Čo je vápnik?
Vápnik je chemický prvok, široko zastúpený v mnohých zložkách nášho okolitého prostredia, vrátane ľudského organizmu. Predstavuje piaty najrozšírenejší prvok zemskej kôry (tvorí viac ako 3 % z nej) a zároveň je tretím najčastejšie sa vyskytujúcim kovom, ihneď po železe a hliníku.Kovový vápnik po prvýkrát izoloval anglický chemik Sir Humphry Davy v roku 1808, a to pomocou metódy elektrolýzy zo zmesi vápna (CaO) a oxidu ortutnatého (HgO). Vápnik poznáme pod chemickou značkou Ca, ktorá je odvodená z latinského názvu calcium. Pomenovanie calcium pochádza z latinského slova calx, čo v preklade znamená vápno alebo vápenec, v ktorom bol vápnik objavený.
Zlúčeniny vápnika sú známe a používané už veľmi dlhý čas (už pred naším letopočtom), hoci ľudia nepoznali ich presné zloženie. Využívali sa hlavne v stavebníctve ako stavebný materiál alebo ako tesniaca a lepiaca hmota.
Vápnik zaraďujeme do skupiny kovov alkalických zemín. Táto skupina prvkov dostala pomenovanie podľa toho, že ich oxidy reagujú s vodou za vzniku alkálií, teda zásad. Kovy alkalických zemín sú prvky II. A skupiny periodickej tabuľky chemických prvkov (zvislé stĺpce). Vápnik je zaradený do 4. periódy (vodorovné riadky). Okrem vápnika patrí do tejto skupiny prvkov aj stroncium, bárium a rádium. Všetky sa vyznačujú veľmi podobnými vlastnosťami.
Hoci sa v rovnakej skupine periodickej tabuľky ako vápnik nachádzajú aj prvky ako berýlium a horčík, tieto medzi kovy alkalických zemín nezaraďujeme. Majú totiž odlišné chemické a fyzikálne vlastnosti, ako zvyšné prvky v skupine.
Vápnik je neušľachtilý kov striebrolesklej farby, kujný a pomerne mäkký. S menšou námahou je možné ho krájať nožom. Má nízku hustotu a je schopný viesť elektrický prúd. Horí charakteristickým žlto-červeným plameňom. Je veľmi reaktívny, pomerne ľahko vytvára zlúčeniny a preto sa v prírode nevyskytuje vo voľnej podobe. S vodou reaguje spontánne a pri kontakte so vzduchom reaguje s kyslíkom aj dusíkom.
Prečítajte si tiež: Benefity pestreca mariánskeho
Vápnik zaraďujeme do skupiny kovov alkalických zemín spolu s ďalšími prvkami, ako je stroncium, bárium a rádium.
Najrozšírenejšou zlúčeninou vápnika v prírode je uhličitan vápenatý (CaCO3). V tejto podobe je súčasťou hornín ako napríklad vápenca, dolomitu, mramoru alebo kriedy. Ďalšími zlúčeninami vápnika sú napríklad:
- CaO - oxid vápenatý alebo pálené vápno
- Ca(OH)2 - hydroxid vápenatý alebo hasené vápno
- CaSO4nH2O - hydráty síranu vápenatého alebo sadra
- CaSO4 - síran vápenatý alebo minerál anhydrit
- CaF2 - fluorid vápenatý alebo minerál fluorit
- [Ca5(PO4)3F] - minerál
Ako sa vápnik vyrába?
Vápnik a jeho zlúčeniny nachádzajú využitie v mnohých oblastiach, od čisto priemyselného využitia až po ich funkciu v kuchyni alebo kozmetike. Najväčšími producentami vápnika sú v súčasnosti krajiny ako Čína, Rusko, USA, ale aj Kanada a Francúzsko.
Kým v Rusku a v Číne sa stále využíva Davyova metóda elektrolýzy s malou obmenou vo východiskovej zlúčenine (používa sa roztavený chlorid vápenatý), v západných krajinách je zaužívaný iný spôsob výroby. Ten spočíva vo vytesnení atómov vápnika z oxidu vápenatého (vápno) atómami hliníka v nízkotlakových nádobách pri vysokých teplotách.
Poznáte funkciu vápnika v organizme?
