Równowaga mineralna w organizmie – jak powinna wyglądać prawidłowa diagnostyka?

Utrzymanie równowagi mineralnej organizmu to proces, na który mają wpływ różne czynniki. Oczywistym aspektem utrzymania prawidłowej równowagi mineralnej jest także podaż i utrata poszczególnych składników. Zaburzenia gospodarki wapniowo-fosforanowej mogą wiązać się z bardzo poważnymi i niebezpiecznymi zaburzeniami funkcjonowania układu krążenia, układu nerwowego, układu kostno-szkieletowego oraz przewodu pokarmowego. Niedobory magnezu mogą skutkować skurczami mięśni, drżeniami czy zaburzeniami rytmu serca. Zaburzone ilości żelaza mogą z kolei skutkować różnymi postaciami anemii, osłabieniem organizmu i innymi, znacznie poważniejszymi problemami.

W kontekście powyższych problemów warto pochylić się nad tematem wyrównywania poziomów poszczególnych elementów mineralnych. Trzeba robić to jednak racjonalnie, co oznacza celowaną, zaplanowaną terapię uzupełniającą niedobory (przyp. red. – nie robimy tego „w ciemno!”).

Stąd tak istotne jest aby przed rozpoczęciem suplementacji żelaza czy wapnia wykonać badania laboratoryjne. Co jednak warto oznaczać? Od czego zacząć? Jak często się badać? Zapraszam do lektury artykułu.

Rola minerałów w organizmie

Nie sposób opisać w skrócie wszystkich funkcji minerałów/związków nieorganicznych, jaką odgrywają w sprawnym funkcjonowaniu organizmu. Każdy z nas zdaje sobie sprawę z istotności utrzymania odpowiedniego poziomu poszczególnych minerałów. Już niewielkie odchylenia od pożądanych wartości są dla nas odczuwalne.

1. Bolesne skurcze mięśni – często przyczyną jest niedobór magnezu.
2. Wypadające włosy, rozdwajające się paznokcie i ogólne osłabienie – być może to niedobory żelaza.
3. Łamliwość kości w wieku około- i pomenopauzalnym – to bardzo prawdopodobne zaburzenia gospodarki wapniowo-fosforanowej. 

Minerały są kofaktorami licznych enzymów (umożliwiając ich prawidłowe funkcjonowanie), odpowiadają za transport różnorodnych substancji (jak chociażby żelazo budujące cząsteczkę hemoglobiny odpowiedzialnej za transport tlenu), warunkują utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej, umożliwiają prawidłowy skurcz mięśni, uczestniczą w wielu syntezach biochemicznych ( synteza kwasów tłuszczowych, kwasów nukleinowych), stanowią kofaktory enzymów zmiatających wolne rodniki, uczestniczą w metabolizmie i detoksykacji organizmu, są bardzo istotne do prawidłowego działania układu immunologicznego i funkcjonowania układu nerwowego. Funkcje składników mineralnych są bardzo różnorodne.

Żelazo – minerał niezbędny do funkcjonowania całego organizmu

Przy diagnostyce zaburzeń gospodarki żelaza należy pamiętać o kilku zasadach. Po pierwsze należy być na czczo. Ostatni posiłek najlepiej spożyć około godziny 19 dnia poprzedniego. Pamiętajmy także, aby dobrze się nawadniać (bez odchyleń od normalnej ilości wypitych płynów). Zasada ta jest istotna ze względu na fakt, iż sam poziom żelaza w ustroju podlega wahaniom dobowym i zależy w pewnym stopniu także od spożytego posiłku (zmienność dobowa stężenia żelaza dochodzi aż do 40%!).

Po drugie, chcąc porównywać swoje wyniki badań laboratoryjnych, powinniśmy wykonywać badanie zawsze o tej samej porze i w tym samym laboratorium. Jak wspominałam w poprzednim artykule „Dlaczego warto regularnie wykonywać badania laboratoryjne?„, każde laboratorium powinno mieć swoje własne, wyznaczone empirycznie wartości referencyjne. Ponadto każde laboratorium może pracować na odczynnikach innej firmy, czy przy wykorzystaniu innej aparatury. Chcąc dobrze porównywać swoje wyniki badań z różnych okresów czasu, warto trzymać się jednego laboratorium.

Po trzecie, prawidłowe pobranie i wspomniana wcześniej wstrzemięźliwość od posiłku – próbka krwi pobrana w nieprawidłowy sposób (np. „wyciskana krew”) może ulec hemolizie, co znacząco zawyży wynik oznaczenia. Oprócz tego wysokie stężenie triglicerydów (czyli trójglicerydów lub triacylogliceroli – w skrócie TG) czy bilirubiny także może zaburzyć wyniki oznaczenia żelaza. 

