Nasze magazyny
Najtwardszą strukturą w naszym organizmie jest tkanka kostna. Zbudowana jest z macierzy kostnej składającej się z części mineralnej, zawierającej kryształy hydroksyapatytu, z komórek kostnych oraz włókien kolagenowych. Te ostatnie nadają jej sprężystość.
Z drugiej strony, obecność soli mineralnych powoduje, iż tkanka ta jest krucha i sztywna. Mimo wydawałoby się trwałej konstrukcji, tkanka kostna jest materiałem, którego budowa wewnętrzna i właściwości mechaniczne ulegają ciągłemu dopasowaniu do zmieniających się warunków obciążenia. Jej struktura jest związana z właściwościami mechanicznymi, a dostosowanie ich do zmiennych warunków obciążenia powoduje zmiany w strukturze tkanki kostnej1. Oznacza to, że w ciągu całego życia w naszych kościach zachodzą procesy przebudowy.
Być jak Golden Gate
Ten liczący sobie ponad 80-lat most w San Francisco słynie z tego, że choć znajduje się w jednym z najbardziej aktywnych sejsmicznie regionów na świecie, ciągle jest w bardzo dobrej formie i nie był nieczynny dłużej niż 2 dni… Tajemnica tkwi nie tylko w genialnej konstrukcji Josepha Straussa, ale również w pracy ludzi, którzy dzień w dzień dbają o konserwację elementów mostu, malują go fragment po fragmencie antykorozyjną farbą w kolorze international orange itd.
W naszym organizmie też działa ministerstwo gospodarki mineralnej, którego wyspecjalizowane zespoły zajmują się utrzymaniem naszych kości w jak najlepszym stanie. Jeśli chcemy, aby mimo upływu 80 lat były tak sprężyste i niezłomne jak Golden Gate, musimy im trochę pomóc.
Składniki mineralne wpływające na budowę kości
Wapń
Wapń to podstawowy składnik mineralny, choć jego zawartość w naszym ciele wynosi jedynie niecałe 2%. Aż 99% tego pierwiastka zmagazynowane jest w kościach i zębach, a pozostały 1% krąży wraz z krwią po organizmie lub znajduje się w tkankach.
W kościach wapń związany jest w postaci wydłużonych kryształów hydroksyapatytu, które nadają naszemu kośćcowi wytrzymałość. Poza funkcją budulcową hydroksyapatyt jest także rezerwuarem wapnia na czas niedoboru, do którego organizm może sięgać, jeżeli nie zapewniamy mu odpowiedniej podaży tego pierwiastka w diecie. Z kolei we krwi ok. 50% wapnia występuje w formie wolnej lub w postaci jonów, a reszta związana jest z białkami.
Jak ważny dla organizmu jest to pierwiastek, świadczy to, że nasze nerki odzyskują aż do 99% wydalanego wapnia, zarówno zjonizowanego, jak i związanego w kompleksy białkowe!
Po co nam wapń? Bo bez niego nasz organizm nie poradziłby sobie z utrzymaniem homeostazy, a to grozi rozwojem wielu chorób. Najważniejszą jego rolą i tą najbardziej znaną, jest udział w budowie i metabolizmie kości oraz zębów – niedobory przyczyniają się do osłabienia struktury kośćca, osteoporozy i próchnicy zębów. Ponadto wapń jest niezbędny w procesie podziału, wzrostu i różnicowania komórek naszego ciała oraz bierze udział w przewodzeniu impulsów nerwowych, a przez to pośrednio wpływa m.in. na nasz nastrój i zdolności poznawcze.
Pierwiastek ten umożliwia także kurczenie się mięśniom szkieletowym i gładkim, w tym mięśniom ścian naczyń krwionośnych – w ten sposób wapń bierze udział w regulowaniu rytmu pracy serca i ciśnienia krwi. Wapń reguluje również m.in. aktywność wielu enzymów i bierze udział w wytwarzaniu energii oraz pomaga utrzymać równowagę elektrolitową, jak również reguluje wydzielanie hormonów2.
Fosfor
O tym, by w naszym organizmie zachowana była odpowiednia ilość wapnia i jego proporcje z innymi pierwiastkami, decyduje m.in. stężenie fosforu. Poziom tych 2 składników mineralnych jest regulowany na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego, tzn. im więcej fosforu, tym mniej wapnia i odwrotnie. Właściwa proporcja pomiędzy tymi 2 pierwiastkami (wapń – fosfor) wynosi odpowiednio od 1:1 do 1,5:1.
Kto pilnuje interesu?
