Calcio (minerale)
Ultima modifica 16.10.2020
INDICE
  1. Generalità
  2. Ruolo Biologico
  3. Metabolismo
  4. Fonti Alimentari
  5. Fabbisogno Nutrizionale
  6. Carenza
  7. Integratori Alimentari
  8. Eccesso di Calcio
  9. Atre Informazioni

Generalità

Il calcio è un elemento chimico con il simbolo Ca e numero atomico 20.

calcio Shutterstock

È il metallo più abbondante nel corpo umano – ma anche il quinto elemento nella lista complessiva. Questo perché ha molti ruoli biologici e svolge quindi diverse funzioni – che vedremo meglio sotto.

Esso, legandosi al fosforo (P), riveste anzitutto un'importantissima funzione strutturale (rapporto 2,5:1). I due sali, infatti, si uniscono e cristallizzando formando l'idrossiapatite. Questo sale minerale di tipo "complesso", depositandosi ordinatamente grazie all'orientamento di alcune proteine specifiche connettivali (matrice extracellulare), dà forma e struttura alle ossa, quindi allo scheletro.

L'uomo occidentale ne introduce, in linea di massima, quantità sufficienti a soddisfare i propri fabbisogni; questi ultimi, d'altro canto, variano a seconda del sesso e dell'età – sono maggiori in accrescimento, terza età – soprattutto per la donnagestazione e allattamento.

Mentre l'eccesso di calcio, in condizioni fisiologiche, non costituisce un problema grazie ai meccanismi interni di regolazione, il difetto cronico può favorire complicazioni e patologie principalmente a carico dello scheletro (osteopenia, osteomalacia, osteoporosi).

Le fonti più abbondanti di calcio sono di tipo animale (formaggi stagionati, latte, molluschi) – non dimentichiamo però che il fosforo, di cui latte e derivati sono ricchi, è un suo competitore di assorbimento intestinale – ma anche i cibi vegetali ne contengono livelli apprezzabili (soprattutto leguminose) – seppur questi ultimi apportino anche elementi chelanti antinutrizionali come l'acido ossalico.

Ruolo Biologico

Ruolo biologico e funzioni del calcio

Lo ione Ca2+ è un elemento essenziale e necessario in grandi quantità, poiché – legando vari composti organici, in particolare le proteine – è in grado di formare complessi stabili. Svolge così un ruolo fondamentale nei processi fisiologici e biochimici di cellule e tessuti.

  • È vitale per la salute dei sistemi muscolare, circolatorio e digestivo; ad esempio, regola la contrazione dei muscoli, la conduzione nervosa e la coagulazione del sangue;
  • Assieme al fosforo – con il quale dà origine all'idrossiapatite – e mediato da fattori ormonali come la vitamina D, è indispensabile per la costruzione dell'osso.

Nota: nell'idrossiapatite si trova circa il 98-99% del calcio totale; in tal modo, le ossa dello scheletro, oltre ad essere una vera e propria "impalcatura" per i muscoli, ed uno scudo per gli organi, fungono da riserva di minerali. E' quindi deducibile che il calcio possa essere mobilitato dal "serbatoio" osseo per ottemperare ad alcuni fabbisogni plasmatici ed extracellulari di vitale importanza (priorità metabolica).

  • Supporta la sintesi e la funzione delle cellule del sangue (emopoiesi).

Il calcio all'interno delle cellule (calcio intracellulare) interviene:

Quello all'esterno delle cellule (calcio extracellulare) è importante per:

  • Mantenere il potenziale di membrana;
  • Sintesi proteica;
  • Formazione ossea.

Gli ormoni responsabili del metabolismo del calcio sono: paratormone, calcitriolo (forma attiva della vit. D) e calcitonina.

Metabolismo

Assorbimento del calcio

In media, solo il 35-40% del calcio dietetico viene assorbito dall'organismo. Questa capacità varia sensibilmente in base all'apporto alimentare del sale minerale, in parte allo stato di nutrizione (apporto di vit. D), in parte ai flussi ormonali (vedi sopra: ormoni responsabili del metabolismo del calcio) ed in base all'età del soggetto. L'intestino umano vanta il maggior potenziale di assorbimento in età infantile e, gradualmente, questo si riduce con l'invecchiamento, durante il quale si manifesta una sensibile riduzione di 1,25 (OH)2 colecalciferolo.

Il calcio introdotto con la dieta viene assorbito mediante due vie ben distinte:

  • La prima è saturabile ed avviene con un meccanismo di trasporto attivo transcellulare; tale processo è mediato da un peptide vit. D-dipendente (Calcium Binding Protein) sito nella membrana esterna degli enterociti (cellule della mucosa intestinale) che lega il calcio e lo trasferisce verso la membrana basale dove viene immesso nel circolo sanguigno dalla calcio-magnesio ATPasi.
  • La seconda via di assorbimento è la diffusione passiva, un processo che prescinde dall'intervento di qualunque fattore ormonale.

