Jednym z makroelementów niezbędnych do życia jest wapń.

Od dawna wiadomo, że kluczową rolę w rozwoju układu kostnego i zapobieganiu zanikowi tkanki kostnej odgrywa odpowiednie zaopatrzenie organizmu w wapń i witaminę D. Ich niedobór powoduje w wieku dziecięcym krzywicę, w okresie intensywnego wzrastania jest przyczyną osiągnięcia niskiej szczytowej masy kostnej a następnie prowadzi do zanikania tkanki kostnej i osteoporozy. Wapń wchodzi w skład macierzy kostnej, którą wzmacnia i w której jednocześnie jest przechowywany jak w swego rodzaju magazynie. W razie potrzeby organizm pobiera wapń z tego magazynu, a proces ten jest uruchamiany poprzez zwiększoną syntezę i wydzielanie parathormonu z przytarczyc.

Witamina D w swej aktywnej postaci (1,25-OH cholecalcyferol) jest hormonem kalcytropowym, mającym wpływ na wchłanianie wapnia, utrzymanie homeostazy wapniowo-fosforowej organizmu i mineralizowanie macierzy kostnej. W ten oto sposób można najprościej określić znaczenie wapnia i witaminy D dla kości.

Układ kostny jest integralną częścią narządu ruchu. Pełni w organizmie funkcję podporową oraz - dla niektórych narządów - ochronną, a także stanowi magazyn pierwiastków potrzebnych do prawidłowego funkcjonowania różnych komórek (np. mięśniowych czy nerwowych). Tkanka kostna żyje i zmienia się przez całe życie człowieka. W dzieciństwie i okresie dojrzewania kości rosną i rozbudowują się. W życiu dorosłym w kości muszą dokonywać się naprawy licznych mikrouszkodzeń związanych
z urazami i "zmęczeniem materiału". Bez tych napraw nie byłoby możliwe zachowanie odporności mechanicznej tkanki kostnej. Procesy przebudowy toczą się równocześnie w wielu miejscach układu kostnego w tzw. jednostkach przebudowy kości. Komórki kościogubne (osteoklasty) uprzątają wpierw starą, niepełnowartościową tkankę, następnie osteoblasty (komórki kościotwórcze) wypełniają powstałe jamki nową kością (osteoidem), która musi ulec wysyceniu solami wapnia, żeby uzyskać odpowiednią twardość.

Tak więc kość jest zbudowana z minerałów - kryształów hydroksyapatytu - stanowiących około 65% jej składu, macierzy organicznej (około 35%) składającej się z kolagenu, innych białek i lipidów, komórek: osteoblastów, komórek wyściółki, osteocytów i osteoblastów oraz wody. Najważniejszym składnikiem mineralnym tkanki kostnej jest fosforan wapnia, który tworzy kryształy hydroksyapatytu. Od prawidłowego wysycenia organicznej macierzy solami wapnia zależy w znacznej mierze odporność mechaniczna kości. W organizmie dorosłego człowieka znajduje się 900-1350 gramów wapnia, z czego aż 99% zdeponowane jest w kościach. Wapń jest dostarczany organizmowi w diecie. Dzienne zapotrzebowanie na ten pierwiastek zmienia się w zależności od okresu życia. Przeciętnie można je oszacować na 1000 mg, ale np. w okresie szybkiego wzrastania czy w czasie laktacji wynosi 1500 - 2000 mg.

