Vápník

U dospělých je v jejich těle přítomno asi 1-1,5 kg vápníku, a to především v kostech a zubech. Vápník hraje klíčovou roli v jejich mineralizaci a v širokém spektru biologických funkcí. Vápník je tělu dostupný pouze prostřednictvím zdrojů potravy. Potřeba vápníku je závislá na stavu metabolismu vápníku, který je regulován třemi hlavními mechanismy: 

• jeho vstřebáváním z tenkého střeva, 
• zpětným vstřebáváním v ledvinách, 
• kostním obratem, což je souhrnná aktivita dvou protichůdných procesů: prvním je vstřebávání kostí a druhým tvorba nové kostní tkáně. 

Tyto mechanismy regulují hormony (parathormon – PTH), vitamin D a volný vápník. Poruchy v metabolismu vápníku se projeví velmi významnými změnami, a to nejenom po stránce změn struktury a vlastností kostní hmoty i zubů. Značně jsou ovlivněny i další – na první pohled méně zřetelné, ale o to více významné – regulační funkce na molekulární úrovni v buňce.

Význam vápníku

Vápník se v závislosti na jeho formě výskytu (volný neboli ionizovaný či vázaný v hydroxyapatitu) podílí na řadě biologických funkcí. Jeho volná forma je nezastupitelná: 

• v buněčné signalizaci, nervovém přenosu (ovlivňuje akční potenciál, nedostatek vápníku vede ke zvýšení nervové dráždivosti a k tetanickým křečím), 
• ve srážení krve (aktivuje faktory krevního srážení), 
• v membránové a cytoskeletální regulaci, 
• ve svalové kontrakci, 
• v mineralizaci kostí a zubů. 

Z celkového množství přibližně 1,5 kg je 99 % vápníku v těle přítomno v kostech a zubech ve formě biologického apatitu (hydroxyfosforečnanu vápenatého Ca10(PO4)₆(OH)₂). Nekostní vápník představuje přibližně 1 % celkového tělesného vápníku (přibližně 10 g u dospělého jedince). 

V buňkách se nachází kolem 0,1 % vápníku a v plazmě je to zhruba 0,9 % vápníku. Plazmatický vápník se u zdravých osob vyskytuje v koncentraci 2,25-2,55 mmol/l, kdy volný vápník představuje zhruba 50 %, zbylých 49 % plazmatického vápníku je vázáno buď v iontových komplexech (9 % ve formě citrátu, oxalátů, hydrogenfosforečnanů) nebo na proteinech (40 %, z nichž většina na albumin). Koncentrace ionizovaného vápníku je v plazmě udržována v úzkém rozmezí 1,10-1,35 mmol/l, a to z důvodu snížení jeho toxicity. Pouze volný vápník (ionizovaný) je metabolicky účinný.

V čem je vápník obsažen?

Vápník je klasicky spojován s mléčnými výrobky; mléko, jogurt a sýry jsou bohatými zdroji vápníku a poskytují hlavní podíl vápníku z potravin v běžné stravě. Vápník, který je v nich obsažen, je navíc pro lidské tělo velmi dobře využitelný (na rozdíl od vápníku v potravinách rostlinného původu, viz dále). Obzvláště bohaté na vápník jsou tvrdé sýry (např. ementál, parmazán a gouda) i měkké sýry (např. brie, mozzarella a camembert). Mléčné výrobky s nízkým obsahem tuku obsahují stejné množství vápníku jako mléčné výrobky s vysokým obsahem tuku. 

Velké množství vápníku obsahují rovněž některé druhy zeleniny (např. brokolice, kapusta či rukola). Na pokrytí denní potřeby vápníku se mohou podílet i minerální vody s obsahem vápníku vyšším než 150 mg/l, a také ořechy (např. lískové ořechy a para ořechy).

Doporučená denní dávka vápníku pro dospělé ve věku 25-51 let je 1000 mg pro ženy i pro muže. Tato hodnota platí rovněž pro těhotné ženy a kojící matky. Vyšší příjem vápníku je doporučován pro teenagery (tzn. mladé lidi ve věku 13-19 let), kteří by měli denně přijímat 1200 mg vápníku, a také pro děti ve věku 10-13 let, pro které je doporučená denní dávka 1100 mg vápníku.

Průměrné množství přijatého vápníku potravou je kolem 1000 mg/den, přičemž asi 900 mg/den se vyloučí stolicí a zhruba 100 mg/den se vyloučí močí.

Další informace k doporučeným denním dávkám minerálních látek se dočtete na stránce Minerální látky – pokrytí denní potřeby.

