Информация

Какие гормоны / факторы влияют на всасывание кальция в тонком кишечнике и его регуляцию?

Какие гормоны / факторы влияют на всасывание кальция в тонком кишечнике и его регуляцию?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Я считаю, что вопрос очень широкий и не могу найти точных механизмов. Я не уверен в точных механизмах регулирования.

Я думаю, что это, по крайней мере, витамин D, диффузия и определенные кальциевые каналы: кальбиндины. Более конкретно, кальбиндин-D9K и базолатеральный кальциевый насос транспортируют кальций изнутри клетки во внеклеточное пространство.

Градиент кальция также должен быть свободным, -2-6 ммоль / л, в просвете, чтобы обеспечить диффузионную абсорбцию кальция из интерстициального пространства. Точно так же концентрация свободного кальция во внеклеточной жидкости собственной пластинки.

Я думаю, что наиболее важным механизмом этого поглощения является электрохимический градиент натрия через границу эпителиальных клеток в просвете, как и в случае углеводов. Чтобы сохранить внеклеточное пространство свободным от кальция, должна работать NA / K-ATPase, то есть натриевая помпа.

Я не обнаружил гормонов, влияющих на всасывание кальция в кишечнике. Какие факторы влияют на всасывание кальция и его регуляцию?


Гормон паращитовидной железы увеличивает всасывание кальция в кишечнике за счет увеличения выработки витамина D, который, в свою очередь, использует кальбиндин. Он также увеличивает реабсорбцию кальция почками и высвобождение кальция из костей.


Во время длительных космических полетов астронавты могут терять примерно 1-2 процента своей костной массы в месяц. Считается, что эта потеря костной массы вызвана отсутствием механической нагрузки на кости космонавтов из-за низких гравитационных сил в космосе. Отсутствие механической нагрузки приводит к тому, что кости теряют минеральные соли и волокна коллагена, а значит, и прочность. Точно так же механический стресс стимулирует отложение минеральных солей и волокон коллагена. Внутренняя и внешняя структура кости будет меняться по мере увеличения или уменьшения нагрузки, так что кость имеет идеальный размер и вес для той нагрузки, которую она переносит. Вот почему у людей, которые регулярно занимаются спортом, кости толще, чем у людей, ведущих малоподвижный образ жизни. Именно поэтому сломанная кость в гипсовой повязке атрофируется, в то время как ее противоположная сторона сохраняет концентрацию минеральных солей и коллагеновых волокон. Кости подвергаются ремоделированию в результате воздействия на них силы (или отсутствия сил).

Многочисленные контролируемые исследования показали, что у людей, которые регулярно занимаются спортом, плотность костей выше, чем у людей, ведущих малоподвижный образ жизни. Любой тип упражнений будет стимулировать отложение большего количества костной ткани, но тренировки с отягощениями имеют больший эффект, чем сердечно-сосудистые мероприятия. Тренировки с отягощениями особенно важны для замедления возможной потери костной массы из-за старения и предотвращения остеопороза.


Том I

Конни Уивер,. Эмма Лэйнг, витамин D (третье издание), 2011 г.

Фракционное всасывание кальция

Поглощение кальция происходит в результате активного, зависимого от носителя процесса и пассивного параклеточного процесса. Активный процесс зависит от витамина D, а пассивный - нет. Когда потребление кальция низкое, 25 (OH) D превращается в 1,25 (OH). 2D, который регулирует транскрипцию белков транспорта кальция в кишечнике, как описано в главе 19. Однако этот механизм гомеостатической регуляции не может исправить хронически низкое потребление кальция. Если запасы витамина D слишком низкие, преобразование в 1,25 (OH)2D снижается. Статус витамина D, вероятно, должен быть очень низким, то есть <10 нмоль / л [97], учитывая, что пул субстрата 25 (OH) D до 1000 раз выше, чем 1,25 (OH).2D. Поскольку пассивное всасывание не зависит от витамина D, высокое потребление кальция может смягчить снижение эффективности абсорбции кальция в условиях низкого статуса витамина D. Таким образом, низкий уровень витамина D становится риском для здоровья костей при низком потреблении кальция. Пробелы в знаниях у детей и подростков связаны с потреблением кальция, необходимым для преодоления недостаточности витамина D, и ролью статуса витамина D, среди других регуляторов, связанных со снижением эффективности усвоения кальция, когда потребление кальция низкое.

Эффективность абсорбции кальция у детей определяется всего в нескольких лабораториях по всему миру. Были рассмотрены различные подходы [98,99]. Лучший метод для метода двойного изотопного индикатора - это когда один индикатор кальция вводится перорально для определения абсорбции и корректируется для разбавления индикатора вторым внутривенно введенным индикатором. Этот метод дает истинное дробное всасывание кальция. Затем изотопные индикаторы измеряются в образцах сыворотки или мочи. Недавно метод однократного перорального изотопного индикатора был подтвержден на подростках по сравнению с контрольными методами двойного изотопа [100]. Другой метод - чистое всасывание кальция, определяемое метаболическим балансом, что требует контролируемой диеты и полного сбора мочи и кала. Этот метод не корректирует эндогенную секрецию, то есть абсорбированный кальций, который повторно выводится через кишечник. Косвенные методы абсорбции кальция - это изменения сывороточного кальция или iPTH после введения кальция. Последовательные заборы крови после нагрузки кальцием позволяют рассчитать площадь под кривой (AUC).

Взаимосвязь между витамином D и эффективностью абсорбции кальция широко не изучалась. Поперечные исследования не показывают взаимосвязи между 25 (OH) D в сыворотке крови и эффективностью абсорбции кальция у подростков с более высокими концентрациями 25 (OH) D [68,91], но у подростков с концентрациями 25 (OH) D в сыворотке ниже 50–62,5 нмоль. / L, соотношение оказывается отрицательным [91,101] (рис. 37.5). И наоборот, когда выражается в виде общего абсорбированного кальция, связь оказывается положительной [43]. Хотя приведенные выше данные значимы, перекрестные исследования не могут определить причинные эффекты. Долгосрочные исследования пищевых добавок позволяют лучше понять взаимосвязь между витамином D и эффективностью усвоения кальция. Например, добавление витамина D в дозе 1000 МЕ / день в течение 4 недель улучшило статус витамина D, но привело к снижению фракционного всасывания кальция, несмотря на отсутствие значительного изменения 1,25 (OH) в сыворотке.2D или PTH [102]. Неожиданное снижение абсорбции кальция с повышением статуса витамина D, как показано в этом исследовании, может происходить, если сыворотка 25 (OH) D является ограничивающим пулом субстрата для образования 1,25 (OH).2D, так что при очень низком уровне витамина D активный гормон не может образовываться в достаточных количествах, чтобы стимулировать всасывание кальция. У взрослых абсорбция кальция увеличивается, когда уровень витамина D падает ниже 10 нмоль / л [97]. Тем не менее, средний уровень 25 (OH) D в сыворотке перед добавлением в исследовании Park et al. [102] исследование составило 48 нмоль / л. Достаточно высокое потребление кальция подавляет высвобождение iPTH и, следовательно, его преобразование в 1,25 (OH).2D. Потребление кальция в исследовании добавок витамина D, проведенном Park et al. [102] было

1000 мг / сут, что могло быть достаточно для подавления высвобождения iPTH, но не объясняет обратную связь между сывороткой 25 (OH) D и абсорбцией кальция. Обратное соотношение между 25 (OH) D и iPTH в сыворотке может объяснить снижение абсорбции кальция при более высоких концентрациях 25 (OH) D из-за снижения конверсии в 1,25 (OH).2D. Действительно, сыворотка 1,25 (ОН)2Было показано, что D положительно коррелирует с эффективностью абсорбции кальция у девочек-подростков (r = 0,35, P = –0,001) [90]. На всасывание кальция влияет взаимодействие потребления кальция и генетики, а также диета. Например, Fok1 Полиморфизм гена VDR был существенно связан с абсорбцией кальция (P = 0,008), при этом люди с генотипом FF имели наибольшую эффективность абсорбции кальция [103]. FGF-23 косвенно влияет на абсорбцию кальция, поскольку он подавляет почечную 1α-гидроксилазу и снижает уровень 1,25 (OH).2Д.

