Csontvázunkban a kalciumraktárunk
Az emberi szervezetben is a leggyakoribb ásványi anyag a kalcium, testsúlykilogrammonként több mint 50 mg van az emberi testben. 99 százalékban a csontokba és a fogakba beépülve található, melyek egyben a legfőbb kalciumraktárak is. A maradék csaknem 1 százalék a vérben található, illetve alig 0,1 százaléknyi jut a szövet közötti folyadékba. A testnedvekben lévő kalcium 30-55 százaléka szabad Ca++ ion formájában van jelen, ez az, ami élettanilag közvetlenül használható a szervezet számára, a maradék nagyrészt különböző fehérjékhez kötődik, szerves savakban található, illetve komplexekben (kalcium-hidrogénkarbonát, -laktát, -citrát, -szulfát és -foszfát) fordul elő.
A kalcium nagy része tehát a csontok fő összetevőjeként csontvázunkat, csontjainkat szilárdítja. A csontokban kalcium-fluorid, kalcium karbonát és foszforsavval képzett só, hidroxilapatit (Ca5(PO4)3(OH)) formában található.
Jóllehet a puszta csontok a halál, az élettelenség jelképei, hiszen nagy ásványanyagtartalma miatt a csontszövet egyik leglassabban lebomló szövetünk, a csontok éppúgy élnek, mint bármely más részünk. Életük során pedig alkalmazkodva a mindenkori terheléshez folyamatosan átépülnek. A csontfalósejtek (oszteoklasztok) szünet nélkül pusztítják a csontsejteket, a csontépítő oszteoblasztok pedig új csontszövetet hoznak létre. Csontbontáskor kalcium szabadul fel, és kerülhet ki a csontokból, a szerkezet csak akkor tud újraépülni, ha közben van elegendő kalcium.
Gyermek- és fiatalkorban a csontépítés zajlik, idős korban a csontbontó folyamatok kerülnek túlsúlyba. 20 és 35 éves kor között a két folyamat körülbelül egyensúlyban van, és öt év alatt csontjaink fele teljesen megújul. Az ember harminc éves kora körül éri el a rá jellemző lehető legnagyobb csonttömeget, ekkor van bennünk életünkben a legtöbb kalcium.
Kalcium a fogakban
A fogakat a csontszövethez nagyon hasonló felépítésű és működésű nagy kalciumtarttalmú szövetek építik fel, ám annál még szilárdabbak és kopásállóbbak. Legkeményebb szövetünk a fogakat kívülről, körülbelül 1 mm vastagon borító fogzománc 95 százalékban nagy kalciumtartalmú hidroxilapatit kristályokból, illetve kalcium-fluoridból áll, melyek a zománcsejtek által képzett, egymáshoz szorosan illeszkedő, enyhén csavarodott, hatszögletű, lefelé keskenyedő oszlopos szerkezetbe rendezettek. A zománcot képző adamantoblasztok a fog kibújása előtt elpusztulnak, tehát utána a zománcot pótolni már nem lehet, de a nagy igénybevételnek megfelelően igen tömör szerkezetű szövet folyamatos változásban van. Az ásványi anyag távozhat belőle, illetve a remineralizáció során a fogba beépülve regenerálja a szövetet.
A zománc alatt a fog nagy részét alkotó dentin található, melynek már "csak" 75 százaléka hidroxilapatit, de kicsiny, szorosan egymáshoz illeszkedő csövecskés szerkezetbe rendeződő szövete így is keményebb, mint a csont. A dentint létrehozó odontoblasztok csak a fogakkal együtt pusztulnak el, a fog élete során lehetővé tesznek bizonyos mértékű regenerációt.
A foggyökeret borító cementréteg is igen hasonló a csonthoz, 35-45 százaléka szervetlen, főleg kalcium tartalmú hidroxilapatit, 55-65 százaléka pedig szerves anyag, benne igen sok fehérjével kollagén rosttal és vízzel. Egyértelmű, hogy a fogak egészsége szempontjából a bőséges kalcium jelenléte elsősorban a fogzás idején elengedhetetlen, kimutathatóan segíti az első metszőfogak kibújását is. Később a fogak kalciumtartalmának fennmaradása szempontjából és a remineralizációhoz szükséges a kalcium, beépülése a fogzománc épen maradásának feltétele.
