MINÉRAUX ET OLIGO-ÉLÉMENTS
FONCTIONS PHYSIOLOGIQUES DU CALCIUM
Le calcium joue un rôle central dans un grand nombre de fonctions essentielles.
- Régulation hormonale et rôle du calcium dans le métabolisme osseux et dentaire
Le métabolisme du calcium est régulé par 3 grands systèmes de transport :
- l’absorption intestinale
- la réabsorption rénale
- le renouvellement osseux
Les principaux facteurs qui maintiennent le calcium dans le sang à des niveaux constants sont la vitamine D3 (1,25-dihydroxyvitamine D3 (1,25(OH) 2 D3), l’hormone parathyroïdienne (PTH) et le facteur de croissance des fibroblastes [1]. Une diminution de concentration de calcium sérique stimule la libération de PTH. Puis, la PTH se lie à son récepteur dans les reins, où elle augmente la réabsorption du calcium et la production de la vitamine D3. Lorsque les niveaux de calcium sanguin sont adéquats, un mécanisme régulateur distinct entre en jeu, impliquant l’hormone calcitonine. Elle inhibe la résorption osseuse et augmente l’excrétion rénale de calcium [1].
Au niveau osseux, le calcium est le principal composant sous forme de cristaux d'hydroxyapatite. Il joue un rôle dans la minéralisation et la structure du squelette. Au niveau des dents, les odontoblastes, situés dans la pulpe dentaire, sécrètent la dentine. La dentine est ensuite minéralisée par des cristaux de calcium et de phosphate pour former une structure solide et résistante [2].
- Le calcium et la contraction musculaire
Dans les cellules musculaires, le calcium agit comme un régulateur clé de la contraction en interagissant avec des protéines contractiles notamment la troponine et la tropomyosine dans le muscle strié. Lorsque les cellules musculaires sont stimulées par l’influx nerveux, le calcium est libéré des réserves intracellulaires, principalement le réticulum sarcoplasmique. [3]
Le calcium se lie alors à la troponine C, provoquant un changement conformationnel qui expose les sites actifs sur la tropomyosine. Cela permet à la myosine (une protéine contractile) de se lier aux sites actifs sur l'actine (une autre protéine contractile), déclenchant ainsi le cycle de la contraction musculaire. [4] Le calcium intracellulaire (Ca2+) représente l’un des seconds messagers de signalisation les plus omniprésents dans les cellules vivantes. [5]
- Le calcium et la signalisation cellulaire
Le calcium joue un rôle dans le processus de division et de signalisation cellulaire. Pendant la phase de mitose, le calcium agit comme un régulateur clé en activant diverses kinases, telles que les kinases dépendantes de calcium (CDK), qui sont des enzymes impliquées dans la régulation du cycle cellulaire. Il participe également à la formation et à la stabilisation du fuseau mitotique, une structure constituée de microtubules qui sépare les chromosomes pendant la division cellulaire [6].
- Le calcium et neuroplasticité
Le calcium intègre aussi le système nerveux y compris la transmission synaptique, l’intégration des signaux et la plasticité neuronale. Par exemple, l'augmentation des niveaux de calcium intracellulaire déclenche la fusion des vésicules contenant des neurotransmetteurs avec la membrane cellulaire, libérant ainsi les neurotransmetteurs dans la fente synaptique [7].
Le calcium joue aussi un rôle crucial dans la plasticité synaptique, le processus par lequel les synapses se renforcent ou s'affaiblissent en réponse à l'activité neuronale. Par exemple, des niveaux élevés de calcium intracellulaire peuvent déclencher des mécanismes de renforcement synaptique, tels que la potentiation à long terme (LTP), qui renforce la transmission synaptique et améliore la communication entre les neurones [7].
En résumé, le calcium est un minéral majeur pour la santé osseuse, musculaire et nerveuse.
BIODISPONIBILITÉ ET ABSORPTION DU CALCIUM
Le calcium est absorbé au niveau de la partie proximale de l’intestin grêle sous forme de calcium ionisé (Ca2+). Ce processus se fait par le biais du transport actif transcellulaire qui nécessite d’énergie d’ATP. Il se déroule dans le duodénum et le jéjunum supérieur et il est stimulé par la vitamine D.
La vitamine D augmente la résorption du calcium en cas de baisse du taux de calcium sanguin dans les périodes de besoins accrus. L’influx de calcium se fait grâce à un canal calcique (TRPV6). L’efflux de calcium est assuré par une pompe au calcium et l’échangeur Na/Ca [8].
Le lait est la source alimentaire la plus connue de calcium. Entre 25 et 45 % du calcium apporté par le lait est absorbé par l’intestin. La biodisponibilité de calcium alimentaire est favorisée par un apport adéquat de la vitamine D, du lactose, de protéines (acides aminés : lysine, arginine) et d’acides organiques (acide citrique, acide malique).
En cas de supplémentation, la teneur en calcium et la biodisponibilité, qui correspond à la quantité réellement absorbée par l’organisme, varient selon les formes de supplémentation de calcium
Cependant, une alimentation riche en fibres et en acide oxalique provenant des épinards ou de la rhubarbe, s’oppose à l’absorption intestinale de calcium. Les oxalates dans le thé et le café ou les tanins du vin peuvent complexer l’absorption du calcium.