РИСУНОК 37.5. Связь между статусом витамина D и истинным фракционным всасыванием кальция r = –0,79, P & ampt 0,01 [101].


Ключевые факторы, влияющие на абсорбцию добавок кальция

Если кальций растворим, он легко растворяется в воде или желудочной кислоте. (На самом деле, добавки кальция нередко растворяются почти на 100%.) Кальций растворяется в желудке и всасывается через слизистую оболочку тонкой кишки в кровоток. Попадая в кровоток, кальций укрепляет кости, регулирует расширение и сокращение кровеносных сосудов и выполняет другие важные функции.

Ключевые факторы

Вот ключевые факторы, которые могут повлиять на то, насколько хорошо ваше тело усваивает кальций, который вы принимаете.

  • Диета с высоким содержанием фитиновой кислоты Фитиновая кислота, содержащаяся в оболочке отрубей цельного зерна, связывает кальций и другие минералы, делая их нерастворимыми и не усваиваемыми в кишечнике. Затем ваш кальций выходит из организма, не усваиваясь. Если вы обычно потребляете много цельнозернового хлеба и круп, возможно, вам стоит попробовать продукты, обогащенные кальцием.
  • Высокий уровень натрия - Чрезмерное количество соли может препятствовать усвоению кальция. Узнайте больше о соли и здоровье ваших костей.
  • Недостаток витамина D - Витамин D имеет решающее значение для регулирования всасывания кальция.
  • Потребление кофе (и чая) - Кофеин, содержащийся в кофе, чае и большинстве газированных напитков, действует как мягкое мочегонное средство, так что ценный кальций выводится из организма, прежде чем организм сможет его использовать. Употребление этих напитков в небольших количествах относительно безвредно, но чрезмерное употребление может привести к снижению абсорбции.
  • Курение - Исследования курильщиков показывают снижение костной массы. Причина не совсем понятна, но похоже, что курение мешает всасыванию кальция в кишечнике. ПОЖАЛУЙСТА, НЕ КУРИТЬ.
  • Целиакия - Это заболевание является наследственным аутоиммунным заболеванием, характеризующимся непереносимостью глютена. Это часто остается недиагностированным как у детей, так и у взрослых. Глютеновая болезнь изменяет слизистую оболочку кишечника и влияет на всасывание жирорастворимых витаминов и минералов, таких как витамин D и кальций. Если у вас есть глютеновая болезнь, это значительный фактор риска остеопороза.

Прочие факторы

Другие факторы, такие как малоподвижный образ жизни и диета с большим количеством мяса, также могут повлиять на вашу способность усваивать кальций. American Bone Health предлагает вам обсудить эти факторы со своим врачом и оценить свою диету и образ жизни в тех областях, в которых вы можете улучшить.

Опубликовано: 9/28/2016 Пересмотрено: 03/04/20.
В качестве услуги для наших читателей American Bone Health предоставляет доступ к нашей библиотеке заархивированного контента. Обратите внимание на дату последней проверки всех статей. Никакой контент на этом сайте, независимо от даты, никогда не должен использоваться вместо прямого медицинского совета вашего врача или другого квалифицированного клинициста.


Какие гормоны / факторы влияют на всасывание кальция в тонком кишечнике и его регуляцию? - Биология

Было бы очень сложно назвать физиологический процесс, который бы так или иначе не зависел от кальция. Очень важно поддерживать концентрацию кальция в крови в жестких пределах нормы. Отклонения выше или ниже нормального диапазона часто приводят к серьезным заболеваниям.

  • Гипокальциемия означает низкую концентрацию кальция в крови. Клинические признаки этого расстройства отражают повышенную нервно-мышечную возбудимость и включают мышечные спазмы, тетанию и сердечную дисфункцию.
  • Гиперкальциемия указывает на концентрацию кальция в крови выше нормы. Нормальная концентрация кальция и фосфата в крови и внеклеточной жидкости близка к точке насыщения, повышение может привести к диффузному осаждению фосфата кальция в тканях, что приводит к широко распространенной дисфункции и повреждению органов.

Предотвращение гиперкальциемии и гипокальциемии во многом является результатом надежных систем эндокринного контроля.

Распределение кальция и фосфата в организме

В организме есть три основных резервуара кальция:

  • Внутриклеточный кальций: большая часть кальция в клетках секвестрируется в митохондриях и эндоплазматическом ретикулуме. Внутриклеточные концентрации свободного кальция сильно колеблются, примерно от 100 нМ до более чем 1 мкМ, из-за высвобождения из клеточных хранилищ или притока из внеклеточной жидкости. Эти колебания являются неотъемлемой частью роли кальция во внутриклеточной передаче сигналов, активации ферментов и сокращении мышц.
  • Кальций в крови и внеклеточной жидкости: Примерно половина кальция в крови связана с белками. Концентрация ионизированного кальция в этом отделении обычно почти неизменна и составляет приблизительно 1 мМ, или в 10 000 раз больше базовой концентрации свободного кальция в клетках. Кроме того, концентрация фосфора в крови практически идентична концентрации кальция.
  • Костный кальций: подавляющее большинство кальция в организме находится в костях. В костях 99% кальция связано в минеральной фазе, а оставшийся 1% находится в пуле, который может быстро обмениваться с внеклеточным кальцием.

Как и в случае с кальцием, большая часть фосфатов в организме (примерно 85%) присутствует в минеральной фазе костей. Остаток фосфата в организме присутствует во множестве неорганических и органических соединений, распределенных как внутриклеточных, так и внеклеточных компартментов. Нормальные концентрации фосфата в крови очень похожи на кальций.

Флюсы кальция и фосфата

Поддержание постоянной концентрации кальция в крови требует частых корректировок, которые можно описать как потоки кальция между кровью и другими частями тела. В доставке кальция в кровь и удалении его из крови при необходимости участвуют три органа:

  • Тонкая кишка - это место, где всасывается пищевой кальций. Важно отметить, что эффективное всасывание кальция в тонком кишечнике зависит от экспрессии кальций-связывающего белка в эпителиальных клетках.
  • Кость служит огромным резервуаром кальция. Стимулирование чистой резорбции костных минералов высвобождает кальций и фосфаты в кровь, а подавление этого эффекта позволяет кальцию откладываться в кости.
  • Почки критически важны для гомеостаза кальция. При нормальной концентрации кальция в крови почти весь кальций, попадающий в клубочковый фильтрат, реабсорбируется из канальцевой системы обратно в кровь, что сохраняет уровень кальция в крови. Если канальцевая реабсорбция кальция снижается, кальций выводится с мочой.

