最近在Facebook被瘋狂轉載了這段影片,因為有點混淆視聽的感覺,所以我們今天就來談談鈣質的吸收

 

這件事情其實牽涉到以下兩種癥結:

  1. 鈣質的種類與吸收的關係
  2. 鈣質的劑型與吸收的關係

所以我們要先來了解一下鈣質。

目前常見市面販售的鈣質,以碳酸鈣和檸檬酸鈣為主要類型,另外還有乳酸鈣、葡萄糖酸鈣、磷酸鈣以及碳酸鈣或是其他種鈣與胺基酸螯合的鈣質。

每一種鈣含有的鈣當量如下表:

Elemental calcium content of different calcium salts

Calcium salt

Elemental calcium content

mg Ca2+ per gram

mEq Ca2+ per gram

Calcium acetate

250

12.7

Calcium carbonate

400

20

Calcium chloride

270

13.5

Calcium citrate

211

10.6

Calcium glubionate

64

3.2

Calcium gluconate

90

4.5

Calcium lactate

130

6.5

Calcium phosphate, tribasic

390

19.3

 Data from: Lexicomp database, Accessed 1/4/2010.

 或是NEJM 2013; 369:1537-1543

Page-04.jpeg  


通常這時候就會有人說:檸檬酸鈣或是什麼特殊鈣的吸收比碳酸鈣好

其實在科學上,「好」是一個很模糊的形容詞,只能定性,不能定量,而且還要先對這個好做定義,妳所謂的「好」,是指「吸收快」?還是「吸收多」?還是都有呢?

我們從Journal Of The American College Of Nutrition裡面的Calcium Absorbability and Supplement Costs這篇取得一些數據給大家參考:

吸收比較4.png

吸收比較3.png

吸收比較2.png

吸收比較1.png  

另外參考一篇:Bioavailability and Solubility of Different Calcium-Salts as a Basis for Calcium Enrichment of Beverages

calcium carbonate (CC)calcium gluconate (CG)calcium lactate malate (CLM)calcium lactate citrate (CLC)

吸收比較第二篇1.png

吸收比較第二篇2.png

  吸收比較第二篇3.png  

所以其實只要時間足夠,對於不同鹽基的鈣來說,吸收都是差不多的。

吸收比較第三篇.png  

(ref:Comparison of Calcium Absorption In Healthy Human Adults:From Various Calcium-Containing Products A Bioavailability Study

NEJM很古早的比較數據N Engl J Med 1987; 317:532-536August 27, 1987DOI: 10.1056/NEJM198708273170903

螢幕快照 2013-07-11 上午9.10.31  

 


有些文章會提到每次服用鈣質在500mg是最好的,是源自於這兩篇期刊:

500mg實驗2  

500mg  

不過他的實驗提到的,是在500mg為吸收高峰,但並不代表超過就無法吸收,只是會漸漸減少。主要因素為腸道面積有限,小腸本身對鈣質的吸收也有一定的飽和度,需要等到血鈣轉變之後,才會增加對消化道鈣質的吸收能力。

身體裡面的鈣質調控非常複雜,牽涉到1,25-(OH)2D3PTHcalcitoninstanniocalcinestrogensthyroid hormonedietary Ca2+Ca2+-Sensing Receptorassociated proteins等因素,並不是單純一兩樣就可以判斷與決定的。

相關文獻可以參考Medline 


至於影片所宣稱的離子鈣,其實就是鈣離子,簡單的說,各種類的鈣經過溶解之後,出現的都是鈣離子,跟鹽基沒有任何關係。 

請參考各類型鈣的水解實驗:

萊萃美碳酸鈣溶解實驗

GNC檸檬酸鈣溶解實驗 

鈣補錠 檸檬酸鈣溶解實驗

好力鈣嚼錠溶解實驗

乳糜鈣溶解實驗

看完影片妳可能會說:妳看,碳酸鈣五分鐘就溶解了,所以其實服用碳酸鈣就好了。

但是事實並非是這樣子,把鈣片丟進水中,看到他冒泡,這個過程,正確的說,叫做:崩散。

也就是鈣的劑型被破壞,成為粉狀,真正的溶解,是從粉狀的碳酸鈣溶解出鈣的過程才叫做溶解,那沉在燒杯下面一大沱的白色粉末,還是碳酸鈣,只不過差別是他是正在溶解的碳酸鈣。

因為鈣離子非常的微小(197pm,不是下午,是pico meter,10-12),其實是看不見的。


但是妳可以參考下面之後會介紹的人體腸道圖,人體的腸道並非是妳丟東西進去就會直接排出,我們的身體其實是有設定關卡的。

胃解剖.JPG  

例如胃的幽門,他會在一定的時間開啟,讓食物進入十二指腸,我們稱之為胃出空或是胃排空:

胃排空是胃內容物進入十二指腸的過程。其動力乃胃的收縮運動,只有胃內壓超過十二指腸內壓并克服了幽門阻力時才發生。胃的排空速率(dv/dt)為胃內壓(ps)與十二指腸內壓(po)之差和幽門阻力(Rp)的函數。

dv/dt=(ps-po)/Rp

胃的排空一般在食物進入胃後5分鐘即開始,即有部分排入十二指腸,從胃的排出物來看,一般進入胃的是固體、液體與固體的混合物,而離開胃的基本是流質,由於消化與排空同時進行,因此,胃的排空問題,實質上是如何把液體部分排出的問題。

固體食物通過幽門阻力較大,當壓力梯度相等時,固體食物的排空速率比液體慢得多。

一般糖類食物在胃停留1小時左右;蛋白質類停留2~3小時;脂肪類食物停留5~6小時以上。混合食物則約4~5小時。

影響胃排空的因素基于十二指腸與胃兩邊的壓力梯度,在近幽門區有一高壓帶長1~3cm,當靜息時其內壓比胃竇內壓和十二指腸內壓都高5毫米汞柱或更多。

靜息時,十二指腸內容物不能倒流入胃而胃內容物亦不會通過此高壓帶。當蠕動波向胃竇接近時,高壓帶鬆弛,壓力暫時下降,液體和部分食糜從胃入十二指腸。

食物的質與量影響胃的排空,溶液或小顆粒懸浮液較固體物排空快,不能消化的固體物在消化期間不能排入十二指腸。酸性食糜延緩胃排空。脂肪酸延緩胃排空,其脂肪酸鏈長度與抑制程度有關,10~14碳長鏈脂肪的抑制作用最大。每單位食物所含熱量亦與胃排空有關,熱量高者排空慢,而具相等熱量的脂肪,蛋白質和糖的胃排空率相似。

所以廠商如果宣稱他的鈣質經過加水會快速溶解為離子態,然後讓快速到達小腸,這件事情是真的。


只不過如果牽涉到滲透壓,我想你可能需要了解一下什麼是滲透壓:

依據小時候理化的解釋:溶劑由較稀薄溶液(或純溶劑)通過半透膜進入較濃溶液的現象稱為滲透作用,而抵制或停止溶劑由半透膜進入溶液,所需加於該溶液的外界壓力稱為滲透壓。

幸好科學家們讓我們現在有一些公式可以依循:

螢幕快照 2013-07-08 上午8.28.21  

所以簡單的說:

滲透壓會因為溶質的數量(今天的主題就是鈣質補充劑)和溶劑的總量(就是身體裡面的水以及喝下去的水)而有所改變。

基本上,當你把鈣粉加水沖泡,這件事情就會開始影響等滲透壓。

人體的滲透壓是280-320mosm左右,如果你很乖的依據罐子上面的指示,加入正確劑量的水,那杯含鈣水溶液確實有可能是等滲的,只不過考驗現在才開始:

人體的消化道,十二指腸大約60公分,小腸大約是6-7公尺,大腸則為1.5公尺,每個人長度略有不同,基本上大多是身高的4倍到5倍。

intestinal.jpg  

這樣漫長的腸道,加上食道和胃,每個部位都會充滿了液體:

Fluid Shifts through the GI Tract.png  

Fluid and the Bowel 1.png  

根據上圖,加上滲透壓公式,妳覺得有可能一杯水溶液進去,假設沒有口水,光是在胃部就有可能滲透壓改變了,更何況是腸子的地方?

