Jaké účinky má vápník? Příznaky nedostatku, nadbytku + potravinové zdroje

Vápník je všude kolem nás. Je přirozenou součástí Země a přírody, rostlin a živých organismů, nenahraditelnou součástí lidského organismu. Proč je pro nás vápník tak důležitý a proč nám někdy může škodit?

Co je to vápník?

Vápník je chemický prvek široce zastoupený v mnoha složkách našeho životního prostředí, včetně lidského těla.

Je pátým nejrozšířenějším prvkem v zemské kůře (tvoří více než 3 % jejího obsahu) a třetím nejrozšířenějším kovem po železe a hliníku.

Kovový vápník poprvé izoloval anglický chemik sir Humphry Davy v roce 1808 metodou elektrolýzy ze směsi vápna (CaO) a oxidu rtuťnatého (HgO).

Vápník je znám pod chemickým názvem Ca, který je odvozen z latinského názvu calcium.

Název vápník pochází z latinského slova calx. Překládá se jako vápno nebo vápenec, v němž byl vápník objeven.

Slitiny vápníku jsou známy a používány již velmi dlouho (již před naším letopočtem), i když lidé neznali jejich přesné složení. Používaly se především ve stavebnictví jako stavební materiál nebo jako těsnicí a spojovací materiál.

Vápník se řadí mezi kovy alkalických zemin. Tato skupina prvků je pojmenována podle toho, že jejich oxidy reagují s vodou za vzniku alkálií, tj. zásad.

Mezi kovy alkalických zemin patří prvky II. A skupiny periodické tabulky chemických prvků (svislé sloupce). Vápník je zařazen do IV. periody (vodorovné řádky).

Kromě vápníku patří do této skupiny prvků také stroncium, baryum a radium. Všechny mají velmi podobné vlastnosti.

Ačkoli se ve stejné skupině periodické tabulky jako vápník nacházejí také prvky jako beryllium a hořčík, nejsou klasifikovány jako kovy alkalických zemin. Je to proto, že mají jiné chemické a fyzikální vlastnosti než ostatní prvky v této skupině.

Vápník je neušlechtilý kov stříbřité barvy, kujný a poměrně měkký. Lze jej s menší námahou krájet nožem. Má malou hustotu a je schopen vést elektrický proud. Hoří charakteristickým žlutočerveným plamenem.

Je velmi reaktivní, poměrně snadno tvoří sloučeniny, a proto se v přírodě nevyskytuje ve volné formě. Samovolně reaguje s vodou a při styku se vzduchem reaguje s kyslíkem i dusíkem.

Tabulkový přehled základních chemických a fyzikálních informací o vápníku

Nejrozšířenější sloučeninou vápníku v přírodě je uhličitan vápenatý (CaCO3). V této formě je součástí hornin, jako je vápenec, dolomit, mramor nebo křída.

Mezi další sloučeniny vápníku patří:

• CaO – oxid vápenatý nebo pálené vápno
• Ca(OH)2 – hydroxid vápenatý nebo hašené vápno
• CaSO4nH2O – hydráty síranu vápenatého nebo sádra
• CaSO4 – síran vápenatý nebo minerál anhydrit
• CaF2 – fluorid vápenatý nebo minerál fluorit
• [Ca5(PO4)3F] – minerál

Jak se vápník vyrábí?

Vápník a jeho sloučeniny nacházejí využití v mnoha oblastech, od čistě průmyslového využití až po jejich funkci v kuchyni nebo kosmetice.

Největšími producenty vápníku jsou v současnosti země jako Čína, Rusko, USA, ale také Kanada a Francie.

V Rusku a Číně se stále používá Davyho metoda elektrolýzy s malou obměnou výchozí sloučeniny (používá se roztavený chlorid vápenatý). V západních zemích se používá jiný způsob výroby.

Spočívá ve vytěsňování atomů vápníku z oxidu vápenatého (vápna) atomy hliníku v nízkotlakých nádobách při vysokých teplotách.

Znáte funkci vápníku v těle?

Vápník je nezbytnou součástí lidského těla a nenahraditelným minerálem pro jeho správné fungování.

Tvoří přibližně 2 % celkové tělesné hmotnosti průměrného dospělého člověka.

Téměř veškerý vápník v těle (99 %) se nachází v kostech a zubech. Zbývající malé množství je soustředěno v tkáních a krvi.

Vápník uložený v kostech slouží jako zásobárna. V případě potřeby je využíván jako zdroj vápníku pro tělo k udržení vápníkové rovnováhy.