Nel complesso, l'assorbimento del calcio è una capacità estremamente variabile, poiché rimane influenzato da:

  • Fabbisogno di calcio del soggetto;
  • Presenza di altre molecole nel pasto che influenzano la biodisponibilità del calcio:
    • Incrementata dalla presenza di vit. D;
    • Incrementata dalla presenza degli zuccheri, soprattutto il lattosio;
    • Incrementata dalla presenza degli amminoacidi lisina e arginina;
    • Incrementata dalla presenza di un pH intraluminale basico;
    • Diminuita dalla presenza di ossalati (molecole antinutrizionali);
    • Diminuita dalla presenza di fitati (molecole antinutrizionali);
    • Diminuita dalla presenza di fosfati;
    • Diminuita dalla presenza di nervini (caffeinaalcol - molecole antinutrizionali);
    • Diminuita dalla presenza di acidi uronici (della fibra alimentare - molecole antinutrizionali);
    • Diminuita in concomitanza a malassorbimenti patologici.

Escrezione del calcio

Il calcio presente nell'organismo (escludendo quello del pasto non assorbito e intraluminale) viene parzialmente espulso mediante: feciurine e sudore.

  • Nelle feci è riversato con le secrezioni intestinali (100-200mg/die); nelle urine, invece, l'escrezione di calcio varia sensibilmente in base alla soggettività ed allo stato di nutrizione.
  • Sono elementi predisponenti all'escrezione urinaria del calcio: sodio, fosforo e proteine (anche se queste ultime, in base agli ultimi approfondimenti, non sembrano direttamente correlate al fenomeno ma contribuiscono all'equilibrio acido-base complessivo - vedi PRAL); è quindi deducibile che l'eccesso nutrizionale di questi tre elementi possa incrementare l'eliminazione urinaria del calcio.
  • Le perdite sudoripare di calcio possono anche essere di notevole entità (vedi gli sportivi).

Il metabolismo del calcio prevede l'interazione di numerosi sistemi fisiologici deputati all'accrescimento/mantenimento della struttura scheletrica e dell'omeostasi generale (plasma, liquidi extracellulari ed intracellulari).
Il calcio sierico (o calcemia) è regolato principalmente da:

  1. Assorbimento intestinale;
  2. Attivazione della vit. D ad opera del fegato e dei reni (funzione mista: pro-assorbente intestinale, incrementa il riassorbimento osseo e aumenta la capacità specifica del paratormone);
  3. Riassorbimento o escrezione del calcio ad opera dei reni in funzione della:
    • Sintesi e secrezione di calcitonina ad opera delle cellule parafollicolari della tiroide (IPOcalcimizzante sierico);
    • Sintesi e secrezione del paratormone ad opera delle paratiroidi (IPERcalcimizzante sierico).

Il calcio intra ed extracellulare varia le proprie concentrazioni in base al calcio sierico, al gradiente di concentrazione ed ai meccanismi di equilibrio cito-istologici specifici.

A livello osseo, invece, il calcio è regolato principalmente dall'attività di cellule specifiche quali: osteoblasti, osteoclasti ed osteociti. Per maggiori informazioni si consiglia di leggere l'articolo dedicato al metabolismo dell'osso.

Fonti Alimentari

Il calcio è una componente nutrizionale presente sia negli alimenti che nell'acqua, tuttavia, esistono non poche perplessità sulla reale biodisponibilità del sale minerale derivante da alcune fonti dietetiche.

Gli alimenti che apportano la maggior parte del calcio dietetico sono quelli appartenenti al gruppo del latte e derivati (65% del contenuto complessivo di una dieta "tipica"). Seguono gli ortaggi e le verdure (12%), i cereali (8,5%) ed infine le carni ed il pesce (6,5%); le uova non contengono grosse quantità di calcio mentre i legumi, pur apportandone (in alcuni casi) livelli degni di nota, a causa dell'elevato contenuto in molecole antinutrizionali, potrebbero non costituirne una fonte significativa.

E' comunque doveroso specificare che nel caso dei legumi, ma anche dei cereali, degli ortaggi e della frutta (secca e fresca), alcune molecole responsabili della riduzione della biodisponibilità possono essere moderate/inibite per: estrazione - diluizione (ammollo, ricambio e cottura in acqua), trattamenti fisico-chimici, interazioni con altri fattori intrinseci od estrinseci degli alimenti e fermentazione della flora batterica intestinale. In particolare, quest'ultima componente potrebbe incrementare sensibilmente l'assorbimento del calcio non biodisponibile a livello dell'intestino colon - cieco.