SOURCES ALIMENTAIRES DE CALCIUM
Les principales sources alimentaires de calcium sont les produits laitiers, les légumineuses, les fruits à coque, les produits céréaliers, certains légumes à feuilles (chou, blettes, épinards), les fruits de mer. [9]
Selon la table Ciqual : Teneur en calcium des aliments (mg/100g)
APPORTS ET BESOINS RECOMMANDÉS EN CALCIUM
Les besoins en calcium se font essentiellement par l’alimentation équilibrée. Selon l'Anses (Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation et du travail), les besoins quotidiens en calcium sont de 1000 mg par jour pour un adulte de 18 à 24 ans et de 950 mg pour un adulte de 25 ans et plus. [10] L’apport quotidien maximal du calcium considéré comme peu susceptible de présenter des effets néfastes sur la santé est de 2500 mg par jour.
CARENCES EN CALCIUM
La carence en calcium est un problème de santé très répandu dont les symptômes peuvent être subtils, comme des crampes musculaires, des ongles cassants et des caries. Mais à long terme, une carence chronique peut entraîner des problèmes de santé plus graves, notamment l’ostéoporose et un risque accru de fractures. Elle peut aussi affecter la régulation nerveuse cardiaque et musculaire. Une hypocalcémie chronique ne peut survenir que s’il existe une anomalie de la production ou de l’action de la parathormone thyroïdienne et/ou de la vitamine D.
RECOMMANDATIONS D’USAGE ET INTERACTIONS
Il est recommandé aux femmes enceintes et allaitantes et aux personnes prenant un traitement médical de prendre conseil auprès d’un professionnel de santé avant toute supplémentation en calcium.
LES PROPRIÉTÉS RECONNUES DU CALCIUM PAR L’EFSA :
● Contribue à une coagulation sanguine normale.
● Contribue à un métabolisme énergétique normal.
● Contribue à une fonction musculaire normale.
● Contribue à une neurotransmission normale.
● Contribue au fonctionnement normal des enzymes digestives.
● Joue un rôle dans les processus de division et de spécialisation cellulaires.
● Nécessaire au maintien d’une ossature normale.
● Contribue à réduire la perte de densité minérale osseuse chez les femmes ménopausées.
● Nécessaire au maintien d’une dentition normale.
RETROUVEZ CET ACTIF DANS :
Références bibliographiques :
1. Ciosek Ż, Kot K, Kosik-Bogacka D, Łanocha-Arendarczyk N, Rotter I. The Effects of Calcium, Magnesium, Phosphorus, Fluoride, and Lead on Bone Tissue. Biomolecules. 2021 Mar. 28;11(4):506. doi: 10.3390/biom11040506. PMID: 33800689; PMCID: PMC8066206.
2. Matikainen N, Pekkarinen T, Ryhänen E M & Schalin-Jäntti C. Physiology of Calcium Homeostasis: An Overview. Endocrinology and metabolism clinics of North America. 2021. 50(4), 575–590. https://doi.org/10.1016/j.ecl.2021.07.005.
3. Tu MK, Levin JB, Hamilton AM, Borodinsky LN. Calcium signaling in skeletal muscle development, maintenance and regeneration. Cell Calcium. 2016 Mar. 59(2-3):91-7. doi: 10.1016/j.ceca.2016.02.005. Epub 2016 Feb 20. PMID: 26944205; PMCID: PMC4834241.
4. Terrell K, Choi S, Choi S. Calcium's Role and Signaling in Aging Muscle, Cellular Senescence, and Mineral Interactions. Int J Mol Sci. 2023 Dec. 1;24(23):17034. doi: 10.3390/ijms242317034. PMID: 38069357; PMCID: PMC10706910.
5. Terjung Ronald . Calcium Transport and Signaling in Mitochondria. Comprehensive Physiology. 2011. 623–634. doi:10.1002/cphy.c160013.
6. Patergnani S, Danese A, Bouhamida E, Aguiari G, Previati M, Pinton P & Giorgi C. Various Aspects of Calcium Signaling in the Regulation of Apoptosis, Autophagy, Cell Proliferation, and Cancer. International journal of molecular sciences. 2020. 21(21), 8323. https://doi.org/10.3390/ijms21218323.
7. Jędrzejewska-Szmek, J, Dorman D B, Blackwell K T. Making time and space for calcium control of neuron activity. Current opinion in neurobiology. 2023. 83, 102804. https://doi.org/10.1016/j.conb.2023.102804.
8. Shkembi B, Huppertz T. Calcium Absorption from Food Product: Food Matrix Effects. Nutrients. 2021 Dec. 30;14(1):180. doi: 10.3390/nu14010180. PMID: 35011055; PMCID: PMC8746734.
9. Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES).Table de composition nutritionnelle Ciqual pour le calcul des apports nutritionnels CALNUT. 2020. https://ciqual.anses.fr/.
10. Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES). Le calcium : pourquoi et comment en consommer? . 2022 https://www.anses.fr/fr/content/le-calcium-pourquoi-et-comment-en-consommer.