Системы гормонального контроля

Поддержание нормальных концентраций кальция и фосфора в крови обеспечивается за счет согласованного действия трех гормонов, которые контролируют потоки кальция в кровь и внеклеточную жидкость и из них:

Гормон паращитовидной железы увеличивает концентрацию кальция в крови. Механически гормон паращитовидной железы сохраняет кальций в крови за счет нескольких основных эффектов:

  • Стимулирует выработку биологически активной формы витамина D в почках.
  • Облегчает мобилизацию кальция и фосфата из костей. Чтобы предотвратить пагубное повышение уровня фосфата, паратироидный гормон также оказывает сильное воздействие на почки, устраняя фосфат (фосфатурический эффект).
  • Максимизирует канальцевую реабсорбцию кальция в почках. Эта деятельность приводит к минимальным потерям кальция с мочой.

Витамин D также увеличивает концентрацию кальция в крови. Он вырабатывается за счет активности паращитовидного гормона в почках. Безусловно, наиболее важным действием витамина D является облегчение всасывания кальция из тонкого кишечника. Вместе с паратиреоидным гормоном витамин D также усиливает отток кальция из костей.

Кальцитонин - это гормон, который снижает уровень кальция в крови. Он секретируется в ответ на гиперкальциемию и имеет как минимум два эффекта:

  • Подавление реабсорбции кальция в канальцах почек. Другими словами, кальцитонин усиливает выведение кальция с мочой.
  • Подавление резорбции костей, что сводит к минимуму приток кальция из костей в кровь.

Хотя кальцитонин оказывает значительное влияние на снижение содержания кальция у некоторых видов, похоже, он оказывает минимальное влияние на уровень кальция в крови у людей.

Полезный способ посмотреть, как гормоны влияют на ткани, чтобы сохранить гомеостаз кальция, - это изучить эффекты депривации кальция и нагрузки кальцием. В следующей таблице приведены ответы организма на условия, которые в противном случае привели бы к серьезному дисбалансу уровней кальция и фосфата в крови.


Депривация кальция Загрузка кальция
Гормон паращитовидной железы Секреция стимулирована Секреция подавлена
Витамин Д Производство стимулируется повышенной секрецией паратироидного гормона Синтез подавлен из-за низкой секреции паратироидного гормона
Кальцитонин Очень низкий уровень секреции Секреция стимулируется высоким содержанием кальция в крови
Кишечная абсорбция кальция Усилен за счет активности витамина D на эпителиальных клетках кишечника Низкое базальное поглощение
Высвобождение кальция и фосфата из костей Стимулируется повышенным содержанием паратироидного гормона и витамина D Снижается из-за низкого уровня паратиреоидного гормона и витамина D
Почечная экскреция кальция Снижается из-за усиленной канальцевой реабсорбции, стимулируемой повышенным уровнем паратироидного гормона и витамина D, гипокальциемия также активирует сенсоры кальция в петле Генле, чтобы напрямую способствовать реабсорбции кальция. Повышен из-за снижения реабсорбции, стимулированной паратиреоидным гормоном.
Почечная экскреция фосфатов Эта фосфатурическая активность, сильно стимулируемая паратиреоидным гормоном, предотвращает побочные эффекты повышенного уровня фосфата в результате резорбции костей. Снижено из-за гипопаратиреоза
Общий ответ Обычно наблюдаются близкие к нормальным концентрации кальция и фосфата в сыворотке из-за компенсаторных механизмов. Длительная депривация приводит к истончению костей (остеопении). Низкая кишечная абсорбция и повышенная почечная экскреция предохраняют от развития гиперкальциемии.
Резюме


Остерегайтесь свинца

Общественное здравоохранение вызывает опасения по поводу содержания свинца в некоторых марках добавок кальция, поскольку добавки, полученные из природных источников, таких как раковины устриц, костная мука и доломит (тип камня, содержащий карбонат кальция-магния), как известно, содержат большое количество свинца. . В одном исследовании, проведенном с двадцатью двумя брендами кальциевых добавок, было доказано, что восемь брендов превышают допустимый предел содержания свинца. Было обнаружено, что это относится к добавкам, полученным из раковин устриц и очищенного карбоната кальция. То же исследование также показало, что бренды, заявляющие, что они не содержат свинец, на самом деле показывают очень низкие уровни свинца. Поскольку уровни свинца в добавках не указываются на этикетках, важно знать, что продукты, полученные не из раковин устриц или других природных веществ, обычно имеют низкое содержание свинца. Кроме того, было также обнаружено, что одна марка не распадалась, как это необходимо для абсорбции, а одна марка содержала только 77 процентов от заявленного содержания кальция. [9]


Гликемический индекс

Были измерены гликемические реакции различных продуктов, а затем они были ранжированы по сравнению с эталонным продуктом, обычно ломтиком белого хлеба или просто чистой глюкозой, для получения числового значения, называемого гликемическим индексом (GI). Продукты с низким ГИ не повышают уровень глюкозы в крови ни так быстро, как продукты с более высоким ГИ. В эпидемиологических и клинических испытаниях было показано, что диета, состоящая из продуктов с низким ГИ, увеличивает потерю веса и снижает риск ожирения, диабета 2 типа и сердечно-сосудистых заболеваний. [2]

Таблица 4.1 Гликемический индекс: продукты питания по сравнению с глюкозой

Еда Значение GI
Продукты с низким ГИ (& lt 55)
Яблоко, сырое 36
Апельсин, сырой 43
Банан, сырой 51
Манго, сырое 51
Морковь, отварная 39
Таро, отварное 53
Кукурузная лепешка 46
Спагетти (цельнозерновой) 37
Запеченная фасоль 48
Соевое молоко 34
Скисшее молоко 37
Цельное молоко 39
Йогурт, фрукты 41
Йогурт, простой 14
Мороженое 51
Продукты со средним ГИ (56–69)
Ананас, сырой 59
Мускусная дыня 65
Картофельное пюре 70
Цельнозерновой хлеб 69
коричневый рис 55
Сырная пицца 60
Сладкий картофель, вареный 63
Макароны с сыром 64
Попкорн 65
Продукты с высоким ГИ (70 и выше)
Банан (перезрелый) 82
Кукурузные чипсы 72
Крендели 83
белый хлеб 70
белый рис 72
Бублик 72
Рисовое молоко 86
Cheerios 74
Изюм Бран 73
Ролл с фруктами 99
Gatorade 78

Чтобы узнать о гликемическом индексе различных продуктов, посетите http://www.mendosa.com/gilists.htm.

Тип углеводов в пище влияет на ЖКТ, а также на содержание жира и клетчатки. Повышенное содержание жира и клетчатки в пище увеличивает время, необходимое для пищеварения, и замедляет скорость опорожнения желудка в тонкий кишечник, что в конечном итоге снижает ГИ. Обработка и приготовление пищи также влияет на ГИ продуктов, повышая их усвояемость. Достижения в технологиях обработки пищевых продуктов и высокий потребительский спрос на удобные полуфабрикаты в Соединенных Штатах создали продукты, которые перевариваются и усваиваются быстрее, независимо от содержания клетчатки. Современные хлопья для завтрака, хлеб, макаронные изделия и многие полуфабрикаты имеют высокий ГИ. Напротив, у большинства сырых продуктов ГИ ниже. (Однако чем более созрел фрукт или овощ, тем выше его ГИ.)

ГИ можно использовать в качестве руководства для выбора более здоровых углеводов, но он имеет некоторые ограничения. Во-первых, GI учитывает не количество углеводов в порции пищи, а только тип углеводов. Другой заключается в том, что сочетание продуктов с низким и высоким ГИ меняет ГИ для еды. Кроме того, некоторые продукты, богатые питательными веществами, имеют более высокий ГИ, чем менее питательные продукты. (Например, у овсяных хлопьев ГИ выше, чем у шоколада, потому что содержание жира в шоколаде выше.) Наконец, мясо и жиры не имеют ГИ, поскольку они не содержат углеводов.

