ArticlePDF Available

Szeleszczuk Ł., Kuras M.: Znaczenie wapnia w metabolizmie człowieka i czynniki wpływające na jego biodostępność w diecie, Biul. Wydz. Farm. WUM, 2014, 3, 16-22

Authors:
BIULETYN
Wydziału Farmaceutycznego
Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego
Biul. Wydz. Farm. WUM, 2014, 3, 16-22
http://biuletynfarmacji.wum.edu.pl/
16
ZNACZENIE WAPNIA W METABOLIZMIE CZŁOWIEKA I CZYNNIKI
WPŁYWAJĄCE NA JEGO BIODOSTĘPNOŚĆ W DIECIE
Łukasz Szeleszczuk1*, Marzena Kuras2
1 Zakład Chemii Fizycznej, 2 Katedra i Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej
Wydział Farmaceutyczny, Warszawski Uniwersytet Medyczny, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa
* autor korespondujący, tel: +48 22 5720643, +48 501 255 121, e-mail: szelly@wp.pl
Otrzymany 23.09.2014, zaakceptowany 12.11.2014, zamieszczony 08.12.2014
STRESZCZENIE
Wapń jest jednym z makroelementów, czyli pierwiastków które powinny być spożywane regularnie w celu za-
pewnienia prawidłowego rozwoju organizmu. Mimo, informacje na temat wartości zalecanego dziennego
spożycia wapnia są ogólnie dostępne (można je znaleźć m.in. na opakowaniach produktów spożywczych, su-
plementów diety i leków), niewiele mówi się o czynnikach wpływających na biodostępność tego pierwiastka.
Zagadnienie biodostępności pojawia się ostatnio najczęściej w kontekście magnezu i jego różnych związków
w suplementach diety i lekach. Tymczasem stopień biodostępności wapnia, podobnie jak i magnezu, zależy
od wielu czynników i może wahać się w granicach od kilku do prawie stu procent. Tak szeroka rozpiętość
stopnia przyswajalności wapnia ma istotny wpływ na rezultaty suplementacji, leczenia, a w konsekwencji
również na stan zdrowia pacjenta.
Niniejszy artykuł prezentuje przegląd prac naukowych na temat fizjologicznej roli wapnia oraz czynników
wpływających na jego biodostępność.
SŁOWA KLUCZOWE: wapń, absorpcja, biodostępność, przyswajalność
ABSTRACT
THE ROLE OF CALCIUM IN HUMAN METABOLISM AND FACTORS AFFECTING ITS BIOAVAILABILITY
Calcium is one of the macronutrients, i.e., elements that must be consumed regularly to maintain health. A l-
though the recommended daily intake of calcium is widely publicized, including on the packaging of food
products, supplements and medicines, scant attention is given to factors that affect the bioavailability of
calcium. Recently, the issue of bioavailability has been raised most often in the context of magnesium and its
various forms present in dietary supplements and drugs. However, the bioavailability of calcium, as well as of
magnesium, depends on many factors and can vary from a few to almost one hundred percent. Such a wide
range of calcium bioavailability has a considerable impact on the results of supplementation, treatment and,
consequently, on the health of the patient.
In this article, scientific studies addressing the factors that affect calcium bioavailability are reviewed.
KEYWORDS: calcium, absorption, bioavailability, absorption rate
Fizjologiczne znaczenie wapnia
Całkowita ilość wapnia w organizmie dorosłego czło-
wieka wynosi ok. 1200 g, co odpowiada 1,5% masy ciała. Z
puli tej prawie 99 % występuje w kościach w postaci zwią-
zanej jako apatyty, pozostała część zaś jest obecna w po-
staci zjonizowanej w płynie śródkomórkowym oraz poza-
komórkowym [1].
Wapń pełni w organizmie człowieka szereg funkcji.
Najważniejsze z nich to:
- funkcja budulcowa - głównie w odniesieniu do kości i zę-
bów, ponadto naczyń krwionośnych, paznokci oraz włosów;
- udział w regulacji hormonalnej - aktywacja i sekrecja
hormonów oraz neurotransmiterów;
- funkcja motoryczna - regulacja skurczu mięśni gładkich
oraz szkieletowych, a także poprzecznie prążkowanych;
- udział w przewodzeniu neuronalnym za pośrednictwem
kanałów jonowych oraz enzymów zależnych od stężenia
jonów wapnia;
- udział w zachowaniu homeostazy - regulacja procesów
zapalnych, utrzymanie odpowiedniej przepuszczalności
błon komórkowych, prawidłowego procesu krzepnięcia krwi
[2].
Dzienne zapotrzebowanie na wapń
Wartości RDA (zalecanego dziennego spożycia) dla do-
rosłych oszacowano na podstawie badań metabolicznych, w
których dążono do równowagi dobowej, czyli dawkowania
prowadzącego do zrównania ilości dostarczonego w diecie
wapnia i strat tego pierwiastka w wyniku wydalania go z
kałem, moczem i potem. Dzienne straty wapnia z kałem
wynoszą około 100 do 130 mg [3], z moczem 150 mg, zaś z
potem 15 mg [4]. Zatem obligatoryjne straty endogenne
wynoszą ogółem od 265 do 295 mg/dzień.
Aby pokryć fizjologiczną utratę 250 mg wapnia/dzień,
ustalono początkowo wartość RDA jako 800 mg/dzień dla
dorosłych, przyjmując średnią absorpcję na poziomie 30%.
Ł. Szeleszczuk, M. Kuras/Biul. Wydz. Farm. WUM, 2014, 3, 16-22
17
Wartość ta była następnie wielokrotnie korygowana, w za-
leżności od wieku i płci. Należy również pamiętać, iż w
okresie ciąży 30 g z zaabsorbowanego przez matkę wapnia
odkłada się u płodu w tempie 120 mg/dobę od 20 do 30
tygodnia ciąży oraz 260 mg/dobę od 30 tygodnia ciąży
do porodu [5].
Aktualnie wartość dziennego zapotrzebowania na wapń
wg EFSA wynosi 1000 mg na dzień [6], wytyczne dla po-
szczególnych grup wiekowych wg NIH przedstawiono w Ta-
beli 1.
Tabela 1. Zapotrzebowanie na wapń dla poszczególnych grup
wiekowych [7].
Grupy ludności
RDA (mg)
Dzieci 1-3 lat
700
Dzieci 4-8 lat
1000
Dzieci 9-18 lat
1300
Dorośli 19-50 lat
1000
Mężczyźni 50-70 lat
1000
Kobiety powyżej 50 lat
1200
Mężczyźni powyżej 70 lat
1200
Bardziej szczegółowe dane na temat wartości zapo-
trzebowania na wapń dla różnych grup wiekowych można
znaleźć w opracowaniu wydanym przez Instytut Żywności i
Żywienia [8].
Niektórzy badacze podkreślają fakt, średnia zawar-
tość wapnia w diecie wielu ludzi na świecie jest znacznie
mniejsza niż 800 mg/dzień, mimo to osoby te nie odczuwa-
ją widocznych negatywnych skutków tego stanu rzeczy [4].
Jedną z trudności w interpretacji tej obserwacji jest fakt,
w przypadku wapnia jedynym dostępnym sposobem po-
miaru stanu odżywienia jest wykrycie i opisanie długoter-
minowych zmian zawartości wapnia w kościach. Jednocze-
śnie należy pamiętać, możliwy do zaobserwowania spa-
dek zawartości wapnia w kościach oznacza już poważną
demineralizację, a więc trudno jest zdiagnozować wczesne
jego niedobory.
Realizacja norm spożycia wapnia w Polsce
Pomimo kampanii społecznych mających na celu zachę-
cić mieszkańców Polski do większego spożycia wapnia -
głównie pod postacią przetworów mlecznych - jego spoży-
cie z dietą jest wciąż niewystarczające. Średnie spożycie
tego pierwiastka oscyluje między 600 a 700 mg/dzień w
przypadku osób dorosłych, wśród osób w wieku 9-18 lat
wynosi odpowiednio 850 mg/dzień u chłopców oraz 690
mg/dzień u dziewcząt [9]. Stanowi to zatem tylko około
60% zalecanego dziennego spożycia.
Jak wykazały inne badania, przeprowadzone na popula-
cji mieszkańców Warszawy, spożycie wapnia w grupie ba-
danej było znacznie niższe od wartości zalecanych i wyno-
siło średnio 520-540 mg. Głównym źródłem wapnia w diecie
mieszkańców Warszawy było mleko i produkty mleczne,
które dostarczały 64-65% tego składnika. Następne były wa-
rzywa i przetwory warzywne, które zapewniały 10-11%
wapnia, zaś pieczywo i produkty zbożowe - od 8% do 12%
[10].
Według danych uzyskanych w ramach przekrojowego
badania dotyczącego czynników ryzyka osteoporozy w po-
pulacji polskiej EPOLOS, przeprowadzanego w latach 2000-
2002, istnieje w Polsce problem istotnych niedoborów
wapnia w diecie. Wyniki badań wskazują, iż dziennego za-
potrzebowania na ten ważny makroelement nie pokrywa
52% kobiet w wieku od 20 do 40 lat, zaś w grupach wieko-
wych 40-60 lat i 60-80 lat odsetek kobiet nierealizujących
norm spożycia wapnia wynosił odpowiednio: 50% i 74%. W
odniesieniu do mężczyzn z tych samych przedziałów wie-
kowych tj. 20-40 lat, 40-60 lat i 60-80 lat, procent osób u
których stwierdzono spożycie wapnia poniżej zalecanej
normy kształtował się odpowiednio na poziomie: 44%, 61% i
65% [11].