Zwiększona podaż wapnia konieczna jest też u kobiet po menopauzie (około 1500 mg). Od prawidłowego dowozu wapnia zależy w dużym stopniu tempo zaniku kostnego, uwarunkowane w tym okresie spadkiem poziomu estrogenów w organizmie kobiety. Niedobór wapnia w diecie stanowi dodatkowy czynnik aktywujący niszczenie tkanki kostnej dla pozyskania tego pierwiastka na potrzeby innych narządów. Przeciętna dieta w Polsce daleka jest od prawidłowej zawartości wapnia. Szacuje się, że dzienne spożycie wapnia w naszym kraju wynosi 400 - 800 mg. Najbogatszym w wapń produktem spożywczym jest mleko i jego przetwory: kefir, jogurt. Dostarczenie organizmowi 1000 mg wapnia oznacza wypicie 4 szklanek mleka. Wiele osób nie lubi mleka, wśród ludzi dorosłych zdarza się nierzadko nietolerancja mleka spowodowana zmniejszoną produkcją laktazy w trzustce. Ludzie, którzy nie lubią lub nie mogą pić mleka powinni zażywać preparaty wapniowe (lub wapniowo-witaminowe), o ile nie mają jakichś przeciwwskazań, np. kamicy nerkowej szczawianowo-wapniowej.

Rola w organizmie

- Kości i zęby. Podstawową funkcją wapnia jest budowa i utrzymanie zdrowych kości i zębów, co sprawia, że ciągłe dostawy tego pierwiastka są konieczne przez całe życie, zwłaszcza jednak w okresach rozwoju: w dzieciństwie, podczas ciąży, i w okresie karmienia piersią. Wapń obecny w kościach przybiera różne postacie. Jedna z nich jest ściśle związana w tkance kostnej i nie można jej stamtąd łatwo usunąć. Inna postać wapnia obecna w tkance kostnej może się z niej łatwo wyodrębniać, aby regulować stężenie tego pierwiastka we krwi. Ta wymienna część wapnia odkłada się w tkance wówczas, kiedy dieta zawiera wystarczające ilości tego pierwiastka; kiedy wyczerpią się i te rezerwy, a pożywienie jest zbyt ubogie w wapń, uwalnia się pierwiastek również z mniej "wymiennej" części, co może doprowadzić do osteoporozy.

Jak większość tkanek, kości również, ulegają ciągłej przebudowie. W ciągu całego życia kości wytracają i magazynują wapń, co powoduje nieustanne przekształcanie się tkanki kostnej. U dzieci zapasy przewyższają straty, co sprawia, że kości rosną i stają się coraz twardsze. Zawartość wapnia w pożywieniu spada, ubytek może przewyższyć magazynowanie. Kości stają się wtedy rzadsze i bardziej podatne na urazy. U osoby zdrowej, której dieta zawiera dostateczną ilość wapnia, procesy magazynowania i wydalania powinny być zrównoważone. Znaczy to, że kości powinny zyskiwać codziennie mniej więcej tyle samo wapnia, ile wytracają. Powiedzenie, że każde urodzone dziecko powoduje u kobiety utratę jednego zęba, mija się z prawdą, ponieważ nawet w momentach największego zużycia wapnia zęby nie tracą go aż tyle.

- Krzepnięcie krwi. Wapń jest konieczny dla zachowania właściwej krzepliwości krwi, wpływa więc na procesy gojenia się ran.

- Ciśnienie krwi. Odpowiednie spożycie wapnia pomaga zachować właściwe ciśnienie krwi. W krajach, gdzie ludzie spożywają dużo bogatego w wapń mleka i produktów spożywczych, przypadki nadciśnienia tętniczego są rzadkie. Przyjmowanie dodatkowych dawek wapnia pomaga zachować właściwe ciśnienie krwi, a zwiększone dawki pozwalają je obniżyć u osób chorych na nadciśnienie tętnicze.

- Nowotwory. Wapń wraz z witaminą D mogą chronić przed rakiem okrężnicy. Osoby cierpiące na tę odmianę nowotworu spożywają mniej wapnia i witaminy D niż osoby zdrowe. Zaniżone spożycie wapnia i witaminy D może podnieść ryzyko zachorowania na raka sutka, jednak ta hipoteza nie jest jeszcze poparta dostatecznymi danymi.

- Cukrzyca. U wielu osób cierpiących na cukrzycę stwierdzono zawyżone stężenie wapnia. Może to powodować zaburzenia metabolizmu tego pierwiastka i jego funkcjonowania w procesach zachodzących w organizmie. Niektóre dolegliwości towarzyszące cukrzycy, takie jak choroby serca i zaćma, mogą mieć związek ze zmianami w metabolizmie wapnia.

