El calcio, esencial para la salud

Calcium, essential for health

Emilio Martínez de Victoria

Departamento de Fisiología. Instituto de Nutrición y Tecnología de Alimentos "José Mataix". Centro de Investigación Biomédica. Universidad de Granada. Granada

Dirección para correspondencia

RESUMEN

El calcio (Ca) es el elemento mineral más abundante en nuestro organismo, ya que forma parte importante del esqueleto y los dientes. Supone alrededor del 2% del peso corporal. Las funciones del calcio son: a) funciones esqueléticas y b) funciones reguladoras.
El hueso está formado por una matriz proteica que se mineraliza de forma mayoritaria con calcio (el más abundante), fosfato y magnesio; para ello es imprescindible un correcto aporte dietético de Ca, fósforo y vitamina D. El Ca iónico (Ca²⁺) es un componente celular imprescindible para mantener y/o realizar las diferentes funciones especializadas de prácticamente todas las células del organismo. Debido a sus importantes funciones, el Ca²⁺ debe estar estrechamente regulado, manteniéndose sus concentraciones plasmáticas dentro de unos rangos estrechos. Para ello existe una respuesta precisa frente a la hipocalcemia o la hipercalcemia, en la que intervienen la parathormona, el calcitriol, la calcitonina y la vitamina K.
Las ingestas de Ca en la población española son bajas en un porcentaje significativo de la población, especialmente en adultos mayores, sobre todo en las mujeres. La principal fuente de Ca en la dieta son la leche y todos sus derivados. Las verduras de hoja verde, frutas y legumbres pueden tener importancia como fuentes de Ca en un patrón alimentario mediterráneo. La biodisponibilidad del Ca de la dieta depende de factores fisiológicos y dietéticos. Los fisiológicos incluyen la edad, situación fisiológica (gestación y lactación), el estatus de Ca y vitamina D y la enfermedad. Diversos estudios relacionan la ingesta de Ca en la dieta y distintas enfermedades, como osteoporosis, cáncer, enfermedades cardiovasculares y obesidad.

Palabras clave: Calcio. Ingestas recomendadas. Cáncer. Osteoporosis. Biodisponibilidad.

ABSTRACT

Calcium (Ca) is the most abundant mineral element in our body. It accounts for about 2% of body weight. The functions of calcium are: a) functions skeletal and b) regulatory functions.
Bone consists of a protein matrix that mineralizes mainly with calcium (the most abundant), phosphate and magnesium, for it is essential an adequate dietary intake of Ca, phosphorus and vitamin D. The ionic Ca (Ca²⁺) is essential to maintain and / or perform different specialized functions of, virtually, all body cells cellular. Because of its important functions Ca²⁺ must be closely regulated, keeping plasma concentrations within narrow ranges. For this reason there is an accurate response against hypocalcemia or hypercalcemia in which the parathormone, calcitriol, calcitonin and vitamin K are involved.
Ca intakes in the Spanish population are low in a significant percentage of the older adult's population, especially in women. The main source of Ca in the diet is milk and milk derivatives. Green leafy vegetables, fruits and legumes can be important sources of Ca in a Mediterranean dietary pattern. The bioavailability of dietary Ca depends on physiological and dietary factors. Physiological include age, physiological status (gestation and lactation) Ca and vitamin D status and disease. Several studies relate Ca intake in the diet and various diseases, such as osteoporosis, cancer, cardiovascular disease and obesity.

Introducción

El calcio (Ca) es un micronutriente del grupo de los minerales que debe, siempre, formar parte de nuestra dieta. Es el elemento mineral más abundante en nuestro organismo, ya que forma parte importante del esqueleto y los dientes. Supone alrededor del 2% del peso corporal; en cifras absolutas, aproximadamente 1.200 g (1,2 kg). De todo el calcio corporal, el 99% se encuentra en el esqueleto y los dientes en forma de hidroxiapatita, un compuesto cristalino que incluye fósforo (Ca₁₀ [PO₄]₆ [OH]₂). El resto (1%) se encuentra en los tejidos blandos y en los fluidos corporales (1).