Ktoś musi czuwać, nad tym by procesy resorpcji i przebudowy przebiegały płynnie. Zadanie to przypada hormonom: parathormonowi wydzielanemu przez przytarczyce i kalcytoninie produkowanej przez tarczycę. To one regulują poziom wapnia i fosforu. Jeżeli w organizmie obniżeniu ulega poziom wapnia, przytarczyce zaczynają wydzielać parathormon, który stymuluje odzyskiwanie tego pierwiastka w nerkach i uwalnianie go z kości oraz zmniejsza stężenie fosforu w organizmie, aby tym samym doszło do wzrostu poziomu wapnia. Nad tym, aby działanie parathormonu nie wymknęło się spod kontroli, czuwa kalcytonina, uwalniana, gdy poziom wapnia w organizmie zaczyna zagrażać homeostazie – hormon ten hamuje uwalnianie jonów wapnia z kości. Jeśli zatem pomimo prawidłowej diety i stosowania suplementów zawierających wapń wyniki badań wskazują na ciągłe niedobory tego pierwiastka, warto wykonać badania przytarczyc i tarczycy, bo być może to ich dysfunkcja jest przyczyną problemu3.
Co jeść, aby mieć zdrowe kości?
Do tworzenia wytrzymałych konstrukcji potrzebne są dobrej jakości materiały. Jako inwestor musisz zadbać o to, by znalazły się na placu budowy na czas i by miały jak najlepsze parametry.
Jeśli chcesz zadbać o odpowiednie stężenie wapnia, potrzebujesz do tego fosforu, którego źródłem są kasze i produkty zbożowe, jaja, mleko i jego przetwory oraz mięso. Jednak tu haczyk polega na tym, że nie możesz przesadzać ze spożyciem tych produktów.
Jak w każdej inwestycji należy rozsądnie wybrać drogę środka. Przeciętna dieta nie zaburza proporcji między wapniem i fosforem, problem pojawia się, jednak jeżeli zaczynają w niej dominować określone pokarmy – zazwyczaj obserwuje się zaburzenia metabolizmu wapnia u osób, w których menu dominuje mięso i spożywających duże ilości napojów typu cola, ponieważ już jedna puszka napoju (330 ml) zaspokaja 10% dziennego zapotrzebowania na fosfor.
Nie zapominaj też o dodatkach. Tak jak w przypadku Golden Gate dobre spoiwo, izolacja czy odpowiednio dobrana farba pozwalają zakonserwować konstrukcję i utrzymać ją w dobrym stanie na lata, tak w przypadku szkieletu potrzebujemy dodatkowych składników odżywczych oraz „dedykowanych” produktów, których celem jest wzmocnienie kości. W tej grupie znajdują się witaminy, magnez oraz… algi.
Do tej grupy należą brunatne makroalgi Sargassum horneri (występujące powszechnie wzdłuż wybrzeży Japonii i Korei), które w badaniach in vitro indukują tworzenie kości, jednocześnie hamując jej resorpcję i zwiększając w ten sposób masę kości. Z kolei spożycie ekstraktu z tych glonów przyniosło profilaktyczny efekt w zwierzęcych modelach osteoporozy4.
Z kolei unikalna budowa wodorostów z gatunku Lithothamnion calcareum pozwala im zgromadzić aż 74 różnych minerałów, które magazynują w postaci soli węglanowych w swoich ścianach komórkowych.
Z tego powodu często są używane do wzbogacania żywności w roślinnych substytutach mleka, w celu uzyskania podobnej zawartości wapnia (ok. 120 mg/100 ml), jaką ma mleko krowie5. Z cytoszkieletu tych bytujących u północno-zachodniego wybrzeża Islandii krasnorostów pozyskuje się również magnez.
Witaminy dla mocnych kości
Jednym z najważniejszych czynników, warunkujących wchłanianie wapnia, są witaminy – zwłaszcza D3 i K. Aktywna forma tej pierwszej, czyli 1α,25-dihydroksycholekalcyferol, inaczej, reguluje wchłanianie wapnia i fosforu w jelicie cienkim i zwiększa odzyskiwanie go w nerkach, a także hamuje wydzielanie parathormonu, co pozwala na utrzymanie odpowiedniego poziomu tego pierwiastka w organizmie, bez uszczerbku dla kości. Jeżeli zatem chcesz zwiększyć podaż źródeł wapnia w diecie, nie możesz zapomnieć o witaminie D3.