Vápnik je nevyhnutnou súčasťou ľudského organizmu a nenahraditeľným minerálom pre jeho správne fungovanie. Predstavuje približne 2 % celkovej priemernej telesnej hmotnosti dospelého človeka. Takmer všetok podiel vápnika (99 %) sa v organizme nachádza v kostiach a zuboch, zvyšné malé množstvá sú sústredené v tkanivách a krvi.
Prečítajte si tiež: Vysoký vápnik: Čo robiť?
Vápnik uložený v kostiach slúži ako rezervoár, a v prípade potreby je využívaný ako zdroj vápnika pre organizmus na udržanie vápnikovej rovnováhy. Veľkosť týchto rezerv je priamo ovplyvňovaná vápnikovou rovnováhou organizmu a mení sa na jednej strane v závislosti od príjmu a absorpcie vápnika, na strane druhej v závislosti od strát vápnika cez kožu, obličky a črevá.
V kostiach a zuboch nachádzame vápnik vo forme vápenatých iónov hydroxyapatitu. Tento minerál je hlavnou neorganickou zložkou tvrdých zubných tkanív - zubnej skloviny, dentínu a zubného cementu.
Vápnik cirkulujúci v krvi je v miere 33 - 50 % viazaný na proteíny, 5 - 15 % je súčasťou komplexov a 50 % krvného vápnika je v ionizovanej, tzn. voľnej forme (Ca2+). Pri narodení je v tele novorodenca prítomných 26 - 30 g vápnika. Toto množstvo následne rapídne stúpa. V dospelosti je obsah vápnika u žien okolo 1200 g a u mužov okolo 1400 g.
U mužov sa v priebehu života hladina vápnika udržiava na konštantnej hodnote, u žien klesá z dôvodu menopauzy a s ňou súvisiacej zníženej produkcie estrogénov.
Aká je teda hlavná úloha vápnika v ľudskom organizme?
Keďže už vieme, kde v tele sa vápnik nachádza, môžeme z toho vyvodiť jeho fyziologickú funkciu. Jeho primárnou úlohou je podieľať sa na stavbe kostí a zubov. Zohráva dôležitú úlohu pri raste, remodelácii alebo náprave poškodenia kostí. Udržiava pevnosť, silu a flexibilitu tkanív, čím umožňuje telu vykonávať prirodzený pohyb.
Prečítajte si tiež: Komplexné účinky Ginkgo Biloba
Malé množstvá vápnika prítomné v krvnom obehu, svaloch, extracelulárnej tekutine (tekutina mimo buniek) a v rôznych tkanivách plnia niekoľko ďalších dôležitých funkcií. Ovplyvňujú kontrakciu a rozšírenie ciev. Regulujú funkciu svalov a srdca. Podieľajú sa na zrážaní krvi a na prenose nervových vzruchov. Regulujú tvorbu a vylučovanie hormónov a enzýmov.
Primárnou úlohou vápnika je podieľať sa na stavbe kostí a zubov. Zabezpečuje ich rast, zmeny tvaru alebo pevnosť.
Máte osteoporózu? Užívejte chelátový vápník s vitamíny D3 a K2
Vápnik - od prijatia až po vylučovanie
Je dôležité podotknúť, že ľudský organizmus nie je schopný svojpomocne produkovať vápnik. Sme preto odkázaní na jeho prijímanie, či už formou denného príjmu potravín alebo jeho nahrádzaním v podobe liekov a doplnkov výživy.
Takto prijatý vápnik sa vstrebáva v črevnom trakte dvomi cestami - aktívnym transportom a pasívnou difúziou. Aktívny transport cez črevné bunky vyžaduje energiu a tiež prítomnosť vitamínu D. Využíva sa najmä pri nízkom príjme vápnika, tzn. v množstve do 500 mg. Pasívna difúzia nespotrebováva energiu a je dominantnou cestou vstrebávania pri stúpajúcom príjme vápnika, tzn. v množstve nad 500 mg.
Miera črevnej absorpcie vápnika u ľudí je vo všeobecnosti nízka - približne 45 % pri príjme maximálne 200 mg vápnika za deň a len približne 15 % pri príjme viac ako 2000 mg vápnika za deň. Miera absorpcie je závislá od veku. V detskom veku dosahuje vyššie hodnoty (približne 60 %), keďže výrazný rast a vývoj kostí u detí vyžaduje väčšie množstvá vápnika. Následne sa v dospelosti znižuje na len 25 %, a s pribúdajúcim vekom je miera absorpcie ešte nižšia.
