Właściwości farmakokinetyczne
Węglan wapnia

Właściwości farmakokinetyczne węglanu wapnia

Węglan wapnia (Calcii carbonas) jest powszechnie stosowaną substancją aktywną w produktach leczniczych, służącą jako źródło jonów wapnia lub środek zobojętniający kwas solny w żołądku. Jego właściwości farmakokinetyczne obejmują procesy wchłaniania, dystrybucji, metabolizmu oraz eliminacji w organizmie człowieka. Poniżej przedstawiono szczegółową charakterystykę farmakokinetyczną tej substancji na podstawie danych z charakterystyk produktów leczniczych zawierających węglan wapnia.¹

Wchłanianie

Węglan wapnia jest związkiem słabo rozpuszczalnym w wodzie i dla efektywnego wchłonięcia jonów wapnia z tej soli niezbędna jest obecność kwasu solnego w soku żołądkowym. Pod wpływem kwasu solnego węglan wapnia przechodzi w dobrze rozpuszczalny chlorek wapnia. Podczas tej reakcji powstaje również CO₂, który może powodować działania niepożądane takie jak wzdęcia i zaparcia.²

Z przewodu pokarmowego wchłania się około 30% zjonizowanego wapnia. Proces wchłaniania odbywa się głównie w początkowym odcinku jelita cienkiego na drodze transportu aktywnego oraz w mniejszym stopniu w końcowym jego odcinku, na skutek transportu biernego.^{3 4}

Transport aktywny

Transport aktywny jonów wapnia przez nabłonek jelitowy przebiega trójfazowo:

1. W pierwszej fazie jony Ca²⁺ ulegają związaniu przez białko CaBP (calcium binding protein – białko wiążące wapń) komórek nabłonkowych.
2. Następnie wapń wnika do cytoplazmy tych komórek przy udziale ATP-azy.
3. W końcowym etapie wapń uwalniany jest do krwioobiegu przez Ca²⁺/Mg²⁺/ATP-azę.

⁵

Proces przechodzenia wapnia z komórek nabłonkowych jelit do krwioobiegu przyspiesza witamina D₃–1,25 dwuhydroksycholekalcyferol, zwany również kalcytriolem.⁶

Transport bierny

Transport bierny, zachodzący w końcowym odcinku jelita cienkiego, polega na przechodzeniu jonów Ca²⁺ do krwi przez przestrzenie międzykomórkowe w nabłonku jelita.⁷

Wchłanianie w różnych stanach fizjologicznych

Efektywność wchłaniania wapnia zależy od wieku i stanu fizjologicznego organizmu:

• U prawidłowo odżywiających się osób dorosłych z pokarmem dostarczane jest w ciągu doby około 1000 mg wapnia, z czego ok. 300 mg jest wchłaniane w jelitach.⁸
• U dzieci i młodzieży ilość wapnia wchłanianego z pokarmem jest większa o około 150 do 200 mg/dobę, co pozwala na odkładanie wapnia w układzie kostnym i budowanie rezerwy wapniowej kości.⁹
• U kobiet w ciąży (szczególnie w trzecim trymestrze) wchłanianie wapnia z przewodu pokarmowego również ulega zwiększeniu o około 150 mg/dobę, aby zgromadzić niezbędną ilość wapnia do rozwoju układu kostnego u płodu.¹⁰
• U osób starszych, a szczególnie u kobiet w okresie pomenopauzalnym, wchłanianie wapnia z przewodu pokarmowego zmniejsza się. Równocześnie rośnie ilość wapnia wydalanego z moczem, co doprowadza do utraty wapnia z układu kostnego i w konsekwencji prowadzi do występowania osteoporozy.¹¹

Dystrybucja

Po wchłonięciu, wapń podlega szerokiej dystrybucji w organizmie. Kości i zęby zawierają około 99% wapnia znajdującego się w organizmie. W surowicy krwi wapń występuje w kilku postaciach:¹²

• Około 50% wapnia całkowitego w surowicy występuje w formie jonowej (Ca²⁺)
• Około 5% w kompleksach z anionami
• Około 45% związane jest z białkami

¹³

Forma jonowa jest aktywna biologicznie i uczestniczy w licznych procesach fizjologicznych, takich jak krzepnięcie krwi, przewodnictwo nerwowe, kurczliwość mięśni oraz wiele reakcji enzymatycznych.