Skutki niedoborów wapnia w diecie
Niedobór wapnia może objawiać się wieloma zmianami
patologicznymi, zaś utrzymujący się długotrwale okres nie-
dostatecznej podaży tego makroelementu może skutkować
szeregiem groźnych chorób. Szczególną wrażliwość na nie-
dobory pokarmowe wapnia obserwuje się u dzieci i o-
dzieży, kobiet ciężarnych i karmiących oraz osób w pode-
szłym wieku [1].
Długotrwały niedobór wapnia w diecie dzieci i młodzie-
ży może prowadzić do nieprawidłowości w rozwoju obja-
wiających się deformacjami kości, wczesną próchnicą,
późnym ząbkowaniem i chodzeniem, nadmierną płaczliwo-
ścią w nocy, nadmierną potliwością, oraz uniemożliwiać
osiągnięcie szczytowej masy kostnej, prowadzić do skrzy-
wienia kręgosłupa i kończyn dolnych [12].
U osób dorosłych, a zwłaszcza kobiet po menopauzie,
zbyt mała podaż wapnia może być przyczyną osteoporozy.
Coraz więcej danych wskazuje na to, iż obecność w diecie
odpowiedniej zalecanej ilości wapnia jest niezbędna w za-
pobieganiu wystąpienia i leczeniu chorób takich jak nadci-
śnienie tętnicze, otyłość, cukrzyca typu drugiego oraz wie-
lu nowotworów (m.in. sutka, prostaty i jelita grubego)
[13].
Niedostateczna ilość wapnia w diecie może b przy-
czyną wielu uciążliwych objawów, które nie zawsze dia-
gnozuje s jako efekt niedoboru wapnia, takich jak: zła
krzepliwość krwi (częste krwotoki i siniaki), skłonność do
alergii i wysypek, szybkie męczenie się, bezsenność, osła-
bienie pamięci, zawroty głowy, bolesne skurcze mięśni,
skłonność do złamań, drętwienie kończyn, bóle pleców,
nóg, i stawów, bolesne przechodzenie okresu przedmen-
struacyjnego (PMS) [14].
Wchłanianie i biodostępność wapnia
Całkowite wchłanianie wapnia jest zależne od dwóch
procesów: (i) aktywnego transportu w który zaangażowane
jest białko CaBP oraz (ii) dyfuzji biernej poprzez ścianę
jelita. Wydajność absorpcji wapnia (wyrażana jako procen-
towa część wapnia dostarczonego wraz z dietą, która ule-
gła wchłonięciu) zależy od obecności w przewodzie pokar-
mowym innych składników pokarmowych, poziomów wap-
nia i witaminy D w organizmie oraz formy w jakiej wapń
został podany. Na absorpcję wapnia mają też wpływ różne
stany fizjologiczne, takie jak wiek, ciąża i laktacja. Więk-
szość wapnia zawartego w pożywieniu występuje w postaci
soli lub kompleksów z innymi składnikami pokarmowymi.
Związki te muszą ulec dysocjacji, gdyż wapń ulega wchła-
nianiu tylko w postaci kationu [15].
Czynniki fizjologiczne mające wpływ na absorpcję wap-
nia
U kobiet w okresie ciąży i laktacji dochodzi do fizjolo-
gicznych zmian w funkcjonowaniu jelit - w odpowiedzi na
zwiększone zapotrzebowanie na wapń przez organizm do-
Ł. Szeleszczuk, M. Kuras/Biul. Wydz. Farm. WUM, 2014, 3, 16-22
18
chodzi do wzrostu wydajności absorpcji tego pierwiastka z
diety. Zwiększone wchłanianie jelitowe zostało dokładnie
udokumentowane zarówno u zwierząt, jak i u ludzi. Wrobel
i Nagel [16] wykazali, że absorpcja wapnia u szczurów za-
częła rosnąć w drugim tygodniu ciąży osiągając swój szczyt
przy porodzie, a następnie spadała stopniowo w trakcie
laktacji do poziomu przed okresem ciąży. Kostial i współ-
pracownicy [17] wykazali, że w przypadku kobiet zwięk-
szeniu ulega zarówno transport aktywny, jak i dyfuzja
bierna, w wyniku czego absorpcja wapnia rośnie aż o 340%.
U osób starszych, a szczególnie u kobiet po menopauzie
obserwuje się zmniejszoną zdolność do absorpcji wapnia.
Bullamore i współpracownicy [18] wykazali wyraźny spadek
absorpcji wapnia u mężczyzn i kobiet po ukończeniu 60 ro-
ku życia; przykładowo w grupie 70-79-latków absorpcja zo-
stała zmniejszona o jedną trzecią w porównaniu do grupy
20-59-latków. U wszystkich osób badanych w wieku powy-
żej 80 roku życia zaobserwowano znacznie zmniejszone
wchłanianie wapnia z diety.
U zwierząt [19] i ludzi [20] z niedoborem wapnia wywo-
łanym niedostateczną jego podażą zwiększeniu ulega wy-
dajność wchłaniania tego pierwiastka z diety. W takiej sy-
tuacji rośnie przede wszystkim aktywny transport wapnia,
czyli ten zależny od witaminy D. W przypadku zwierząt, u
których zastosowano dietę ubogą w wapń, stężenie CaBP
ulegało zwiększeniu nawet o 100% [19] tak długo, jak długo
zapewniono wystarczającą podaż witaminy D [21].
Ireland i Fordtran [22] porównali zdolność do wchłania-
nia wapnia w jelicie czczym u młodych (średnia wieku 20
lat) i starszych (średniawieku 68 lat) mężczyzn i kobiet.
Wszyscy ochotnicy otrzymywali początkowo dietę z niską
(300 mg/dzień), a następnie wysoką (2000 mg/dzień) za-
wartością wapnia. Okres trwania każdej z diet trwał od 4
do 8 tygodni. W okresie zastosowania diety ubogiej w wapń
absorpcja u osób młodszych była o 45% większa niż u osób
starszych. W przypadku diety bogatej w wapń osoby młod-
sze absorbowały o 35% więcej niż starsze. Starsi pacjenci
wykazali również obniżoną zdolność do zwiększenia ilości
zaabsorbowanego wapnia po przejściu z diety o niskiej za-
wartości wapnia na dietę o wysokiej zawartości. U osób
młodych po zmianie diety na bogatszą w wapń absorpcja
wzrosła o 66%, podczas gdy u osób starszych ten odsetek
wyniósł jedynie 50%.
Obniżenie absorpcji wapnia występuje również w prze-
biegu szeregu schorzeń. W przypadku biegunek tłuszczo-
wych przyczyną jest tworzenie się mydeł w reakcji z nieza-
absorbowanymi kwasami tłuszczowymi. Należy wymienić
także zespoły złego wchłaniania [23], pierwotną marskość
wątroby [24] i celiaklię [25]. Istnieje również szereg scho-
rzeń, które wywołują zmiany w metabolizmie witaminy D,
w wyniku czego dochodzi do zmniejszenia zdolności wchła-
niania wapnia [12].
Obecność kwasu żołądkowego przyczynia się znacznie
do zwiększenia rozpuszczalności związków wapnia. Więk-
szość enzymów trawiennych, które uwalniają wapń z jego
kompleksów, jest zależna od pH.Wartość pH w jelicie cien-
kim bezpośrednio po spożyciu posiłku wynosi ok. 6,0, waha
się w zakresie od 3,5 do 6,7 w proksymalnym odcinku jelita
czczego i wynosi ok. 7,6 (nigdy poniżej 6,5 w normalnych
okolicznościach) w dalszej części jelit. Z uwagi na fakt,
wapń wytrąca się z roztworów o pH większym niż 6,1, jego
absorpcja zachodzi głównie w dwunastnicy i proksymalnym
odcinku jelita czczego. Ponadto, jelitowe białko wiążące
wapń (CaBP) uczestniczące w aktywnym wchłanianiu jonu
tego pierwiastka występuje głównie w dwunastnicy oraz w
stosunkowo małych ilościach w proksymalnej części jelita
cienkiego i prawie w ogóle w dalszej części jelit [26].
Sole kwasów żółciowych powodują zwiększenie roz-
puszczalności soli wapnia i zwiększają jego absorpcję z je-
lita cienkiego. Do wytrącania się soli wapniowych kwasów
żółciowych u ludzi dochodzi dość rzadko. Należy również
pamiętać, iż sole kwasów żółciowych są wymagane dla
optymalnego wchłaniania witaminy D [27].
Interakcje składników diety i wapnia mające wpływ na
jego biodostępność
Kwasy uronowe i produkty bogatoresztkowe
Powstało wiele prac opisujących ujemny dobowy bilans
wapnia wśród osób, w diecie których dominowały produkty
pełnoziarniste. Badania na ten temat zostały zainicjowane
przez McCance i Widdowson w Anglii, gdzie w czasie II
wojny światowej został podwyższony wskaźnik ekstrakcji
mąki [28]. Wydajność absorpcji wapnia z diety uległa
znacznemu zmniejszeniu wraz ze zwiększeniem stosunku
mąki brązowej do mąki białej używanej do wypieków.
