ΔΙΑΤΡΟΦΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Ι

ΔΙΑΤΡΟΦΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Ι ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ 7 Η ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ ΚΑΙ ΦΩΣΦΟΡΟΥ ΝΕΥΡΟΜΥΪΚΗ ΔΙΕΓΕΡΣΙΜΟΤΗΤΑ 1

Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ ΣΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ Στη διαπερατότητα των κυτταρικών μεμβρανών (νευρικήμυϊκή διεγερσιμότητα, μυϊκή συστολή, καρδιακή λειτουργία), Στην πήξη του αίματος (παράγοντας Χ), Στο σχηματισμό της διάμεσης συνδετικής ύλης των κυττάρων, Στη δραστηριοποίηση ενζυμικών συστημάτων και ως δεύτερος αγγελιοφόρος, Στη σύνθεση και απελευθέρωση της ακετυλοχολίνης και άλλων νευροδιαβιβαστών, Στην παραγωγή του γάλακτος. 2

ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ Το ολικό ασβέστιο του σώματος στους υγιείς ενήλικες είναι περίπου 1.000 g και βρίσκεται σχεδόν εξ ολοκλήρου στο σκελετό, σεκρυστάλλους υδροξυαπατίτη[ca10(po4)6(oh)2], ενώ λιγότερο του1% είναι διαλυμένο στο εξω-και ενδοκυττάριο υγρό. Το Ca και ο P του σώματος αντανακλούν (10/6) τις αναλογίες τουςστον υδροξυαπατίτη. Για κάθε 10 mmol/l ασβεστίου που κινητοποιούνται από τα οστά απελευθερώνονται στον όρο 6 mmol/l φωσφόρου. 3

ΔΙΑΙΤΑ ΚΑΙ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ Ca Η συνήθης δυτική δίαιτα παρέχει περίπου 1.000 mg στοιχειακού ασβεστίου την ημέρα. Απ αυτά, σε φυσιολογικές καταστάσεις, απορροφάται περίπου το 20-30%(200-300 mg), τοπερισσότεροαπό τολεπτό έντερο και ένα μικρό ποσοστό από το παχύ έντερο. Αντίστοιχα περίπου 800 mg αποβάλλονται καθημερινά με τα περιτώματτακαι 150-200mg με τα ούρα, σε καταστάσεις ισοζυγίου. Toασβέστιοτωνπεριτωμάττωνπεριλαμβάνει το μη-απορροφηθέν αλλά και το απεκκρινόμενο στο έντερο. 4

ΣΧΕΣΗ ΠΡΟΣΛΑΜΒΑΝΟΜΕΝΟΥ ΚΑΙ ΑΠΕΚΡΙΝΟΜΕΝΟΥ Ca ΣΕ ΜΕΣΟ ΑΝΘΡΩΠΟ 5

ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ Μελέτες απορρόφησης του ασβεστίου έδειξαν ότι η απορροφητικήικανότητα του εντέρου κυμαίνεται ευρέως μεταξύ 20% και 70%,ελαττώνεται σταθερά με την ηλικίακαι επηρεάζεται σημαντικά από την προηγούμενη πρόσληψη ασβεστίου, την παρουσία άλλων συστατικών της τροφής (φώσφορος, ίνες), τηνκύηση, τηλοχεία, το συνολικό ισοζύγιο ασβεστίου και τη διαθεσιμότητα της βιταμίνης D. 6

Η ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΒΙΤΑΜΙΝΗΣ D 7

Η ΠΟΡΕΙΑ ΤΗΣ ΒΙΤΑΜΙΝΗΣ D 8

Η βιταμίνη D μετράται σε μg ή ΙU(1μg = 40IU). 9

ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΒΙΤΑΜΙΝΗΣ D ΟΡΟΥ ΤΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ Ηλικιακά προσαρμοσμένη αναλογία Κινδύνου για τα συνολικά επίπεδα της 25- Υδροξυβιταμίνης D σε σχέση με όλες τις αιτίες θνησιμότητας (Garland et al. 2014). 10

Η ΒΙΤΑΜΙΝΗ D ΔΡΑ ΣΤΟΝ ΠΥΡΗΝΑ 11

ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΤΟΥ Ca ΣΤΟ ΕΝΤΕΡΟ Τοασβέστιοαπορροφάται κατά μήκος του εντέρου με το δωδεκαδάκτυλο και τηνεγγύς νήστιδα να είναι τα πλέον αποτελεσματικά τμήματα. Ο βαθμόςαπορρόφησηςεξαρτάται από τα επίπεδα της βιταμίνης D και το pη του εντέρου. Τοόξινο pηευνοεί τηναποδέσμευσητουασβεστίουαπό τα σύμπλοκα συστατικά της τροφής. Τογαστρικόοξύείναι σημαντικό στην αποδέσμευση του ασβεστίου. Το πιό αδιάλυτο, αλλάσυχνά συνταγογραφούμενο ανθρακικό ασβέστιο, απορροφάται λιγότερο σε καταστάσεις αχλωρυδρίας, σε αντίθεση με το κιτρικό ασβέστιο. 12