Pre vstrebávanie vápnika je potrebné kyslé prostredie. Jeho vstrebávanie výrazne znižuje vláknina, šťaveľany a fytáty. Črevné straty vápnika sú pasívne a odhadujú sa približne na 100 - 150 mg/deň. Absorbovaný vápnik sa čiastočne ukladá do kostí a z časti je vylučovaný obličkami. Denne sa vylúči močom asi 100 mg vápnika.
Prečo je dôležitý aj vitamín D?
V súvislosti s vápnikom a jeho osudom v organizme je veľmi dôležité spomenúť aj vitamín D. Vitamín D zaraďujeme na základe jeho štruktúry k steroidným hormónom. Zohráva veľmi dôležitú úlohu v metabolizme vápnika a má pozitívny vplyv na tvorbu zdravých zubov a kostí.
Vitamín D je primárne zodpovedný za vstrebávanie vápnika a fosfátov z čriev. Zároveň reguluje využitie vápnika tak, že zvyšuje jeho absorpciu do kostí, čo má pozitívny vplyv na ich stavbu a mineralizáciu. To znamená, že ak chceme dosiahnuť dostatočné hladiny vápnika v organizme, je nevyhnutné myslieť aj na dostatočný príjem a obsah vitamínu D.
Nedostatok vitamínu D vedie k zníženej absorpcii vápnika z tráviaceho traktu, k zvýšenej kostnej resorpcii (odbúravaniu) a následnému úbytku kostného tkaniva.
Hlavným zdrojom vitamínu D je slnečné žiarenie (90 %), nasleduje jeho príjem v potrave. Pôsobením slnečného žiarenia koža absorbuje tzv. provitamín D (prekurzor vitamínu). Ten sa v priebehu niekoľkých hodín premieňa na vitamín D3 - cholekalciferol. Krvou sa transportuje do pečene a pôsobením pečeňových enzýmov sa mení na stále neaktívny kalcidiol. Finálne sa na aktívnu molekulu kalcitriol premieňa až v obličkách.
Schopnosť ľudského organizmu syntetizovať vitamín D závisí od ročného obdobia, času expozície na slnku, pigmentácie kože, veku, životného štýlu atď. Príjem vitamínu D v potrave predstavuje len približne 5 - 10 % z celkového množstva. Je prítomný predovšetkým v morských rybách, rybom oleji, mäse, vaječnom žĺtku, pečeni, tukoch a mliečnych výrobkoch.
Regulácia hladiny vápnika v organizme
Ako sme už spomínali, takmer všetok telový vápnik (99 %) je uložený v kostiach, minoritný zvyšok v krvi, svaloch a iných tkanivách. Pre správne fungovanie denných vitálnych funkcií sa ľudský organizmus snaží udržiavať stálu hladinu vápnika v krvi a v tkanivách.
Na udržiavaní fyziologických hladín vápnika v krvnom sére sa podieľajú 3 hormóny - vitamín D, parathormón a kalcitonín. Tie regulujú množstvo vápnika pôsobením na črevá, obličky a kosti.
Ak množstvo vápnika v krvi klesne na príliš nízku hodnotu, telo vyšle prostredníctvom parathormónu (hormón prištítnych teliesok) signál do kostí. Dôjde k uvoľneniu vápnika z kostí do krvi, čím sa jeho znížená hladina opäť normalizuje.
Okrem aktivácie kostí, parathormón spustí aj dva ďalšie procesy. Aktivuje vitamín D, aby sa jeho pôsobením zvýšila absorpcia vápnika z tráviaceho traktu, a tiež zníži vylučovanie vápnika močom pôsobením na obličky.
V opačnom prípade, a teda ak je hladina vápnika v organizme vysoká, zodpovednosť preberá iný hormón - kalcitonín (produkovaný v štítnej žľaze). Ten pracuje presne naopak. Znižuje hladinu vápnika v krvi tak, že zastaví uvoľňovanie vápnika z kostí a vyšle signál obličkám, aby vylúčili jeho väčšie množstvá v moči.