Дополнительные ресурсы

Посетите эту онлайн-базу данных, чтобы узнать гликемические индексы продуктов. Продукты перечислены по категориям, а также по низкому, среднему или высокому гликемическому индексу.
http://www.gilisting.com/

Учебные мероприятия

Примечание по технологиям: Второе издание учебника «Открытые образовательные ресурсы по питанию человека» (OER) включает интерактивные учебные мероприятия. Эти упражнения доступны в веб-учебнике и недоступны в загружаемых версиях (EPUB, Digital PDF, Print_PDF или Open Document).

Учебные мероприятия можно использовать на различных мобильных устройствах, однако для наилучшего взаимодействия с пользователем настоятельно рекомендуется, чтобы пользователи выполняли эти действия с помощью настольного или портативного компьютера и в Google Chrome.

  1. Непереносимость лактозы. Национальный информационный центр по заболеваниям пищеварительной системы. http://digestive.niddk.nih.gov/ddiseases/pubs/lactoseintolerance/. Обновлено 23 апреля 2012 г. Проверено 22 сентября 2017 г. & crarr
  2. Brand-Miller J, et al. (2009). Диетический гликемический индекс: последствия для здоровья. Журнал Американского колледжа питания,28(4), 446S – 49S. Https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20234031. По состоянию на 27 сентября 2017 г. & crarr

Класс питательных веществ, содержащих атомы углерода, водорода и кислорода, чаще всего известен как сахар, крахмал или пищевые волокна.

Фермент, вырабатываемый и секретируемый слюнными железами, который помогает в расщеплении крахмала на более мелкие частицы.

Форма крахмала, состоящая из единиц глюкозы, соединенных в неразветвленные цепи.

Формы крахмала, состоящие из связанных разветвленных цепей единиц глюкозы.

6-углеродный моносахарид, который является основным углеводом, используемым для обеспечения энергии в организме.

Дисахарид, состоящий из двух связанных вместе молекул глюкозы.

Смесь частично переваренной пищи и желудочного секрета в желудке.

Жидкость, выделяемая поджелудочной железой и содержащая бикарбонат для нейтрализации желудочного сока и ферменты для переваривания макромолекул.

Дисахарид, состоящий из глюкозы, связанной с фруктозой и широко известный как столовый сахар.

6-углеродный моносахарид, имеющий кольцевую структуру, который содержится во фруктах и ​​меде.

6-углеродный моносахарид, расположенный в части с кольцевой структурой дисахарида лактозы.

Дисахарид, состоящий из глюкозы, связанной с галактозой, содержащейся в молоке.

Состояние, возникающее из-за неспособности переваривать лактозу. Симптомы включают вздутие живота, газы, боль в животе, дискомфорт и диарею.

Форма хранения сложного углевода, состоящего из нескольких единиц глюкозы, связанных вместе в сильно разветвленную структуру.

Гормон, секретируемый поджелудочной железой в ответ на повышенный уровень глюкозы в крови, чтобы транспортировать глюкозу в мышечные или жировые клетки.

Гормон, вырабатываемый поджелудочной железой, который стимулирует расщепление гликогена в печени и синтез глюкозы.

Все связанные с углеводами вещества в пище не перевариваются и выводятся с калом.

Величина, связанная с потреблением определенной пищи, указывающая относительную скорость, с которой потребление пищи приводит к появлению глюкозы в крови.


ПРЕДМЕТЫ И МЕТОДЫ.

Предметы

Поглощение кальция измерялось в период с марта 1995 г. по апрель 1996 г. в поперечной выборке женщин, участвовавших в проекте «Женский здоровый образ жизни» (WHLP) (7). Короче говоря, WHLP - это продолжающееся рандомизированное клиническое исследование с участием 535 здоровых женщин, цель которого - проверить, можно ли предотвратить повышение факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний с помощью диетического и поведенческого вмешательства. На исходном уровне женщины были случайным образом распределены в контрольную группу только для оценки (п = 275) или группа вмешательства в образ жизни (п = 260). Целью вмешательства было снижение общего количества диетических жиров до 25% дневной энергии, насыщенных жиров до 7% дневной энергии и диетического холестерина до 100 мг / день. Кроме того, участникам, которые были отнесены к группе вмешательства, была поставлена ​​умеренная цель по снижению веса, чтобы предотвратить увеличение веса, и было предложено увеличить их физическую активность до 4180–6270 кДж / нед за счет увеличения аэробной активности средней интенсивности, такой как ходьба.

Подробное описание теста на абсорбцию кальция было отправлено по почте 286 белым участникам WHLP, у которых был обнаружен генотип VDR. BB (п = 97) или BB (п = 189). Женщины не соответствовали критериям отбора, если они находились в постменопаузе, принимали заместительную гормональную терапию в течение предыдущего месяца или в настоящее время принимали рецептурные лекарства, которые, как известно, влияют на метаболизм кальция. 142 участника, которые вызвались участвовать в измерении абсорбции кальция, были похожи по демографическим характеристикам и характеристикам здоровья на участников WHLP, которые не участвовали в исследовании. Протокол был одобрен Наблюдательным советом человеческого учреждения и Комитетом по радиационной безопасности Питтсбургского университета. Письменное информированное согласие было получено от каждого субъекта.

Оценка фракционного всасывания кальция

Все измерения проводились на контрольном визите участника через 18 или 30 месяцев в клинику, что составило ≈1,5–2,5 года после базового исследования WHLP. Тест на абсорбцию кальция завершали утром после ночного голодания. Фракционное всасывание кальция оценивали по появлению 45 Ca в крови после приема 50 г меченого обогащенного кальцием яблочного сока (содержащего 63 мг Ca) и 120 г дополнительно немеченого обогащенного кальцием яблочного сока (Speas Farm Sundor Brands, Inc, Mt Dora, FL), содержащий 152 мг Ca. Общая кальциевая нагрузка составляла 215 мг. Количество 45 Ca, используемого в каждом тесте, составляло ≈370 кБк (10 мкКи) на дозу. Меченый 45 Ca был приготовлен Исследовательским центром остеопороза, Университет Крейтон, Омаха, а затем отправлен в Университет Питтсбурга для смешивания с немаркированным соком. Фактическое дозирование происходило в середине приема стандартной легкой пробной еды, состоящей из 4 квадратов крекера Грэма и 1 чайной ложки маргарина. Кровь забирали в пробирку с сепаратором сыворотки ровно через 3 часа после приема индикатора и оставляли для свертывания при комнатной температуре. Сыворотку отделяли в течение 2 часов после сбора и замораживали при -70 ° C. Позже замороженные образцы сыворотки были отправлены на сухом льду с доставкой в ​​течение ночи в Университет Крейтон для оценки фракционного поглощения кальция с использованием метода одного перорального изотопа, как описано в других источниках (8, 9). Тест был воспроизведен с CV 9% для небольшой выборки из 8 контрольных женщин только для оценки, измеренных дважды с интервалом в 1 год.