Najczęściej pacjenci borykają się z problemem zaniżonego stężenia żelaza. Może być ono spowodowane zmniejszoną podażą (nie tylko uboga w żelazo dieta, ale także przebyte biegunki czy zaburzenia wchłaniania) oraz zwiększoną utratą – krwawienia, obfite miesiączki, ostre stany zapalne czy choroby przewlekłe. W większości przypadków prawidłowe stężenie żelaza wynosi: u mężczyzn 17,7–35,9 µmol/l (90–200 µg/dl), u kobiet 11,1–30,1 µmol/l (60–170 µg/dl). 

Warto wiedzieć, że bardzo często zdarzają się sytuacje niedoborów żelaza po przebytych infekcjach. Warto wtedy rozważyć oznaczenie poziomu żelaza i uzupełnienie ewentualnych niedoborów. Niestety samo oznaczenie żelaza może być niemiarodajne. Z jednej strony wahania dobowe i wpływ wielu czynników na wyniki oznaczenia, a z drugiej strony istnieje możliwość wyczerpywanie się „zapasów” tego pierwiastka jeszcze przy prawidłowych stężeniach żelaza we krwi. Stąd, aby poszerzyć swoją wiedzę na temat zaburzeń poziomów żelaza, warto rozważyć jednocześnie oznaczenie ferrytyny, transferryny oraz wykonanie morfologii krwi. 

Oznaczenie ferrytyny umożliwia realną kliniczną ocenę zapasów żelaza w ustroju. Pamiętajmy, że zaburzony poziom ferrytyny ma miejsce nie tylko w przypadku zaburzeń, ale także w sytuacjach fizjologicznych, jak chociażby podczas ciąży. 

Pamiętajmy także, iż suplementacja preparatami żelaza może wiązać się z ciemnym, niekiedy niemalże czarnym kolorem stolca – nie jest to żaden nieprawidłowy objaw i nie należy się go obawiać. 

O ważnej roli żelaza w organizmie pisaliśmy szczegółowo w artykule: „Żelazo – ważne funkcje, przyczyny niedoborów, zapotrzebowanie.”

Magnez – składnik mineralny szczególnie istotny w produkcji energii

Niedobory magnezu łatwo u siebie samodzielnie zidentyfikować!

Bolesne skurcze mięśni, drżenia powiek czy ogólne osłabienie organizmu może sugerować niedobory magnezu. Tym nie mniej zawsze warto wykonać oznaczenie magnezu przy podejrzeniu wszelkich zaburzeń nerwowo-mięśniowych oraz zaburzeń rytmu serca. 

Także wszystkie osoby na stałe przyjmujące diuretyki oraz leki neurotoksyczne powinny regularnie wykonywać oznaczenia poziomu magnezu, a w przypadku niedoborów uzupełniać braki. Oprócz tego szczególnie narażeni na zaburzenia gospodarki magnezowej są pacjenci z niewydolnością nerek i poddawani żywieniu pozajelitowemu.  

Sama hipomagnezemia, czyli obniżony poziom magnezu we krwi, jest zazwyczaj konsekwencją działania leków moczopędnych (wzrost wydalania nerkowego), które oprócz hipomagnezemii mogą powodować obniżone stężenia wapnia i potasu w ustroju. Objawy kliniczne niedoboru magnezu obserwuje się, jeżeli jego stężenie jest niższe niż 0,5 mmol/l.

Z kolei hipermagnezemia jest najczęściej konsekwencją zwiększonej podaży lub niewydolności nerek. Objawy nadmiaru magnezu w organizmie zauważymy zwykle powyżej 2,5 mmol/l, zaś przy stężeniu powyżej 5 mmol/l może dojść do porażenia mięśni oddechowych.

Przygotowując się do badań laboratoryjnych warto, podobnie jak w przypadku oznaczeń żelaza, zawsze wykonywać oznaczenie w tym samym laboratorium i o tej samej porze. Podobnie jak poziom żelaza, tak i stężenie magnezu podlega wahaniom w ciągu dnia. 

Dowiedz się więcej o ważnej roli magnezu: „Magnez – wchłanialność soli i dawki przy chorobach.”

 Fosfor dla zdrowych kości i układu nerwowego

Oznaczenie fosforu, obok oznaczeń wapnia całkowitego, wapnia zjonizowanego oraz poziomu aktywnej witaminy D stanowią podstawowy panel diagnostyczny w kierunku chorób kości, przytarczyc i tarczycy.

