Calcio
I minerali sono essenziali per una grande varietà di processi metabolici e fisiologici nel corpo umano. Alcuni dei ruoli fisiologici dei minerali interessanti per gli atleti sono il loro coinvolgimento in funzioni quali: contrazione muscolare, un normale ritmo cardiaco, la conduzione degli impulsi nervosi, il trasporto di ossigeno, la fosforilazione ossidativa (respirazione cellulare), attivazione enzimatica, funzioni immunologiche, salute delle ossa, il bilancio acido-base del sangue.
Dato che tutti questi processi sono accelerati durante l’esercizio fisico, è necessario un adeguato apporto di minerali per un funzionamento ottimale. Perciò sarà importante, specie per gli atleti introdurre la giusta quantità di minerali attraverso la dieta evitando possibili stati carenziali di minerali con effetti negativi sulla salute, e una cattiva salute influirà, come intuibile pesantemente sulla performance sportiva.
Alcuni studi (Maughan et al.; Ziegler et al.) hanno rilevato che ferro e calcio sono i due micronutrienti che più frequentemente sono carenti nelle diete, in particolare in quelle dei giovani atleti.
Tutti i minerali (che sono micronutrienti) possono essere divisi in due grandi classi: i macrominerali e i microminerali (e oligoelementi). Essi rappresentano una classe di sostanze che si trovano naturalmente in una grande varietà di cibi. Il corpo umano necessita di circa venti differenti minerali per funzionare correttamente e sono perciò state trovate dalle varie organizzazioni per la salute e alimentazione (FAO, WHO, SINU, ecc…) delle dosi giornaliere consigliate e/o raccomandate.
Il calcio è il minerale più abbondante nell’organismo umano, il 99% dello stesso si trova nello scheletro che difatti rappresenta la principale riserva “funzionale” di questo minerale nel caso in cui l’intake derivante dalla dieta non soddisfi il fabbisogno dell’individuo.
Essendo il calcio essenziale per tutti i processi del nostro organismo, alla base del suo metabolismo vi è un complesso meccanismo cellulare per mantenere l’omeostasi dello stesso e fornire il giusto apporto all’intero organismo.
Un individuo adulto di sesso femminile in media “contiene” tra i 920 e i 1000 g di calcio mentre per l’uomo attorno ai 1200 g, distribuiti per il 99% nelle ossa sotto forma di idrossiapatite [Ca10(PO4)6(OH)2]; il rimanente è presente nei tessuti molli, principalmente nei fluidi extracellulari. Circa la metà del calcio “plasmatico” circola in forma libera ed è “funzionalmente” disponibile, il restante circola principalmente legato ad albumina e in minor parte globulina, infine una minima parte risulta essere legata a fosfato, citrato e altri anioni.
Proprietà
Una delle proprietà principali del calcio è quello di potersi legare alle proteine sui residui glutamici e di acido aspartico fissandosi alla struttura terziaria delle stesse e coadiuvando attività e funzioni delle stesse, può difatti essere considerato uno dei trasmettitori di segnale più comuni nella cellula.
Come accennato, costituente essenziale dell’idrossiapatite ossea formerà una struttura forte abbastanza da supportare il corpo dell’individuo ma allo stesso tempo leggera, permettendo la mobilità dello stesso. Lo stato di “accumulo” di calcio può essere misurato attraverso la densiometria ossea, essendo difatti per il 99% presente nelle ossa, e in una proporzione costante (36% del contenuto minerale totale delle ossa) potrà essere valutato lo stato del soggetto.
Parliamo del calcio extracellulare. Le concentrazioni di calcio nel sangue e nei fluidi extracellulari vengono mantenute costantemente attorno ai 2.5 mM, questo viene “percepito” da specifici recettori presenti sulla superficie delle membrane cellulari (CaR) che permettono allo stesso di fungere da messaggero extracellulare “ormone calciotropico” (Brown, 1999).
Ad esempio, la paratiroide “capta” piccole variazione nelle concentrazioni extracellulari di calcio che a sua volta regoleranno la secrezione o meno di ormone paratiroideo (PTH) nella circolazione. Allo stesso modo i recettori CaR regolano costantemente il riassorbimento del calcio a livello della tubulare renale, e, dunque la sua omeostasi. Il ruolo principale del calcio extracellulare è quello di fonte per lo scheletro e per le cellule ma adempie anche funzioni a se stanti partecipando alla coagulazione sanguigna e all’adesione intercellulare.