Оценка факторов питания и образа жизни

Потребление кальция с пищей оценивалось путем самоотчета с использованием модифицированного полуколичественного опросника Block, состоящего из 10 пунктов и частоты приема пищи (10). Использование кальциевых добавок определялось путем выяснения у женщин их дозы и частоты приема поливитаминов с минералами, определенных витаминных и минеральных добавок и антацидов. Общее потребление кальция рассчитывалось путем добавления суточного потребления кальция из рациона и потребления кальция из добавок. Общая диетическая энергия (в кДж), жир, клетчатка, белок и фосфор оценивались с помощью опросника по частоте приема пищи (11). Физическая активность оценивалась обученным интервьюером с использованием модифицированного опросника физической активности Паффенбаргера, который оценивал энергию, израсходованную за предыдущую неделю, на основе количества пройденных блоков за день, количества пройденных лестничных пролетов за день и участия в спортивных или развлекательных мероприятиях (12). . Были определены текущее потребление алкоголя, потребление кофеина (из кофе, чая и колы), а также курение сигарет, о которых сообщают сами пациенты. Кроме того, женщин спросили, были ли у них симптомы запора в течение 2 недель до измерения абсорбции кальция.

Прочие измерения

Женщины были классифицированы как пременопаузальные или перименопаузальные. Женщина считалась пременопаузой, если она сообщала о менструациях в течение 3 месяцев до обследования, и перименопаузой, если она не сообщала об отсутствии менструаций в течение 3 месяцев до обследования. Если женщина страдала аменореей в течение ≥12 месяцев, она считалась постменопаузальной и исключалась из исследования. Образцы крови натощак были собраны для измерения сывороточного кальция, паратироидного гормона (ПТГ) и 1,25 дигидроксивитамина D [1,25 (OH).2D]. Содержание кальция в сыворотке измеряли с помощью спектроскопии атомарного пламени, а интактный ПТГ (iPTH) измеряли с помощью иммунохемилюминометрического метода с двумя участками (Endocrine Sciences, Inc, Calabasas Hills, CA). Сыворотка 1,25 (ОН)2D измеряли с помощью анализа радиорецепторов с использованием процедуры, аналогичной процедуре Райнхардта и др. (13) и модифицированной Endocrine Sciences. Модификации процедуры Рейнхардта заключались в том, что меченный тритием гормон был приобретен у NEN-Dupont (Бостон) и повторно очищен с помощью ВЭЖХ перед использованием, а элюаты Bondelute (Varian, Harber City, CA) распределялись в виде аликвот для дублированного анализа и проверки извлечения. Растворитель сушили в роторном испарителе (Savant, Holbrook, NY) под вакуумом. Вес тела измеряли с помощью весов с балансиром, а рост - с помощью стационарной вертикальной доски для измерения высоты (Perspective Enterprises, Inc, Каламазу, Мичиган). Был рассчитан индекс массы тела (ИМТ в кг / м 2). Высокомолекулярная ДНК была выделена из периферических лейкоцитов с помощью процедуры высаливания Miller et al (14). Генотипы для VDR BsmЯ, Апая и TaqПолиморфные сайты рестрикции I определяли с использованием методов полимеразной цепной реакции, описанных в Zmuda et al (15).

Минеральную плотность кости (BMD) всего бедра измеряли с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA) в режиме массива (HOLOGIC QDR 2000 Hologic Inc, Waltham, MA). Измерения DXA проводились сертифицированным техником, который не знал о группах лечения. Были использованы стандартизированные процедуры для позиционирования пациента и использования программного обеспечения DXA. Сканы были проанализированы с помощью программного обеспечения HOLOGIC версии 7.10 с функцией сравнения. CV внутри субъекта с аналогичным протоколом составляли 1,3% для шейки бедра (16). Т-баллы были рассчитаны с использованием среднего (± SD) значения общей МПК бедра (в г / см 2) для контрольной группы женщин в возрасте 20–29 лет с использованием данных третьего Национального исследования здоровья и питания (NHANES III). 1988–1994 (17). Мы использовали критерии Всемирной организации здравоохранения, чтобы определить женщин с оценкой T для всей бедренной кости от -1,0 до -2,5 как страдающих остеопенией и с оценкой T & lt-2,5 как остеопорозом (18).

Статистика

All analyses were performed by using SPSS (version 4.1 SPSS Inc, Chicago). Descriptive characteristics are presented as means and SDs unless otherwise indicated. Total calcium intake, physical activity, dietary variables (fat, fiber, protein, and phosphorus), and iPTH were log transformed to conform more closely to a normal distribution. The medians of the untransformed values are presented for ease of interpretation. Some of the numbers in the tables vary because of missing data and outliers. Pearson product correlation coefficients were calculated to examine the direction and magnitude of the relation between measured variables and fractional calcium absorption т tests and analysis of variance (ANOVA) were used to test unadjusted means for differences in fractional calcium absorption across VDR genotypes. Stepwise regression analysis showed which factors emerged as the most important independent predictors of fractional calcium absorption when variables that were found to be univariately associated with fractional calcium absorption (п < 0.10) were entered together. To further explore the relation between fat, fiber, and efficiency of calcium absorption, we calculated a ratio of fat to fiber for each individual [dietary fat (in g/d) divided by dietary fiber (in g/d)]. ANOVA was used to examine the relation between mean fractional calcium absorption values and tertile of the ratio of fat intake to fiber intake.


What is Parathyroid Hormone?

Although it gets less attention than thyroid hormones, the parathyroid hormone is still important in the body. Parathyroid hormone is connected to blood calcium levels.

Parathyroid hormone comes from four parathyroid glands in the neck, just behind the thyroid. These glands receive feedback from blood calcium levels to determine when they need to secrete the hormone. The hormone plays a role in regulating blood calcium levels, helping the body maintain adequate calcium stores in the bloodstream to protect bone health.

What does the parathyroid hormone do?

Parathyroid hormone helps prevent low calcium levels by acting on the bones, intestine, and kidneys. In the bones, the hormone triggers the release of calcium stores from the bones to the blood. This can lead to bone destruction. In the intestines, parathyroid hormone helps with vitamin D metabolism. This, in turn, allows the body to absorb more of the calcium it digests from food. In the kidneys the hormone stops the release of calcium through the urine, while also increasing vitamin D production.

Potential Problems with Parathyroid Hormone Function

Because the function of parathyroid hormone directly impacts blood calcium levels, improper balance of parathyroid hormone can cause an imbalance of calcium levels in the blood.

Having too much of the hormone can cause a condition known as hypercalcaemia, which increases blood calcium levels. This does not cause obvious symptoms in mild cases, but if levels rise too high, it can cause digestive upset, constipation, depression, lethargy, weakness, joint pain, and excessive thirst. Hypercalcaemia is typically discovered during routine blood testing.

Too little parathyroid hormone causes a rare condition called hypoparathyroidism, which leads to low blood calcium levels. This is fairly easy to treat using vitamin D and oral calcium tablets, once it is discovered.

Questions to ask your doctor

Because parathyroid hormone problems rarely cause symptoms at the beginning of the condition, be sure to ask your doctor about parathyroid hormone levels when having routine blood work done. If calcium levels are too low or too high, consider asking your doctor about parathyroid hormone. Possible questions include:

  • Are parathyroid levels to blame for my calcium levels?
  • How can I treat this?
  • What are the dangers of improper calcium levels?

If you suspect parathyroid hormone problems, get help from an endocrinologist near you.