Oznaczenie fosforu sugeruje się przy podejrzeniu chorób kości, przy dializoterapii, u osób z chorobami nerek, alkoholikom i wszystkim, u których objawy sugerują zaburzenia gospodarki wapniowo-fosforanowej. Bardzo często także obniżone poziomy magnezu idą w parze z obniżonymi stężeniami fosforanów. 

Podobnie jak w przypadku wcześniejszych oznaczeń, także w przypadku fosforanów należy być na czczo podczas pobierania próbki do badań, wykonywać badania zawsze o tej samej porze i najlepiej trzymać się jednego laboratorium. Zmienność dobowa stężeń fosforanów może dochodzić nawet od 30%. Nie należy także spożywać na kolację dzień przed badaniem tłustych posiłków, gdyż podwyższony poziom lipidów może skutkować zaburzeniem oznaczenia laboratoryjnego.

Zakresy referencyjne fosforu (Pi) to 0,87-1,45 (mmol/l).

To może Cię zainteresować: Nadmierne wypadanie włosów – przyczyny, diagnostyka i leczenie

Witamina D – minerał wspierający funkcjonowanie układu mięśniowego i odpornościowego

Aktywna forma witaminy D, czyli 1,25(OH)2D powstaje pod wpływem 25-hydroksylazy wątrobowej i 1α-hydroksylazy nerkowej z ergokalcyferolu (wit. D2 ze źródeł roślinnych) lub cholekalcyferolu (wit. D3 ze źródeł zwierzęcych) lub jest syntetyzowana w skórze pod wpływem światła słonecznego.

Obecność aktywnej postaci witaminy D jest kluczowa dla odpowiedniego wchłaniania wapnia (i w mniejszym stopniu dla prawidłowego wchłaniania fosforanów) z przewodu pokarmowego. Oprócz tego witamina D w aktywnej postaci pełni także wiele innych funkcji, odpowiadając m. in. za zmniejszoną syntezę i wydzielanie parathormonu (PTH), wpływając na regulację resorpcji zwrotnej Ca²⁺ i Pi w nerkach oraz różnicowanie osteoblastów. Poza tym witamina D wywiera działanie immunomodulacyjne, antyproliferacyjne, pobudza różnicowanie komórek, reguluje czynności wielu narządów wewnątrzwydzielniczych i pełni wiele innych funkcji.

Więcej o witaminie D piszemy w artykule: „Witamina D3 – działanie, wytyczne, dawkowanie w grupach ryzyka!„

Wapń – minerał ważny dla układu szkieletowego

Przy oznaczeniach wapnia rozróżnia się badanie stężenia wapnia całkowitego i wapnia zjonizowanego. Oznaczenia te są preferowane przy diagnostyce zaburzeń homeostazy wapnia w przebiegu chorób układu kostnego, nerek, serca i układu pokarmowego. Także w tym przypadku należy przestrzegać postu (być na czczo podczas badania!).  

Przyczyną zaburzonych wyników oznaczeń wapnia może być tu nieprawidłowe pobranie – zbyt długo zaciśnięta staza, czy zbyt wysoki poziom albumin.

Podwyższone wyniki oznaczeń bardzo często są związane z:

• nowotworami,
• nadczynnością przytarczyc,
• dializoterapią,
• przedawkowaniem witaminy D.

Oprócz tego takie podwyższone wyniki stężeń wapnia dotyczą często pacjentów przyjmujących węglan wapnia z powodu wrzodów i pijących duże ilości mleka, osób leczących się dietetykami tiazydowymi czy pacjentów z nadczynnością tarczycy.

Z kolei obniżone poziomy stężeń wapnia mogą być związane z niedoborami witaminy D czy zaburzeniami jej metabolizmu, z  zaburzeniami wchłaniania, rzekomą niedoczynnością przytarczyc, przewlekłą niewydolnością nerek, chorobami trzustki, wątroby, a także przyjmowaniem leków (sterydy, furosemid, leki przeciwpadaczkowe).  

To może Cie zainteresować: Analiza pierwiastkowa włosa – hit czy może jednak kit?

Równowaga mineralna – podsumowanie

W diagnostyce zaburzeń gospodarki wapniowo-fosforanowej wyróżnia się badania podstawowe, które wykonywane w pierwszej kolejności stanowią swego rodzaju screening zaburzeń funkcjonowania homeostazy mineralnej. W tej grupie oznaczeń można wyróżnić oznaczenie wapnia całkowitego, wapnia zjonizowanego, stężenia fosforanów, sodu, potasu, magnezu oraz chlorków.

