azúcares: aumenta la eliminación del calcio.

DOSIS DIARIAS DEL CALCIO :

En la siguiente tabla se establecen la ingesta adecuada de calcio según el Departamento de Nutrición del IOM (Institute of Medicine: Instituto de Medicina) y la USDA (United States Department of Agriculture: Departamento de Agricultura de Estados Unidos) tanto para infantes, niños y adultos.

EdadHombres

(mg/día)

Mujeres

(mg/día)

0 a 6 meses 210

7 a 12 meses 270

1 a 3 años 500

4 a 8 años 800

9 a 13 años 1300

14 a 18 años 1300

19 a 50 años 1000

51 años o más 1200

Embarazo y lactancia

(menores de 18 años)

1300

Embarazo y Lactancia

(mayores de 18 años)

1000

APLICACIONES:

Agente reductor en la extracción de otros metales como el uranio, circonio y torio.

Desoxidante, desulfurizador, o decarburizador para varias aleaciones ferrosas y no ferrosas.

Agente de aleación utilizado en la producción de aluminio, berilio, cobre, plomo y magnesio.

Aplicación en muchos productos lácteos o medicamentos para el refuerzo de los huesos humanos, compuestos de calcio. Si tenemos falta de calcio en nuestros huesos facilitaremos la aparición de enfermedades como la osteoporosis.

El óxido de calcio, CaO, se produce por descomposición térmica de los minerales de carbonato en altos hornos, aplicando un proceso de lecho continuo. El óxido se utiliza en arcos de luz de alta intensidad (luz de cal) a causa de sus características espectrales poco usuales y como agente deshidratante industrial. La industria metalúrgica hace amplio uso del óxido durante la reducción de aleaciones ferrosas.

El hidróxido de calcio, Ca(OH)2, tiene muchas aplicaciones en donde el ion hidroxilo es necesario. En el proceso de apagado del hidróxido de calcio, el volumen de cal apagada [Ca(OH)2] se expande al doble que la cantidad de cal viva inicial (CaO), hecho que lo hace útil para romper roca o madera.

CALCIO Y OBESIDAD

Estudios epidemiológicos y en animales (transgénicos con genagouti) muestran asociación entre dietas pobres en calcio y obesidad e hipertensión.

El calcio intracelular juega un rol clave en la regulación de los tejidos blanco involucrados en la hipertensión, la insulinorresistencia y la obesidad, ya que la disregulación del flujo de calcio intracelular y / o como mensajero, puede representar un factor fundamental que relaciona estas tres condiciones.

Actualmente se reconoce que el calcio juega un rol determinante no sólo en la integridad esquelética, sino también en la modulación del riesgo de enfermedades crónicas.

Estudio DASH (Dietary Approaches to Stop Hipertensión) demostró que la dieta con aumento de los lácteos descremados, frutas y vegetales tenía efectos profundos sobre la TA, y que los lácteos tenían el doble de efecto que el Ca suplementario.

Calcio en lácteos tiene doble de efecto que carbonato de calcio (suplementario) en la reducción del peso y de la grasa.

Las dietas ricas en calcio atenúan la acreción de lípidos al adipocito y la ganancia de peso durante períodos de sobreconsumo de una dieta rica en energía, aumenta la lipólisis y preserva la termogénesis durante la restricción calórica, con lo que acelera la pérdida de peso. Por lo tanto el beneficio del aporte de calcio actuaría en la fase de acumulación de grasa en el adipocito y en la mayor reducción de la misma durante la dieta hipocalórica (por aumento de la lipólisis y mantenimiento de la termogénesis).

Las bajas ingestas de calcio pueden estimular la lipogénesis e inhibir la lipólisis simultáneamente, resultando en acumulación de grasa corporal.

La ingesta baja de Ca se asocia habitualmente a ingesta baja de otros nutrientes: Mg, Rivoflavina, B6, B12, tiamina.