Research Breakdown on Calcium

1 Sources and Structure

1.1 Sources

1.2 Biological Significance

1.3 Recommended Intake

1.4 Deficiency

1.5 Sufficiency and Excess

1.6 Formulations and Variants

2 Molecular Targets

2.1 Calcium-Sensing Receptors (CaSRs)

3 Pharmacology

3.1 Absorption

3.2 Drug-Drug Interactions

4 Cardiovascular Health

4.1 Lipid Absorption

4.2 Platelets

4.3 Atherosclerosis

5 Fat Mass and Obesity

5.1 Mechanisms

6 Skeletal and Bone Mass

6.1 Osteoporosis

6.2 Fractures

7 Interactions with Hormones

7.1 Testosterone

8 Interactions with Cancer Metabolism

8.1 Colon Cancer

9 Pregnancy and Lactation

9.1 Hypertension

9.2 Delivery

9.3 Bone Mineral Density

10 Interactions with Organ Systems

10.1 Intestines

11 Nutrient-Nutrient Interactions

11.1 Vitamin D

11.2 Absorption Modifiers

12 Safety and Toxicology

12.1 General

12.2 Human Toxicity

12.3 Side Effects with Safe Usage

12.4 Withdrawal

12.5 Case Studies

1 Sources and Structure

1.1 Sources

1.2 Biological Significance

Calcium is most well known to serve as a major building block of bone in the human body, with there being anywhere from 1-2 kg of calcium in the human body that is 99% localized to bone tissue (skeleton and teeth). [7] [8] The calcium tends to be stored in the form of hydroxyapatite crystals (Ca 10 (OH) 2 (PO 4 ) 6 ) formed by bone cells known as osteoblasts. [9]

The remaining calcium is in a soluble form, found in the bloodstream and cells across the body, where it serves a vital role in aiding cellular signalling. [8] [10]

1.3 Recommended Intake

The recommended daily intake for calcium is: [11] [12]

700 mg for those 1-3 years of age

1,000 mg for those 4-8 years of age, as well as for adults between the ages of 19-50

1,300 mg for those between the ages of 9 and 18

1,200 mg for adults over the age of 71 and for females above the age of 50 (males between the ages of 50-70 only require 1,000 mg)

Infants less than a year old have minor calcium requirements of 200-260 mg whereas women who are pregnant or lactating require up to 1,300 mg of calcium daily. [11] [12]

1.4 Deficiency

While the condition of bone deformation known as Rickets is commonly attributed to be due to a Vitamin D deficiency, [13] calcium also plays a pivotal role as the two are intricately linked when it comes to supporting the growth of bones (alongside other nutrients such as phosphorus and magnesium) [14] and instances of rickets in the presence of adequate Vitamin D have been reported. [15] [16] While this condition affects children and youth exclusively, usually those under 18 months of age associated with lack of Vitamin D [14] [17] and potentially in early adolescence with very low calcium intake, [18] adults don't experience any disease state специфический to a lack of dietary calcium a lifetime of insufficient intake is one of the major risk factors in the promotion of osteoporosis.

1.5 Sufficiency and Excess

The tolerable upper limit (TUL) of calcium is between 2,000-3,000 mg depending on age group, the higher TUL being for adolescents and pregnant or lactating women and the lower TUL of 2,000 mg for adults over the age of 50. Young adults and children have a TUL of 2,500 mg. [11] [12]

1.6 Formulations and Variants

Calcium phosphate (pentacalcium hydroxytriphosphate) is a form of calcium that is 2/3rds calcium by weight, and is an endogenous metabolite of calcium in the body (after forming with phosphorus in the intestines). [19]

At 1,000mg (calcium equivalent) calcium phosphate supplementation is able to increase serum concentrations of calcium without affecting phosphorus levels in the postprandial state [20] although it has been noted to not influence fasting levels of calcium nor phosphorus over six weeks at 1,500mg. [21]

Coral calcium is a dietary supplement from coral (Coral calx or Praval bhasma) that is claimed to be better absorbed when compared to other forms of calcium supplementation, referencing a small study comparing a 525 mg dose of calcium as carbonate versus the same dose of calcium from coral from the Ryukyu islands (a 2:1 calcium:magnesium). [22] It's popularity as a supplement has at times been reported [23] to be associated with how the long lifespan of Okinawans are, in turn, associated with water intake that may have its mineral contents modified by the presence of high amounts of coral reef. [24]

Coral is also known to possess hydroxyapatite, [25] a product of calcium in the human body that is very prominent in human bones and teeth. The relevance of orally ingested hydroxyapatite from coral calcium is currently unknown. Despite this, studies in rats do confirm that coral calcium is able to improve bone mineralization in models of bone loss. [26] [27]

2 Molecular Targets

2.1 Calcium-Sensing Receptors (CaSRs)

Calcium-sensing receptors (CaSRs) are receptors that respond to changes in calcium concentrations. Expressed in the kidneys, thyroid and the parathyroid which serve as a link between fluctuating calcium concentrations and manipulating the actions of parathyroid hormone and Vitamin D to help mitigate abnormal levels of calcium. [28] These receptors can be influenced by inflammation, [28] as both IL-6 [29] and IL-1&beta [30] are known to increase the trancription rates and, ultimately, the amount of receptors.

3 Pharmacology

3.1 Absorption

Calcium is absorbed by one of two ways in the intestines a transporter-mediated process and a paracellular process. [31] [32]

The transporter-mediated process occurs primarily in the first two segments of the intestines, the duodenum and jejunum. [33] [34] This is the stage of calcium absorption that has a rate-limit and can be regulated by both calcium levels in the body and Vitamin D [34] (although paracellular is still somewhat regulated [35] ). It is an active transport system which starts with uptake through calcium channels (TRPV6 and TRPV5 previously known as CaT1 and CaT2 respectively) with TRPV6 being the variant favored in the intestines rather than the kidneys where TRPV5 dominates [36] [37] while an L-type channel known as Cav1.3 also exists in the intestines that can also help transport calcium from the intestines. [38] The two receptors seem to have complementary roles with TRPV6 being more active in calcium reuptake during fasting and Cav1.3 being more active during feeding. [32] [38]

After initial uptake into the cell, calbindins (CBs) bind to calcium to carry it through the cell from the apical membrane to the basolateral membrane [32] [39] and also help support the cell they are in by acting as buffering agents. [40] After the transfer, the calbindins pass calcium off to two proteins known as PMCA (mostly PMCA1b [41] ) and NCX1 a pump and a Na + /Ca 2+ exchanger respectively where the former is generally responsible for 80% of the calcium efflux. [42] [43]

Unlike the transport-mediated process, the paracellular (between cells) process occurs at all points in the intestines. It does occur in the ileum (segment of the large intestine that calcium transporters don't work in) [33] and also occurs throughout the entirety of the large intestine. [44] Generally speaking, this route of absorption is more relevant when chyme (digested food) travels through the intestines at a slower rate [45] and when the diet is sufficiently high in calcium. [31]

Calcium absorption is affected by several factors. It varies based on environmental, age, and dietary considerations. [46] [47] [48] Postmenopausal women absorb calcium less than premenopausal women and thus require a higher dose of calcium than premenopausal women. [49] [50] In healthy, premenopausal women, the proportion of dietary calcium absorbed varies from 17-58%, and is positively correlated with body mass index, dietary fat, serum vitamin D level, and parathyroid hormone concentrations. It is inversely correlated with total calcium intake, dietary fiber intake, alcohol consumption, physical activity, and symptoms of constipation. [51] Elderly women have a resistance to Vitamin D action that can contribute to their negative calcium balance, secondary hyperparathyroidism, and bone loss. [52] Additionally, weight loss is associated with elevated calcium requirement due to inadequate total calcium absorption. If this requirement is not met, it could activate the calcium-parathyroid hormone axis to absorb more calcium. [53]

Calcium absorption increases from early to late pregnancy, decreases in early lactation, and then increases when weaning. [54] [55] [56] [57] [58]

3.2 Drug-Drug Interactions

There have been many drug interactions reported among users of the various dosage forms of calcium. The type of interaction encountered will be different for every medication.