Esta particular distribución corporal justifica sus funciones esenciales en el organismo, la mineralización de huesos y dientes y la regulación de las funciones celulares en prácticamente todos los tejidos corporales. Como ejemplos, el Ca es imprescindible para la contracción muscular y la función del sistema nervioso (1,2).

Como todos los nutrientes, el Ca debe aportarse en la dieta y la principal fuente de este mineral es la leche y productos lácteos, que aportan alrededor del 40% de las ingestas diarias recomendadas (IDR).

En este artículo se incluirán las funciones del Ca en nuestro organismo, la homeostasis de este mineral, las fuentes dietéticas, su biodisponibilidad y las ingestas recomendadas. Para terminar, incluiremos la relación entre Ca y la salud ósea y su papel en el mantenimiento del peso corporal, en las enfermedades cardiovasculares y cáncer.

Funciones del calcio

Las funciones del calcio, como antes hemos apuntado, se pueden concretar en dos: a) funciones esqueléticas y b) funciones reguladoras (1).

El Ca es parte fundamental de nuestro esqueleto (huesos) y de los dientes. El hueso está formado por una matriz proteica que se mineraliza de forma mayoritaria con calcio (el más abundante), fosfato y magnesio; para ello es imprescindible un correcto aporte dietético de Ca, fósforo y vitamina D.

El tejido óseo está formado por dos tipos diferentes, el hueso compacto (cortical) (80%), cuya función es la de dar dureza al esqueleto y ejercer la función estructural, y el hueso trabecular (20%), cuya función es metabólica. A pesar de su apariencia compacta, el hueso es una estructura dinámica que está en constante remodelación, destruyéndose (resorción) y formándose (formación) continuamente (1).

Las tasa relativas de resorción y formación ósea van a depender de la edad. A partir de los 20-30 años, donde se alcanza un pico máximo de mineralización, la formación predomina sobre la resorción, y a partir de los 30-35 comienza a prevalecer la resorción frente a la formación, con una pérdida de la densidad ósea. Este último proceso es especialmente relevante en la mujer tras la menopausia, donde se ve acelerado y puede comprometer la salud ósea (osteoporosis) si no hay un aporte adecuado de Ca, P, Mg y vitamina D, fundamentalmente, junto con unos estilos de vida saludables entre los que se incluya una actividad física habitual (1,3).

El diente está formado por tres tipos de tejidos: esmalte, dentina y cemento. El esmalte y la dentina están formados por hidroxiapatita.

FUNCIÓN NO ESQUELÉTICA

El Ca (el Ca iónico: Ca²⁺) es un componente celular imprescindible para mantener y/o realizar las diferentes funciones especializadas de prácticamente todas las células del organismo. Estas funciones, no esqueléticas, podemos dividirlas en estructurales y propiamente reguladoras. Dentro de las primeras, el Ca está implicado en el mantenimiento de estructuras celulares (orgánulos), gránulos de secreción, membranas celulares y subcelulares y estructuras nucleares (como los cromosomas) (1,4).

En relación con su función reguladora, este mineral puede ejercer su función de forma pasiva o activa. Pasivamente, los niveles de calcio plasmáticos regulan las reacciones enzimáticas. La función reguladora activa la ejerce la concentración intracelular de Ca²⁺. Los cambios en su concentración intracelular, en respuesta a un estímulo (hormona, neurotransmisor, etc.), modifica el comportamiento, la respuesta funcional, de esa célula. Estas respuestas funcionales incluyen la división, secreción, agregación, contracción muscular, transformación y metabolismo celulares. El mantenimiento de una concentración adecuada de Ca²⁺ citoplasmático (del orden de 0,1 µmol/l), respecto al extracelular (del orden de 1,1 mmol/l), puede mantener una función óptima de la célula; en cambio, un incremento no regulado en el citoplasma puede iniciar un proceso de daño y muerte celular (4,5).

