Wapń to pierwiastek o ogromnym znaczeniu dla zdrowia. W organizmie człowieka można go znaleźć w postaci związanej – w formie apatytu i hydroksyapatytu, ale także w formie jonowej. Postać związana jest budulcem kości i zębów, natomiast forma jonowa wapnia umożliwia np. działanie synaps czy krzepnięcie krwi. W sumie, w organizmie człowieka, w postaci związanej i jonowej, jest go ok. 1,3 kg.

Wapń wchodzi w skład związków budujących tkankę kostną. Jego obecność warunkuje jej trwałość i odpowiednią strukturę.

Ciekawostka

Hydroksyapatyt to sól podwójna ($3{\mathrm{Ca}}_3({\mathrm{PO}}_4{)}_2·\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}{)}_2$), zapewnia kościom odpowiednie właściwości, w tym wytrzymałość mechaniczną. W zależności od wieku, stylu życia oraz sposobu odżywiania człowieka, stanowi on od 60 do 80% masy kości. Ma postać bardzo długich kryształów, tzw. mikrofibryli, a stosunek ich długości do szerokości sięga 1000 do 1.

R1bgKkgIWqOaQ

Ilustracja przedstawia obraz mikroskopowy. Obecne są podłużne struktury o ostrych zakończeniach. Dodatkowo pokrywają je drobne cząstki tworzące sieć.

RBWnoZSbHSfeD

Ilustracja przedstawia obraz mikroskopowy. Na zdjęciu obserwuje się ziarniste, porowate drobne struktury.

Jony ${\mathrm{Ca}}^{2+}$ uczestniczą w przewodzeniu impulsów w układzie nerwowym i są niezbędne do skurczu mięśni. Ponadto regulują aktywność wielu enzymów i uwalnianie hormonów, a także pełnią ważną rolę w procesie krzepnięcia krwi, zmniejszając przepuszczalność ścian naczyń krwionośnych. Leki, które zawierają związki wapnia, będące źródłem jego jonów, wykazują działanie przeciwobrzękowe, przeciwwysiękowe i przeciwalergiczne, dzięki czemu sprawdzają się jako środki wspomagające w łagodzeniu objawów alergii.

Istnieją dowody, że jony wapnia zmniejszają również ryzyko wysokiego ciśnienia krwi oraz rozwoju nowotworu jelita grubego i raka piersi.

Proces wchłaniania jonów wapnia zachodzi w jelicie cienkim, a na stopień jego przyswajania wpływa wiele czynników: wiek, dieta, schorzenia. Choroby związane z upośledzonym wchłanianiem wapnia to choroba Crohn’a, choroba Whippley’a czy celiakia. Również w miarę starzenia się, trawienie staje się coraz mniej wydajne i ilość jonów wapnia, wchłoniętych z przewodu pokarmowego, zmniejsza się.

Przy prawidłowo zbilansowanej diecie większość jonów wapnia dostarczamy z pożywieniem w postaci jego związków występujących w postaci kompleksów z innymi składnikami. Połączenia te muszą być zerwane, a uwolniony wapń w rozpuszczalnej, zjonizowanej formie może być zaabsorbowany przez kosmki jelitowe. Substancje zwiększające jego absorpcję można podzielić na egzogenne i endogenne. Endogennym czynnikiem, zwiększającym absorpcję jonów wapnia, jest aktywna forma witaminy D, natomiast egzogennymi promotorami wchłaniania jonów wapnia są niektóre składniki diety, jak aminokwasy, fosfopeptydy kazeiny, krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, inulina, fruktooligosacharydy, laktoza oraz inne oporne na trawienie cukry.

Dobrym przykładem zmiany biodostępności jonów wapnia jest ich korelacja np. z witaminą D. W przypadku jej niedoboru, efektywność wchłaniania jonów wapnia spada z 30‑50% do nie więcej niż 15%.

RZaRuoAI79VtH1

Ilustracja przedstawia przekrój ciała człowieka od głowy do ramion. Na schemacie zaznaczono skórę – opis: kalcydiol. W przednio-dolnej części szyi znajduje się tarczyca – opis: kalcytonina. Zbudowana jest ona z dwóch płatów bocznych połączonych wąską cieśnią. Następnie wymieniono przytarczyce – opis: parathormon PTH. Przytarczyce mają kształt płasko-owalny.