Taking calcium with bisphosphonate drugs for osteoporosis or thyroid hormones like levothyroxine [59] can cause reduced drug absorption most likely due to forming insoluble complexes. [60] .

Calcium can also reduce the efficacy of some antivirals (e.g. amprenavir and zalcitabine), aspirin, several antibiotics (e.g. several fluoroquinolones, tetracycline, and several cephalosporins), and some antifungals (e.g. ketoconazole) can cause reduced drug efficacy. [60] Efficacy is also reduced for some drugs used for gastrointestinal issues (e.g. hyoscyamine, bisacodyl, and bismuth subcitrate), the antiplatlet drug ticlopidine, the calcium channel blocker verapamil, and the beta-blocker atenolol. [60] Efficacy of iron is also reduced by calcium. [60] Phosphate absorption is also reduced when calcium is taken concurrently. [60]

Taking long-term lithium may cause hypercalcemia in 10%-60% of patients [61] and taking it concurrently can theoretically increase this risk. Serious interactions between calcium and the thiazide (such as hydrochlorothiazide) and thiazide-like (e.g. clopamide and chlorthalidone) can also occur. Taking these drugs together with calcium can cause milk-alkali syndrome, which is characterized by hypercalcemia, metabolic alkalosis, and renal failure. [60]

Another serious interaction between calcium and digitoxin or digoxin can occur, leading to cardiotoxicity. [60]

4 Cardiovascular Health

4.1 Lipid Absorption

Consumption of milk products with additional calcium (10-fold higher than normal) is able to increase fecal lipids by 139% and free fatty acids by 195%. [62]

Calcium phosphate is known to be produced in the gut from calcium and phosphorus [19] where it appears able to precipitate intestinal substances such as bile acids or fatty acids. [63] [64] Supplementation of 1,000mg calcium has been demonstrated to increase fecal bile acids while reducing fecal cholesterol concentrations. [64]

4.2 Platelets

Dietary calcium intake has once been noted to be inversely related to clotting activity of platelets in farmers [65] and studies in research animals have noted dietary calcium to be associated with less platelet calcium responses [66] and handling [67] in hypertensive rats thought to indicate a protective effect.

4.3 Atherosclerosis

Fatty acid binding protein (FABP), specifically FABP4, is both a cytosolic and plasma protein involved in trafficking fatty acids. It appears to have an additive effect on lipids and atherosclerotic buildup due to knockout mice being resistant to these states [68] [69] and its release from adipocytes (and macrophages) is known to be partially dependent on calciums action as assessed by 0.5-3µM ionomycin. [70] Increases in FABP4 levels have been detected in vitro with other agonists that stimulate calcium release such as capsaicin. [71] There are currently no human studies assessing dietary calcium supplementation and it's relation to serum FAB4.

The presence of calcium in arteries (Coronary artery calcium CAC) is known to be predictive of cardiovascular disease and coronary heart disease even in adults without cardiovascular diseases. [72] [73] This is thought to be related to arterial stiffness related to calcium, related to both Vitamin D intake [74] and proteins influenced by Vitamin K intake. [75]

5 Fat Mass and Obesity

5.1 Mechanisms

Calcium's role in the adipocyte is that of an intracellular messenger, being released in response to various agonists such as capsaicin. [71]

6 Skeletal and Bone Mass

6.1 Osteoporosis

Osteoporosis, a weakening of skeletal bones due to loss of bone mass, is a relatively common bone ailment in the first world with one study noting an estimated 10.3% prevalence of osteoporosis in those above the age of 50 in the USA (2010) and a further 43.9% prevalence of low bone mass without osteoporosis. [76] Calcium is investigated in its role in osteoporosis due both to its pivotal role in существование a large constituent of bone mass but also due to generally low intake of calcium in populations which suffer from osteoporosis and reduced bone mass. [77] [78]

6.2 Fractures

Fractured bones are known to be a large risk during advancing age due to a combination of reduced bone integrity and diminishing muscular strength, [79] largely tied in to osteoporotic pathology. [80] Beyond other preventative measures such as resistance training which is effectively preventative [81] calcium supplementation is also investigated due to aiding in bone integrity during osteoporosis.

A review [82] found only two interventions using 800mg calcium (one with Vitamin D using milk [83] and the other supplementation [84] ) and 50 publications assessing correlations between calcium intake and fracture rates predominately in the elderly the authors found that, overall, there was no significant and consistent relationship between fracture rates and dietary calcium, milk intake, or intake of dairy overall. [82] Despite this, meta-analyses assessing the usage of calcium in conjunction with Vitamin D do support the preventative benefits of supplementing both to assist in reducing the risk of fractures showing a 15% reduction of total fractures (Summary relative risk estimate (SRRE) of 0.85 95% CI 0.73-0.98) with a 30% reduction in hip fractures specifically (SRRE 0.70 95% CI 0.56-0.87). [85]

7 Interactions with Hormones

7.1 Testosterone

Four week supplementation of calcium in active and sedentary males (35mg/kg calcium as gluconate) failed to increase testosterone in sedentary men relative to their own baseline, and while an increase in testosterone was seen in the active group supplemented with calcium it was not significantly different than the active group given no supplement. [86]

8 Interactions with Cancer Metabolism

8.1 Colon Cancer

Soluble bile acids (rather than total fecal bile acids) contributes to colonic epithelium toxicity [87] [88] and are thought to underlie colonic DNA damage and genotoxicity [89] [90] due to the ability of calcium to precipitate these bile acids [91] [62] [92] secondary to forming amorphous calcium phosphate [93] it is thought to be protective against colon cancer.

Supplementation of 1,000mg calcium for four weeks in otherwise healthy adults has failed to alter the genotoxicity of fecal water, which may be due to barely affecting bile acids in fecal water (despite significantly reducing insoluble bile acids). [64]

9 Pregnancy and Lactation

9.1 Hypertension

Hypertension has been estimated to complicate 5% of worldwide pregnencies and 11% of first time pregnancies [94] due to this being associated with morbidity safe interventions to prevent hypertension and a related condition, pre-eclampsia, are sought after. Calcium is investigated as an inverse relationship between calcium intake and blood pressure during pregnancy is known [95] which extends to pre-eclampsia. [96] Low blood calcium also appears to be a useful predictor of both hypertension [97] and pre-eclampsia [98] during pregnancy.

A Cochrane review on the topic of calcium supplementation during pregnancy has found that, in 13 studies that assess high dose calcium supplementation (1,000mg or greater) the average risk of high blood pressure appeared to be reduced (RR 0.65 95% CI of 0.53-0.81) alongside a significant reduction in the risk of developing pre-eclampsia (RR 0.45 95% CI of 0.31-0.65) [99] the effect was most significant in women who were at greater risk of pre-eclampsia as assessed by other factors and women who had low dietary calcium intake. [99]

It is known that the risk of pre-eclampsia is increased with high BMI during pregnancy (greater than 35) and with high blood pressure before pregnancy, [100] calcium supplementation of 2g a day for the second half of pregnancy appears to be unable of normalizing this risk. [101]

Based on observational studies suggesting that increased maternal calcium intake is associated with reduced blood pressure in the child [102] [103] the topic has been reviewed [104] assessing four trials using calcium supplementation [105] [106] [107] [108] which found that, when assessing the mother's intake of calcium during pregnancy, that the child's blood pressure in youth appeared to be inversely associated with the mother's calcium intake.