Debido a su actuación como segundo mensajero intracelular, el calcio interviene en la proteólisis intracelular, apoptosis y autofagia, activación/desactivación enzimática (por fosforilación/desfosforilación), secreción (incluida la de neurotransmisores y neuromoduladores en el sistema nervioso), contracción muscular, agregación plaquetaria, bioenergética celular, transcripción génica, etc. (4,6).

Debido a sus importantes funciones, el Ca²⁺ debe estar estrechamente regulado, manteniéndose sus concentraciones plasmáticas dentro de unos rangos estrechos (1,1 y 1,3 mmol/l). Para ello existe una respuesta precisa frente a la hipocalcemia o la hipercalcemia en la que intervienen la parathormona y el 1,25 dihidroxicolecalciferol (1,25 [OH]₂ vitamina D₃), y la calcitonina, y recientemente se ha involucrado a la vitamina K por su relación con la osteocalcina. Estos reguladores humorales actúan a nivel óseo, renal e intestinal, afectando la movilización y depósito de calcio en el hueso, su absorción intestinal y su excreción renal. La homeostasis del calcio se relaciona estrechamente con la de los fosfatos a través del factor de crecimiento fibroblástico 23 (FGF23) y el factor Klotho (7).

Ingestas recomendadas de calcio

Las ingestas recomendadas de Ca se relacionan con la edad, debido a las diferentes necesidades de este mineral en distintas etapas de la vida. Así, en etapas de crecimiento activo (primeros años de vida y estirón puberal) las demandas son mayores para atender al crecimiento en longitud de los huesos largos. Posteriormente, sobre todo en mujeres tras la menopausia, la mayor pérdida ósea de calcio aumenta los requerimientos para mantener una densidad ósea adecuada que evite la mayor incidencia de fracturas óseas de estrés, más frecuentes en esta etapa.

En la tabla I se recogen las ingestas recomendadas de Ca para la población española tomadas de diversas fuentes y comparadas con las del Institute of Medicine (IOM) de Estados Unidos incluyendo, en estas últimas, el Estimated Average Requirements (EAR) (8-11).

Ingestas de calcio en España

Los datos sobre ingesta de Ca del panel de consumo alimentario FEN-MAGRAMA son semejantes al estudio ENIDE y presentan una ligera tendencia al descenso desde 2003 a 2008 (889 mg/día frente a 874 mg/día) (13).

En estudios de colectivos específicos, como mujeres menopáusicas, Ortega y cols. presentan ingestas de calcio de 956,1 mg/día, ligeramente superiores a las encontradas en los dos estudios anteriores de la población española adulta. Sin embargo, los porcentajes de riesgo de ingestas marginales de calcio, al comparar con las EAR, es del 41% de las mujeres menopáusicas. Otros estudios muestran ingestas de Ca que oscilan entre 626 y 644 mg/día en mujeres posmenopáusicas y hombres mayores de 50 años, o el estudio INDICAP en población adulta española, que observa ingestas de 991 mg/día (14-17).

Globalmente, las ingestas de Ca son bajas en un porcentaje significativo de la población española, especialmente en adultos mayores, y entre estos, las mujeres tienen ingestas más bajas.

Fuentes dietéticas de calcio y biodisponibilidad

La principal fuente de Ca en la dieta son la leche y todos sus derivados. Algunos quesos contienen más de 1 g de Ca por 100 g de alimento, siendo la mantequilla la que presenta un contenido menor, 15 mg/100 g. La leche líquida presenta una media de 124 mg/100 g. Dos tercios del Ca en la leche se encuentran unidos a caseína y el resto libre (1).

Después se encuentran las verduras de hoja verde, frutas y legumbres, que pueden tener importancia en un patrón alimentario mediterráneo, en el que pueden aportar hasta 400 mg/día. Los cereales no son una fuente rica en Ca excepto si están suplementados con él, como ocurre en algunos países como el Reino Unido. Por último, no debemos olvidar el agua y los complementos alimenticios.