Obecnie istnieje wiele dowodów na to, że za ten efekt od-
powiedzialny jest błonnik pokarmowy, którego obecność
znacznie zmniejsza absorpcję wapnia. Badania Reinholda
[29] wykazały, że dieta bogata w przaśny pełnoziarnisty
chleb o wysokiej zawartości fitynianów, tradycyjnie spoży-
wany m.in. w Iranie, skutkuje ujemnym bilansem wapnia
na poziomie od 200 do 300 mg/dobę przy spożyciu wapnia
na poziomie RDA. Z drugiej strony spożywanie równoważ-
nej ilości soli kwasu fitynowego nie miało większego wpły-
wu na bilans wapnia. McCance i Widdowson [30] dowiedli,
iż całkowita ekstrakcja fitynianów z pełnoziarnistej mąki
pszennej wpłynęła nieznacznie na poprawę wchłaniania
wapnia - jednak nadal było ono niższe niż w przypadku
osób, w których diecie dominowały produkty z mąki białej.
Wpływ spożywania celulozy na wchłanianie wapnia zo-
stał opisany przez Slavin i Marlett [31]. W 30-dniowym eks-
perymencie z udziałem zdrowych ochotników zmierzono
efekt dodatku 16 g rafinowanej celulozy do wypieku chle-
ba. Taka ilość celulozy jest zawarta w około 200 g otrębów
lub 600 g mąki razowej. Spożycie wapnia w ilości 600
mg/dzień z dodatkiem celulozy spowodowało ujemny bi-
lans wapnia u wszystkich siedmiu ochotników, od 16 do 199
mg/dzień ze względu na zmniejszenie stopnia wchłaniania
wapnia. Ponieważ czysta celuloza nie posiada zdolności do
wiązania kationów w warunkach in vitro, jej wpływ na ab-
sorpcję wapnia był nieco zaskakujący. Jednakże autorzy
zasugerowali, iż za efekt ten odpowiedzialna może być
hemiceluloza obecna w podawanym przez nich preparacie
(produkcji firmy Solka-Floc), która zawierała w swojej
strukturze znaczną ilość kwasów uronowych. Ostatecznego
dowodu na to, kwasy uronowe w głównej mierze od-
powiedzialne za wiązanie wapnia z włóknami roślinnymi,
dostarczył James [32]. Kwasy uronowe stanowią 10% niece-
lulozowych frakcji włókien zbożowych oraz około 40% frak-
cji w przypadku owoców i warzyw.
Alginian sodu, polisacharyd ekstrahowany m.in. z wo-
dorostów morskich, znacznie zmniejsza absorpcję wapnia u
szczurów. Może to wynikać z wysokiej zawartości kwasu
uronowego w tym związku. Z drugiej jednak strony pektyny
również zawierają znaczne ilości kwasu uronowego, a
Cummings i wsp. [33] nie stwierdzili wpływu podaży 36 g
pektyn dziennie na bilans wapnia ludzi stosujących tę dietę
przez okres 6 tygodni. Wynika to prawdopodobnie z faktu,
Ł. Szeleszczuk, M. Kuras/Biul. Wydz. Farm. WUM, 2014, 3, 16-22
19
iż 80% reszt kwasów uronowych obecnych w pektynach jest
zestryfikowanych, a więc nie jest w stanie tworzyć soli z
kationem wapnia. Ponadto, pektyny są całkowicie metabo-
lizowane w dolnej części jelita, w wyniku czego nawet
związany przez nie wapń ulega wchłonięciu.
Zmniejszenie wchłaniania wapnia u osób stosujących
dietę bogatoresztkową zostało wielokrotnie potwierdzone.
Długotrwałe stosowanie diety bogatej w celulozę, produkty
pełnoziarniste, owoce i warzywa może prowadzić do ujem-
nego bilansu wapnia, pomimo jego odpowiedniego spożycia
(na poziomie RDA). Spożywanie wyłącznie pieczywa razo-
wego powiązano u dorosłych z częstszym występowaniem
osteomalacji [34]. Dieta bogata w błonnik jest obecnie in-
tensywnie promowana przez dietetyków i lekarzy ze
względu na jego korzystną rolę w zmniejszaniu ryzyka raka
okrężnicy [35] i walce z podwyższonym poziomem chole-
sterolu w surowicy [36].Tym bardziej należy mieć na uwa-
dze tendencję do zmniejszenia wchłaniania wapnia u osób
spożywających dużą ilość błonnika i pamiętać o konieczno-
ści dodatkowej suplementacji.
Szczawiany
Kwas szczawiowy i jego sole występują w znacznych
ilościach w zielonych, liściastych warzywach. Stosunek
wapnia do bezwodnego szczawianu jest w komórkach tych
roślin zwykle mniejszy niż 0,5, co wskazuje, że praktycznie
cały obecny w liściach wapń jest związany w postaci
szczawianu. Szczawian wapnia jest solą nierozpuszczalną w
wodzie, co obniża biodostępność wapnia z roślin [37].
Kwas askorbinowy
Niewiele wiadomo na temat wpływu kwasu askorbino-
wego na absorpcję wapnia u ludzi. Dodatek 25 mg kwasu
askorbinowego do diety zawierającej 336 mg wapnia/dzień
spowodował zwiększenie absorpcji wapnia z 50 do 100
mg/dzień [38]. Z drugiej strony wydalanie wapnia z mo-
czem również uległo zwiększeniu, a całkowity dobowy bi-
lans wapnia pozostał bez zmian.
Tłuszcze
U zdrowych osób dorosłych ilość tłuszczu w diecie nie
wpływa znacząco na wchłanianie wapnia. Steggerda i Mi-
tchell [39] porównali wpływ diety o różnej zawartości
tłuszczu na przyswajanie wapnia. W grupie dorosłych
ochotników, u których zapotrzebowanie energetyczne było
pokryte przez tłuszcz w zakresie od 1 do 32 %, nie zaob-
serwowano wpływu diety na dobowy bilans wap-
nia.Zdecydowana większość prac opisujących interakcje
wapnia i tłuszczów poświęcona jest powszechnej obserwa-
cji, u osób u których występuje zaburzenie wchłaniania
tłuszczu absorpcja wapnia jest również obniżona [40].
Na ogół uważa się, że wynika to ze strącania się wapnia
w postaci nierozpuszczalnych soli kwasów żółciowych w
świetle jelit. Dostępność wapnia z tych soli maleje wraz ze
wzrostem długości łańcucha kwasów tłuszczowych i stop-
niem ich nasycenia. Gaz i Baritrop [41] podawali szczurom
dojelitowo mydła wapniowe różnych nasyconych i nienasy-
conych kwasów tłuszczowych i stwierdzili, że absorpcja
wapnia była mniejsza niż 10% z C12:0 do C18:0, lecz więk-
sza niż 50% z C6:0 i C8:0. Tylko 2% wapnia z soli C18:0 zo-
stała wchłonięta w porównaniu do 20% z C18:2.
Dowiedziono, iż wysokie spożycie wapnia zmniejsza
wchłanianie tłuszczu u niemowląt, dzieci i dorosłych. To
zjawisko niektórzy przypisują hamowaniu lipazy trzustko-
wej, chociaż istnieje niewiele dowodów na potwierdzenie
tej hipotezy. Bardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem wy-
daje się być zwiększone wytrącanie się soli wapniowych
kwasów tłuszczowych uniemożliwiające ich absorpcję [42].
Etanol
Badania na zwierzętach wykazały, że podanie alkoholu
etylowego zmniejsza absorpcję wapnia nawet wówczas,
gdy u badanych zwierząt jednocześnie zastosowano suple-
mentację witaminą D i 25-OH-D3 [43]. U ludzi ostre zatru-
cie alkoholem powoduje przejściową niedoczynność przy-
tarczyc i wynikające z niej hipokalcemię oraz hiperkalcu-
rię. Ponadto, u osób regularnie nadużywających alkoholu
stwierdzono niski poziom witaminy D w surowicy, który
prowadzi do zmniejszenia wchłaniania wapnia [44].
Cukry
Dobrze udokumentowany jest korzystny wpływ suple-
mentacji laktozy na absorpcję wapnia [45], choć jego me-
chanizm nie jest do końca wyjaśniony. Wiadomo, że cukier
ten zwiększa bierny transport wapnia przez ścianę jelita
bardziej niż transport aktywny [45]. Przypuszcza się, że za
wysoką absorpcję wapnia z mleka i przetworów mlecznych
odpowiada właśnie laktoza [45]. Zaproponowano wiele teo-
rii, m.in. przypuszczano, że powstaje dobrze przyswajalny
kompleks mleczanu wapnia, ma miejsce obniżenie pH w
jelitach ze względu na obecność kwasów powstałych w wy-
niku fermentacji laktozy przez bakterie jelitowe, lub me-
tabolizm tlenowy komórek ulega hamowaniu. Wszystkie te
hipotezy zostały jednak obalone [46].
Jednakże wpływ laktozy na wchłanianie wapnia u ludzi
został dobrze udokumentowany. Kobayashi i wsp. [47] po-
równywali działanie preparatu mleka dla niemowląt po-
zbawionego laktozy, zawierającego laktozę oraz zawiera-
jącego laktozę z dodatkiem laktazy. Wchłanianie wapnia
wynosiło ok. 60% w przypadku preparatu z laktozą, około
36% w przypadku mleka pozbawionego laktozy i ok. 72% w
przypadku mleka z dodatkiem laktazy i laktozy. Te wyniki
wskazują, że glukoza i galaktoza powstające w wyniku hy-
drolizy laktozy są jeszcze bardziej skuteczne w zwiększaniu
absorpcji wapnia niż sama laktoza. Dane te sugerują także,
że nietolerancja laktozy ma niewielki wpływ na wchłania-
nie wapnia. W opublikowanej niedawno pracy przeglądo-
wej Kwak i wsp. podsumowują wyniki wielu badań świad-
czące o tym, iż zarówno laktoza jak i produkty jej hydroli-
zy (galaktoza i glukoza) mają znaczący wpływ na zwiększe-
nie absorpcji wapnia w porównaniu z alkoholami cukrowy-
mi (takimi jak mannitol) oraz węglowodanami o dużej ma-
sie cząsteczkowej takimi jak skrobia kukurydziana [48]. Z
badań Wooda i wsp. [49] wynika, zarówno glukoza jak i
jej polimery o różnej masie cząsteczkowej zwiększają ab-
sorpcję wapnia zarówno u osób zdrowych jak i u pacjentów
z chorobami przewodu pokarmowego. Jednoczesne poda-
wanie glukozy z wapniem zwiększyło efektywność wchła-
niania jelitowego wapnia o 20% , a jednoczesne podawanie
wapnia z polimerami glukozy zwiększyło wchłanianie wap-
nia średnio o 27%.