- Enzymy i hormony. Wapń jest niezbędny do produkcji i uaktywniania licznych enzymów i hormonów, które regulują trawienie, gospodarkę tłuszczową i energetyczną organizmu oraz wytwarzanie śliny.

- Choroby serca. Wzmożone wchłanianie wapnia (zarówno pod postacią tabletek, jak produktów powstałych ze sfermentowanego mleka, na przykład jogurtu) może obniżyć poziom cholesterolu we krwi, a co za tym idzie, również ryzyko wykształcenia się choroby serca. Dla jej zapobiegania ważne jest zachowanie równowagi między wapniem i magnezem. Niebezpieczeństwo choroby wzrasta, kiedy spożycie wapnia jest zbyt duże w stosunku do stężenia magnezu.

- Błony komórkowe. Wapń bierze udział w przenoszeniu składników odżywczych i innych substancji przez błony komórkowe; pomaga też w utrzymaniu w dobrym stanie wszystkich błon komórkowych oraz tkanki łącznej: "kleju", który łączy komórki w tkanki.

- Skurcz mięśni. Wapń i magnez współdziałają przy właściwych skurczach mięśni, także mięśnia sercowego. Odpowiednie proporcje pomiędzy wapniem, sodem, potasem i magnezem pozwalają zachować optymalne napięcie mięśniowe.

- Przewodzenie impulsów nerwowych. Wapń jest niezbędny dla właściwego działania układu nerwowego. Komórki nerwowe stają się nadwrażliwe, kiedy stężenie wapnia we krwi spada poniżej normy. Może się pojawić tężyczka: bolesne skurcze mięśni. Wapń wspomaga również uwalnianie neuroprzekaźników: substancji przenoszących informacje z jednej komórki nerwowej do drugiej.

- Choroby ozębnej. Choroby dziąseł zwane są też chorobami ozębnej. Przyjmowanie preparatu minerałowego lub podniesienie zawartości wapnia w pożywieniu do 1000 - 2000 mg dziennie może zmniejszyć ryzyko zachorowania lub usunąć objawy chorób ozębnej. Dieta uboga w wapń może podnieść ryzyko zachorowania.

Niedobór

- Nadciśnienie tętnicze. Zaniżone stężenie wapnia wewnątrz komórek i poza nimi oraz zachwianie proporcji między wapniem i sodem zwiększają ryzyko wystąpienia nadciśnienia tętniczego. Spożywanie zwiększonej ilości wapnia często łagodzi lub likwiduje objawy choroby.

- Osteoporoza - zrzeszotnienie kości. Osteoporoza jest typową chorobą wynikającą z długotrwałego niedoboru wapnia. Niedostateczne spożycie wapnia prowadzi do nadmiernej utraty pierwiastka z tkanki kostnej (osteo znaczy kość, a porosis - porowaty). Pierwsze ulegają chorobie kości kręgosłupa i żuchwy.

- Tężyczka. Rezultatem bardzo dużego spadku stężenia wapnia we krwi może być wzmożona czułość nerwów i związane z tym skurcze mięśni: dolegliwość zwana tężyczką. Najbardziej narażone na tężyczkę są kobiety w ciąży, których pożywienie zawiera zbyt małe ilości wapnia lub zbyt wiele fosforu.
 

Zalecane dawki dzienne

Ponieważ zdolność przyjmowania wapnia przez organizm jest bardzo różna u różnych ludzi, ustalenie zalecanego spożycia jest w tym przypadku trudne. W niektórych rejonach świata osoby spożywające nawet 200 mg wapnia dziennie mogą cieszyć się dobrym zdrowiem. W Stanach Zjednoczonych dzienna dawka 800 mg może się okazać zbyt niska, żeby zapobiec osteoporozę. Dietetycy sugerują dawki 1000-1200 mg dla kobiet przed menopauzą i 1500-1700 mg dla kobiet po menopauzie, które nie przyjmują estrogenu. Dzienne zapotrzebowanie na wapń wzrasta również co najmniej do 1200 mg u kobiet w ciąży i matek karmiących. Przyjmowanie dawek wapnia przekraczających zalecane spożycie dzienne w okresach szybkiego wzrostu, tj. w dzieciństwie, okresie dojrzewania, a nawet "wczesnej dorosłości", wzmacnia kości i zmniejsza ryzyko zachorowania na osteoporozę w późniejszym wieku.