Le acque ricche di sali minerali, ovvero quelle con un residuo fisso molto elevato, si avvalgono di ottime concentrazioni di calcio (400mg/l) e di altri sali; d'altro canto alcune correnti di pensiero sostengono che il calcio contenuto nell'acqua non sia realmente assorbibile e che quindi non debba essere conteggiato nell'apporto dietetico complessivo del sale minerale in questione.

A dir il vero, gli studi sperimentali hanno dato esiti contrastanti e, al fine di garantire i livelli di assunzione raccomandati, sarebbe auspicabile coprire il fabbisogno di calcio dietetico esclusivamente per mezzo degli alimenti.

Quali sono le principali fonti alimentari di calcio?

Le principali fonti alimentari di calcio includono:

  • Prodotti lattiero-caseari: come latte, yogurt e simili (kefir ecc) e formaggi – soprattutto stagionati;

Nota: essendo il calcio un elemento idrosolubile, la sua concentrazione è superiore nel latte o derivati magri piuttosto che in quelli grassi.

  • Prodotti della pesca: pesce – soprattutto "intero", come le sardine o alici, ma anche la sola carne di altre specie; molluschi, soprattutto bivalvi – come le cozze;
  • Leguminose e derivati: soprattutto soia – quindi tofu, tempeh ecc – ma anche fagioli, ceci, lenticchie ecc;
  • Ortaggi: soprattutto Brassicacee – quindi tutti i tipi di cavoli;
  • Alimenti rinforzati: in particolare i cereali per la colazione.

Fabbisogno Nutrizionale

PRI e AI per il calcio nella popolazione italiana

ASSUNZIONE RACCOMANDATA DI CALCIO PER LA POPOLAZIONE (PRI) E ASSUNZIONE ADEGUATA (AI)
  Età Calcio (mg)
LATTANTI 6-12 mesi 260
BAMBINI-ADOLESCENTI    
  1-3 anni 700
  4-6 anni 900
  7-10 anni 1100
Maschi 11-14 anni 1300
  15-17 anni 1300
Femmine 11-14 anni 1300
  15-17 anni 1200
ADULTI    
Maschi 18-29 anni 1000
  30-59 anni 1000
  60-74 anni 1200
  ≥75 anni 1200
Femmine 18-29 anni 1000
  30-59 anni 1000
  60-74 anni 1200
  ≥75 anni 1200
GRAVIDANZA   1200
ALLATTAMENTO   1000

Population Reference Intake (PRI): assunzione raccomandata per la popolazione. Il livello di assunzione del nutriente sufficiente a soddisfare il fabbisogno di quasi tutti (97,5%) i soggetti sani in uno specifico gruppo di popolazione.

Adequate Intake (AI): assunzione adeguata. Il livello di assunzione del nutriente che si assume adeguato a soddisfare i fabbisogni della popolazione. In genere si ricava dagli apporti medi osservati in una popolazione apparentemente sana ed esente da carenze manifeste. È usato quando AR e PRI non possono essere ragionevolmente formulati sulla base delle evidenze scientifiche disponibili.

Carenza

Ipocalcemia e calcio

Un'assunzione inadeguata di calcio può favorire ipocalcemia, tuttavia spesso causata anche da una sintesi o assunzione inadeguata di vitamina D, da una secrezione inadeguata dell'ormone paratiroideo, dal difetto dei recettori PTH nelle cellule. Il sintomo principale è l'ipereccitabilità neuromuscolare, che potenzialmente causa tetania e interruzione della conduttività nel tessuto cardiaco.

Carenza nutrizionale di calcio

Poiché il calcio è necessario per lo sviluppo osseo, molte malattie ossee possono essere ricondotte alla matrice organica o all'idrossiapatite nella struttura molecolare o nell'organizzazione dell'osso.

L'osteoporosi, in particolare, rappresenta una riduzione del contenuto di minerali dell'osso per unità di volume, che si manifesta in terza età, e che viene trattata con una combinazione di: calcio, vitamina D esogena, bifosfonati e terapia motoria.

Il sistema più efficacie per evitarla rimane la prevenzione, che si basa sul raggiungimento del picco di massa ossea in fase di sviluppo, con l'evitazione dei fattori di rischio e con l'adozione nel corso della vita di una dieta adeguata e del giusto livello di attività fisica auspicabile.

Quantità inadeguate di calcio, vitamina D alimentare o esposizione solare (necessaria alla sintesi endogena della stessa) e/o fosforo, possono provocare una maggior fragilità ossea, anche in età adulta, chiamata osteomalacia.

In fase di crescita, un deficit grave di questi elementi può invece provocare il rachitismo.