Velikost těchto zásob je přímo ovlivněna rovnováhou vápníku v těle. Mění se v závislosti na příjmu a vstřebávání vápníku na jedné straně a na ztrátách vápníku kůží, ledvinami a střevy na straně druhé.

V kostech a zubech se vápník nachází ve formě vápenatých iontů hydroxyapatitu. Tento minerál je hlavní anorganickou složkou tvrdých zubních tkání – zubní skloviny, dentinu a zubního cementu.

Vápník cirkulující v krvi je z 33–50 % vázán na bílkoviny, 5–15 % je součástí komplexů a 50 % vápníku v krvi je v ionizované, tj. volné formě (Ca2+).

Při narození je v těle novorozence přítomno 26–30 g vápníku. Toto množství se poté rychle zvyšuje. V dospělosti se obsah vápníku u žen pohybuje kolem 1200 g a u mužů kolem 1400 g.

U mužů zůstává hladina vápníku po celý život konstantní. U žen se snižuje v důsledku menopauzy a s ní spojeného poklesu produkce estrogenu.

Protože již víme, kde se vápník v těle nachází, můžeme odvodit jeho fyziologickou funkci.

Jaká je tedy hlavní úloha vápníku v lidském těle?

Jeho hlavní úlohou je podílet se na stavbě kostí a zubů. Hraje důležitou roli při růstu, remodelaci nebo opravě poškození kostí. Udržuje pevnost, sílu a pružnost tkání a umožňuje tělu vykonávat přirozený pohyb.

Malá množství vápníku přítomná v krevním oběhu, svalech, extracelulární tekutině (tekutina mimo buňky) a v různých tkáních plní několik dalších důležitých funkcí.

• Ovlivňují kontrakci a dilataci krevních cév.
• Regulují činnost svalů a srdce.
• Podílejí se na srážení krve a na přenosu nervových impulzů.
• Regulují tvorbu a vylučování hormonů a enzymů.

Vápník – od příjmu po vylučování

Je důležité si uvědomit, že lidské tělo není schopno samo produkovat vápník.

Jsme proto závislí na jeho příjmu, ať už formou denního příjmu potravy, nebo jeho náhradou v podobě léků a doplňků stravy.

Takto přijatý vápník se ve střevním traktu vstřebává dvěma cestami – aktivním transportem a pasivní difuzí.

Aktivní transport přes střevní buňky vyžaduje energii a také přítomnost vitaminu D. Uplatňuje se především při nízkém příjmu vápníku, tj. v množství do 500 mg.

Pasivní difúze nespotřebovává energii. Je dominantní cestou absorpce při zvýšeném příjmu vápníku, tj. nad 500 mg.

Míra střevní absorpce vápníku u lidí je obecně nízká, přibližně 45 % při příjmu nejvýše 200 mg vápníku denně a pouze přibližně 15 % při příjmu více než 2000 mg vápníku denně.

Míra absorpce je závislá na věku. V dětství je vyšší (přibližně 60 %), protože výrazný růst a vývoj kostí u dětí vyžaduje větší množství vápníku.

V dospělosti pak klesá na pouhých 25 % a s rostoucím věkem se vstřebávání ještě snižuje.

Pro vstřebávání vápníku je nutné kyselé prostředí. Jeho vstřebávání výrazně snižuje vláknina, cheláty a fytáty.

Ztráty vápníku v krvi jsou pasivní a odhadují se na přibližně 100–150 mg/den.

Vstřebaný vápník se částečně ukládá v kostech a částečně se vylučuje ledvinami. Denně se vyloučí přibližně 100 mg vápníku.

V souvislosti s vápníkem a jeho osudem v organismu je velmi důležité zmínit také vitamin D.

Proč je vitamin D také důležitý?

Vitamin D je na základě své struktury klasifikován jako steroidní hormon.

Hraje velmi důležitou roli v metabolismu vápníku a má pozitivní vliv na tvorbu zdravých zubů a kostí.

Vitamin D je zodpovědný především za vstřebávání vápníku a fosfátů ze střev. Reguluje také využití vápníku tím, že zvyšuje jeho vstřebávání do kostí, což má pozitivní vliv na jejich strukturu a mineralizaci.

To znamená, že pokud chceme dosáhnout dostatečné hladiny vápníku v těle, je nutné myslet na dostatečný příjem a obsah vitaminu D.

Nedostatek vitaminu D vede ke sníženému vstřebávání vápníku z trávicího traktu, zvýšené resorpci (odbourávání) kostí a následnému úbytku kostní hmoty.

Hlavním zdrojem vitaminu D je sluneční záření (90 %), následuje příjem potravou.