Fosfor
Obecność w diecie związków fosforu może teoretycznie
wpływać na wchłanianie wapnia na dwa różne sposoby:
(i)wywiera bezpośredni wpływ na dostępność wapnia w
wyniku interakcji fosforu i wapnia w diecie (wytrącanie się
soli tych pierwiastków), oraz (ii) ma efekt pośredni jako
skutek odpowiedzi hormonalnej człowieka na przewlekły
niedobór lub nadmiar fosforu w organizmie. Z dotychcza-
sowych badań wynika [50], że jest mało prawdopodobne,
aby któryś z wyżej wymienionych mechanizmów miał zna-
Ł. Szeleszczuk, M. Kuras/Biul. Wydz. Farm. WUM, 2014, 3, 16-22
20
czący wpływ na biodostępność wapnia, z wyłączeniem ta-
kich sytuacji, jak niekorzystny wpływ fitynianów (opisany
powyżej), lub gdy wapń podawany jest w postaci nieroz-
puszczalnych fosforanów (związki te nie występują zazwy-
czaj w suplementach wapnia ani lekach zawierających
wapń). Niedobór fosforu jest bardzo mało prawdopodobny
u osób stosujących normalną dietę ze względu na dużą za-
wartość tego pierwiastka w popularnych produktach spo-
żywczych. Zdarza się jednak, choć obecnie bardzo rzadko,
że niedobory fosforu występują jako niepożądany efekt
długotrwałego leczenia środkami zobojętniającymi kwas
solny w żołądku, takimi jak wodorotlenek magnezu i wodo-
rotlenek glinu, które tworzą z jonami fosforanowymi nie-
rozpuszczalne sole. Objawami wywołanej w ten sposób hi-
pofosfatemii są: zwiększone wchłanianie wapnia, hiperkal-
ciuria, bóle kości i zwiększona resorpcja tkanki kostnej.
Poprzez zastosowanie eksperymentalnej diety Dominguez i
wsp. wywołali hipofosfatemię [51] i wykazali, że obniżenie
poziomu fosforu u ludzi powodowało zwiększenie wchła-
niania wapnia z powodu wzrostu produkcji kalcyfediolu.
Mimo to u osób badanych zaobserwowano ujemny dobowy
bilans wapnia, wywołany wzrostem ilości wapnia wydala-
nego z moczem.
Białko
Na podstawie wyników badań dotyczących wpływu spo-
życia białka na metabolizm wapnia wyciągnięto wniosek,
że obecność białka w diecie powoduje wzrost wydalania
wapnia [52]. Na korelację poziom wapnia w diecie ma
tylko nieznaczny wpływ. Dzieje się tak dlatego, że spożycie
białka powoduje wzrost ilości wapnia w moczu bez jedno-
czesnego zwiększenia absorpcji wapnia w jelitach. Jednak
zjawisko to występuje tylko wtedy, gdy spożycie białka
znacznie przekracza ustalone dzienne normy. W takim
przypadku nawet zwiększenie dziennej dawki wapnia nie
chroni przed ujemnym dobowym bilansem tego pierwiast-
ka. Mechanizm indukowania hiperkalcurii obejmuje
zmniejszenie reabsorbcji wapnia w nerkach, przy pośred-
nim udziale insuliny [53].
Kalcytriol
Witamina D jest głównym regulatorem wchłaniania
wapnia w jelitach. Kalcytriol zwiększa znacznie absorpcję
wapnia, ale mechanizm, według którego zjawisko to za-
chodzi, jest nadal przedmiotem kontrowersji. Na ogół, stę-
żenie kalcytriolu w osoczu i dwunastnicy silnie koreluje ze
zdolnością do absorpcji wapnia [12]. Synteza CaBP trwa
zazwyczaj od 6 do 8 godzin, jednak, jak wykazano w bada-
niach na zwierzętach, podanie dużej dawki kalcytriolu
skraca czas syntezy CaBP do około 1 godziny [54].
Suplementacja wapnia
Na całym świecie wapń suplementowany jest pod po-
stacią różnych soli i chelatów, dużo rzadziej jako tlenek.
Węglan wapnia (CaCO3) jest najpowszechniej stosowaną w
lecznictwie solą wapnia, charakteryzującą się 40% zawar-
tością tego pierwiastka i generalnie dobrą rozpuszczalno-
ścią w roztworach o odczynie kwaśnym, czyli także w soku
żołądkowym. Czysty węglan wapnia występuje w trzech
postaciach polimorficznych - jako aragonit, wateryt i naj-
bardziej trwały kalcyt [55]. Węglan wapnia otrzymuje się
ze źródeł kopalnych, a także na drodze syntezy w reakcji
wodorotlenku wapnia z ditlenkiem węgla. Otrzymany w ten
sposób, strącony węglan wapnia jest preparatem farmako-
pealnym (Calcii carbonas praecipitatus).
Obecnie dużą popularnością cieszą się produkty zawie-
rające węglan wapnia pochodzenia zwierzęcego. Do źródeł
tych należą m.in. muszle skorupiaków i skorupy jaj ku-
rzych. Źródła te różnią się między sobą nie tylko pod
względem składu, ale również szybkością uwalniania wap-
nia, co zostało opisane przez Brennan i wsp. [56].
Naturalne źródła wapnia zawierają również wiele in-
nych cennych makro- oraz mikroelementów (stront, bor,
fluor) i dlatego ich zastosowanie wydaje się być lepszym
rozwiązaniem niż wybór strąconego węglanu wapnia. Do-
tychczas przeprowadzone eksperymenty, zarówno in vitro,
jak i in vivo, dowodzą, iż oprócz formy w jakiej wapń wy-
stępuje w preparacie leczniczym ważna jest również po-
stać farmaceutyczna oraz skład jakościowy i ilościowy sub-
stancji pomocniczych [57].
Główne kierunki badań
Mimo że fizjologiczne aspekty wchłania wapnia u ludzi
zostały już gruntownie przebadane, prace na temat do-
stępności biologicznej wapnia są nadal prowadzone, a
wśród dominujących kierunków tych badań wyróżnić można
ocenę wpływu obecności składników odżywczych i innych
substancji chemicznych (witamin, soli mineralnych) oraz
obróbki termicznej i przetwarzania żywności na biodostęp-
ność zawartego w niej wapnia.
Cilla i wsp. badali wpływ różnych metod konserwacji
żywności (tradycyjnej - wysokotemperaturowej pasteryza-
cji i nowszej - wysokociśnieniowej paskalizacji) na biodo-
stępność wapnia z napojów owocowych, zawierających
różne rodzaje mleka (sojowe, pełne, odtłuszczone). Auto-
rzy za pomocą metod in vitro wykazali, iż zastosowanie
paskalizacji w statystycznie znaczący sposób zwiększa bio-
dostępność zawartego w napojach wapnia w porównaniu do
pasteryzacji [58]. Do podobnych wniosków doszli Seiquer i
wsp., którzy wykazali, nieprawidłowa pasteryzacja mle-
ka (zastosowanie zbyt wysokich temperatur przez zbyt dłu-
gi czas) może w znaczny sposób zmniejszyć biodostępność
zawartego w nim wapnia [59].
Frontella i wsp. udowodnili, że parametry wypieku
chleba, jak czas i temperatura pieczenia oraz czas fermen-
tacji, mają wpływ na biodostępność zawartego w użytych
składnikach wapnia w wyniku zmiany stężenia szczawianów
obecnych w gotowym produkcie [60].
Z kolei Eckert i wsp. [61] wykazali, przy jednocze-
snym podaniu preparatów wapnia i mieszaniny peptydów
powstałych po hydrolizie zawartej w jęczmieniu hordeiny,
biodostępność Ca2+ wzrosła dziesięciokrotnie jako rezultat
kompleksowania jonów wapnia przez łańcuchy boczne ami-
nokwasów.
Z opublikowanych w 2014 roku badań Kaushika i wsp.
[62] wynika ponadto,że zwiększenie biodostępności wapnia
można uzyskać nie tylko w przypadku jednoczesnego po-
dawania witaminy D3, ale również mniej popularnej wita-
miny D2. Jest to istotne, ponieważ u niektórych pacjentów
o obniżonym poziomie witaminy D absorpcja witaminy D3 z
leków jest wyjątkowo nieefektywna, i w takich przypad-
kach rezygnuje się z jej podawania zastępując ją prepara-
tami zawierającymi witaminę D2.