METABOLISMO DEL CALCIO

El calcio es el catión más abundante del organismo. El 99% del calcio corporal total, unos 1.000 g en un adulto, se encuentra en la fase mineral del hueso en forma de cristales de hidroxiapatita. En el plasma se encuentra en un 50% como calcio iónico libre, en un 10% ligado a aniones (citrato, bicarbonato) y en un 40% ligado a proteínas (fundamentalmente albúmina).

El calcio iónico es la fracción biológicamente activa y puede sufrir variaciones importantes con cambios en el pH: en situaciones de acidosis disminuye su unión a proteínas y en alcalosis aumenta. Los cambios en la concentración de proteínas pueden inducir a errores en la valoración del calcio plasmático, siendo necesario corregir su concentración en función de los valores de proteínas o albúmina (restar 0,8 mg/dl por cada gramo de albúmina que exceda de 4 g/dl y sumar la misma cantidad

por cada gramo de albúmina por debajo de dicho nivel). La concentración de calcio citotóxico es del orden de 10-6M, frente a 10-3M en el líquido extracelular.

DISTRIBUCIÓN EN EL ORGANISMO:

El organismo de un adulto contiene aproximadamente 25 mg de calcio por kilo de peso seco. La mayor parte se encuentra en el esqueleto como fosfato, el 2-3% en los tejidos blandos y el 1% en el líquido

extracelular.

El calcio plasmático representa el 0,03% del calcio total del organismo, y puede ser dividido en tres fracciones:

a) Unida a las proteínas y no filtrable por el riñón (40%)

b) Difusible pero no ionizada, formando quelatos con los aniones séricos: bicarbonato, fosfato, lactato, sulfato y citrato (13%).

c) Ionizada (47%). La fracción ionizada es la única fisiológicamente activa y regulada homeostáticamente.

DETERMINACIÓN DEL CALCIO SÉRICO:

El nivel de calcio extracelular total se mantiene en valores de 8,7-10,4 mg/dl. El nivel de calcio plasmático ionizado varía dentro de un rango muy limitado, entre 4,4 y 5,3 mg/dl.

El factor de corrección para expresar los mg/dl en mmol/l es 0,5, lo que hace que los valores séricos correspondan a 2,2 a 2,7 mmol/l.

Existen dos niveles de regulación del calcio extracelular: fisicoquímico y hormonal. Dentro de la circulación, la regulación fisicoquímica desempeña el rol más importante, a través de la interacción del calcio con el pH y con los niveles de albúmina.

Múltiples estudios han demostrado una escasa correlación entre los niveles de calcio sérico total y de calcio ionizado. Aun cuando se corrija para los niveles de pH y proteínas circulantes, esta correlación continúa siendo escasa.

En definitiva, aunque se utilice la corrección, el nivel de calcio iónico en los pacientes críticos sólo se puede conocer correctamente a través de la determinación directa con un electrodo específico.

La causa más común de disminución del calcio total es la hipoalbuminemia. En este caso, sin embargo, el calcio iónico permanece normal. El valor de calcio corregido en función del valor de albúmina se puede estimar con la fórmula:

Calcio total corregido (mg/dl) = calcio medido (mg/dl) + 0,8 [4 - albúmina sérica (g/dl)]

La concentración de calcio iónico se modifica con el pH, el cual altera la unión del calcio a los grupos carboxilo de las proteínas. La acidosis aguda disminuye la unión a proteínas y aumenta el nivel de calcio ionizado, mientras que la alcalosis aguda aumenta la unión del calcio a las proteínas, con lo cual disminuye el calcio ionizado. Por cada 0,1 de disminución en el pH, se produce un aumento de alrededor de 0,05 mmol/l en el calcio ionizado. Por otra parte, una hiperventilación suficiente como para

aumentar el pH de la sangre en 0,1-0,2 unidades, produce una reducción del 10- 15% en la concentración de calcio iónico.