Vstřebávání vápníku

Vápník přijímáme společně s potravou se vstřebávací účinností 25-45 %. Vápník se aktivně vstřebává v tenkém střevě (v duodenu a v jejunu), pasivně pak v nižších oddílech tenkého střeva (v ileu) a v tlustém střevě. Důležitým faktorem, který ovlivňuje vstřebávání (resorpci) vápníku ze střeva je stav střevní sliznice. S věkem střevní sliznice zakrňuje (atrofuje) a vstřebávání živin, minerálů, stopových prvků se snižuje. 

Účinné vstřebávání vápníku je ovlivněno několika faktory. Jedním z nich je pH. Zásadité (alkalické) pH střevní šťávy významně zvyšuje resorpci vápníku. Jeho vstřebávání zvyšují sacharidy jako glukóza a manitol, dále estrogeny, inzulin a růstový hormon. 

Naopak lipidy, vláknina, glukokortikoidy, nadbytek hormonů štítné žlázy resorpci vápníku ze střev snižují. Využitelnost vápníku v lidském organismu mohou snižovat i některé kyseliny obsažené v ovoci či zelenině, jako je např. kyselina šťavelová či kyselina fytoová. Tyto kyseliny, stejně jako volné mastné kyseliny vytváří s vápníkem nerozpustné komplexy, a tak snižují vstřebatelnost vápníku. Kombinace vápníku s jinými dvojmocnými ionty jako je hořčík, zinek, mangan, železo může ovlivnit jejich vstřebávání, protože tyto ionty mezi sebou soutěží o svůj transportér (DMT-transportér dvojmocných kovů). Pro optimální využití vápníku v těle se doporučuje rozložit příjem tohoto důležitého minerálu do několika jídel během dne.

Vylučování vápníku

Kromě střeva (stolicí) se vápník z organismu vylučuje ledvinami (močí). Jde však pouze o ionizovaný vápník, protože ten je volný (není na nic vázaný) a je tedy volně filtrovatelný ledvinami. 

V části ledvinného kanálku pak probíhá zpětné vstřebávání, do organismu se tak vrátí přibližně 70 % vápníku. Skutečně se vyloučí 100 mg vápníku denně. 

Nedostatek/nadbytek vápníku

Příčinou může být například příjem doplňků stravy s obsahem vápníku, případně silné předávkování vitaminem D. Stejně tak mohou hladinu vápníku zvyšovat některá onemocnění ledvin nebo štítné žlázy (tyreopatie) nebo užívání léků (např. diuretik). Doporučený příjem vápníku by neměli překračovat zejména lidé se sklonem k tvorbě močových kamenů. Dlouhodobá (a neléčená) hyperkalcemie může vést ke vzniku ledvinových kamenů či dokonce k selhání ledvin.

Zvýšené koncentrace vápníku v séru neboli hyperkalcemie mohou probíhat bezpříznakově (většinou při koncentraci celkového vápníku v séru do 3,0mmol/l) až po život ohrožující stav vyžadující včasný zásah lékaře. U neléčených pacientů s hladinou celkového sérového vápníku větší než 3,6 mmol/l se objevuje komatózní stav, hypotenze, ledvinové selhání, rozsáhlé kalcifikace, srdeční selhání až zástava srdeční činnosti. 

Zvýšenou hladinu vápníku v krvi neboli hyperkalcemii musí objasnit lékař, neboť tohoto stavu prakticky není možné dosáhnout prostřednictvím vyvážené stravy. Důvodem může být buď porucha v kostním metabolismu nebo poškození ledvin, při němž se vylučování vápníku snížuje. Častou další příčinou je nadměrný příjem doplňků stravy s obsahem vápníku, či předávkování vitaminem D. Hladinu vápníku mohou zvyšovat hormony štítné žlázy nebo užívání léků (např. thiazidových diuretik). 

Doporučený příjem vápníku by rozhodně neměly překračovat osoby se sklonem k tvorbě močových kamenů. Dlouhodobá (a neléčená) hyperkalcemie může vést ke vzniku ledvinových kamenů či dokonce k selhání ledvin.

Nedostatek/nadbytek vápníku

Nedostatek vápníku neboli hypokalcemie se může objevit v důsledku dlouhodobě nevyvážené stravy. Lidský organismus potřebuje udržovat stálou hladinu vápníku v krvi. Při hypokalcemii je hladina celkového vápníku v krvi nižší než 2,13 mmol/l.