Podsumowanie
Wpływ na biodostępność wapnia ma szereg czynników,
zarówno fizjologicznych, jak i związanych z obecnością w
diecie innych składników pokarmowych. Biorąc pod uwagę
występujące w Polsce spore niedobory wapnia we wszyst-
kich grupach wiekowych, należy promować właściwą su-
Ł. Szeleszczuk, M. Kuras/Biul. Wydz. Farm. WUM, 2014, 3, 16-22
21
plementację tego pierwiastka, biorąc pod uwagę czynniki
wpływające na jego absorpcję.Oczywiście należy pamię-
tać, iż stosowanie suplementów diety nie może zastąpić
zróżnicowanej, zbilansowanej diety ani zapobiegać wystę-
powaniu lub służyć leczeniu chorób [63].
Wykaz używanych skrótów
RDA
zalecane dzienne spożycie - Recommended Dieta-
ry Allowances
EFSA
Europejski Urząd do spraw Bezpieczeństwa Żyw-
ności - European Food Safety Authority
NIH
Narodowe Instytuty Zdrowia - National Institutes
of Health
PMS
zespół napięcia przedmiesiączkowego -
premenstrual syndrome
CaBP
białko wiążące wapń - calcium binding protein
C12:0
kwas laurynowy - lauric acid
C18:0
kwas stearynowy - stearic acid
C6:0
kwas kapronowy - caproic acid
C8:0
kwas kaprylowy - caprylic acid
C18:2
kwas linolowy - linoleic acid
25-OH-D3
kalcyfediol - calcifediol
Bibliografia
1. Kovesdy C. P., Kuchmak O., Lu J. L., Kalantar-Zadeh K. Outcomes
Associated with Serum Calcium Level in Men with Non-Dialysis-
Dependent Chronic Kidney Disease. Clin. J. Am. Soc.Nephrol. 2010,
5, 468-476.
2. Kanahara M., Kai H., Okamura T., Wada T., Suda K., Imaizumi T.,
Sagawa K. Usefulness of high-concentration calcium chloride solu-
tion for correction of activated partial thromboplastin time (APTT)
in patients with high-hematocrit value. Thromb Res. 2008,121, 781 -
785.
3. Buchowski M. S., Aslam M., Dossett C., Dorminy C., Choi L., Acra,
S. Effect of Dairy and Nondairy Calcium on Fecal Fat Excretion in
Lactose Digester and Maldigester Obese Adults. Int. J.Obes. 2009,
34, 127-135.
4. Massey L. K.Is caffeine a risk factor for bone loss in the elderly?
Am. J.Clin.Nutr.2001,74, 569-570 (rev.)
5. Miyake Y., Sasaki S., Tanaka K., Hirota Y. Dairy food, calcium and
vitamin D intake in pregnancy, and wheeze and eczema in infants.
Eur.Respir. J. 2010, 6, 1228-1234.
6. URL: http://www.efsa.europa.eu/en/scdocs/doc/828.pdf. Euro-
pean Food Safety Authority, SCIENTIFIC OPINION Calcium and vita-
min D and bone strength, 13.11.2014
7. URL:http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/magazine/issues/winter
11/articles/winter11pg12.html. National Research Council, Food
and Nutrition Board. Recommended dietary allowances, 13.11.2014
8. URL:http://mail.izz.waw.pl/~it/NORMY/NormyZywieniaNowelizacj
aIZZ2012.pdf „Normy żywienia dla populacji polskiej - noweliza-
cja”. Redaktor naukowy: prof. dr hab. med. Mirosław Jarosz,
13.11.2014
9. Włodarek D., Sobocińska A., Głąbska D. Podaż wapnia z produktów
mlecznych w diecie kobiet po 60 roku życia,Bromat. Chem. Toksy-
kol. 2012, 45, 833-838.
10. Dybkowska E., Świderski F., Waszkiewicz-Robak B.Mineral compo-
nents intake in average diet of Warsaw adult inhabitants in the
comparison with polish diet. Ann. Univ. Mariae Curie-Skłodowska
Lublin-Pol. 2004, 59, 14-18.
11. Skorupa E., Wyszomirski T., Karczmarewicz E., Łukaszkiewicz J.,
Jaworski M., Płudowski P. i grupa EPOLOS. Wpływ spożycia wapnia
na parametry metabolicznego obrotu kostnego w populacji po l-
skiej. Badanie EPOLOS - prezentacja na SAS FORUM, Warszawa,
2003.
12. Misiorowski W. Rola wapnia oraz witaminy D i jej aktywnych meta-
bolitów w zapobieganiu złamaniom osteoporotycznym. Przew.Lek.
2004, 10, 97-101 (rev.).
13. Saha S., Goswami R. Menstruation associated hypocalcemic symp-
toms and serum calcium in patients with idiopathic hypoparathy-
roidism. BMC Endocr. Disord. 2014, 14, 28.
14. Włodarek D. Znaczenie diety w zapobieganiu osteoporozie. En dokr.
OtyłośćZab. Przem. Mat. 2009, 4, 245-253 (rev.)
15. Booth A., Camacho P. A Closer look at calcium absorption and the
benefits and risks of dietary versus supplemental calcium.Postgrad.
med. 2013, 6, 73-81 (rev.).
16. Wrobel I., Nagel G. Diurnal variations of active calcium transport in
the intestine of the pregnant and lactating rat. Biomed.l980, 33,
l43-145.
17. Kostial K., Gruden N., Durakovic A. Intestinal absorption of cal-
cium-47 and strontium-85 in lactating rats. Calcif.Tiss.Res. l969, 4,
13-19.
18. Bullamore J. R ., Gallagher J. C., Wilkinson R., Nordin B. E. C. E f-
fect of age on calcium absorption. Lancet, l970, 2, 535-537.
19. Christakos S. Recent advances in our understanding of 1,25-
dihydroxyvitamin D3 regulation of intestinal calcium absorption.
Arch. Biochem. Biophys. 2012, 523, 73-76 (rev.)
20. Wolf R. L., Cauley J. A., Baker C. E., Ferrell R. E.,Charron M., Ca g-
giula A. W., Salamone L. M., Heaney R. P., Kuller L. H. Factors a s-
sociated with calcium absorption efficiency in pre- and perimeno-
pausal women. Am. J. Clin.Nutr. 2000, 72, 466 -471.
21. Thomasset M., Cuisinier -Gleizes P., Mathieu H. Differences in duo-
denal calcium-binding protein (CaBP) in response to a low-calcium
or a low phosphorus intake. Calcif. Tissue Res.1977, 22, 45-50.
22. Ireland P., Fordtran J. S. Effect of dietary calcium and age on je-
junal calcium absorption in humans studied by intestinal perfusion.
J.Clin. Invest. 1973, 52, 2672-2681.
23. Theethira T. G., Dennis M., Leffler D. A. Nutritional consequences
of celiac disease and the gluten-free diet. Exp.
Rev.Gastroent.Hepat. 2014, 8, 123-129 (rev.)
24. Raszeja-Wyszomirska J., Mi azgowski T. Osteoporosis in primary
biliary cirrhosis of the liver. Przeg.Gastroent. 2 014, 9, 82-87 (rev.)
25. Trotta L., Biagi F., Bianchi P. I., Marchese A., Vattiato C., Balduzzi
D., Collesano V., Corazza G. R. Dental enamel defects in adult coe-
liac disease: Prevalence and correlation with symptoms and age at
diagnosis. Eur. J. Int. Med. 2013, 24, 832 -834.
26. Huang J., Ou H. Y., Chiu K. C. Calcium supplements and fracture
prevention. New Engl. J. Med. 2014, 370, 387 (rev.)
27. Reshetnyak V. I. Physiologic al and molecular biochemical mechan-
isms of bile formation.World J.Gastroent. 2013, 19, 7341-7360
(rev.)
28. McCance R. A, Widdowson E. M. Mineral metabolism of healthy
adults on white and brown bread dietaries. J. Physiol. 1942, 101,
44-85.
29. Rheinhold J. G, Nasr K., Lahimgarzadeh A., Hedayati H. Effects of
purified phytate and phytate-rich bread upon metabolism of zinc,
calcium, phosphorus and nitrogen in man. Lancet l973, l, 283-288.
30. McCance R. A., Widdowson E. M. Mineral balance on dephytinized
bread. J. Physiol. 1942, 101, 304-313.
31. Birge S. J., Peck W. A., Berman M., Whedon G. P. Study of calcium
absorption in man. A kinetic analysis and physiologic model. J.Clin.
Invest.l969, 48, 1705-1713.
32. James W. P. T., Branch W. J., Southgate D. C alcium binding by
dietary fiber. Lancet 1978,l, 638-639.
33. Cummings J. H., Southgate D., Branch W. J., Wiggins H. S., Hou-
ston H., Jenkins D. The digestion of pectin in the human gut and its
effect on calcium absorption and large bowel function. Br. J. Nutr.
1979, 41, 477-485.
34. Frontela C., Ros G., Martínez C. Phytic acid content and “in vitro”
iron, calcium and zinc bioavailability in bakery products: The effect
of processing. J. Cer. Sci. 2011, 54, 173-179.
35. Bradbury K. E., Appleby P. N., Key T. J. Fruit, vegetable, and fiber
intake in relation to cancer risk: findings from the European Pro s-
pective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC).Am. J.Clin.
Nutr. 2014, 11, 394S-398S.
Ł. Szeleszczuk, M. Kuras/Biul. Wydz. Farm. WUM, 2014, 3, 16-22
22
36. Yang J., Punshon T., Guerinot M. L., Hirschi K. D. Plant calcium
content: Ready to remodel. Nutr. 2012, 8, 1120- 1136 (rev.)