HOMEOSTASIS DEL CALCIO:

La regulación del calcio es crítica para el normal funcionamiento celular, la transmisión neural, la estabilidad de la membrana celular, la estructura del hueso, la coagulación de la sangre y el procesamiento de señales intracelulares. Las múltiples funciones esenciales de este catión bivalente se continúan estudiando, particularmente en cuanto a sus efectos cardiopulmonares, procesos de muerte celular y apoptosis y en el fenómeno patológico de isquemia-reperfusión.

El ingreso recomendado de calcio en la dieta para un adulto oscila entre 800 y 1.200 mg/día. Los alimentos ricos en calcio incluyen la leche, carne, pescado, ostras y muchos vegetales de hoja (repollo y espinaca). Aunque los niveles de calcio sérico pueden ser mantenidos en el rango normal por la reabsorción ósea, el ingreso con la dieta es la única fuente por la cual se pueden recuperar los depósitos de calcio en el hueso.

El calcio es absorbido casi exclusivamente en el duodeno, yeyuno e ileon. Cada uno de estos segmentos intestinales tiene una alta capacidad absortiva para el calcio. Del calcio ingerido se absorben aproximadamente 400 mg por el intestino; la pérdida de calcio por las secreciones intestinales alcanza a 200 mg/día. Por lo tanto, la absorción neta de calcio alcanza a 200 mg/día. Cuando la dieta es escasa en calcio se produce una mayor absorción. La 1,25 dihidroxivitamina D3 es una hormona reguladora extremadamente importante para asegurar la absorción intestinal de calcio.

Hay pocas evidencias de que el bajo suministro de calcio sea perjudicial para los adultos sanos. La situación es diferente durante el crecimiento, la lactancia y la gestación, en que por un aumento de los requerimientos la dieta debe ser rica en este mineral.

El calcio es filtrado en el glomérulo. Sólo es filtrado el calcio ionizado y el complejado con fosfatos y citratos. En el túbulo contorneado proximal y en la zona proximal del asa de Henle se produce una reabsorción isoosmótica de calcio, de modo que al final de este sector el 60 al 70% del calcio filtrado ha sido reabsorbido. La reabsorción pasiva paracelular es responsable de alrededor del 80% de la reabsorción en este segmento del nefrón, con el resto dependiente de un movimiento transcelular activo. No se produce reabsorción de calcio en el segmento fino del asa de Henle.

El calcio es reabsorbido en pequeña cantidad dentro del segmento medular del asa ascendente de Henle; la calcitonina estimula la reabsorción en este lugar. El segmento cortical reabsorbe alrededor del 20% de la cantidad filtrada inicial. En condiciones normales, la mayor parte del calcio reabsorbido en los segmentos corticales es pasiva y paracelular, a través de un gradiente electroquímico favorable. El trasporte transcelular activo puede ser estimulado tanto por la hormona paratiroidea (PTH) como por la vitamina D. En la parte inicial del túbulo contorneado distal, se produce un trasporte activado por tiacidas. El túbulo contorneado distal (TCD) es el sitio primario

del nefrón en el cual la reabsorción de calcio es regulada por la PTH y la 1,25(OH)2D3. Alrededor del 10% del calcio filtrado es reabsorbido en el TCD, con otro 3 a 10% en el túbulo colector final, por un mecanismo similar al del TCD.

Los síndromes clínicos caracterizados por una alteración del calcio iónico se deben generalmente a modificaciones en la absorción de calcio intestinal o en el metabolismo óseo del catión, de magnitud suficiente como para superar los mecanismos compensatorios normales del riñón. En clínica se pueden comprobar hipercalcemias, hipocalcemias y alteraciones del metabolismo del calcio asociadas con osteomalacia o raquitismo, osteoporosis, osteodistrofias renales, enfermedad de Paget y nefrolitiasis.

REGULACIÓN DEL CALCIO SÉRICO:

Las concentraciones de calcio circulante son mantenidas dentro de límites normales a través de los efectos combinados del calcio por sí mismo, a través de un receptor propio descripto en 1993, y de la hormona paratiroidea (PTH) y de la vitamina D.

Otras hormonas: calcitonina, hormona tiroidea, catecolaminas, corticoides, afectan las concentraciones de calcio, aunque no son reguladoras mayores de la homeostasis del catión.