Pokud není tento důležitý minerál v dostatečném množství obsažen ve stravě, tělo kompenzuje jeho nedostatečný přísun uvolňováním vápníku z kostí, které jsou jeho největší zásobárnou v těle. Úbytek kostní hmoty a horší mineralizace kostí mohou vést ke vzniku křivice (u dětí) a osteomalacie nebo osteoporózy (u dospělých). 

Dalšími příčinami nedostatku vápníku může být porucha vstřebávání vápníku ve střevě (např. ve stáří, v důsledku nedostatku vitaminu D, nedostatku estrogenů, intolerance laktózy nebo nadměrné konzumace alkoholu) a zvýšené vylučování vápníku ledvinami. 

Charakteristickými příznaky jsou: 

• zvýšená neuromuskulární dráždivost vedoucí k svalovým křečím doprovázených brněním, mravenčením, trnutím, které se může objevit v různých částech těla, nejčastěji postihuje ruce, nohy nebo oblast okolo úst, 
• celková slabost, 
• průjem, 
• ztráta hmotnosti, 
• bolesti břicha, 
• bolesti kostí, 
• bolest hlavy, 
• suchá pokožka, 
• Chvostkův (záškub svalů obličeje při poklepu na tvář před čelistním kloubem v místě, kde probíhá obličejový nerv) a Trousseaův příznak (křečovité postavení ruky vyvolané omezením přítoku krve do horní končetiny).

Metabolismus vápníku

Vápník se do enterocytů může vstřebávat dvěma způsoby. Buď transcelulárně, kdy je vápník aktivně vstřebáván do enterocytu pomocí kanálů pro vápník (TRVP5/6 a pomocí napětím otvíráným kanálem pro vápník). V enterocytu se vápník váže na kalbindin (CBP – vápník vázající protein). Z enterocytu je vápník vylučován do krve Ca2+ ATPázou nebo výměnou za sodík (Ca2+/Na+ výměník). Nebo paracelulárně, kdy vápník nevstupuje do enterocytu, ale je přímo transportován ze střevního lumen do krve pomocí transmembránových proteinů klaudin 2,12 a 15. 

Hlavní roli v homeostáze vápníku hrají trávicí trakt a regulační mechanismy, které ovlivňují střevní absorpci a sekreci vápníku. K regulačním mechanismům, které ovlivňují homeostázu vápníku patří hormony: parathormon (PTH), 1,25-dihydroxykalciol (aktivní forma vitamínu D) a kalcitonin. Parathormon je vylučován příštítnými tělísky při nízké hladině vápníku v krvi a jeho úkolem je zvýšit hladinu vápníku v krvi. Naopak kalcitonin, který je produkován C buňkami štítné žlázy, se vylučuje při zvýšené koncentraci vápníku v krvi a snižuje aktivitu osteoklastů (snižuje kostní resorpci) vazbou na kalcitoninový receptor na osteoklastech. Aktivní forma vitamínu D ovlivňuje absorpci vápníku v tenkém střevě a reabsorpci vápníku ledvinami. 

V oblasti proximálního kanálku probíhá zpětná resorpce jak transcelulárně, tak paracelulárně a celkově se zpětně vstřebává přibližně 70 % vápníku. Paracelulární transport tvoří v proximálním kanálku okolo 80-85 % a řadí se k pasivnímu transportu, transcelulární transport tvořící zbylých 15-20 % je transportem aktivním, vázáným na specifické kanály (TRPV5 na luminální straně buňky a Ca2+ATPázou či Ca2+/Na+ výměníkem na bazolaterální straně).

V oblasti Henleovy kličky a distálního tubulu probíhá transport vápníku opět transcelulárně i paracelulárně. Zde se vstřebává 25 % vápníku a zbytek v distálních částech tubulu. Parathormon ovlivňuje reabsorpci vápníku v primárním tubulu, v Henleově kličce a v distálních částí nefronu. Transcelulární reabsorpce vápníku je ve vzestupné části Henleovy kličky ovlivněna parathormonem a kalcitoninem.V distální části nefronu se na zpětné resorpci vápníku podílí vedle parathormonu, kalcitoninu i 1,25 dihydroxykalciol.

Související odkazy

1. Zdeněk Wilhelm: Co je dobré vědět o vápníku, Praktické lékárenství 2007; 3(4): 184-189. (odkaz vede na PDF soubor na webu solen.cz)
2. Gabriela Diaz de Barboza, Solange Guizzardi, Nori Tolosa de Talamoni: Molecular aspects of intestinal calcium absorption. World J Gastroenterol 2015; 21(23): 7142-54. (článek je dostupný pouze v angličtině a odkaz vede na web pubmed.gov)