37. Lin, Y., Huybrechts I, Vereecken C, Mouratidou T, Valtueña J,
Kersting M, González-Gross M, Bolca S, Wärnberg J, Cuenca-García
M, Gottrand F, Toti E, Gomez-Martínez S, Grammatikaki E, Labayen
I, Moreno LA, Sjöström M, Van Camp J, Roccaldo R, Patterson E,
Manios Y, Molnar D, Kafatos A, Widhalm K, De Henauw S. Dietary
fiber intake and it s association with indicators of adiposity and se-
rum biomarkers in European adolescents: the HELENA study. Eur.
J.Nutr. 2014, in press, DOI 10.1007/s00394-014-0756-2.
38. Hiatt A. N., Ferruzzi M. G., Taylor L. S., Mauer L. J. Deliquescence
behavior and chemical stability of vitamin C forms (Ascorbic Acid,
Sodium Ascorbate, and Calcium Ascorbate) and blends. Int. J. Food
Prop. 2011, 14, 1330-1348.
39. Steggerda F. R., Mitchell H. H. The calcium balance o f adult human
subjects on high- and low-fat (butter) diets. J.Nutr.l951, 45, 201-
211.
40. Nolan, J. D., Johnston, I. M., Walters, J. R. F. Physiology of malab-
sorption. Surgery. 2012, 30, 268-274.
41. Gacs G., Barltrop D. Significance of Ca-soap formation for calcium
absorption in the rat. Gut 1977, 18, 64-68.
42. Nelson S. E., Frantz J. A., Ziegler E. E. Absorption of fat and cal-
cium by infants fed a milk-based formula containing palm olein. J.
Am. Coll.Nutr. 1998, 17, 327-332.
43. Maurel D. B., Boisseau N., Benhamou C. L., Jaffre C. Alcohol and
bone: review of dose effects and mechanisms.Osteoporos Int. 2012,
23, 1-16 (rev.)
44. Laitinen K., Välimäki M.Alcohol and bone.Calcif. Tissue Int. 1991,
49, 70-73.
45. Cashman K. D., Calcium intake, calcium bioavailability and bone
health .Brit. J. Nutr. 2002, 87, 169-177.
46. Vento M., Moya M., Lactose hydrolysis and calcium absorption in
premature feeding. J.Ped. 2003, 142, 737-738.
47. Kobayashi A., Kawai S.,Ohbe Y., Nagashima Y. Effects of di etary
hactose and a hactase preparation on the intestinal absorption of
calcium and magnesium in normal infants. Am. J.Clin.Nutr.l975,
28, 681-683.
48. Kwak H. S., Lee W. J., Lee M. R. Revisiting lactose as an enhancer
of calcium absorption. Int. Dairy J. 2012, 22, 147 151 (rev.)
49. Wood R. J., Gerhardt A., Rosenberg I. H. Effects of glucose and
glucose polymers on calcium absorption in healthy subjects.Am.
J.Clin.Nutr.1987, 46, 4699-4701.
50. Heaney R. P., Dietary protein and phosphorus do not affect calcium
absorption. Am. J.Clin.Nutr.2000, 72, 758-761.
51. Dominguez J. H., Gray R. W., Leman I. Dietary phosphate depriva-
tion in women and men: effects of mineral and acid balances, pa-
rathyroid hormone and the metabolism of 25-OH Vitamin D. J.
Clin.Endocrinol.Metab. 1976, 43, 1056-1068.
52. Kerstetter J. E.,O’Brien K. O., Insogna K. L., Dietary protein, cal-
cium metabolism, and skeletal homeostasis revisited. Am. J. Clin.
Nutr. 2003, 78, 584-592.
53. Cao J. J., Johnson L. K., Hunt J. R. A diet high in meat protein and
potential renal acid load increases fractional calcium absorption
and urinary calcium excretion without affecting markers of bone
resorption or formation in postmenopausal women. J. Nutr. 2011,
141, 391-397.
54. Eui-Ju H., Eui-Bae J. Biological Significance of Calbindin-D9k within
Duodenal Epithelium. Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 23330-23340 (rev.)
55. Stipp S. L. S., Gutmannsbauer W., Lehmann T. The dyn amic nature
of calcite surfaces in air. Am. Mineral. 1996, 81, 1-8.
56. Brennan M. J., Duncan W. E., Wartofsky L., Butler V. M., Wr ay H.
L. In Vitro Dissolution of Calcium Carbonate Preparations.Calcified
Tissue Int. 1991, 49, 308-312.
57. Howard J., Heller M. D., Laura G., Greer B. A., Sharon D., Haynes
R. N., John R., Poindexter B. S., Charles Y. C., Pak M. D. Pharma-
cokinetic and Pharmacodynamic Comparison of Two Calcium Sup-
plements in Postmenopausal Women. J.Clin. Pharmacol. 2000, 40,
1237-1244.
58. Cilla A., Lagarda M. J., Alegría A., de Ancos B., Cano M. P., n-
chez-Moreno C., Plaza L., Barberá R. Effect of processing and food
matrix on calcium and phosphorous bioavailability from milk- based
fruit beverages in Caco-2 cells. Food Res. Int. 2011, 44, 3030-3038.
59. Seiquer I., Delgado-Andrade C., Haro A., Navarro M. P. Assessing
the effects of severe heat treatment of milk on calcium bioavaila-
bility: In vitro and in vivo studies. J. Dairy Sci. 2010,93, 5635-5643.
60. Frontela C., Ros G., Martínez C. Phytic acid content and “in vitro”
iron, calcium and zinc bioavailability in bakery products: The effect
of processing. J. Cereal Sci. 2011, 54, 173-179.
61. Eckert E., Bamdad F., Chen L. Metal solubility enhancing peptides
derived from barley protein. Food Chem. 2014, 15 9, 498-506.
62. Kaushik R., Sachdeva B., Arora S., Kapila S., Wadhwa B. K. Bioavai-
lability of vitamin D2 and calcium from fortified milk. Food Chem.
2014, 147, 307-311.
63. URL:http://www.izz.waw.pl/pl/eufic?id=115. Nowa żywność dla
nowego stylu życia - jakie są źródła witamin i składników mineral-
nych? Instytut Żywności i Żywienia, 13.11.2014.
... Calcium is the main building material for bones, teeth, blood vessels, hair and nails, and it regulates many important life processes [1,2]. Nearly 99% of this element in the body plays the role of building material in the form of hydroxyapatite. ...
... Biologically this form is practically inactive. The remaining part is present in the ionised form (Ca 2+ ) in the intracellular fluid and extracellular fluid [1]. The average daily necessary intake of calcium for an adult (19 to 50 years old) is 800 mg, and the recommended daily consumption of this element is 1000 mg [3]. ...
Article
Full-text available
Introduction: The consumption of calcium in the Polish population is insufficient, which may negatively influence the occurrence of osteoporosis, as well as cause overweight and obesity. Aim of the research : To analyse the relationship between calcium consumption and body composition of the participants of this study. Material and methods : The study was carried out on a sample group of 103 nursing students. The study group consisted of 91 (88.3%) women and 12 (11.7%) men, aged from 19 to 33 years. The participants of the study had their body composition analysed, the body mass index (BMI) was calculated, and the authors carried out a survey involving the Dairy Products Frequency Questionnaire (ADOS-Ca) as well as their own questionnaire to evaluate the socio-economic status of the subjects. Results : The students who had the lowest calcium consumption also had the lowest BMI (p = 0.0015) and the lowest amount of visceral fat (p = 0.0260). Individuals who consumed the lowest amount of calcium also had the lowest muscle mass (p = 0.007) and bone mass (p = 0.004). However, the authors did not notice a significant statistical difference between the level of calcium consumption and the percentage of adipose tissue (p = 0.5000) as well as body water percentage (p = 0.3200). Conclusions: The results of the research do not confirm the hypothesis that high calcium consumption is associated with a lower probability of the occurrence of excess body mass and adipose tissue.
... Mleko i jego przetwory fortyfikowane magnezem mogłyby więc spełniać funkcję transporterów magnezu do organizmu. Istnieje pewna obawa, że w przypadku spożywania żywności bogatej w wapń, do której należy mleko, może zachodzić interakcja między wchłanianiem wapnia i magnezu [9,10,23,27]. W badaniach nie wykazano jednak zależności pomiędzy zawartością wapnia w pokarmie i wchłanianiem magnezu pod warunkiem, że nie zostanie przekroczona dawka 2000 mg wapnia na dobę [1,15,23]. ...
... Istnieje pewna obawa, że w przypadku spożywania żywności bogatej w wapń, do której należy mleko, może zachodzić interakcja między wchłanianiem wapnia i magnezu [9,10,23,27]. W badaniach nie wykazano jednak zależności pomiędzy zawartością wapnia w pokarmie i wchłanianiem magnezu pod warunkiem, że nie zostanie przekroczona dawka 2000 mg wapnia na dobę [1,15,23]. ...
... Mleko i jego przetwory fortyfikowane magnezem mogłyby więc spełniać funkcję transporterów magnezu do organizmu. Istnieje pewna obawa, że w przypadku spożywania żywności bogatej w wapń, do której należy mleko, może zachodzić interakcja między wchłanianiem wapnia i magnezu [9,10,23,27]. W badaniach nie wykazano jednak zależności pomiędzy zawartością wapnia w pokarmie i wchłanianiem magnezu pod warunkiem, że nie zostanie przekroczona dawka 2000 mg wapnia na dobę [1,15,23]. ...
... Istnieje pewna obawa, że w przypadku spożywania żywności bogatej w wapń, do której należy mleko, może zachodzić interakcja między wchłanianiem wapnia i magnezu [9,10,23,27]. W badaniach nie wykazano jednak zależności pomiędzy zawartością wapnia w pokarmie i wchłanianiem magnezu pod warunkiem, że nie zostanie przekroczona dawka 2000 mg wapnia na dobę [1,15,23]. ...