La biodisponibilidad del Ca de la dieta depende de factores fisiológicos y dietéticos. Los fisiológicos incluyen la edad, situación fisiológica (gestación y lactación) el estatus de Ca y vitamina D, y la enfermedad.

Los factores dietéticos dependen de cada alimento y su composición, lo que puede afectar de forma positiva o negativa sobre su absorción intestinal. Así, la forma física del Ca (solubilidad relativa y presencia de oxalatos, fitatos y uronatos), la presencia en la dieta de alimentos ricos o no en vitamina D, el contenido en grasa y en proteína y otros factores (cafeína, alcohol, etc.) pueden afectar la absorción del mineral y, por tanto, modificar su biodisponibilidad. Por ejemplo, el Ca presente en la leche tiene una alta biodisponibilidad, mejor que la de cereales y verduras y semejante a las fuentes inorgánicas (CO₃Ca). Así, la biodisponibilidad de la leche es de un 30% frente al 5% de la espinaca. Esta alta biodisponibilidad es debida a la ausencia de factores inhibidores y a la presencia de otros componentes como la lactosa, que evita su precipitación, la caseína (fosfopéptidos) y los oligosacáridos no digestibles (inulina y oligofructosa). Un caso particular es la leche materna, con una biodisponibilidad aún mayor (35%) que se basa en el perfil de ácidos grasos y en la relación Ca:P (1).

Calcio y enfermedad

El Ca²⁺ juega un papel esencial en innumerables funciones del organismo, modificando sus concentraciones intracelulares y poniendo en marcha vías de señalización intracelular. Sin embargo, cuando la homeostasis falla se producen alteraciones patológicas diversas como consecuencia de alteraciones en los niveles citoplasmáticos de este catión. En este ámbito se incluyen enfermedades musculoesqueléticas, neurológicas, neurodegenerativas, cardiomiopatías, etc., consecuencia de la alteración de la homeostasis del Ca²⁺ (18).

Por otro lado, se conoce por diversos estudios la relación entre la ingesta de Ca en la dieta y diversas enfermedades: óseas, crónicas (cáncer y enfermedades cardiovasculares) y obesidad.

CALCIO Y SALUD ÓSEA. OSTEOPOROSIS

La osteoporosis se define como una enfermedad que se caracteriza por una densidad de masa ósea baja (> 2,5 desviaciones estándar de los valores medios de adultos jóvenes) junto con un deterioro de la microarquitectura del hueso que conduce a una fragilidad ósea y al consecuente aumento del riesgo de fractura. Esta enfermedad afecta a millones de personas y la OMS la considera uno de los principales problemas de salud en el mundo. Esto es debido a que esta enfermedad multiplica por 4 el riesgo de sufrir una fractura ósea. Para conocer la densidad de la masa ósea la técnica más generalizada es la radioabsorciometría de rayos X de doble energía (DEXA). La osteoporosis puede ser primaria o secundaria a otros procesos patológicos. La primaria puede ser de tipo I, de instauración temprana antes de la menopausia y de tipo II, senil (1,18).

La causa de la osteoporosis es un desequilibrio entre las entradas y salidas de Ca del organismo. La ingesta de Ca y su utilización digestiva y metabólica no son suficientes para compensar las pérdidas obligadas por heces y orina. Normalmente en estas circunstancias y para la osteoporosis tipo II hay una disminución en la síntesis de calcitriol, el metabolito activo de la vitamina D, por un problema en la función renal donde se forma, o una insensibilidad de las células del epitelio intestinal a ella, debido a la edad avanzada. Esto se ve agravado por un bajo estatus de vitamina D por bajas ingestas o escasa exposición a la radiación solar (1,18,19).

La influencia de la ingesta de Ca sobre la osteoporosis se observa por ingestas bajas que no pueden mantener la calcemia, por lo que se moviliza Ca de los depósitos óseos. Hay estudios que relacionan las altas ingestas de leche y productos lácteos durante la adolescencia con mayor densidad ósea y menor riesgo de fracturas en el periodo posmenopáusico. No obstante, otros estudios no encuentran asociación entre la ingesta de calcio en un momento determinado y la masa ósea. Por ello, diversos estudios prospectivos no han podido establecer una asociación entre ingesta de Ca y reducción del riesgo de fracturas osteporóticas (1).