 

不過其實並非如此,人體是有一個緩衝平衡機制的,就像血液一樣,整個腸道雖然都會有滲透壓的變化,但是依舊是藉由腸道及體內的水份,讓滲透壓維持在250-350之間,所以實際的狀況是,幾乎你喝下的東西,最後經過身體的調節,都會在腸道中變成等滲透壓的狀態。

如果是低滲透壓的物質,身體就會將水份抽走,讓他形成等滲,如果是高滲透壓的物質,身體就會大量釋出水份,讓他形成等滲。

藉由這個原理,我們就有一種藥物,叫做高滲透壓瀉劑:Fleet(請參考連結:衛教圖卡~Fleet 上午加下午衛教圖卡~Fleet enma

因此,如果不是太大差異的滲透壓,喝下去的差別並不大,所以也不用特別去買等滲透壓的飲料來補充水份:

10120011600G_char_65_101215182612  


於是比較會有爭議的地方就在這邊:

離子鈣、等滲透的理念,的確會讓吸收的速度比較快,但是會比較好吸收嗎?或是會吸收的比較多嗎?

介紹一下小腸給大家認識:

吃過腸子的人都會知道,小腸上皮並非是一個平滑的膜,而是有很多的絨毛,和刷狀細胞

the jejunum.png  

藉由這些細胞的調控,讓吃下去的物質得以吸收,而細胞膜由於結構不同,其滲透作用具選擇性,與溶質大小無關。

例如:小的鎂離子不能通過腸管壁,但較大的葡萄糖分子卻可通過。

所以鈣離子想要直接用被動吸收的方式進入體內,吸收量其實並不高。

也就是說:等不等滲透壓,其實並非是腸道吸收的重點,離子化的鈣還有維他命D才是主要關鍵。

而網路流傳以下的兩張截圖所提及的等滲透壓概念,其實多半只適用於體外實驗:

吸收.jpg

不吸收.png

尤其是現在上面那張圖(簡體字的),更是錯誤概念,既然鈣質都不吸收了,怎麼可能形成骨刺?對人體來說,所謂的吸收就是進入血液當中,鈣質如果在腸道就沒有進入血液中,又怎能進到骨骼裡面?就算是結石,了不起也是在消化道,不會在腎臟等地方出現。

 


請大家看一張圖片:

Model of intestinal calcium transport.gif  

人體的鈣質每餐從小腸大約吸收10mmol,然後從糞便約排出5mmol,另外從腸胃道其他地方吸收的總量約為15mmol。

腸道吸收鈣質.png  

(ref:Intestinal absorption of calcium and the effect of renal insufficiency)
鈣質是藉由小腸刷狀細胞上面的特殊通道(CaT1/ECaC2/TrpV6)來進入體內,而將鈣質送進體內的載體就是Calbindin,Calbindin是一種維他命D依賴性的蛋白質,

calbindin.jpeg  

他會將鈣質接收在他的EF hands點上,從基底膜內的TrpV5/6通道中plasma membrane Ca2+ ATPase (PMCA)進入體內。

所謂的EF hands:

799px-EF_hand  

鈣鎂在體內的離子通道示意圖:

Calciotropic and Magnesiotropic TRP Channels.jpg  
當小腸內的鈣離子減少時,會由12指腸主動運輸將鈣質抽入體內,而當鈣離子量過多時,就會經由空腸或是迴腸的旁運輸將鈣質排出,而這些鈣質的多少多半都決定在vitamin D的濃度。