La vitamina D entra al organismo con la dieta o es producida en la piel bajo la influencia de la luz ultravioleta. La absorción gastrointestinal de esta vitamina liposoluble requiere de sales.

REGULACIÓN DEL CALCIO EN EL ORGANISMO

El calcio es uno de los elementos más abundantes en nuestro organismo, con aproximadamente 1 kg del mineral presente en un individuo adulto. Si bien el 99% del calcio se encuentra dentro de los huesos, el calcio que está circulando o en otros tejidos es vital para numerosas tareas esenciales, como el funcionamiento de las células, la transmisión del impulso nervioso y la contracción muscular (Peacock, 2010). Así, su relevancia en la composición de los huesos y en muchas funciones biológicas hace que mantener una nutrición adecuada de este mineral sea muy importante.

El calcio en el organismo es regulado principalmente a través de la absorciónen el intestino, la reabsorción en el riñón y la entrada y salida del mineral a nivel de los huesos. Estos procesos están bajo la influencia de hormonas como la paratiroidea (PTH) y la vitamina D. El manejo de las reservas de calcio en distintos períodos de la vida cambia, y esto es el resultado de la acción del riñón, el intestino y los huesos. Los niños tienen un balance positivo, donde hay una ganancia neta de calcio, lo cual les asegura un crecimiento adecuado.

Los adultos sanos se encuentran en equilibrio (lo que entra iguala a lo que sale), y los adultos mayores suelen tener pérdidas de calcio óseas, fenómeno que debe tratar de evitarse para prevenir la osteoporosis y así las graves consecuencias de fracturas por una mineralización deficiente de los huesos.

Los factores que promueven un balance de calcio positivo en adultos son el ejercicio y algunos medicamentos. La inmovilización y la falta de hormonas esteroidales (como el estrógeno en la menopausia) promueven la pérdida de calcio (Peacock, 2010).

Las recomendaciones actuales de calcio están en un rango entre 700 y 1.300 mg diarios, dependiendo de la edad, y la principal fuente de calcio en la dieta son los productos lácteos. Regulación del fósforo en el organismo

Como ya se anticipó, este nutriente es necesario y muy relevante para el funcionamiento de la célula, ya que por un lado forma parte del ADN y de las membranas celulares, y por el otro, se lo necesita para actividades relacionadas con la producción de energía y numerosas otras funciones del metabolismo.

También es un constituyente importante de los huesos y dientes, siendo el 85% del fósforo del organismo parte de estas estructuras (Kalantar-Zadeh 2010).

La concentración de fósforo en la sangre está determinada por un equilibrio entre la absorción del fósforo de la dieta en el intestino, el almacenamiento en los huesos, y la eliminación a través de la orina. La regulación más importante de los niveles de fósforo en la sangre ocurre a nivel renal (eliminación por la orina).

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HIPERCALCEMIA

Es el aumento del calcio sérico por encima de 10,5 mg/dl.

Cerca de la mitad de las hipercalcemias son “falsas hipercalcemias”, por extracción sanguínea en condiciones no ideales (postpandriales, torniquetes prolongados...) o por hiperalbuminemia que condiciona “pseudohipercalcemia”, por lo que ante todo paciente con hipercalcemia debemos en primer lugar calcular la calcemia según las proteínas totales (calcio corregido Ca2+) en base a la siguiente fórmula:

Ca 2+ corregido = Ca medido

0.6 + Prot . Totales ( g / dl )

18,5

O bien

Ca 2 + corregido= Ca 2 + medido (Prot. Totales x 0,676) + 4,87

ETIOLOGÍA

Los procesos que ocasionan hipercalcemia difieren en su patogenia y tratamiento. Una vez descartadas las “falsas hipercalcemias” y la “pseudohipercalcemia”, las causas de hipercalcemia verdadera son las siguientes:

• TUMORALES (55%)

- Metástasis- Producción de sustancias PTH-like y/o producción ectópica de vit. D