Por otro lado, los suplementos de Ca a dosis mayores de las que consumimos con la dieta, más de 500 mg/día, parecen disminuir el riesgo de fracturas en hombres y mujeres a edades avanzadas, y cuando las ingestas de Ca de la dieta eran muy bajas. Un aspecto importante es el momento de administrar los suplementos de este mineral, siendo más efectivos en etapas tardías de la menopausia que inmediatamente después de su instauración (1).

Diversos estudios muestran una relación entre la ingesta de Ca y el cáncer colorrectal. El consumo de menos de 400 mg/día de Ca se asocia con una mayor incidencia de este tipo de neoplasia frente a ingestas superiores a 800 mg/día. Otros estudios han mostrado que también las altas ingestas de Ca reducen la formación de pólipos adenomatosos de colon, una lesión precursora del cáncer. Asimismo, la suplementación con Ca reduce la recurrencia de los adenomas de colon. Según diversos estudios, este efecto del Ca se relaciona con la capacidad de este catión de unirse a ácidos grasos y ácidos biliares en la luz intestinal, evitando que ambos, en su forma ionizada, puedan ejercer un efecto proliferativo sobre los colonocitos, aumentando la probabilidad de formación de células con errores del genoma (20).

También se ha propuesto una actuación del Ca a través de receptor sensible al calcio presente en las células del epitelio del colon tanto normales como neoplásicas. Este receptor detecta cambios en las concentraciones de Ca en la dieta. Su unión al receptor provoca elevaciones del Ca intracelular que dan lugar a una inhibición del crecimiento, aumento de la apoptosis y favorecen la diferenciación celular (20-23).

Existen estudios de la relación del Ca con otros tipos de cáncer como el de mama, aunque no existen pruebas tan evidentes, ya que los estudios utilizaron la leche y sus derivados como fuente del mineral (1).

CALCIO Y ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES

Estudios epidemiológicos han mostrado que existe una relación inversa entre las ingestas de Ca y el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares. Estos efectos parecen relacionados con los niveles plasmáticos de lípidos. Así, la administración de suplementos del mineral disminuye el colesterol total y el colesterol-LDL en plasma, mientras que aumenta el colesterol-HDL. Por otro lado, las bajas ingestas de Ca se han relacionado con hipertensión arterial, un factor de riesgo para las enfermedades cardiovasculares (24).

Es necesario apuntar que algunos estudios han puesto de manifiesto que el uso de suplementos de Ca en dosis elevadas puede tener una incidencia negativa sobre la salud cardiovascular. De hecho, se ha publicado que con una ingesta de Ca por debajo de 500 mg/día y por encima de 1.200 mg/día las curvas de mortalidad por enfermedades cardiovasculares y la mortalidad total aumentan (25,26).

CALCIO Y PESO CORPORAL

Uno de los recientes hallazgos es la relación entre la ingesta de Ca y el peso corporal. Diversos estudios muestran una relación inversa entre la ingesta de Ca y el índice de masa corporal (IMC). Esta relación entre el catión y el peso corporal se relaciona con el papel que tiene en la regulación de la adiposidad corporal a través de una disminución de la lipogénesis y un aumento de la lipólisis en tejido adiposo. Junto con esto se ha descrito un papel del Ca en el balance de energía corporal, disminuyendo el apetito e incrementando la termogénesis. Además, el calcio en la luz intestinal puede formar jabones con la grasa de la dieta, favoreciendo su precipitación y su excreción fecal, y en consecuencia, disminuyendo su absorción. En estos mecanismos parece intervenir el receptor sensible al calcio del adipocito. Su estimulación por bajas ingestas de Ca disminuye la lipólisis y aumenta la lipogénesis (27,28).

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