This effect may only persist in women who were hypertensive during pregnancy [107] as one of these trials in women with low dietary calcium intake (West Africa) given 1,500 mg calcium during the second half of pregnancy failed to find an effect of supplementation when the mothers had normal blood pressure. [108]

9.2 Delivery

In studies assessing the delivery of the child, it was found that supplementation of calcium (1.8g) throughout the second half of pregnancy was associated with less usage of antenatal corticosteroids [109] and less complications with preterm birth (rupture of membranes and admittance for threatened preterm labour). [109]

9.3 Bone Mineral Density

In women who just gave birth (5 days postpartum) given calcium either through dairy products (932mg calcium) or via supplementation (1000mg) for six months, both groups were associated with increased bone mineral density and bone mineral content and were not significantly different. [110]

10 Interactions with Organ Systems

10.1 Intestines

Past research has suggested that soluble fatty acids and secondary bile acids, which act as surfactants in the intestines, may have a role in the promotion of cancer due to stimulating colonic crypt cells [111] which may be indicative of increased risk of colon cancer. [112] Calcium has been investigated in regards to colon cancer as it has a negative correlation with the prevalence of this form of cancer [113] and has shown a suppressive effect when tested in mice subject to a combination of fatty acids and intestinal inflammation. [111] It is thought that excess calcium administration can combine with these soluble lipids and form inert calcium soaps for elimination [111] which has been noted in humans given milk with an increased calcium content (10-fold more than normal) which successfully increased elimination of fatty and bile acids in the feces. [62]

Studies in humans using supplemental calcium in various instances of intestinal inflammation have found a reduction in intestinal hyperproliferation following intestinal bypass (2,400 or 3,600mg calcium carbonate for twelve weeks) [114] and in subjects with a familial history of colon cancer given 700mg calcium carbonate supplementation (1.3-1.5g calcium daily in conjunction with diet). [115] In both cases the level of crypt cell proliferation has reduced.

11 Nutrient-Nutrient Interactions

11.1 Vitamin D

In Japanese men who were subject to dietary analysis, low dietary calcium appeared to be associated with increased arterial stiffness (assessed by ba-PWV) while vitamin D itself has no relation it appeared that there was even less arterial stiffness in those who consumed high levels of calcium and vitamin D. [74]

11.2 Absorption Modifiers

В пробирке, sugar alcohols appear to enhance the absorption of calcium in the small intestine (ileum and jejunum) as well as in the large intestine. [116] Tested sugar alcohols (Erythriol, xylitol, maltitol, lactitol, sorbitol, and palatinit) all appear to enhance absorption of calcium overall with some differences in where they affect absorption. [116]

This effect has also been noted with oligosaccharides [117] [118] [119] and is thought to be related to changes in the solubility of calcium [120] [121] fermentation of these molecules and production of SCFAs can alter the acidity of the lumen which is known to increase passive (paracellular) calcium absorption. [122]

12 Safety and Toxicology

12.1 General

The maximum dose of elemental calcium that should be taken at a time is 500 mg to prevent unwanted effects on absorption of calcium and parathyroid hormone.More specifically, absorption of calcium decreases two-fold when calcium is overused, which may lead to bone resorption and increase in parathyroid hormone levels. [1] In other words, calcium supplements might interfere with how well our bones absorb calcium. [123] Natural calcium products have also been reported to contain measurable lead content. [124] While minimum calcium intake varies by age group and pregnancy, maximum calcium intake is consistently 2500 mg per day for everyone. Calcium intake that exceeds the recommended maximum daily dose can result in adverse effects and can interfere with absorption of other minerals, such as zinc, phosphorus, and magnesium. [1]

12.2 Human Toxicity

In a small observational study, elderly women taking calcium supplementation for five or more years had increased odds of developing dementia (OR 2.10), including vascular and mixed-dementia, but not Alzheimer&rsquos dementia. However, the dose is not mentioned in this study. [125]

When taking large amounts of calcium carbonate (>20 g/day) for a prolonged period of time, there may be a risk of hypercalcemia, milk-alkali syndrome, nephrocalcinosus, and renal insufficiency. [126]

Fatal prostate cancer has also been associated with calcium intakes from food or supplementation in amounts 1500 mg per day. [1] Other studies suggest consuming 2000 mg/day might increase risk for prostate cancer. [127] [128] However, there is contradictory research that indicates no association between calcium intake and overall prostate cancer risk.. [129] [130] One of these studies found an increased risk of advanced or fatal prostate cancer, however, while overall risk of prostate cancer was unaffected. [129]

In one meta-analysis, the authors claimed a possible increased risk of cardiovascular disease with calcium use, although the results of the analysis were not statistically significant. [3] In a different meta-analysis, calcium supplementation of 500 mg or greater per day without coadministered vitamin D was linked with an increased risk of myocardial infarction. [4] Furthermore, a re-analysis of one study, where postmenopausal women were taking 1 g of calcium and 400 IU of vitamin D daily, found that there was interaction between personal calcium use or allocated calcium and vitamin D use and cardiovascular events. Two meta-analyses of 11 placebo controlled trials found that calcium or calcium with vitamin D modestly increased the risk of cardiovascular events, specifically myocardial infarction and stroke. [5]

12.3 Side Effects with Safe Usage

Calcium supplementation has been reported to cause belching, flatulence, nausea, gastrointestinal discomfort, constipation, excessive abdominal cramping, bloating, severe diarrhea, and abdominal pain. [2] [126]

12.4 Withdrawal

There is evidence that support that the benefits from calcium supplementation disappear after consistent use is withdrawn. [131] [132]

12.5 Case Studies

A handful of case reports have shown that adults who take calcium supplementation can potentially experience side effects one person acquired acute pancreatitis after taking 1800 mg calcium carbonate daily due to having their thyroid removed, [133] another developed kidney stones due to 3000-5000 mg of calcium phosphate for osteoporosis prevention, [134] and a final report of 3 patients developed hypercalcemia taking various doses of calcium carbonate for osteoporosis and heart burn. [135]

One case study found an elderly woman who used calcium carbonate 500 my two-three times daily for osteoporosis suffered from red, hot, swollen joints that was found to be connected to her calcium intake leading the author to conclude &ldquosome people are peculiarly sensitive to oral calcium supplementation&rdquo. [136] An additional case report found that a lactating woman who used calcium carbonate in moderate doses suffered from hypercalcemia. [137] Lastly a case report on 3 premature infants who were given 195.3 mg of calcium lactate and 290.7 mg calcium glycerophosphate, developed blockage of a part of their intestines. [138]

There have been reports of severe hypercalcemia in Williams-Beuren syndrome patients. This is caused by a deleted gene, which is responsible for regulating the intestinal absorption of calcium. [139] Calcium supplementation may be cautioned in people who suffer from this condition.

Additionally, in patients with renal impairment, doses as low of 4g/day of calcium may cause hypercalcemia and milk-alkali syndrome [140]

There has also been evidence that calcium supplementation is linked with the severity of pseudoxanthoma elasticum (PXE) lesions in people affected by this condition. [141]


Regulation of barrier integrity during pathological conditions

The significance of the gut barrier in disease pathogenesis has recently attracted attention. Compromised intestinal barrier integrity is observed in both intestinal and systemic diseases, including IBDs, autoimmune diseases, and other metabolic diseases 83 . However, the scientific community has not yet determined whether the loss of barrier integrity is the cause or consequence of these diseases. Pathophysiological or environmental factors may be the crucial factors that usurp normal physiology and increase the permeability of the barrier. Hence, it is imperative to understand the factors that contribute to the loss of barrier integrity under pathological conditions (Fig. 2).