Kůže vstřebává tzv. provitamin D (prekurzor vitaminu) působením slunečního záření. Ten se během několika hodin přemění na vitamin D3 – cholekalciferol. Ten je krví transportován do jater a působením jaterních enzymů je přeměněn na dosud neaktivní kalcidiol. Teprve v ledvinách se nakonec přemění na aktivní molekulu kalcitriol.

Schopnost lidského těla syntetizovat vitamin D závisí na ročním období, době pobytu na slunci, pigmentaci kůže, věku, životním stylu atd.

Příjem vitaminu D potravou představuje pouze asi 5–10 % celkového příjmu. Je obsažen především v mořských rybách, rybím tuku, mase, vaječném žloutku, pečivu, tucích a mléčných výrobcích.

Regulace hladiny vápníku v těle

Téměř veškerý vápník v těle (99 %) je uložen v kostech, menší zbytek je uložen v krvi, svalech a dalších tkáních.

Pro správné fungování každodenních životních funkcí se lidské tělo snaží udržovat stálou hladinu vápníku v krvi a tkáních.

Na udržování fyziologické hladiny vápníku v krevním séru se podílejí tři hormony – vitamin D, parathormon a kalcitonin. Ty regulují množství vápníku působením na střeva, ledviny a kosti.

Pokud množství vápníku v krvi klesne příliš nízko, tělo vyšle signál do kostí prostřednictvím parathormonu (hormonu příštítných tělísek).

Vápník se uvolňuje z kostí do krve, čímž se snížená hladina vápníku vrátí do normálu.

Kromě aktivace kostí spouští parathormon také dva další procesy.

Aktivuje vitamin D, aby zvýšil vstřebávání vápníku z trávicího traktu. Zároveň sníží vylučování vápníku močí působením na ledviny.

V opačném případě, pokud je hladina vápníku v těle vysoká, přebírá odpovědnost jiný hormon – kalcitonin (produkovaný ve štítné žláze).

Ten funguje přesně opačně.

Snižuje hladinu vápníku v krvi tím, že zastavuje uvolňování vápníku z kostí. Vysílá signál ledvinám, aby vyloučily větší množství vápníku močí.

Jaké hladiny vápníku jsou považovány za fyziologické?

Množství vápníku přítomného v krvi lze stanovit z krevního séra nebo krevní plazmy. U zdravých lidí by se hladina vápníku v séru měla pohybovat přibližně v rozmezí 2,2 až 2,6mmol/l (8,8 až 10,4 mg/dl).

Fyziologické hladiny vápníku v ionizované formě se pohybují v rozmezí 1,15 až 1,33mmol/l (4,6 až 5,3 mg/dl).

Vápník lze stanovit také v moči.

Tabulkový přehled orientačních referenčních hodnot pro stanovení vápníku v krvi a moči

Hodnocení vápníku v těle se provádí také pomocí duální rentgenové absorpciometrie (zkráceně DEXA). V tomto případě se hodnotí hladina vápníku přítomného v kostech, a tím i stav výživy jedince.

Jakákoli odchylka od fyziologické hladiny vápníku v těle se považuje za patologický stav.

1. Nedostatečná hladina vápníku v těle

Pokles vápníku v krevním séru pod referenční hodnotu 2,12 mmol/l nebo pokles ionizovaného vápníku pod 1,15 mmol/l vede k hypokalcemii.

Hypokalcemie = snížená hladina vápníku v krvi.

Tabulkový přehled nejčastějších příčin a příznaků hypokalcémie

Nejzávažnějším důsledkem nedostatečné hladiny vápníku v těle je rozvoj osteopenie, což je první stadium onemocnění charakterizované úbytkem kostní hmoty. Pokud se osteopenie neléčí, dochází k rozvoji osteoporózy.

Při osteoporóze dochází k výraznému úbytku kostní hmoty a změnám mikroarchitektury kostí. Tento stav vede k oslabení pevnosti kostí, a tím ke zvýšené lámavosti.

Mezi další důsledky nízké hladiny vápníku patří osteomalacie u dospělých a křivice u dětí. To jsou onemocnění vedoucí k měknutí a deformaci kostí.

2. Nadměrná hladina vápníku v těle

Opakem hypokalcémie je stav, kdy je hladina vápníku vyšší než jeho referenční hodnota, tj. nad 2,75mmol/l (v případě hladiny vyšší než 3,5 mmol/l se již jedná o závažný stav). V tomto případě hovoříme o hyperkalcemii.

Hyperkalcemie = zvýšená hladina vápníku v krvi.