而鈣的吸收在維他命D的濃度86.5nmol/L比小於50nmol/L時多出65%。

吸收與維他命D.png 

 

(ref:Calcium Supplementation in Clinical Practice: A Review of Forms, Doses, and Indications ) 

而整體來說,鈣質的吸收率從17-58%都有,平均約為35%,取決於四個主要因素:

維他命D,BMI(body mass index)、飲食中的脂肪還有副甲狀腺:

整體吸收率.png

 


另外你可能也會問到:碳酸鈣就是最好的鈣嗎?

也不盡然,但是問題不釋出在鈣身上,是在碳酸身上,儘管碳酸鈣提供最快速簡便且大量的鈣來源,但是他也提供了一個容易產生沈澱的鹽基:碳酸。

偏偏這個碳酸,就是很容易跟很多的離子發生沈澱,所以如果吃鈣片容易便秘的人,多半都是吃到了碳酸鈣或是本身胃酸不足(hypochlorhydria)或是其他症狀所造成,這時候就會建議患者使用其他種類的鈣質,像是檸檬酸鈣,因為檸檬酸本身就是一種不容易產生沈澱的鹽基。

另外,碳酸鈣也因為碳酸的關係,容易在酸性環境下產生二氧化碳,所以有些人服用鈣片以後,會覺得胃脹脹的、打嗝或是脹氣,這些都是因為碳酸的關係,所以有些時候也會建議飯後服用,減少不適感,但是吸收就會變慢,想要吸收快,就改到飯前胃酸比較多時候,但是二氧化碳也就會快速產生,比較折衷的方法,就是隨餐食用,吃了幾口之後就吃鈣片,但是這樣感覺好像自己病的很嚴重。

當然,其他種類的鹽基也沒有這類的狀況,所以不管是飯前還是飯後服用,都是沒有關係的。一個比較例外的狀況是如果今天是要作為降血磷的功能時,就會建議隨餐服用,鈣與磷在pH值5.0以上較易結合形成非溶性化合物排出體外,若與進食間隔2小時以上則磷結合率低,反而易增加鈣吸收。其餘鈣鹽與醋酸鈣還有碳酸鈣相比皆無法更有效結合磷,檸檬酸鈣可能增加鋁吸收,不建議用於降磷。

 

妳可能會想問要如何便宜又快速的得到最大量的離子鈣呢?其實你可以去買一塊大理石、珊瑚礁、貝殼(成分就是碳酸鈣),然後加上大量的鹽酸,等他全部溶解以後,用氫氧化鈉將他中和為pH7的水溶液,這樣裡面就是充滿鈣離子而且也不會有二氧化碳的疑慮了。 只不過,應該不會有人這樣做,我也不建議這樣........畢竟天然來源的大理石、珊瑚礁和貝殼不是很純的碳酸鈣,可能還會吃到其他的雜質甚至是污染物,這樣就失去補充鈣質的意義了。

 不過經過我的研究之後,發現其實美安公司還算是中肯(我只的是官方,不是混淆視聽的某些不肖直銷商):

美安鈣獨特性.png  

在他美國的官網上面,除了並沒有大肆提及他的等滲透壓有嚇死人的吸收率以外,還給大家正確觀念:部分鈣質的溶解量不足,可能是源自於賦形劑的差異。

尤其是DCP(Dicalcium Phosphate Dihydrate)這種賦形劑,會讓物質的溶解受到阻礙。


結論:

正確的說,吸收的快,跟吸收的好,或是吸收的多,這三件事情沒有絕對關係。

所以用鈣離子做燈泡實驗,其實只能證明他是離子狀態,至於對於人體是不是好吸收,吸收的比較完全,是沒有辦法從這樣的實驗去證明的。

電視介紹.png   

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