Integratori Alimentari

Integratori alimentari di calcio

Il calcio è un costituente comune degli integratori alimentari multivitaminici e multiminerali, ma la tipologia dei complessi di calcio utilizzati può differire in termini di biodisponibilità, che varia in base alla solubilità del sale in questione.

Citrato di calcio, malato e lattato sono altamente biodisponibili, mentre l'ossalato lo è molto poco.

Altre preparazioni a base di calcio includono carbonato di calcio, citrato malato di calcio e gluconato di calcio.

L'intestino assorbe circa un terzo del calcio ingerito come ione libero e il livello di calcio nel plasma viene quindi regolato dai reni.

Eccesso di Calcio

In teoria, un consumo eccessivo di calcio può causare ipercalcemia. Tuttavia, poiché il calcio viene assorbito in modo piuttosto inefficiente dall'intestino, è più probabile che tale condizione venga causata da un'eccessiva secrezione di ormone paratiroideo (PTH) o forse da un'eccessiva assunzione nutrizionale di vitamina D, che facilitano l'assorbimento del minerale.

Tutte queste condizioni possono favorire il deposito di sali di calcio nel cuore, nei vasi sanguigni o nei reni.

I sintomi includono anoressia, nausea, vomito, perdita di memoria, confusione, debolezza muscolare, aumento della minzione, disidratazione e malattia metabolica ossea.

L'ipercalcemia cronica porta tipicamente alla calcificazione dei tessuti molli e a gravi conseguenze come la perdita di elasticità delle pareti vascolari e l'interruzione del flusso sanguigno, oppure la rottura della placca e la trombosi.

Calcio alimentare e calcoli renali

L'eccessiva assunzione di calcio con la dieta aumenta il rischio di calcoli renali, una condizione estremamente dolorosa derivante dalla formazione di cristalli di ossalato di calcio che tendono a depositarsi nel tratto urinario.

C'è tuttavia chi sostiene che il problema fondamentale non sia proprio il livello di calcio alimentare – escludendo l'abuso di integratori, ovviamente – ma più che altro di acido ossalico (antinutriente tipicamente vegetale).

Tolerable Upper Intake Levels

Vito il potenziale abuso di integratori alimentari e a causa dei possibili effetti collaterali (anche nelle persone sane) – peraltro visibili solo a lungo termine, come la calcolosi renale – EFSA (European Food Safety Authority) e IOM (U.S. Institute of Medicine) hanno stabilito dei "Tolerable Upper Intake Levels" (UL), o limiti superiori d'assunzione tollerabili.

  • Dall'IOM:
    • Le persone di età compresa tra 9 e 18 anni non devono superare l'assunzione combinata tra alimenti e integratori di 3 g / die (3000 mg / die);
    • Per età 19–50, non oltre 2,5 g / die (2500 mg / die);
    • Dai 51 anni in su, non sopra i 2 g / die (2000 mg / die).
  • L'EFSA ha fissato l'UL per tutti gli adulti a 2,5 g / die (2500 mg / die), ma ha dichiarato che le informazioni per bambini e adolescenti non sono sufficienti a determinare l'UL specifica.

Atre Informazioni

Il calcio è al terzo posto nella lista dei più presenti sulla crosta terrestre – dopo ferro e alluminio – è particolarmente diffuso sotto forma di carbonato di calcio (da calcare e resti fossili della prima vita marina; anche il gesso, l'anidrite, la fluorite e l'apatite sono fonti di calcio).

Essendo un metallo alcalino terroso, quando esposto all'aria reagisce formando uno strato scuro di ossido di nitruro. Le sue proprietà fisiche e chimiche sono molto simili a quelle dei suoi omologhi più pesanti quali stronzio e bario.

Alcuni composti di calcio erano noti già agli antichi, sebbene la loro chimica fosse sconosciuta fino al XVII secolo. Il calcio puro fu isolato nel 1808 tramite elettrolisi del suo ossido da Humphry Davy, che diede il nome all'elemento.

I composti a base di calcio sono ampiamente utilizzati in molti settori industriali:

  • Negli alimenti e nei prodotti farmaceutici per l'integrazione nutrizionale di calcio;
  • Nell'industria della carta come sbiancante;
  • Come componenti del cemento e isolanti elettrici e nella produzione di saponi.

In forma pura ha poche applicazioni a causa della sua elevata reattività; tuttavia, in piccole quantità viene spesso utilizzato come componente di lega nella produzione dell'acciaio e, talvolta, come lega calcio-piombo, nella produzione di batterie per automobili.

Autore

Riccardo Borgacci

Riccardo Borgacci

Dietista e Scienziato Motorio
Laureato in Scienze motorie e in Dietistica, esercita in libera professione attività di tipo ambulatoriale come dietista e personal trainer