Dla prawidłowego funkcjonowania gospodarki wapniowej (wchłanianie określonych ilości i wydalanie nadmiaru) istotne znaczenie mają hormony:

• kalcytonina (produkowana przez tarczycę) – obniża stężenie jonów wapnia w surowicy;

• parathormon (produkowany przez przytarczycę) – podnosi stężenie jonów wapnia we krwi.

Ciekawostka

Niekorzystne są połączenia z niektórymi związkami obecnymi w pokarmach, które mają właściwości blokujące wchłanianie jonów wapnia.

Przykładem takiej sytuacji może być kwas szczawiowy, który łatwo wchłania się z przewodu pokarmowego. Natomiast jako sól wchłania się tylko częściowo po rozkładzie w żołądku. Nadmierne spożywanie szczawianów w połączeniu z niedostateczną ilością dostarczanych do organizmu jonów wapnia i witaminy D może negatywnie wpłynąć na wchłanianie i retencję wapnia. Może również prowadzić do kamicy nerkowej.

Podobnie jest w przypadku fitynianów – tworzą one z jonami wapnia trudno rozpuszczalne i niecałkowicie rozkładane w przewodzie pokarmowym człowieka kompleksy.

Inne przykłady związków, które utrudniają wchłanianie jonów wapnia, przedstawiono w poniższej galerii.

RLVaIg9P2bpEv

Ilustracja przedstawia podłużne zielone liście szczawu.

RjKZDHGhhqmSm

Ilustracja przedstawia płatki owsiane. Są jasne, owalne. Mają popękaną powierzchnię.

RbxRx33LiLE9j

Ilustracja liczne kolorowe nasiona fasoli, grochu i soczewicy.

RDyhzBCv7sDEs

Ilustracja przedstawia świeże owoce rozłożone przed stoiskiem na targu. Na zdjęciu znajdują się między innymi jabłka, truskawki, mango, brzoskwinie i banany.

RtSjsUh7LxVEt

Ilustracja przedstawia surowe czerwone mięso w różnych kształtach znajdujące się na metalowych tackach.

Objawy niedoboru wapnia

Niedobór jonów wapnia (niedostateczna ilość dostarczana do organizmu) sprzyja groźnym dla życia arytmiom serca, a przy ekstremalnych brakach, może doprowadzić nawet do zatrzymania pracy serca. Jony wapnia uczestniczą w regulacji ciśnienia tętniczego krwi, przyczyniając się do jego obniżenia, zatem ich niedobór prowadzi do wzrostu ciśnienia.

W przypadku niedoboru jonów wapnia, potrzebna ilość jest pobierana z kości, co sprawia, że tracą one swoją gęstość. Stają się porowate i kruche, co w konsekwencji może prowadzić do zaniku tkanki kostnej, a dalej do osteoporozyosteoporozaosteoporozy. W wyniku niedoboru jonów tego pierwiastka dochodzi do zaburzenia krzepliwości krwi (czego efektem są łatwo powstające sińce i krwotoki). Poza tym pojawia się nadmierne zmęczenie, bezsenność, problemy z pamięcią, zawroty głowy i bolesnością stawów.

Występują zaburzenia rytmu serca, bolesne skurcze mięśni i drętwienie kończyn. W skrajnych przypadkach może dojść do napadu tężyczkowego, czyli tak silnego skurczu mięśni, że świadome ich rozluźnienie jest wręcz niemożliwe. Przy niedoborach jonów wapnia wzrasta również ryzyko wystąpienia alergii i napadów astmy.

Objawy nadmiaru wapnia

HiperkalcemiahiperkalcemiaHiperkalcemia – nadmiar jonów wapnia we krwi także może być groźny, czego objawami mogą być:

• zaburzenia czynności nerek (wielomocz, kamica);

• zaburzenia przewodu pokarmowego (nudności, wymioty, zaparcia, wrzody żołądka i dwunastnicy, zapalenie trzustki, kamica żółciowa);

• zaburzenia sercowo‑naczyniowe (nadciśnienie tętnicze, zaburzenia pracy serca);

• osłabienie organizmu;

• senność.