• HORMONALES

- Hiperparatiroidismo (35%)- Síndromes MEN- Hiper/hipotiroidismo- Hipocorticismo- Feocromocitoma

• INSUFICIENCIA RENAL CRÓNICA

• FARMACOLÓGICA

- Intoxicación por vitamina D- Intoxicación por vitamina A- Intoxicación por teofilinas- Intoxicación por AAS- Tratamiento con tiacidas- Tratamiento con litio- Síndrome leche-alcalinos

• INMOVILIZACIÓN PROLONGADA

• ENFERMEDADES GRANULOMATOSAS

- TBC- Sarcoidosis- Hongos- Otras

Como podemos ver, el 90% de las hipercalcemias verdaderas son debidas a tumores e hiperparatiroidismo por lo que debemos siempre sospechar primeramente estas dos entidades en el diagnóstico de estos pacientes.

CLÍNICAMENTE

Lo más frecuente es que sea asintomática, detectándose casualmente en una analítica de rutina.

Si da síntomas clínicos, dependerán del nivel de calcio y de la velocidad de instauración. A partir de 12 mg/dl los síntomas son confusión, astenia, estreñimiento, anorexia, náuseas y vómitos asociados a poliuria y polidipsia. Si las cifras llegan a 14 mg/dl, aparece letargia, debilidad muscular, hiporreflexia y deshidratación por poliuria intensa que puede desencadenar una crisis hipercalcémica, con shock, insuficiencia renal y coma, encontrándose a partir de estas cifras alteraciones ECG (ensanchamiento T, acortamiento QT, bradicardia, BAV y arritmias malignas) que desembocan en la muerte del paciente por parada cardiaca.

Otros síntomas que pueden aparecer son pancreatitis aguda, nefrolitiasis, tubulopatía, miopatía, calcificación distrófica, HTA, ulcus péptico, depresión, psicosis, etc.

HIPOCALCEMIA

Es la disminución del calcio iónico con aparición de síntomas anormales de hiperexcitabilidad nerviosa y muscular como síntomas predominantes, pero que puede causar alteraciones del ritmo cardíaco que van desde alargamiento del intervalo QT hasta insuficiencia cardíaca y arritmias ventriculares. Otros síntomas incluyen retraso mental y demencia en hipocalcemias crónicas, trastornos extrapiramidales y alteraciones ectodérmicas como dermatitis, eccema, psoriasis, alopecias o surcos ungueales.

Entre las causas principales de hipocalcemia se encuentran:

Déficit de absorción o exceso de eliminación de calcio. Insuficiencia paratiroidea. Pseudohipoparatiroidismo. Hipomagnesemia. Deficiencia de vitamina D nutricional, por malabsorción, por hepatopatías, por

fármacos que facilitan sudegradación (fenobarbital, alcohol o difenilhidantoína), síndrome nefrótico o raquitismo dependiente de vitamina D.

Hipoproteinemia. Insuficiencia renal. Pancreatitis. Administración endovenosa de fosfatos, citratos y otros agentes que

disminuyen la fracción del calcio iónico.

Sus síntomas varían desde ninguno hasta depresión de la actividad de los centros nerviosos y de los músculos esqueléticos, liso y cardíaco, y cuando es severa se producen calcificaciones en distintas partes blandas del organismo. Puede ser la causa de hipertensión con renina alta, diabetes insípida nefrogénica o insuficiencia renal aguda o crónica. El signo electrocardiográfico característico es la disminución del segmento QT. Entre las causas más comunes de hipercalcemia se encuentran:

Hiperparatiroidismo primario o secundario. Administración en dosis elevadas de vitamina D y derivados o enfermedades

granulomatosas con producción de calcitriol como sarcoidosis o tuberculosis. Mieloma múltiple o linfoma como neoplasias que destruyen hueso local. Tumores que dan metástasis óseas. Aumento del recambio óseo (inmovilización, hipotiroidismo, intoxicación con

vitamina A o tiazidas).