Aké hladiny vápnika sú považované za fyziologické?
Množstvo vápnika prítomného v krvi je možné stanoviť z krvného séra alebo plazmy. U zdravých ľudí sa má hladina vápnika v sére pohybovať v rozmedzí približne 2,2 - 2,6 mmol/l (8,8 - 10,4 mg/dl). Fyziologické hladiny vápnika v ionizovanej forme sa pohybujú v rozmedzí 1,15 - 1,33 mmol/l (4,6 - 5,3 mg/dl).
Vápnik je možné taktiež stanovovať v moči. Hodnotenie množstva vápnika v organizme sa uskutočňuje aj prostredníctvom metódy duálnej röntgenovej absorpciometrie (skratka DEXA). V tomto prípade sa hodnotí miera prítomnosti vápnika v kostiach, a tým stav výživy jednotlivca. Akákoľvek odchýlka od fyziologickej hladiny vápnika v organizme je považovaná za patologický stav.
Akékoľvek odchýlky od normálnych hladín vápnika v tele sú považované za patologické stavy:
- Nedostatočná hladina vápnika v organizme: Zníženie hladiny vápnika v krvnom sére pod referenčnú hodnotu 2,12 mmol/l alebo zníženie hladiny ionizovaného vápnika pod hodnotu 1,15 mmol/l vedie k vzniku hypokalciémie.
- Nadmerná hladina vápnika v organizme: Je stav, pri ktorom je hladina vápnika vyššia ako jeho referenčná hodnota, tzn. nad 2,75 mmol/l (v prípade hladiny vyššej ako 3,5 mmol/l už ide o závažný stav). V tomto prípade hovoríme o hyperkalciémii.
Tabuľkový prehľad najčastejších príčin a príznakov hypokalciémie
| Príčiny hypokalciémie | Príznaky hypokalciémie |
|---|---|
|
|
Najzávažnejším následkom nedostatočnej hladiny vápnika v organizme je vznik osteopénie, ktorá predstavuje prvý stupeň ochorenia charakterizovaného úbytkom kostnej hmoty. Ak je osteopénia neliečená, rozvíja sa osteoporóza. Pri osteoporóze dochádza k výraznému úbytku kostnej hmoty a zmenám v mikroarchitektúre kostí, čo vedie k oslabeniu pevnosti kostí a tým k zvýšenej lámavosti.
Ako ďalšie následky nízkej hladiny vápnika môžeme spomenúť osteomaláciu u dospelých a krivicu (rachitídu) u detí, čo sú ochorenia vedúce k mäknutiu a deformáciám kostí.
Tabuľkový prehľad najčastejších príčin a príznakov hyperkalciémie
| Príčiny hyperkalciémie | Príznaky hyperkalciémie |
|---|---|
|
|
Najčastejšími následkami hyperkalciémie je vznik obličkových kameňov, poškodenie alebo zlyhanie obličiek, nervové ochorenia a narušenie srdcového rytmu.
Najzávažnejším následkom hypokalciémie je vznik osteopénie a osteoporózy, ktoré sa prejavujú výrazným úbytkom kostnej hmoty.
Odporúčaný denný príjem vápnika
Keď už teda poznáme dôležitosť vápnika pre naše telo a zároveň jeho optimálne hladiny, pozrime sa bližšie na to, akým spôsobom vieme požadované hladiny udržiavať či dopĺňať, alebo tiež na odporúčaný príjem vápnika v priebehu dňa. Potreba vápnika sa v jednotlivých fázach života človeka pomerne významne mení a závisí hlavne od veku.
Požiadavky organizmu sú vyššie napríklad u detí alebo v pubertálnom veku, nakoľko v tejto fáze života dochádza k výraznému rastu a vývoju kostí. Taktiež je potreba vápnika výraznejšia u ľudí vo vyššom veku, keďže u nich je v dôsledku prirodzeného starnutia organizmu znížená schopnosť jeho vstrebávania.
Ľudské telo získava vápnik potrebný pre jeho optimálne fungovanie dvomi spôsobmi. Prvý spôsob predstavuje príjem vápnika v potrave bohatej na prítomnosť tohto minerálu, prípadne jeho dopĺňanie prostredníctvom liekov a doplnkov výživy.