Takie dolegliwości, występujące jednocześnie, nazywane są zespołem hiperkalcemicznym.

R15xm1LjqyfE5

Ilustracja przedstawia znajdujące się na talerzu różne rodzaje sera oraz orzechy włoskie.

Najlepiej przyswajalny wapń pochodzi z mleka i przetworów mlecznych, ponieważ produkty te zawierają laktozę, zwiększającą wchłanianie jego jonów. Charakteryzują się odpowiednim stosunkiem wapnia do fosforu (1:1). Dobrym źródłem jonów wapnia są także konserwy rybne i ryby wędzone, zwłaszcza te spożywane wraz z ośćmi. Niektóre produkty roślinne (nasiona fasoli, natka pietruszki, szpinak, orzechy) również zawierają znaczne ilości tego składnika, ale nie jest on tak dobrze przyswajalny jak z mleka i jego przetworów.

Magnez jest zaliczany do makroelementów i sklasyfikowany jest na jedenastym miejscu pod względem występowania w organizmie człowieka w stosunku do masy ciała. Oznacza to, że w ciele człowieka znajduje się do kilkudziesięciu gramów magnezu, występujących w postaci zjonizowanej oraz związanej, np. z albuminami. Pierwiastek ten znajduje się głównie w układzie kostnym (ok. 60%, w postaci związanej), ale również w mięśniach (w postaci jonowej, magnez wewnątrzkomórkowy, ok. 39%) oraz w pozostałych tkankach (ok. 1%, w tym mniej więcej 100 mg jonów magnezu we krwi).

Jony magnezu stabilizują funkcje układu nerwowego i usprawniają pracę szarych komórek. Biorąc udział w przemianie węglowodanów, białek oraz tłuszczów, warunkują dostawę energii do tkanek i komórek organizmu, zwłaszcza do wrażliwych na ich niedobór komórek nerwowych mózgu. Zmniejszają też ich nadpobudliwość, działając na organizm uspokajająco. Poprawiają pamięć i myślenie.

Poza tym jony magnezu są odpowiedzialne za sprawne działanie układu naczyniowo‑sercowego. Wspomagają rozkurcz mięśni, dlatego ich niedobór może spowodować skurcz jednej z tętnic wieńcowych, co w konsekwencji może doprowadzić do zawału serca – nawet u osób, które wcześniej nie miały problemów kardiologicznych. Jony magnezu nie tylko zapobiegają chorobom serca, ale wspomagają ich leczenie. Przeciwdziałają powstawaniu skrzepów oraz niebezpiecznej arytmii. Jeśli w organizmie występuje niedobór jonów magnezu, ściany naczyń krwionośnych mogą się obkurczać, a to prowadzi do wzrostu ciśnienia krwi. Dlatego osobom z nadciśnieniem tętniczym zaleca się jedzenie produktów bogatych w związki magnezu.

Związki magnezu i wapnia w połączeniu witaminą D budują kości i zęby, zapobiegając osteoporozie, pod warunkiem, że magnezu dostarczy się organizmowi dwa razy mniej niż wapnia. Jeśli więc jesz dużo produktów, które są kopalnią magnezu, albo zażywasz suplementy, musisz też zwiększyć w diecie ilość wapnia. Brak równowagi osłabia działanie obu pierwiastków. Magnez poprawia trawienie, przeciwdziała tworzeniu się kamieni w nerkach, reguluje pracę tarczycy oraz rozszerza drogi oddechowe, wspomagając leczenie astmy i zapalenia oskrzeli. Jego jony regulują również napięcie mięśni, pomagają w leczeniu kontuzji, przewlekłego zmęczenia i fibromialgii. Łagodzą dolegliwości związane z zespołem napięcia przedmiesiączkowego i bóle menstruacyjne. Prawdopodobnie mogą również zapobiegać migrenom (nawet je leczyć) oraz cukrzycy typu II oraz chronić przed powikłaniami tej choroby.