Oprócz tego w pierwszej kolejności oznacza się także poziomy białka całkowitego, albuminy, kreatyniny oraz aktywności fosfatazy alkalicznej (ALP). Wykonuje się też badania dodatkowe, umożliwiające lepszą ocenę gospodarki mineralnej. Wśród tego typu badań najczęściej wykonywane oznaczenia to: PTH, markery obrotu kostnego, wydalanie wapnia i fosforanów wraz z moczem, wydalanie cAMP z moczem oraz oznaczenie poziomów witaminy D (w tym 25(OH)D oraz 1,25(OH)2D).

W Polsce bardzo powszechna jest suplementacja witaminy D. Zaleca się jednak, aby zawsze przed rozpoczęciem przyjmowania preparatów mających uzupełnić niedobory witaminy D wykonać oznaczenie poziomu 25(OH)D we krwi.

Oznaczenia tego typu wykonuje się zazwyczaj metodą immunochemiluminescencyjną czy z wykorzystaniem HPLC. Poziom 25(OH)D w dużym stopniu wskazuje na mechanizmy sprzężeń zwrotnych, które są aktywowane w związku z niskim/wysokim stężeniem witaminy D. Niedobory witaminy D dotyczą znacznego odsetka społeczeństwa.

Przed rozpoczęciem suplementacji żelaza, wapnia czy magnezu należy zawsze się zastanowić czy faktycznie owa suplementacja jest tym, czego potrzebuje nasz organizm. Być może problemy i objawy, których doświadczymy nie są związane z niedoborami poszczególnych minerałów. Stąd warto zawsze zasięgnąć porady profesjonalisty, wykonać badania laboratoryjne i dopiero znając przyczynę objawów rozpocząć dobre, zaplanowane i skuteczne uzupełnienie niedoborów. 

Bibiografia

1. HURWITZ, Shmuel. Homeostatic control of plasma calcium concentration. Critical reviews in biochemistry and molecular biology, 1996, 31.1: 41-100.
2. WOJTASIK, Anna; JAROSZ, Mirosław; STOŚ, Katarzyna. Składniki mineralne. Normy żywienia dla populacji polskiej–nowelizacja, 2012, 123.
3. 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
4. RENKEMA, Kirsten Y., et al. Calcium and phosphate homeostasis: concerted interplay of new regulators. Annals of medicine, 2008, 40.2: 82-91.
5. DEMBIŃSKA-KIEĆ, Aldona; NASKALSKI, Jerzy W.; SOLNICA, Bogdan. Diagnostyka laboratoryjna z elementami biochemii klinicznej. Edra Urban & Partner, 2017.
6. GRUBER, Beata M. Fenomen witaminy D. Advances in Hygiene & Experimental Medicine/Postepy Higieny i Medycyny Doswiadczalnej, 2015, 69.
7. ORLICZ-SZCZĘSNA, Grażyna; ŻELAZOWSKA-POSIEJ, Justyna; KUCHARSKA, Katarzyna. Niedokrwistość z niedoboru żelaza. Current Problems of Psychiatry, 2011, 12.4.
8. CIVITELLI, Roberto, et al. Bone turnover in postmenopausal osteoporosis. Effect of calcitonin treatment. The Journal of clinical investigation, 1988, 82.4: 1268-1274.
9. HIRSCH, P. F.; LESTER, G. E.; TALMAGE, R. V. Calcitonin, an enigmatic hormone: does it have a function. J Musculoskelet Neuronal Interact, 2001, 1.4: 299-305.
10. Weber TJ, Liu S, Indridason OS et al.: Serum FGF23 levels in normal and disordered phosphorus homeostasis. J Bone Miner Res 2003; 18: 1227-1234
11. Quaries LD: Role of FGF23 in Vitamin D and Phosphate Metabolism: Implications in Chronic Kidney Disease. Exp Cell Res 2012; 318(9): 1040-1048
12. PŁUDOWSKI, P., et al. Wytyczne suplementacji witaminą D dla Europy Środkowej: rekomendowane dawki witaminy D dla populacji zdrowej oraz dla grup ryzyka deficytu witaminy D. Endokrynol Pol, 2013, 64.4: 319-327.
13. MATUSZEWSKA, Agnieszka; SZECHIŃSKI, Jacek. Evaluation of Selected Bone Metabolism Markers in Rheumatoid Arthritis Patients Ocena wybranych markerów metabolizmu kostnego u chorych na reumatoidalne zapalenie stawów. Advances in clinical and experimental medicine, 2013, 22.2: 193-202.