Article
Among the magnesium compounds, magnesium bisglycinate, i.e. a magnesium amino acid chelate, is listed in the Regulation of the EC Commission No. 1170/2009. It is composed of glycine and elemental magnesium. The ratio between the metal ions and amino acid ions is 1: 2. Amino acids are a new group of compounds permitted to be used as dietary supplements for people; therefore, in the available reference literature there are no results of studies that deal with assessing the possibilities of applying them to fortify milk and milk products. The objective of the paper was to determine the possibility of applying magnesium amino acid chelate (magnesium bisglycinate) to enrich yoghurt. The impact was analyzed of the following magnesium doses added to milk being processed [mg/100 g of milk]: 0 mg (control sample); 5 mg; 10 mg; 15 mg; 20 mg; 25 mg; and 30 mg, on the thermal stability of proteins during pasteurization as well as on the quality of yoghurts during refrigerated storage. Fortifying yogurts with magnesium bisglycinate did not significantly change the sensory characteristics of yoghurts; what’s more, it prevented the phenomenon of excessive souring of the yoghurts that often occurred while increasing the time of storing them. It was also proven that it was possible to increase the content of magnesium (even up to 30 mg per 100 g of product) through adding magnesium bisglycinate prior to the process of pasteurization of milk being processed. Enriching yoghurts with magnesium bisglycinate did not cause the product to become significantly darker. The enrichment with magnesium significantly changed the adhesiveness of yoghurts; however, it did not impact the hardness and cohesiveness of those beverages during a 21-day period of storing them.
... Calcium's primary function is as a structural component of bone and teeth, blood vessels, nails, and hair. It also participates in hormonal regulation through the activation and secretion of hormones and neurotransmitters [1,2]. However, calcium is reported to play a key role in many technological aspects of food production. ...
Article
Full-text available
The aim of this study was to determine the effect of adding calcium compounds to processed goat’s milk, and on the properties of acid rennet goat’s milk gels, which are a middle product obtained in the manufacture of acid rennet cheese. The properties of the gels directly affect the quality of acid rennet cheeses. The analysis of raw goat’s milk was carried out, then acid rennet gels were produced with the addition of six different calcium compounds (chloride, citrate, bisglycinate, gluconate, lactate, and carbonate). The dynamics of milk fermentation were performed by monitoring the pH value of milk during acidification. The pH, syneresis, color, and texture profile were determined in the formulated acid rennet gels. An organoleptic evaluation was also performed. The study demonstrated that, not only calcium chloride, but also calcium citrate, gluconate, lactate, bisglycinate, and calcium carbonate could be used in the production of goat’s milk acid rennet gels, or the middle product in the manufacture of acid rennet curd cheese from goat’s milk. Notably, the addition of citrate, bisglycinate, and calcium carbonate in doses of 20 mg Ca 100 g−1 most effectively reduced syneresis compared to the control sample by 4.76% (citrate), 7.85% (bisglycinate), and 10.28% (carbonate). The hardness of the control gels ranged from 2.35 N to 2.99 N. The addition of chloride, citrate, gluconate, lactate, and calcium carbonate to the milk improved the acid rennet gel’s hardness. The addition of 20 mg Ca 100 g−1 as gluconate increased the hardness the most (3.61 N). When increasing the calcium dosage in the form of all compounds, there was a tendency to increase the gel’s springiness. The addition of chloride, citrate, and bisglycinate to milk did not result in a darkening of the gel’s color. The addition of calcium compounds mostly reduced the intensity of goatish taste and odor. Calcium gluconate, in particular, reduced the goatish taste the most, a taste which is not always acceptable by the consumers.
... In Poland, none of the demographic groups meets all-day demand for calcium. The average daily supply of this element in diets of adults ranges from 600-700mg [41]. ...
Article
Full-text available
Introduction: Nutritional behaviour is the result of many factors, one of which is nutritional knowledge. A higher level of nutritional knowledge promotes proper nutrition, which is the main factor influencing health, nutritional status and psychophysical efficiency. The aim of the study was to determine the customary frequency of consumption of selected food products and dietary supplements by Air Force soldiers depending on their level of nutritional knowledge. Methods: The study was carried out among 540 Air Force soldiers and 498 persons with complete data (32 women, 466 men; mean age 36.3±8.5 years) were included in the analysis. The FFQ food consumption frequency questionnaire was used to assess the frequency of food consumption. Nutrition knowledge was assessed on the basis of 32 statements on food and nutrition. Results: The level of nutritional knowledge depended significantly on the education and age of the respondents. In the group of the surveyed soldiers, military pilots showed the highest level of nutritional knowledge, while the lowest level was shown by engineering and aviation services. The frequency of consumption of milk and natural dairy drinks, curds, eggs, wholemeal bread, coarse groats, fruits, vegetables, oils, nuts, seeds, poultry meat, rabbit meat, honey, wine and drinks increased significantly with the increase in the level of nutritional knowledge, while the frequency of consumption of margarines in cubes, margarines in cups, animal fats and cured meats decreased. Dietary supplements such as vitamin, mineral and vitamin-mineral preparations were significantly more frequently consumed by soldiers with a higher level of nutritional knowledge. Conclusions: 1. On the basis of the assessment of the frequency of consumption of products, a number of abnormalities were found among the majority of the surveyed soldiers of military aviation personnel. 2. The results obtained confirm that a higher level of nutritional knowledge promotes healthy eating habits among the Air Force soldiers. Food education is essential, especially among soldiers in the older age group and ground flying personnel
... Milk and dairy products elimination is connected with lower calcium content which can result in nervous system disorders, bone mass loss and osteoporosis in mother's [14,19,26]. Nevertheless, during lactation the greater resorption of calcium is observed [29]. In this study only 42% participants declared consuming new food products or dietary supplements in order to refill the potential deficiency of nutrients after excluding milk from diet. ...
Article
Full-text available
Background. Breastfeeding is the most common way of feeding infants. Human milk contains nutrients which are necessary to provide proper growth of a child. Nowadays there aren't any recommendations to follow elimination diet in order to decrease the risk of allergy or baby colic. Only the occurrence of health problems such as lactose intolerance or cow's milk protein allergy in breastfeeding mother or infant should be a reason for eliminating dairy products from diet. It seems to be important to explore the reasons and the frequency of following milk-free diet by breastfeeding women. Objectives. The main purpose of the study was to find the reasons for following milk-free diet by breastfeeding women and making an assessment of their nutrition knowledge and food habits. Material and methods. Thirty-three breastfeeding women following milk-free diet took part in the project. The women were interviewed by the Computer Assisted Web Interview (CAWI) method with an original questionnaire. The results were developed with Spearman's rank correlation, Chi2 test and the gamma coefficient. The statistical significance level for the p-value was
Book
Full-text available
Opracowanie jest efektem badań prowadzonych w Akademii Wychowania Fizycznego im. Jerzego Kukuczki w Katowicach dotyczących wybranych zagadnień z zakresu szeroko rozumianych zachowań zdrowotnych, ze szczególnym uwzględnieniem aktywności fizycznej. Treści zawarte w pracy są związane z oceną: możliwości zastosowania w monitoringu aktywności fizycznej technologii mobilnych i teleinformatycznych, intensywności i atrakcyjności wysiłku fizycznego w wirtualnej rzeczywistości, zachowań zdrowotnych osób z różnych grup społecznych i zawodowych, związków aktywność fizycznej ze stylami radzenia sobie ze stresem oraz wpływu wysiłków fizycznych na poprawę regulacji temperatury ciała kobiet i mężczyzn. Książka jest kierowana przede wszystkim do studentów kierunków związanych z kulturą fizyczną, fizjoterapeutów, nauczycieli wychowania fizycznego, trenerów personalnych, instruktorów fitness i przedstawicieli innych pokrewnych zawodów.
Article
Full-text available
The study was conducted from 2012–2014 on brown earth of a defective wheat complex (Podkarpackie Voivodeship). It included 3 cultivars of sweet potato: Carmen Rubin, Goldstar and White Triumph, with variable morphological and physiological characteristics. The influence of genetic properties of sweet potato cultivars on their wholesomeness was analysed. The content of dry matter, starch, protein, vitamin C, phosphorus, calcium, magnesium and sodium in sweet potato tubers was determined with the use of standard methods. The wholesomeness of sweet potato tubers proved to be high and dependent on the genetic properties of the cultivars under study, except for phosphorus and magnesium. White Triumph turned out to be the most nutritional cultivar, with the highest content of dry mass, protein, vitamin C and magnesium as compared to the other cultivars. The sweet potato tubers exhibited high phosphorus, potassium, calcium and sodium content and low magnesium content. The Goldstar cultivar was characterised by the highest potassium and sodium content, and the Carmen Rubin had the lowest magnesium and calcium content.
Article
Full-text available
The aim of the study was to determine the variability of the chemical composition of the grain spelled in terms of commercial farms in the Podkarpacie Region. The study included three varieties of grain spelled (Ceralio, Franckenkorn, Schwabenkorn), obtained from the collection in 2013–2015; the three farms were located in the district Strzyżów (Podkarpackie province). Spelt wheat was cultivated in accordance with the principles of good agricultural practice. After harvesting, in the grain spelled the content of protein, ash, phosphorus, potassium, calcium and magnesium were determined. Grain analysis was performed by standard methods. The genetic characteristics of the studied cultivars significantly differentiated content and composition of the total grain protein. Franckenkorn variety is characterized by the highest content of total protein. The content of macroelements can be ranked as follows: potassium> phosphate> magnesium> calcium. Positive relationships between total protein and content of the raw ash as well as the content of magnesium and phosphorus were found and negative relationships between calcium content and the concentration of nitrogen and phosphorus in the grain.