Vérbeli sebgyógyító
A kalcium a véralvadás folyamatának láncreakciójához is fontos. A véralvadék nagy részét a vér trombocitasejtjei alkotják, ám ezek összekapcsolódása nem lenne elég stabil, ezért speciális fehérjéből, fibrinből álló szálak hálózata rögzíti az összecsapódott trombocitasejteket. A fibrin előfutárából, a fibrinogénből a trombin nevű fehérje közreműködésével alakul stabil fibrinszállá, ami nem csak a trombocitákat köti szorosan össze, ez a fehérje húzza össze a sebszéleket is. Ám a trombinnak is van egy előanyaga, a protrombin, ami csak a vér másik három alvadásban közreműködő, úgynevezett alvadási faktorának jelenlétében képes trombinná alakulni. A kalcium e három alvadási faktor egyike, méghozzá a IV-es római számmal jelölt. A vérkészítmények alvadását a kalcium elvonásával lehet megakadályozni.
Izmok és idegek
A kalcium nélkül izmaink sem tudnák teljesíteni a mozgásukat irányító idegrendszeri parancsokat. Egyrészt azért, mert az idegek csak kalciumionok jelenlétében képesek ingerületvezetésre, illetve a parancs átadására az izomsejtek sejthártyájára. Másrészt az izomrostokat alkotó aktomiozin nevű fehérjekomplexben az aktin és miozin fehérjék csak akkor tudnak összekapcsolódni, ha kalcium hatására a kapcsolódásukat gátló blokkolófehérje eltűnik az útból. Így viszont lehetővé válik, hogy az izomrost két fehérjéje ciklikus működéssel - gyors egymásutánban összekapcsolódva, az őket összekötő kis karok segítségével egymás mellett eltolódva, szétválva, majd újabb ponton összekapcsolódva és eltolódva - elcsússzon egymáshoz képest.
A fehérjekomplex fehérjéinek mozgását két egymással szembe fordított fésű fogainak egymásba csúsztatása és szétválasztásaként is elképzelhetjük. Amikor mintegy egymásba csúsznak, az izomrost megrövidül, ha kicsúsznak egymásból, az izomrost megnyúlik.
A kalcium jön, megy
A kalciumot a vér szállítja el a testben mindenhová, ahol szükség lehet rá. Vérbeni koncentrációja szigorúan szabályozott, és mindig legalább 100 mg/liter mennyiségben, azaz 2,1–2,6 mmol/l körüli koncentrációban kell jelen lennie. Koncentrációját hormonok felügyelik, testbéli mennyiségét és eloszlását főként a kalcitonin, a parathormon, a kalcitriol, és még jó néhány kevésbé ismert hormon szabályozza. A vér és a csont kalciumraktára között állandó anyagforgalom biztosítja, hogy a vérben mindig azonos koncentrációban álljon rendelkezésre a kalcium.
Testünk a kiválasztás során az izzadsággal, a vizelettel és a széklettel átlagosan 300 mg kalciumot veszít naponta. Ezt a mennyiséget is a táplálékkal kell pótolni. Ha kevés kalciumot fogyasztunk, a csont kalciumraktárából lehet fedezni a szükséges mennyiséget a többi létfontosságú életműködéshez. Amikor hiányzó kalciumot huzamosabb ideig a csontraktárakból kell fedezni, ez azt jelenti, hogy ilyenkor a csontok és fogak keménysége, sűrűsége és ellenállóképessége csökken. A krónikus kalciumhiány gyermekkorban angolkóros csontfejlődési rendellenességhez vezet (rachitis), felnőttkorban csontlágyulás (osteomalacia), illetve csontritkulás (osteoporosis) alakulhat ki.
A kalcium-szükségletet és a kalciumvesztést figyelembe véve belátható, hogy a megfelelő kalciumellátottsághoz a testsúlytól, életkortól, nemtől, egészségi állapottól és életmódtól függően naponta legalább 1.000-1.300 mg kalciumot kell fogyasztani. Napi 2.500 mg fölötti mennyiség elfogyasztása már semmiképpen sem egészséges, vesekövet és egyéb problémákat okozhat.
A kalciumfelvételhez szükséges D-vitamin elővitaminjából napfény hatására a bőrben képződik, vagy a táplálékkal kell bejuttatni. Napi 10-15 perces séta a napfényben már elegendő vitamint biztosít.