Druhý spôsob sa uplatňuje vtedy, keď telo nemá inú možnosť a siahne na svoje vlastné zásoby vápnika. Tento stav nastáva v prípadoch, kedy nie je zabezpečená adekvátna výživa a jednotlivec neprijíma dostatok potravy bohatej na vápnik.
Ideálny postup by mal byť taký, že ak si organizmus z dôvodu nedostatočného príjmu potravy „požičiava“ vápnik z kostí, ten by mal byť neskôr pri zlepšení nutričných podmienok vrátený naspäť. Tento spôsob však nefunguje tak jednoducho a nie vždy sa prinavrátenie vápnika do kostí dá dosiahnuť iba jeho zvýšeným príjmom.
Odporúčaná denná dávka vápnika:
- deti do 6 mesiacov: 200 mg denne
- deti od 7 do 12 mesiacov: 260 mg denne
- deti od 1 do 3 rokov: 700 mg denne
- deti od 4 do 8 rokov: 1 000 mg denne
- deti od 9 do 18 rokov: 1 300 mg denne
- dospelí od 19 do 50 rokov: 1 000 mg denne
- tehotné ženy: od 1 000 do 1 300 mg denne
- muži od 51 do 70 rokov: 1 000 mg denne
- ženy od 51 do 70 rokov: 1 200 mg denne
- seniori nad 71 rokov: 1 200 mg denne
Usadeniny vápnika v kĺboch
Usadeniny vápnika sa môžu objaviť na koži alebo vo vnútri tela. Medzi najčastejšie miesta, kam sa ukladá, patria kĺby.
Kým usadeniny na koži nepredstavujú žiadne problémy, ich ložiská na kostiach alebo iných pohyblivých častiach vo vnútri tela môžu spôsobiť nepríjemné bolesti. Neliečené usadeniny vápenaté usadeniny na kosti môžu stvrdnúť, až sa neskôr stávajú jej novou súčasťou, ak sa neliečia.
Zistite si vaše ložiská. Ak je vápnik na povrchu, môžete si ho nechať odstrániť. Ak je interný, bude si to vyžadovať viac práce s lekárom. Vonkajší vápnik môžete vybrať aj jemne nechtami alebo pinzetou, alebo ho vytlačiť ako malý pupáčik.Pokiaľ je bolesť príliš intenzívna, prestaňte.
Ak máte bolesti kostí, použite ľadový obklad. Aj masážou sa môžete posnažiť rozbiť usadeniny vápnika. Úspešnosť sa líši podľa umiestnenia. Čím hlbšie, tým horšie a bolestivejšie. Zvážte artroskopickú operáciu na odstránenie nánosov, ak masáž zlyhá. Je to vaša jediná možnosť.
Bežné príčiny nahromadenia vápnika
- Zranenia, zápaly alebo iný typ fyzického stresu
- Kryštalizácia
- Hrudky vo svale
- Vápnik v prsníku
- Hromadenie v šľachách
Ako zabrániť usadzovaniu vápnika
Pri ateroskleróze, čo je stav, keď sa plak hromadí vo vnútri tepien, je tvorený z tuku, cholesterolu a vápnika. Po 10-ročnom období štúdii odborníci zistili, že ľudia, ktorí užívali doplnky vápnika, mali väčšiu pravdepodobnosť vzniku kalcifikácie koronárnej artérie, zatiaľ čo ľudia, ktorí mali stravu bohatú na vápnik (z konzumácie potravín obsahujúcich vápnik, nie doplnkov výživy), mali v skutočnosti nižšie riziko.
Zvýšenie príjmu vápnika v strave môže tiež pomôcť chrániť vás pred nedostatkom vápnika. Ak neprijímate dostatok vápnika zo stravy, vaše telo začne vyplavovať uložený vápnik z kostí. To môže prispieť k zníženiu kostnej hmoty, čo vás vystavuje riziku osteoporózy. Navyše nedostatok vápnika je spojený s vysokým krvným tlakom.
Vápnik hrá v organizme množstvo dôležitých úloh. Okrem toho, že posilňuje kosti a zuby, je potrebný pre také veci, ako je funkcia svalov, nervový prenos a vylučovanie hormónov.
Doprajte si dostatok slnečných lúčov, ktoré vytvárajú vitamín D. Obmedzte stravu, ktorá prekysľuje organizmus.