Il calcio intracellulare, presente in concentrazioni di circa 100 nmol/M, è 10000 volte inferiore rispetto a quello extracellulare, e in risposta a stimoli elettrici, chimici o fisici dei recettori (CaR) le concentrazioni dello stesso possono aumentare o diminuire.
L’aumento di calcio intracellulare innesca specifici meccanismi in cui vengono coinvolte/attivate una o più chinasi in grado di fosforilare proteine. Dunque, il calcio agisce come messaggero secondario attivando una serie di fosforilazioni e di conseguenza una serie di risposte fisiologiche come contrazione muscolare, rilascio ormonale e di neurotrasmettitori, la vista, metabolismo del glicogeno, differenziazione cellulare, ecc…
Assorbimento Del Calcio
Parliamo ora di assorbimento di calcio. I livelli di calcio nel sangue rimangono pressoché costanti, dunque i livelli di calcio serico non riflettono lo stato nutrizionale dell’individuo.
La regolazione omeostatica di questo minerale è in grado fornire un supporto costante dello stesso a tutti i tessuti e, viene mantenuta grazie all’interazione tra PTH e vitamina D. Quando i livelli di calcio scendono, l’azione del PTH e della vitamina D aumentano il riassorbimento nella tubulare renale e nelle ossa, al contrario livelli elevati di calcio circolante inibiscono la secrezione di PTH e la produzione di calciotriolo (1,25-diidrossi vit. D) e parallelamente aumenterà la secrezione di calcitonina, un ormone peptidico secreto dalla ghiandola tiroidea.
Il risultato sarà una diminuzione del riassorbimento renale di calcio e un aumento della secrezione urinaria dello stesso. Anche in questo caso i recettori CaR ricoprono un ruolo essenziale come “detector” della concentrazione di calcio e regolando tutti questi meccanismi a feedback alla base dell’omeostasi del calcio.
L’efficienza di assorbimento di calcio (fractional absorption) è influenzata dallo stato del calcio e dallo stato fisiologico dell’individuo. L’assorbimento del calcio avviene tramite due “strade”: nel primo caso avremo un assorbimento vitamina D-PTH dipendente (trans-cellulare), soggetto a regolazione omeostatica.
L’aumento di “biosintesi” di calciotriolo (forma attiva della vitamina D3) dovuto al basso livello di calcio circolante produrrà un effetto stimolante nella sintesi di proteine in grado di legare calcio (calcium-binding proteins) che faciliteranno trasporto e ingresso di calcio all’interno delle cellule.
La seconda strada è l’assorbimento per via “paracellulare” ovvero diffusione passiva tra le cellule dipendente sostanzialmente dalle concentrazioni di calcio nel lume intestinale. L’assorbimento di calcio è influenzato in maniera consistente dal contenuto netto di calcio del pasto, difatti, l’assorbimento diventa più efficiente se l’apporto viene dilazionato nel corso della giornata piuttosto che attraverso singoli carichi (Heaney et al., 1990).
Inoltre, sono diversi i costituenti della dieta che possono avere un ruolo importante nella ritenzione o perdita dello stesso. Ad esempio il sodio, può essere considerato un elemento chiave nelle perdite urinarie di calcio.
Ogni grammo di sodio in più aggiunto con la dieta comporta perdite di 26.3 mg di calcio in un individuo adulto (Weaver et al., 1999). Ad esempio uno studio condotto su donne in menopausa dimostrò tutte le conseguenze negative legate ad alti consumi di sale sulla densità ossea (Devine et al., 1995).
Anche le proteine introdotte con la dieta possono aumentare la perdita urinaria di calcio ma senza influenzare la ritenzione netta dello stesso compensando con una maggiore secrezione endogena o un maggior assorbimento (Kerstetter et al., 2005). Difatti, deperimento osseo e incidenza di fratture negli anziani sembrano essere ridotti nei casi di aumentato apporto proteico (Dawson-Hughes, 2003). Dunque è possibile affermare che il livello di intake di calcio influirà soltanto dall’1 al 6% sulle variazioni di calcio escreto con le urine.
Fonti Di Calcio
Passiamo ora alle fonti di calcio. La principale fonte di calcio concentrato risultano essere i prodotti derivati del latte, stime riportano ad esempio come l’apporto di calcio della popolazione statunitense derivi per il 64% da latticini o prodotti contenenti derivati del latte (Institute of Medicine, 2011).