Tabulkový přehled nejčastějších příčin a příznaků hyperkalcémie

Nejčastějšími důsledky hyperkalcemie jsou tvorba ledvinových kamenů, poškození nebo selhání ledvin, onemocnění nervů a poruchy srdečního rytmu.

Teď známe význam vápníku pro organismus a jeho optimální hladinu. Podívejme se blíže na to, jak můžeme potřebnou hladinu, resp. doporučený příjem vápníku, během dne udržovat nebo doplňovat.

Jaký by měl být denní příjem vápníku?

Potřeba vápníku se v jednotlivých fázích života značně liší a závisí především na věku.

Tělesné potřeby jsou vyšší například u dětí nebo v pubertě. V této životní etapě dochází k významnému růstu a vývoji kostí.

Potřeba vápníku je také výraznější u starších lidí, protože jejich schopnost vstřebávat vápník se snižuje v důsledku přirozeného procesu stárnutí.

Lidské tělo získává vápník potřebný pro optimální fungování dvěma způsoby.

Prvním způsobem je příjem vápníku ve stravě bohaté na tento minerál nebo jeho doplňování pomocí léků a potravinových doplňků.

Druhým způsobem je, když tělo nemá jinou možnost a sáhne do vlastních zásob vápníku.

K tomu dochází, když není zajištěna odpovídající výživa a jedinec nepřijímá dostatečné množství potravy bohaté na vápník.

Pokud si tělo kvůli nedostatečnému příjmu potravy vápník z kostí "vypotřebuje", mělo by se to později, až se výživové podmínky zlepší, obnovit. Tato metoda však nefunguje tak snadno. Ne vždy je možné dostat vápník zpět do kostí pouhým zvýšením příjmu vápníku.

Kolik vápníku tedy musí člověk denně přijmout v potravě nebo doplňcích stravy, aby se vyhnul druhému scénáři?

Podívejme se na to.

Tabulka doporučeného množství vápníku na den v závislosti na věku

Maximální denní příjem vápníku by neměl překročit 2 500–3 000 mg/den u dospívajících, 2 500 mg/den u dospělých a 1550 mg/den u dětí.

Je velmi důležité, aby se denní příjem vápníku u jednotlivce co nejvíce blížil doporučenému množství.

To se týká zejména následujících věkových skupin:

• Kojenci – Rozhodujícím prvkem pro stanovení doporučeného denního příjmu vápníku je to, zda je kojenec kojen, nebo zda je na náhradě mateřského mléka. Příjem vápníku by měl být o něco vyšší u kojenců, kteří dostávají náhražky mateřského mléka. Důvodem je nižší účinnost vstřebávání vápníku z náhradních mlék.
• Mladší děti a děti v pubertálním věku – Mají vyšší potřebu vápníku v důsledku vývoje a růstu.
• Ženy v menopauze – Zvýšené nároky na vápník jsou způsobeny poklesem hladiny estrogenů, a tedy zvýšeným rizikem osteoporózy.
• Starší lidé – Mají vyšší úbytek vápníku z kostí, který je přirozenou součástí stárnutí.

Zdroje vápníku – nemusí to být jen potraviny

Nejběžnějším zdrojem vápníku pro člověka je potrava. Zdravý člověk může získat dostatek vápníku v každodenní vyvážené stravě, která je bohatá na vápník.

Základními potravinami bohatými na vápník jsou mléčné výrobky (kravské, ovčí, kozí) – mléko, jogurty, sýry, tvaroh atd. Ty mohou pokrýt až 40 % celkového denního příjmu vápníku v jedné porci.

Které další potraviny jsou považovány za bohaté na vápník, a jsou tedy vhodné pro dosažení doporučeného denního příjmu vápníku?

• Zelená zelenina – brokolice, kapusta, čínské zelí, špenát, hořčice
• Ořechy a semena – mandle, sezamová semínka
• Rybí konzervy s kostmi – sardinky, losos
• Vejce
• Luštěniny – fazole, čočka
• Ovoce a ovocné šťávy
• Chléb, obiloviny
• Minerální vody
• Sója a sójové nápoje
• Tofu
• Výrobky obohacené vápníkem

Obsah vápníku se v jednotlivých potravinách liší.

Zároveň je důležité si uvědomit, že mnoho dalších potravin nebo jejich obsah může narušovat proces vstřebávání nebo vylučování vápníku v těle.

Vstřebávání vápníku v trávicím traktu významně snižují některé látky rostlinného původu, např. kyselina hvězdicová a kyselina fytová. Ty se vážou s vápníkem a vytvářejí nestravitelné soli. Osoby, jejichž strava je převážně rostlinná, by proto měly být obzvláště ostražité.