Toksyczność

Nadmierne spożycie wapnia, przekraczające kilka gramów dziennie, może znacznie podnieść stężenie tego pierwiastka we krwi i zagrozić odkładaniem się go w tkankach miękkich, na przykład nerek lub serca. Badania nie potwierdzają jednak wpływu wapnia na tworzenie się kamieni nerkowych. Jego nadmiar może obniżyć wchłanianie żelaza i cynku oraz zaburzyć metabolizm witaminy K i spowodować utratę wapnia z tkanki kostnej.

Ostatnie badania preparatów wapniowych wykazują, że "naturalne" preparaty z muszli ostryg czy kości zawierają często dawki ołowiu szkodliwe dla dzieci. Ołów może powodować obniżenie współczynnika inteligencji i zaburzenia w rozwoju systemu nerwowego u małych dzieci.

Inne preparaty, jak węglan wapnia lub cytrynian wapnia, uważa się za bezpieczniejsze źródła tego minerału.

Powiązania z innymi składnikami odżywczymi

- Wapń, magnez, cynk, fluor i fosfor współdziałają przy tworzeniu i zachowywaniu w dobrym stanie kości i zębów.

- Właściwe proporcje wapnia i fosforu oraz wapnia i magnezu są kluczowe dla właściwego wchłaniania i wydalania tych pierwiastków.

- Do wchłaniania wapnia organizm potrzebuje witaminy D, a więc niedobór witamin D hamuje wchłanianie wapnia.

- Wapń konkuruje z cynkiem, manganem, magnezem, miedzią i żelazem przy wchłanianiu w jelicie cienkim. Zwiększone wchłanianie jednego z tych minerałów może obniżyć tempo wchłaniania pozostałych. Wapń może neutralizować ujemny wpływ chlorku sodu na nadciśnienie. wzajemne oddziaływanie wapnia i innych elektrolitów, takich jak sód, potas i magnez, może źle wpływać na ciśnienie krwi.

Ryzyko chorób serca wzrasta u ludzi, którzy spożywają zbyt duże dawki wapnia w porównaniu z magnezem. Nadmiar białka, tłuszczu lub fosforu w pożywieniu zmniejsza wchłanianie wapnia przez organizm. Wapń zmniejsza wchłanianie glinu i ołowiu z pożywienia, lecz cytrynian wapnia może zwiększyć wchłanianie glinu.

Przygotowując posiłki najczęściej bierzemy pod uwagę ich kaloryczność. Rzadko zastanawiamy się nad zawartością wapnia. Z drugiej strony, policzenie ilości wapnia w posiłku nie jest zadaniem prostym.

Zestawienie wybranych produktów i zwartość wapnia w porcji

ilość produktu - zawartość wapnia w mg

1 kromka pieczywa pełnoziarnistego - 23
1 kromka pieczywa jasnego - 10
1 kromka pieczywa tostowego - 10
ser żółty (50g) - 493
twarożek (1/2 szklanki) - 105
jogurt (3/4 szklanki) - 292
płatki owsiane (2 czubate łyżki) - 80
jajko kurze - 25
1 łyżeczka masła - 2
4 plasterki kiełbasy - 10
pączek - 30
1 duże jabłko - 10
1 duży banan - 17
1 pomidor - 25
szklanka mleka pełnego - 285
szklanka soku pomarańczowego - 20
szklanka kakao - 300
marchew 100g - 50
ryby morskie 100g - 20 - 60
fasola 100g - 100 - 150