Metabolizm

Główną rolę w regulacji przemiany wapnia (i fosforu) w organizmie odgrywają trzy hormony: witamina D₃, parathormon i kalcytonina.¹⁴

Witamina D₃

Aktywny metabolit witaminy D₃ – kalcytriol (powstający w nerkach pod wpływem parathormonu) zwiększa wchłanianie wapnia w przewodzie pokarmowym, pozwalając na maksymalne jego wykorzystanie z diety.¹⁵

Parathormon

Parathormon to hormon peptydowy wydzielany do krwi przez przytarczyce. Bodźcem zwiększającym jego wydzielanie jest spadek stężenia wapnia w osoczu, natomiast wysoki poziom hamuje jego wydzielanie. Parathormon powoduje wzrost stężenia wapnia i obniżenie stężenia fosforu w surowicy krwi poprzez:¹⁶

• Uwalnianie wapnia z kości
• Zwiększenie wchłaniania wapnia w przewodzie pokarmowym
• Hamowanie wchłaniania zwrotnego fosforanów w cewkach nerkowych

¹⁷

Ponieważ stosunek jonów PO₄³⁻ do jonów Ca²⁺ jest stały, dla wyrównania powstałego niedoboru fosforanów następuje mobilizacja fosforu z kości, co prowadzi do równoczesnego zwiększenia stężenia wapnia.¹⁸

Kalcytonina

Kalcytonina jest hormonem peptydowym wydzielanym przez komórki C tarczycy. W przeciwieństwie do parathormonu powoduje odkładanie wapnia w kościach i zmniejsza jego stężenie w surowicy krwi.¹⁹

Hormony płciowe

Znaczącymi regulatorami stężenia wapnia są także estrogeny u kobiet i androgeny u mężczyzn. Za pośrednictwem swoistych receptorów cytoplazmatycznych, zlokalizowanych także w komórkach kościotwórczych, zapobiegają one demineralizacji i utracie wapnia z kości. Hormony te przyczyniają się do odbudowy struktury kości pobudzając komórki kościotwórcze do wiązania jonów wapnia.²⁰

Eliminacja

Wapń jest wydalany z organizmu kilkoma drogami:^{21 22}

Wydalanie przez nerki

Około 20% wapnia jest wydalane z moczem. Wydalanie nerkowe zależy głównie od wielkości przesączania kłębkowego. Przy przesączaniu kłębkowym wynoszącym 100 ml/min, około 60% wapnia znajdującego się we krwi jest przesączane do moczu pierwotnego, z czego 98% jest wchłaniane ponownie. Z moczem właściwym wydalane jest około 180-200 mg wapnia na dobę.^{23 24}

Wydalanie z przewodem pokarmowym

Około 80% wapnia wydalane jest z kałem, w którym znajduje się wapń niewchłonięty oraz wydzielony do przewodu pokarmowego z żółcią i sokami trawiennymi. Całkowita ilość wapnia wydalanego z kałem wynosi około 805 mg/dobę, w tym około 700 mg wapnia dostarczonego z pokarmem i 105 mg wydalanego do przewodu pokarmowego z sokami trawiennymi.^{25 26}

Wydalanie przez skórę

Niewielka ilość wapnia wydalana jest przez skórę z potem (około 15 mg/dobę).²⁷

Bilans wapniowy

U prawidłowo odżywiających się osób dorosłych ilość wapnia dostarczonego z pokarmem przy prawidłowej diecie równoważy ilość wapnia wydalanego z organizmu.²⁸

Warto zauważyć, że mechanizm działania węglanu wapnia w niektórych produktach leczniczych, takich jak Gaviscon, wynika z właściwości fizycznych substancji czynnych i nie zależy od jego wchłaniania do krążenia układowego.^{29 30 31}