Witamina D3
Jej stężenie najlepiej podnieść poprzez przebywanie na słońcu. 20 min z odsłoniętymi ramionami i podudziami oraz twarzą (co stanowi ok. 15% powierzchni naszego ciała), zapewnia odpowiedni poziom słonecznej witaminy. Nasz organizm sam wytwarza ją z metabolitów cholesterolu, które pod wpływem ekspozycji skóry na słońce i na skutek dalszych przekształceń w wątrobie i nerkach, ulegają przemianie w aktywną witaminę D3. Możesz też dostarczyć jej sobie, stosując odpowiednią dietę – powinny się w niej znaleźć ryby, jaja, mleko, grzyby i podroby – lub suplementację. W okresie jesienno-zimowym na naszej szerokości geograficznej jest ona wręcz wskazana. Słabe nasłonecznienie i ciepła odzież utrudniają bowiem wytworzenie jej w organizmie.
Drugą witaminą, nierozerwalnie związaną z metabolizmem wapnia, jest witamina K. To ona, mówiąc obrazowo, zatrzymuje ten pierwiastek w kościach, poprzez nasilenie procesu tworzenia hydroksyapatytu i zapobiega jego odkładaniu w tkankach miękkich, a zwłaszcza w naczyniach krwionośnych, dzięki czemu zapobiega rozwojowi miażdżycy, upośledzającemu pracę serca zwapnieniu zastawek i zawałom oraz udarom.
Z tego powodu wiele suplementów zawierających wapń wzbogacanych jest także w witaminę K2 (menachinon). Jej źródłami są jaja, podroby i nabiał. Pokarmy te należy łączyć ze źródłami wapnia.
Z kolei w zielonych warzywach liściastych występuje witamina K1 (fitochinon), która, choć ulega w naszym organizmie przekształceniu w pewnym stopniu w witaminę K2, dużo gorzej się wchłania3.
Suplementy z morza
Podobne działanie do witaminy K mają peptydy morskiego pochodzenia, wyróżniają się one unikalnymi mechanizmami molekularnymi6, dzięki którym mają właściwości immunomodulujące, przeciwbólowe i wiążące wapń. Najczęściej pozyskuje się je z bakterii, głównie sinic morskich, mikroalg, takich jak Chlorella vulgaris, gąbek morskich i powiązanych z nimi mikroorganizmów7. Co ciekawe, dowiedziono, że większość z nich działa też przeciwdrobnoustrojowo8.
W morskich głębinach skrywają się także inne organizmy, które staną się nieocenioną pomocą we wzmacnianiu naszej konstrukcji. Zwłaszcza warto zwrócić uwagę na wspomniane już czerwone algi Lithothamnium Calcareum.
Przebadane klinicznie i certyfikowane suplementy z nich uznawane są za doskonałe wsparcie dla zdrowia kości. W badaniach na zwierzętach i ludziach testowano konkretny preparat (Aquamin).
Dowiodły one, że ze względu na wysoką zawartość i biodostępność wapnia suplement ten może korzystnie oddziaływać na narząd ruchu poprzez różne mechanizmy, m.in. hamowanie utraty gęstości mineralnej kości oraz ułatwienie ich mineralizacji, co pozwala zachować prawidłową strukturę i wytrzymałość kości.
Potwierdzono również jego stymulujące działanie przeciwzapalne i zdolność do zmniejszenia bólu oraz sztywności spowodowanej chorobą zwyrodnieniową stawów. W podwójnie ślepym, randomizowanym, kontrolowanym placebo badaniu z udziałem ludzi wykazano, że Aquamin (w dawce 2,4 g) zażywany codziennie przez 12 tygodni zminimalizował ból i sztywność kolana u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów9.
Z kolei uczeni z Irlandii wskazują, że nawet nieco mniejsza dawka (800 mg) może poprawić obrót kostny u kobiet po menopauzie. W podwójnie ślepym randomizowanym badaniu kontrolowanym placebo panie po menopauzie, które przyjmowały codziennie przez 2 lata 800 g Aquamin miały lepszą absorpcję wapnia i mniejszą resorpcję kości10.
Gdy dodasz do tego jeszcze aktywność fizyczną, masz szansę być 80-latkiem o szkielecie tak mocnym, jak Golden Gate.
- Aktualne Problemy Biomechaniki, nr 5/2011
- Nutrients. 2019 Jul; 11(7): 1606
- H. Gertig, J. Przysławski, Bromatologia. Zarys nauki o żywności i żywieniu. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2015
- Int J Food Sci Nutr Diet. 2(1), 9-14
- The Plant Milk Report, Berlin: ProVeg e. V., p. 16,
- Biochim. Biophys. Acta Gen. Subj. 2018;1862: 81-196
- Adv Microb Physiol. 2018;73: 171-22; Protein Pept. Lett. 2017;24: 109-1
- Mar. Drugs. 2019;17: 350
- PLoS One. 2015 Mar 20;10(3): e0118356; Calcif Tissue Int. 2010 Apr;86(4): 313-24; Biol Trace Elem Res. 2011 Dec;144(1-3): 992-1002
- J Nutr. 2014 Mar;144(3): 2