CALCITONINA

La calcitonina es un péptido de 32 aminoácidos producido por las células parafoliculares del tiroides. Al igual que otras hormonas peptídicas, se sintetiza en forma de pre-pro hormona para posteriormente almacenarse en las vesículas del aparato de Golgi como calcitonina activa. Al contrario que la PTH y la vitamina D, la calcitonina posee una acción hipocalcemiante, siendo el equilibrio entre las tres hormonas lo que determina finalmente la concentración de calcio y fósforo en la sangre. En la figura 5-3 se resumen las acciones de la calcitonina sobre el hueso y el riñón. Como puede observarse, mientras que las acciones de la PTH y la calcitonina son antagónicas en cuanto a la excreción o reabsorción de calcio en el riñón, ambas se comportan de modo sinérgico en relación a la eliminación de fosfato en la orina. En el

intestino, la calcitonina inhibe la absorción de calcio sin afectar a la de fósforo, controlando la hipercalcemia pospandrial.

INTERACCIONES ENTRE CALCIO Y FÓSFORO

El calcio y el fósforo en el organismo interactúan en numerosos procesos del organismo y existe una estrecha coordinación en la regulación de ambos minerales. Como ya se indicó, ambos forman parte de la estructura de los huesos. Cuando la coordinación de su regulación se ve alterada, hay consecuencias importantes para la salud. Por ejemplo, la falta de regulación de los niveles de fósforo que se describió en enfermedad renal crónica ocasiona un peligroso depósito de calcio en tejidos blandos, que puede elevar el riesgo de mortalidad.

El calcio interviene en funciones orgánicas diversas, tanto a nivel intracelular como extracelular. También el calcio interviene en la conducción nerviosa, la contractilidad muscular, el mecanismo de secreción y acción de diversas hormonas y enzimas citosólicas, la permeabilidad de membranas, el proceso de coagulación de la sangre y la mineralización del hueso. Entre las primeras podríamos mencionar su papel en la contracción muscular, en la actividad de la célula nerviosa, en los procesos secretores mediante exocitosis, incluyendo la secreción de hormonas, o en la activación de enzimas diversos. Entre las funciones del calcio a nivel extracelular destaca, por ejemplo, su papel en la coagulación sanguínea, en el mantenimiento y estabilidad de las membranas celulares o en el de la integridad estructural de huesos y dientes.

El fosfato inorgánico representa la fuente de fosfato sanguíneo para huesos y dientes y forma parte del sistema tampón del pH de la sangre. El fosfato orgánico, por otra parte, es una parte importante de la célula, tanto a nivel de la membrana plasmática como integrado en moléculas de la importancia del ATP, el AMPc o los ácidos nucleicos. También forma parte de los fosfolípidos de membrana, de los nucleótidos que conforman el ARN y el ADN, y también de los enlaces de alta energía de moléculas como ATP y GTP y segundos mensajeros (AMPc, GMPc); además, puede actuar como regulador de diversas enzimas. Su mayor depósito es el esqueleto, donde junto al calcio es el mineral más abundante.

En la regulación de los niveles orgánicos de calcio y fósforo intervienen, fundamentalmente, la parathormona u hormona paratiroidea, la calcitonina y la vitamina D.

Los niveles de calcio y fósforo circulantes se encuentran regulados por la absorción en el intestino y excreción por la orina, a través del riñón. La deficiencia de calcio en la dieta puede llevar a la osteoporosis, enfermedad en que los huesos no tienen el mineral suficiente, y por lo tanto resultan frágiles y se fracturan muy fácilmente. Esta enfermedad es común en mujeres después de la menopausia. La deficiencia de fósforo, por su parte, si bien es muy poco frecuente, puede provocar pérdida de hueso, debilidad, anorexia y dolor.

Los balances de calcio y de fósforo en el organismo difieren considerablemente. El fósforo en la dieta es habitualmente abundante y su absorción en el intestino en general no tiene limitaciones.