\ Objawy niedoboru jonów magnezu (hipomagnezemia):

• uczucie zmęczenia, osłabienie koncentracji i pamięci;

• zmniejszenie odporności na stres;

• nierówne bicie serca, kołatania serca;

• zaburzenia ośrodkowego (niepokój, zwiększona pobudliwość nerwowa, stany lękowe, zaburzenia depresyjne), jak i obwodowego układu nerwowego (bolesne kurcze mięśni, drżenia i mrowienia kończyn, powiek i warg, osłabienie siły mięśniowej);

• zaburzenia funkcjonowania skóry (wzmożona potliwość) i jej przydatków (wypadanie włosów, łamanie paznokci).

Na niedobór jonów magnezu narażone są szczególnie:

• osoby, które na co dzień wykonują ciężką pracę fizyczną;

• studenci/uczniowie oraz wszystkie osoby, które pracują umysłowo;

• osoby, które narażone są na częsty stres, np. w pracy;

• kobiety w ciąży;

• kobiety w okresie menopauzy;

• osoby, które stosują restrykcyjne diety eliminacyjne.

Po zdiagnozowaniu niedoboru, należy urozmaicić swoje posiłki o produkty bogate w ten pierwiastek, czyli przede wszystkim:

• zielone warzywa liściaste;

• rośliny strączkowe;

• produkty pełnoziarniste: kasze gryczaną, otręby;

• orzechy;

• pestki dyni;

• soję;

• kakao.

RBVwZHpdIHZmQ

Ilustracja przedstawia szklany słoik wypełniony po brzegi kawałkami czekolady. Wokół słoika znajdują się również liczne kawałki czekolady.

Bardzo dobrym, choć często zapominanym źródłem jonów magnezu, jest woda pitna, która może dostarczyć nam nawet 10% jego dziennego zapotrzebowania. Dużą zawartością dobrze przyswajalnego magnezu charakteryzuje się również woda średnio zmineralizowana, stąd tak ważne jest prawidłowe nawodnienie organizmu.

Co przyczynia się do wypłukiwania magnezu z organizmu?

• Napoje zawierające fosforany(V) i kwas fosforowy(V) (popularne napoje typu cola). Kwas fosforowy(V) tworzy z magnezem nierozpuszczalne fosforany, co w efekcie ogranicza przyswajanie tego ważnego pierwiastka. Również zawarta w tych napojach kofeina zmniejsza wchłanianie magnezu i innych składników mineralnych, a nawet ich wypłukiwanie z organizmu.

• Posiłki z dużą zawartością lipidów i wapnia – obecność tych składników zmniejsza wchłanianie magnezu przez układ pokarmowy.

• Alkohol – zaburza wchłanianie i zwiększa zużycie magnezu.

• Insulina – nerki osób, które zażywają insulinę, pracują na zwiększonych obrotach, a to skutkuje nadmiernym wydalaniem magnezu wraz z moczem. Dodatkowo niedobór magnezu powoduje oporność na działanie insuliny, dlatego tak ważne u cukrzyków jest zachowanie tego pierwiastka na optymalnym poziomie.

Objawy nadmiaru jonów magnezu

HipermagnezemiahipermagnezemiaHipermagnezemia – nadmiar jonów magnezu. Takie zaburzenie występuje bardzo rzadko. U większości osób organizm szybko i skutecznie usuwa nadmiar magnezu przez nerki. Do rozwoju hipermagnezemii może dojść u osób chorych z:

• przewlekłym zapaleniem jelit (z powodu nadmiernego wchłaniania magnezu);

• niewydolnością nerek, niedoczynnością kory nadnerczy oraz z odwodnieniem (z powodu zaburzeń wydalania nerkowego).

Słownik

Bibliografia

Dudek H., Magnez. Pierwiastek energii, Warszawa 1999.

Papierkowski A., Znaczenie magnezu w praktyce lekarskiej. Część I. Przyczyny i objawy zaburzeń gospodarki magnezowej, „Medycyna Rodzinna” 2002, 1, s. 31–34.

Szymczyk H., Magnez – pierwiastek niezbędny do prawidłowego funkcjonowania organizmu, „Farmacja Współczesna” 2016, 9, s. 217‑223.