Vstřebávání vápníku se v menší míře snižuje také v přítomnosti kofeinu a fosforu.

Vysoké množství bílkovin a sodíku (soli) může zvýšit vylučování vápníku ledvinami.

Lidé s intolerancí laktózy jsou ohroženi nedostatečným příjmem vápníku ve stravě.
Tito lidé nejsou schopni zpracovat laktózu kvůli nedostatku enzymu laktázy, který štěpí laktózu na jednodušší cukry. Proto se vyhýbají konzumaci mléčných výrobků.

Kromě potravin lze vápník přijímat také prostřednictvím léků nebo doplňků stravy obsahujících vápník.

Kdy doplnit vápník léky a doplňky stravy?

Přestože je vyvážená strava jistě lepším a preferovaným způsobem získávání vápníku, v některých případech je nutné dostat vápník do těla jiným způsobem – prostřednictvím léků nebo doplňků obsahujících vápník.

Tyto přípravky jsou určeny pro osoby, které:

• Nedostávají dostatek vápníku z potravy, například kvůli potravinové alergii, intoleranci nebo dietě
• Mají poruchy trávení a žaludku, při kterých může být narušena schopnost vstřebávání
• Mají zvýšené riziko nedostatku vápníku
• Mají osteoporózu nebo zvýšené riziko osteoporózy
• Mají onemocnění štítné žlázy
• Mají chronické selhání ledvin

Kromě toho se užívání vápenatých přípravků doporučuje u osob dlouhodobě léčených kortikosteroidy.

Množství vápníku, které je třeba nahradit ve formě léků a doplňků stravy, by mělo vycházet z toho, kolik vápníku je člověk schopen přijmout z potravy.

V současné době je na trhu široká škála přípravků obsahujících vápník, a to buď v jednosložkové formě, nebo jako součást multivitaminových přípravků. Lze je také nalézt v různých lékových formách – tablety, kapsle, prášek, sirup, suspenze, injekční formy atd.

Pro lékařské účely se vápník nejčastěji používá ve formě octanu vápenatého, uhličitanu vápenatého, chloridu vápenatého, citrátu vápenatého, glubionátu vápenatého, glukonátu vápenatého nebo laktátu vápenatého. Ty se liší přítomností elementárního vápníku.

Například uhličitan vápenatý obsahuje 40 % elementárního vápníku
citrát vápenatý 21 %
laktát vápenatý 13 %
a glukonát vápenatý 9 %

Při používání výrobků obsahujících vápník je vhodné dodržovat řadu užitečných zásad.

• Užívejte je společně s vitaminem D.
• Užívejte menší dávky (přibližně 500 mg) několikrát denně. Užívání menších dávek umožňuje lepší vstřebávání vápníku v trávicím traktu.
• Užívejte je současně s jídlem, protože se zlepšuje vstřebávání a tolerance (v případě citrátu vápenatého je dostatečné vstřebávání vápníku zachováno i při užívání bez jídla).
• Pro lepší vstřebávání vápníku je nezbytné kyselé prostředí. To je třeba brát v úvahu zejména u osob, které mají problém se sníženou nebo nedostatečnou tvorbou kyseliny v žaludku.
• Vyhněte se současnému užívání přípravků obsahujících vápník a železo.

O potřebě a výběru vápníkových přípravků se poraďte s lékařem.

Lékař vám také pomůže vybrat nejvhodnější a nejbezpečnější přípravek s ohledem na váš zdravotní stav a léky, které v současné době užíváte (např. léky na krevní tlak, štítnou žlázu, kostní choroby, antibiotika atd.)

Kromě léků, jejichž primární indikací je nahrazení nedostatku vápníku v těle, jsou na trhu dostupné i léky obsahující vápník pro jiné použití. Hovoříme o antacidech – lécích určených k neutralizaci, tj. snížení kyselosti žaludečních šťáv.

Znáte komplikace vysokého příjmu vápníku?

Dlouhodobý a nadměrný příjem vysokého množství vápníku vede ke zdravotním komplikacím.

Ty se v počátečních fázích projevují především zažívacími problémy, jako je zácpa, nadýmání a plynatost, bolesti břicha nebo průjem.

Mohou se také objevit kožní problémy v podobě vyrážek, svědění kůže nebo kopřivky.

Někdy se nadměrný příjem vápníku projevuje také zvýšením hladiny vápníku v moči. Hovoříme o hyperkalciurii. Ve vzácných případech se může vyvinout hyperkalcémie.