Le fonti di calcio devono inoltre essere valutate non soltanto per il contenuto ma anche per la biodisponibilità dello stesso. Ad esempio paragonando una tazza di latte (250g) con un piatto di fagioli bianchi (110g) avremo nel primo caso un apporto di 300mg di calcio di 96.3 mg stimati come effettivamente assorbibili, nel secondo caso l’apporto sarà di 113 mg ma soltanto 24mg saranno effettivamente assorbibili dal nostro organismo.
Uno dei più grandi inibitori dell’assorbimento di calcio sono gli ossalati in grado di formare sali di calcio con una solubilità molto bassa (Heaney er al., 1990). Acido fitico e fitati sono altri inibitori chelanti, in grado di formare sali che non potranno essere dissociati completamente a livello intestinale e troppo grandi per essere assorbiti intatti “paracellularmente”. Ad esempio il contenuto in fitati della soia può influire negativamente abbassando del 25% la disponibilità di questo minerale.
Anche le fibre possono inibire l’assorbimento di calcio, ma gli studi più recenti riportano come in realtà il problema consista nel binomio fibre e fitati piuttosto che il singolo effetto delle fibre alimentari. Allo stesso modo vi sono altri elementi considerabili promotori dell’assorbimento come peptidi caseinici o del siero in grado di prevenire la precipitazione dello stesso (Mykkanen and Wasserman, 1990). Inulina e fruttooligosaccaridi sono altri elementi che sembrano aumentare l’assorbimento di calcio (Zafar er al. 2004).
Carenza
Andiamo infine ad analizzare cosa può comportare una carenza di questo minerale. Un basso apporto di calcio viene associato a diversi possibili effetti negativi e disturbi.
Quando le riserve funzionali (lo scheletro) vengono “cronicamente” impiegate per mantenere normali livelli di calcio potrà condurre ad osteoporosi. Inoltre, piccole quote di calcio inassorbito in grado di raggiungere la parte inferiore dell’intestino potranno predisporre ed aumentare la vulnerabilità a diverse malattie.
Partiamo dall’osteoporosi, caratterizzata da una ridotta massa ossea, fragilità ossea e suscettibilità a fratture. Il calcio non è l’unico nutriente importante per la salute ossea ma può essere considerato a tutti gli effetti il principale, il 99% del calcio del nostro organismo risiede come detto proprio nel tessuto osseo.
Una dieta adeguata non è l’unico requisito per la salute ossea, difatti, l’attività fisica, e il fumo sono due fattori che possono influire in maniera importante, il primo in senso positivo, il secondo in negativo naturalmente.
Uno studio del 2009 ha dimostrato come ratti a cui veniva somministrato latte scremato come fonte di calcio sviluppassero ossa più forti rispetto a quelli che ricevevano le stesse quantità ma sotto forma di calcio carbonato (Weaver et al. 2009).
Per quanto riguarda ipertensione e cardiopatie, il calcio sembra essere in grado di legare gli acidi grassi creando saponi insolubili, limitandone dunque l’assorbimento e abbassando i livelli di lipidi ematici e colesterolo (Pereira et al. 2002). Inoltre una meta-analisi di diversi trials in cui veniva analizzato l’effetto di supplementi di calcio, viene dimostrato come questo possa avere effetti sulla riduzione della pressione sanguigna.
Ad esempio lo studio DASH (Dietary Approaches to Stop Hypertension) condotto le 1997 (Appel et al.) dimostrò come in primis una dieta ricca di frutta e vegetali riducesse la pressione sanguigna ma ancor di più quando 2-3 porzioni di latticini magri venivano consumate in abbinamento agli stessi.
Conclusione
Dunque concludendo, sarà bene in funzione del soggetto valutare gli apporti quotidiani di calcio e cercare di soddisfare quotidianamente tale fabbisogno.
Una dieta varia e ricca di alimenti ad alto valore nutrizionale, in grado di apportare non soltanto calorie ma micronutrienti come vitamine e minerali sarà fondamentale, difatti sarà importante introdurre alimenti ricchi di calcio ma anche di vitamine specie la vitamina D, che in caso di ridotta esposizione alla luce solare può rappresentare un fattore limitante per l’assorbimento e l’utilizzo dello stesso.
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