Article
Full-text available
Purpose: To evaluate total, energy-adjusted dietary fiber (DF), water-soluble fiber (WSF), and water-insoluble fiber (WIF) intakes in European adolescents and to investigate their association with indicators of adiposity and serum biomarkers. Methods: This study, conducted from 2006 to 2007, included 1804 adolescents aged 12.5-17.5 years (47% males) from eight European cities completing two non-consecutive computerized 24-h dietary recalls. GLM multivariate analysis was used to investigate associations. Results: Mean DF intake (20 g/day) of the sample met the European Food Safety Authority recommendation, but was below those of the World Health Organization and of the Institute of Medicine. Total DF, WSF and WIF intakes were higher in males (P < 0.001), but following energy-adjustments significantly higher intakes were observed among females (P < 0.001). Bread and cereals contributed most to total DF, WSF and WIF intakes, followed by potatoes and grains, energy-dense but low-nutritious foods, fruits and vegetables. Moreover, energy-adjusted WSF and WIF were positively associated with body fat percentage (BF%), waist to height ratio and low-density lipoprotein cholesterol, while energy-adjusted WSF was inversely associated with serum fasting glucose (β = -0. 010, P = 0.020). Conclusion: Total DF intakes are rather low in European adolescents. An inverse association with serum fasting glucose might indicate a possible beneficial role of DF in preventing insulin resistance and its concomitant diseases, even though DF intakes were positively associated with adolescents' BF%. Therefore, further longitudinal studies should elaborate on these potential beneficial effects of DF intake in the prevention of obesity and related chronic diseases.
Article
Full-text available
Osteoporosis is a metabolic bone disease associated with a reduction in bone mass and deterioration of bone architecture, leading to increased fragility and subsequent low-trauma fractures in the vertebral column, hip, forearm and other bones. In literature, metabolic bone diseases such as osteoporosis and osteomalacia have been recognised as a complication of chronic liver disease, although the mechanisms of this association remain unclear. An increasing body of research data indicates a strong relationship between osteoporosis and primary biliary cirrhosis (PBC), which mainly results from early diagnosis of the disease, usually when it is still asymptomatic. The incidence of osteoporosis in PBC ranges from 20% to 44% and increases with the progression of the disease. Similarly, the incidence of bone fractures is high in this group of patients (10-20%). In this article, current knowledge on risk factors, pathogenesis, diagnosis and treatment of osteoporosis in PBC is reviewed.
Article
Full-text available
Some of the patients with idiopathic hypoparathyroidism (IHP) report symptoms of hypocalcemia during menstruation. There is limited data on this observation. Twenty six menstruating women with IHP and 26 healthy controls were questioned regarding symptoms suggestive of hypocalcemia during menstruation. Twelve patients and eight controls were asked to prospectively monitor symptoms suggestive of hypocalcemia and premenstrual syndrome (PMS) if any, over two consecutive menstrual cycles. Serum ionized calcium (SiCa++), total and albumin adjusted calcium and intact paratharmone (iPTH) were measured at eight points covering menstrual, immediate post-menstrual, mid-cycle and premenstrual phase. Twelve of the 26 (46.2%) patients with IHP reported hypocalcemic symptoms during menstruation as compared to none of the controls. During prospective monitoring, there was no specific trend of hypocalcemic symptoms with respect to the phase of menstrual cycle. The mean SiCa++, serum total and albumin-adjusted calcium, iPTH and inorganic-phosphorus measured over two menstrual cycles were not significantly different in either of the two study groups. None of the subjects had PMS. Women with IHP do not show any trend of hypocalcemic symptoms or fluctuations in serum calcium over different phases of menstrual cycles. Therefore, patients with hypoparathyroidism linking hypocalcemic symptoms with menstruation should be reassured regarding lack of this association.
Article
Full-text available
Celiac disease is a chronic small intestinal immune-mediated enteropathy precipitated by exposure to dietary gluten in genetically predisposed individuals and represents a major health issue. The immune mediated response results in villous atrophy of the small intestine with subsequent malabsorption. The classic mode of presentation is that of a malabsorption syndrome resulting in deficiencies of macro and micronutrients. The gluten-free diet is the only treatment currently available for this disorder. The aim of this special report is to elucidate and explain the various nutritional deficiencies seen in newly diagnosed patients with celiac disease and while on the gluten-free diet. Though initiation of the gluten-free diet results in improvement of symptoms and most deficiencies, certain nutritional limitations are associated with the gluten-free diet.
Article
Full-text available
Calbindin-D9k (CaBP-9k) binds calcium with high affinity and regulates the distribution of free calcium in the cytoplasm. The expression of CaBP-9k is detected primarily in intestine that is vitamin D target tissue, and accumulates in the enterocytes of the duodenal villi. These enterocytes are the clearest example of vitamin D responsive cells, and the presence of CaBP-9k within them accentuates calcium absorption mediated by active transcellular calcium transport. It has been well established that the expression of CaBP-9k is mediated with vitamin D response element on its promoter and it regulates the amount of intracellular calcium in order to prevent cell death from reaching the toxicity of free calcium. There is now little doubt that glucocorticoid also decreases CaBP-9k expression in duodenal epithelial cells. In addition, it was reported that the level of CaBP-9k gene in enterocytes is increased in pregnancy when the plasma estradiol concentration is generally associated with a concomitant increase. Although calcium homeostasis was not disturbed in mice lacking the CaBP-9k gene, we found that CaBP-9k has a buffering role of free calcium in the cytosolic environment beyond that of calcium transfer. To expand our knowledge of the biological functions of CaBP-9k, our research has focused on defining the biological significance of intracellular CaBP-9k. Our findings suggest that the CaBP-9k gene is involved in compensatory induction of other calcium transporter genes in duodenal epithelial cells. This article summarizes the findings from recent studies on the expression and the functions of CaBP-9k in the small intestine.
Article
Full-text available
This review considers the physiological and molecular biochemical mechanisms of bile formation. The composition of bile and structure of a bile canaliculus, biosynthesis and conjugation of bile acids, bile phospholipids, formation of bile micellar structures, and enterohepatic circulation of bile acids are described. In general, the review focuses on the molecular physiology of the transporting systems of the hepatocyte sinusoidal and apical membranes. Knowledge of physiological and biochemical basis of bile formation has implications for understanding the mechanisms of development of pathological processes, associated with diseases of the liver and biliary tract.
Article
The {101̄4} surfaces of optical quality calcite (Iceland spar) were examined in air using scanning force microscopy (SFM) immediately after cleavage and during the hours and days that followed. In the absence of a visible contacting solution phase, spontaneous rearrangement of the surface was observed. Images with nanometer-scale resolution showed the formation of hillocks and holes on terraces and cleavage steps; thickness or depth varied from one to ten calcite monolayers (3-30 Å). The rate of surface change varied with geochemical system parameters such as humidity and partial pressure of N2 and CO2, but instrument parameters such as imaging force, tip composition, scanning rate, and reimaging frequency had almost no effect. On the basis of previous work documenting the existence of surface-hydration species and a layer of molecular water on samples exposed only to air, we interpret that the observed process results from dissolution and reprecipitation within an invisible layer of water that is adsorbed from air following cleavage. The dynamic nature of calcite surfaces has important implications in conceptual models for the behavior of adsorbed trace metals in unsaturated porous media or arid climates and also for attack on "dry" statues and building stones under acidic atmospheres.
Article
Fruit, vegetables, and certain components of plant foods, such as fiber, have long been thought to protect against cancer. The European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC) is a prospective cohort that includes >500,000 participants from 10 European countries and has made a substantial contribution to knowledge in this research area. The purpose of this article is to summarize the findings published thus far from the EPIC study on the associations between fruit, vegetable, or fiber consumption and the risk of cancer at 14 different sites. The risk of cancers of the upper gastrointestinal tract was inversely associated with fruit intake but was not associated with vegetable intake. The risk of colorectal cancer was inversely associated with intakes of total fruit and vegetables and total fiber, and the risk of liver cancer was also inversely associated with the intake of total fiber. The risk of cancer of the lung was inversely associated with fruit intake but was not associated with vegetable intake; this association with fruit intake was restricted to smokers and might be influenced by residual confounding due to smoking. There was a borderline inverse association of fiber intake with breast cancer risk. For the other 9 cancer sites studied (stomach, biliary tract, pancreas, cervix, endometrium, prostate, kidney, bladder, and lymphoma) there were no reported significant associations of risk with intakes of total fruit, vegetables, or fiber.
Article
Mineral supplements are required to be soluble as their bioavailability is highly correlated to their solubility in body fluids. In this study, metal binding capacity of barley protein hydrolysates and their purified fractions was investigated and expressed as increase in solubility of metal ions. Metal ions in the presence of hydrolysates exhibited a remarkable increase in solubility: 118, 32, 10, 29 and 35-fold for Fe(2+), Fe(3+), Ca(2+), Cu(2+) and Zn(2+), respectively. A mixture of low molecular weight peptides possesses a synergistic combination of both charged and hydrophobic residues and achieves the best binding metal ions. Electrostatic interactions via charged side chains and coordination binding with His and Cys, initially attract the metal ions and, afterward, hydrophobic interactions and aromatic ring stacking stabilize the positioning of metal ions in the structure of the peptide. Barley hordein hydrolysates show potential as dietary supplements that enhance both mineral solubility and bioavailability.