Μηχανισμός απορρόφησης Ca από το έντερο 1. TRPV6 (previously knownascat1) calcium channel 2. Calmodulin(CaM) 3. Brush border myosin I (BBMI) 4. Calbindin(CaBP) 13

ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ Ca++ ΑΠΟ ΤΟ ΕΝΤΕΡΟ Άλλοιπαράγοντες που επιδρούν στην απορρόφηση Ca είναι η ηλικία, ηδράση οιστρογόνων, η κύηση, η λοχεία, φάρμακα όπως τα κορτικοστεροειδή, ουπερθυρεοειδισμόςή ο υποθυρεοειδισμός, η αιθανόλη, η φαινυντοΐνη (αντιεπιληπτικό), η βεραπαμίλη (αναστολέας διαύλων Ca++) κλπ. 14

15

Δράση των γλυκοκορτικοειδών στα οστά 16

17

18

ΑΣΒΕΣΤΙΟ ΣΤΟ ΑΙΜΑ Στο αίμα το ασβέστιο κυκλοφορεί μερικώς δεσμευμένο με πρωτεΐνες. Σε ποσοστό40-45% μεταφέρεται δεσμευμένο με λευκωματίνη και 5-10% ευρίσκεται υπό τη μορφή συμπλόκων ιόντων(φωσφορικά,διττανθρακικά, γαλακτικά και κιτρικά) διαλυμένων στο πλάσμα. Έτσι, το 50% του ολικού ασβεστίουτου πλάσματος είναι ελεύθερο-ιονισμένο, άρα μεταβολικώςδραστικό και η συγκέντρωσή του ρυθμίζεται από το ενδοκρινικό σύστημα. 19

ΑΣΒΕΣΤΙΟ ΚΑΙ ΦΩΣΦΟΡΟΣ Το ατομικό βάρος του Ca είναι 40 και του P είναι 31. Το ασβέστιο του ορού είναι φυσιολογικά : 8,4 10,2 mg/dl (2,1 2,55 mmol/l) και ο φώσφορος 3,6 5,7 mg/dl (1,2 1,8 mmol/l). 20

ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΟΥ Ca Η συγκέντρωση του εξωκυττάριου ασβεστίου ελέγχεται από ομοιοστατικό μηχανισμό που ρυθμίζει την μετακίνηση του ασβεστίου μεταξύεξωκυττάριου υγρού, νεφρών, οστών εντέρου. Η μετακίνηση αυτή του ασβεστίου ρυθμίζεται κυρίως από την παραθορμόνη (ΡΤΗ) και την 1,25 διυδρoξυ-βιταμίνη D3 [1,25(ΟΗ)2 D3 ή καλσιτριόλη]. Απότη διατήρηση τουεξωκυττάριου Ca σε στενά όρια εξαρτώνται βασικές κυτταρικές λειτουργίες. 21

ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΗ ΤΟΥ Ca ΠΡΟΣ ΤΟΝ ΟΡΟ 22

ΠΑΡΑΘΟΡΜΟΝΗ Πολυπεπτίδιο που εκκρίνεται από τους παραθυρεοειδείς αδένες σε απάντηση της μείωσης του ιονισμένου ασβεστίου του πλάσματος.η αλλαγή των συγκεντρώσεων του ιονισμένου ασβεστίου γίνεταιαισθητήαπό ειδικόυποδοχέα του ασβεστίου στούςπαραθυρεοειδείς, οδηγώντας σε προσαρμοσμένες αλλαγές έκκρισης της. 23

Αισθητήρας Ca στους παραθυρεοειδείς 24

ΠΑΡΑΘΟΡΜΟΝΗ ΚΑΙ ΚΑΛΣΙΤΡΙΟΛΗ Επί υπασβεστιαιμίας π.χ. υπάρχει άμεσοερέθισμα έκκρισης της ΡΤΗ με επακόλουθο αύξηση της σύνθεσης 1,25 (ΟΗ)2 D3. Η ΡΤΗ αυξάνει τηναπελευθέρωσηca και P από τα οστάκαι την αποβολή P από τους νεφρούς, ενώ η καλσιτριόλη αυξάνει τηναπορρόφησηca και P από τοέντερο. Και οι δύοορμόνες ελαττώνουν την απέκκριση του ασβεστίου. Το αποτέλεσμα είναι αύξηση του ασβεστίου πλάσματος. Το αντίστροφο συμβαίνει επί υπερασβεστιαιμίας. 25

ΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΠΑΡΑΘΟΡΜΟΝΗΣ 26

Η ΚΑΛΣΙΤΟΝΙΝΗ Εκκρίνεταικυρίως από τα C κύτταρα του θυρεοειδή αδένα. Έχει αντίθετη δράση από την παραθορμόνη στη ρύθμιση του ασβεστίου. Αναστέλλει την οστεοκλαστική δραστηριότητα με παράλληλη αύξηση της εναπόθεσής του στα οστά (επίταση της οστεοβλαστικής δραστηριότητας). Μηνυματοδοτεί την αύξηση έκκρισης του φωσφόρου στους νεφρούς. 27

ΠΑΡΑΘΟΡΜΟΝΗ ΚΑΛΣΙΤΟΝΙΝΗ - Ca 0.3 PTH ng/ml TCT ng/ml 0.04 0.2 PTH TCT 0.03 0.1 0.02 5 10 15 20 25 ΑΣΒΕΣΤΙΟ ΠΛΑΣΜΑΤΟΣ 28

ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ 29

Ο ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΟΣΤΩΝ Ο οστίτης ιστός αποτελείται από:οστικά κύτταρα (οστεοκλάστες και οστεοβλάστες), Οργανικά συστατικά (κατά 95% από κολλαγόνες ίνες, βλεννοπρωτεϊνες, υαλουρονικό οξύ και χονδροϊτίνη), Ανόργανα άλατα (άμορφο φωσφορικό ασβέστιο που μετατρέπεται σε υδροξυαπατίτη Ca10(PO4)6(OH2). Ο ρυθμός ασβεστώσεως του υποστρώμματος εξαρτάται από το γινόμενο διαλυτότητας {Ca2}x{PO4}στο εξωκυττάριο υγρό. 30

Όσον αφορά την σύσταση των οστών περίπου το 1/3 του βάρους τους είναι οργανική (π.χ. κολλαγόνο -collagen) και τα 2/3 ανόργανη ουσία (υδροξυαπατίτης -hydroxyapatite -Ca, P, K, Na, Mg). ΟΣΤΕΟΒΛΑΣΤΕΣ ΚΑΙ ΟΣΤΕΟΚΛΑΣΤΕΣ 31

Ο ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΟΣΤΩΝ Η ανανέωση τουσυνόλου τουοστίτηιστούστονενήλικα αντιστοιχεί στο 15% ανά έτος, ενώ στα παιδιά είναι μεγαλύτερη. Επιτελείται διάσπαρτα σε μικρές λειτουργικά περιοχές τους οστεώνες. Ηδιαδικασίααυτήεπηρεάζεται από την επιβάρυνση και έντονη λειτουργικότητα ή την μακρά ακινησία ενός μέλους. Επίσης από τη βαρύτητα και βέβαια τη διαθεσιμότητα «πρώτων υλών» ασβεστίου και πρωτεΐνης για την οστεοσύνθεση. 32

ΟΣΤΙΚΗ ΑΥΞΗΣΗ 33

ΔΙΑΤΡΟΦΗ ΚΑΙ ΟΣΤΕΟΠΟΡΩΣΗ Η οστική μάζα του ατόμου από τη γέννησή του συνεχώς αυξάνει, μέχρι τηνηλικία των 25 ετών. Στην ηλικία των 25-35 ετών υπάρχει μια σταθεροποίησηαυτής της οστικής πυκνότητας και στη συνέχεια από τα 40-45μέχρι το τέλοςτης ζωής του, υπάρχει μια διαρκής πτώση της οστικής πυκνότητας, η οποίαενώ παρατηρείται και στα δύο φύλα εν τούτοις στις γυναίκες είναι πολύπιο ραγδαία αμέσως μετά την εμμηνόπαυση. 34

ΔΙΑΤΡΟΦΗ ΚΑΙ ΟΣΤΕΟΠΟΡΩΣΗ Ηαπώλεια της οστικής πυκνότητας έχει σαν συνέπεια την απώλεια της ικανότητας του οστού να επιτελεί το καθήκον του, δηλαδή να στηρίζει ταόργανα και να επιτρέπει τις κινήσεις. Η συνεχής αυτήαπώλεια της οστικήςπυκνότητας εκθέτει το άτομο στον κίνδυνο της οστεοπόρωσης. 35