Esto contrasta el caso del calcio, ya que se encuentra mucho más limitado en la dieta y se absorbe en forma mucho menos eficiente en el intestino. Por esta razón el fósforo raramente constituye un problema nutricional, mientras que el calcio es un nutriente que frecuentemente consumimos en forma deficiente, por lo que hay que prestarle una considerable atención.

Hormona paratiroidea o parathormona: La hormona paratiroidea o parathormona (PTH) se sintetiza en la glándula paratiroides y su principal función se relaciona con el aumento en los niveles sanguíneos de calcio es decir, con la calcemia. Esta acción la realiza actuando directamente sobre el hueso y el riñón e indirectamente sobre el intestino.

La PTH es un polipéptido de 84 aminoácidos que, inicialmente se sintetiza en forma de pre-pro-PTH en los ribosomas de las células paratiroideas como una molécula de 115 aminoácidos. En su conducción a lo largo del retículo endoplasmático se escinde un fragmento aminoterminal y se transforma en pro-hormona.

Finalmente, una proteasa específica elimina 6 aminoácidos y da lugar a la PTH, que se almacena en los gránulos de secreción del aparato de Golgi hasta que es liberada a la sangre.

Las acciones de la PTH sobre el hueso y el riñón se esquematizan en la figura 5-1. La acción de la PTH en el intestino está mediada por la vitamina D. La PTH incrementa la síntesis de 1,25-(OH)2-D en el riñón y por esta vía se potencia la absorción de calcio a nivel intestinal.

RECOMENDACIONES

El aumento en las concentraciones sanguíneas de calcio y fósforo .sugiere cambios en los programas alimenticios. Estos cambios involucran la utilización de suplementos alimenticios que contengan fuentes proteicas y de minerales, de bajo costo y fácil adquisición, como por ejemplo Gliricidia sepium.

Se recomienda la medida de calcio total como método de alteraciones en el metabolismo del calcio.

Se recomienda la medida de calcio libre para confirmar la presencia de hiper o hipocalcemias.

En pacientes con hipoalbuminemia (o hipoproteinemia), uremia y/o alteraciones del equilibrio ácido-base, se recomienda la medida de calcio ionizado en lugar de la de calcio total debido a la inexactitud de las estimaciones de calcio total corregido con las diversas fórmulas existentes, en este tipo de pacientes.

Observar escrupulosamente las condiciones de extracción, conservación, transporte y manipulación de la muestra para calcio ionizado, ya que si no son correctas pueden conducir a valores falsamente reducidos de calcio libre.

Es preferible la medida de calcio ionizado en sangre total en pacientes críticos pues permite la medición simultánea en la muestra de otros parámetros de manejo habitual en el enfermo crítico.

Se recomienda informar el valor de calcio ionizado medido que refleja el estado actual del paciente y no el corregido a pH 7,4.

CONCLUSIONES:

Las concentraciones de calcio y fósforo, permanecieron dentro de los valores no recomendables en los mineros, ya que estos ingieren gaseosas entre otros factores que afectan a su desequilibrio de descalcificación.

Se adquirió nuevos conocimientos teóricos la concentración de calcio. Logramos familiarizarnos con las reacciones enzimáticas. El calcio, el fósforo y el magnesio participan en numerosos procesos biológicos

de tal importancia que se ha desarrollado un complejo sistema de regulación homeostática para mantener sus concentraciones séricas en unos límites muy estrechos. Aunque en la regulación de la homeostasis mineral intervienen numerosos órganos y hormonas, los principales efectores son el intestino, el riñón y el hueso, sobre los que actúan las hormonas calciotropas, PTH, vitamina D y calcitonina, modulando la absorción, eliminación y depósito de manera que se mantengan unos niveles séricos constantes. La interrelación entre el sistema hormonal y los niveles séricos de calcio, fósforo y magnesio son tan estrechas que, con frecuencia, la interpretación de los cambios debe ser realizada en conjunto para que tenga sentido fisiopatológico.

BIBLIOGRAFIA

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del-calcio-y-la-vitamina-d-en-la-salud-osea-y-mas-alla-la-pespectiva-desde-el-cono-sur