ΔΙΑΤΡΟΦΗ ΚΑΙ ΟΣΤΕΟΠΟΡΩΣΗ Η ανεπαρκής πρόσληψη ασβεστίου, του κυριότερου συστατικού των οστών, από τηδιατροφή μπορεί να μειώσει σημαντικά την οστική πυκνότητα. Όταν δενκαλύπτονται οι ανάγκες του οργανισμού σε ασβέστιο, τότε ο οργανισμός στρέφεται στην αποθήκη του, τα οστά, και αρχίζει να διαλύει τους κρυστάλλους του ασβεστίου ώστε να καλύψει τις ανάγκες του σε αυτό. 36

37

38

39

Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑΣ 40

Total and bioavailable calcium per 100 g of selected foods. All beans have been boiled. For comparison; cow s milk has a total of 125 mg calcium of which 52 mg is bioavailable [Weaver et al. 1999,USDA Food Database]. The daily recommended intake for adults is 800 mg calcium [Uusi-Rasi et al. 2013, NNR 2013]. 41

ΦΩΣΦΟΡΟΣ Ο Φώσφοροςείναι βασικό συστατικό των οστών. Βρίσκεται σε πολλάτρόφιμα, αλλά κυρίως το κρέαςείναι η καλύτερη πηγή. Το60 % τουπροσλαμβανόμενου φωσφόρου προέρχεται από το γάλα, το κόκκινο κρέας,τοκοτόπουλο, το ψάρι και τα αυγά. Ένα 20% το προσλαμβάνουμε από τα δημητριακά και τα λαχανικά και το υπόλοιπο 20% από τα φρούτα, χυμούς φρούτων και άλλα αφεψήματα. Η χρόνια αυξημένη πρόσληψη φωσφόρου συγκριτικά με το ασβέστιο μπορεί να οδηγήσει σε μείωση οστικής πυκνότητας. 42

43

Η σχέση Ca/P 44

ΥΠΕΡΠΑΡΑΘΥΡΕΟΕΙΔΙΣΜΟΣ Διακρίνεται σε πρωτοπαθή (παρουσία αδενώματος στους παραθυρεοειδείς αδένες) και δευτεροπαθή (Χρόνια νεφροπάθεια). Χαρακτηρίζεται από αυξημένη δράση των οστεοκλαστών. Αύξηση αποβολής φωσφορικών ριζών στα ούρα. Υπερασβεσταιμία, υπερασβεστουρία, υποφωσφαταιμία. Εμφάνιση οστεολυτικών εστιών και καταγμάτων των οστών. Ενοχοποιείται για τη δημιουργία έκτοπων ασβεστώσεωνκαι λίθων (φωσφορικού και οξαλικού ασβεστίου) στους νεφρούς. 45

ΥΠΟΠΑΡΑΘΥΡΕΟΕΙΔΙΣΜΟΣ Οφείλεται σε βλάβη ή αφαίρεση των παραθυρεοειδών αδένων (θυρεοειδεκτομή). Αυτοανοσολογική καταστροφή των παραθυρεοειδών αδένων. Τοχαρακτηριστικότεροσύμπτωμα είναι η τετανία (πτώση των επιπέδων του ασβεστίου). 46

47

48

49

ΠΡΟΕΡΑΙΤΙΚΟ ΟΠΤΙΚΟ ΕΚΠΑΙΕΥΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ 50

Ca++ ΚΑΙ ΑΚΕΤΥΛΟΧΟΛΙΝΗ ΣΤΙΣ ΓΑΓΓΛΙΑΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ 51

Ca Na -Κκαι ΜΥΪΚΗ ΣΥΣΠΑΣΗ 52

Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΗΣ ΜΥΪΚΗΣ ΣΥΣΠΑΣΗΣ ΚΑΙ ΤΟ Ca Relaxed state Crossbridge energized Actin-Myosin Binding Sites A + MlADPlP i (Charged Intermediate) Ca 2 Crossbridge attachment AlMlATP AlMlADPlP i Crossbrige Motion ATP 3 AlM Rigor mortis if no ATP ADP + P i 53

Mg Ca και κεφαλή της μυοσίνης 54

Καρδιακές γλυκοσίδες και Ca στην καρδιά 1. Na+/K+ ATPase 2. NCX: sodium, calcium exchanger 3. Cav-L: voltagegated, L-type calcium channel 4. SERCA (sarcoplasmic endoplasmic reticulum Ca2+- ATPase) 5. CalS: calcium bound to calsequestrin 6. RyR: (ryanodine RyR2 receptor) 55

Χρήση αλάτων Ca σε αντιόξινα 56