Objectif : illustrer le rôle du calcium dans le corps ainsi que les sources.

Sommaire : 

1- Le calcium et son rôle dans le corps :

Le calcium est le sel minéral le plus abondant dans l’organisme, il se concentre dans les OS, les dents, les muscles et les tissus conjonctifs sous forme de hydroxyapatite de calcium) Il joue également un rôle crucial dans le bon fonctionnement des cellules de l’organisme. Le calcium est un élément nécessaire aux fonctions rénales, aux mécanismes de la coagulation sanguine ainsi qu’à plusieurs processus enzymatiques. Le calcium agit dans la phase de contraction des muscles en synergie avec le magnésium, il permet la maintient de la fonction endothéliale, il intervient aussi dans la transmission de l’influx nerveux et dans la sécrétion hormonale [1], [2].

La biodisponibilité du calcium et son effet bénéfique sur le corps dépend de la forme administrée. Beaucoup de compléments alimentaires de calcium comme (le carbonate de calcium) ont une biodisponibilité faible et un taux d’absorption de 5 pourcent. C’est pour quoi qu’il est préférable de satisfaire les besoins recommandés en calcium à partir d’une alimentation équilibrée.

2- Métabolisme du calcium et les pathologies liées :

Le métabolisme du calcium est régulé en majeure partie par l’hormone parathyroïdienne PTH et la vitamine D. 30 pourcent du calcium ingéré est absorbé au niveau intestinal grâce aux transporteurs (vitamine D dépendantes) et 8 à 23 pourcent se fait par diffusion passive. La vitamine D assure aussi la fixation de calcium dans les OS. 

En cas d’hypocalcémie dans le sang (diminution du taux de calcium dans le sang), il y a une activation du récepteur CAR (calcium sensing receptor) dans les glandes parathyroïdiennes qui vont secréter la PTH. Cette dernière agit sur les reins en augmentant la réabsorption tubulaire de calcium et stimule l’enzyme hydroxylase responsable de la production de la forme active de vitamine D (1.25 OH, hydroxyvitamine) qui va augmenter l’absorption intestinale du calcium. La PTH stimule aussi l’extraction de calcium à partir des OS pour maintenir l’homéostasie calcique dans le sang.  En cas d’hypercalcémie (élévation du taux du calcium sanguin) des mécanismes inverses vont inhiber la PTH et l’absorption du calcium [3].

Le calcium non fixé aux OS représente seulement 1 pourcent du calcium total dans le corps (10 g). Chez les adultes en bonne santé la calcémie dans le sérum sanguin se situe autour de 8.8 à 10.4 mg/dl, il est reparti sous 2 forme : 50 pourcent sous forme ionique et 40 pourcent liés aux complexes protéiques (albumine, globuline, calmoduline), 9 pourcent est sous forme de complexes ioniques (oxalate de calcium, phosphate de calcium). Pour éviter tout effet nocif, le taux de complexes ioniques de calcium doivent être maintenue de 4.4 à 5.4 mg/dl (1.10 à 1.35 nm) [3]. 

La balance du calcium est maintenue grâce à trois variables : l’exécration urinaire, l’absorption intestinale et la rétention squelettique. Cette balance diffère selon : l’âge, le sexe, la race et le niveau d’activité physique. Par exemple, les adolescents américains noirs possèdent des capacités d’absorption de calcium les plus élevés, une rétention de calcium squelettique élevé et une excrétion du de calcium urinaire inférieur à celui des adolescents américains blancs [4].

Le calcium est crucial en combinaison avec le phosphore et le magnésium dans le maintien de la densité minérale osseuse qui est influencé par plusieurs facteurs : comme l’exercice physique et la teneur en hormones stéroïdiennes, le vieillissement et la carence d’apports. Les personnes âgées (plus de 60 ans)  en particulier souffrent souvent d’une perte de la densité minérale osseuse et l’apport adéquat en calcium et en vitamine D est important pour prévenir l’ostéoporose [5].

• L’hypocalcémie : est une condition qui se manifeste par une diminution dans la concentration plasmatique totale de calcium (<8.8 mg/ DL). Les causes majeures sont : l’hypoparathyroïdie, la néphropathie et la carence en vitamine D. Les symptômes peuvent se manifester par des crises de tétanie, une encéphalopathie et des convulsions.
• L’hypercalcémie : est une condition qui se manifeste par une augmentation dans la concentration plasmatique totale de calcium de plus de 10.4 mg/dl. Les causes majeures sont : l’hyperparathyroïdie, le cancer et l’intoxication par la vitamine D. Les symptômes courant sont : la constipation, la faiblesse musculaire, et dans des situations graves du coma. 

3- Les apports journaliers recommandés :

Les apports journaliers recommandés pour l’adulte sont de 1000 mg par jour pour les hommes et 1200 mg / jour pour les femmes [6].

4- Les aliments riches en calcium :

D’autres aliments peuvent contenir du calcium comme le bouillon d’os (bone broth) et la coquille d’œuf. Une coquille moyenne qui pèse 6 g est formé par 37 pourcent de calcium et d’autres sels minéraux comme (le phosphore et le magnésium). Ces aliments peuvent constituer une alternative naturelle pour ceux qui souffrent d’allergies aux protéines de lait (A1 caséine).

5- Bienfaits du calcium sur la santé :

5-1. Prévention contre les maladies cardiovasculaires :

Il est connu que l’apport optimal en calcium est nécessaire pour la prévention contre les maladies cardiovasculaires. Des études épidémiologiques observationnelles ont montré une association entre la carence d’apports en calcium et l’augmentation du risque d’hypertension, d’accident vasculaire cérébral et d’athérosclérose. Une méta-analyse qui porte sur 14 408 adultes obèses (âge moyen 54 ans) a montré une diminution des apports en calcium de 10 % chez les adultes obèses souffrant d’hypertension par rapport aux personnes saines [7].

Une étude rétrospective qui porte sur 41,514  adultes âgées entre 40 et 69 ans en Australie a montré que l’apport adéquat en calcium de  1076 mg/jour est corrélée une réduction de 25 pourcent de taux de crises cardiaques [8].

Une étude clinique randomisée qui porte sur 35 983 femmes âgées entre 50 et 79 ans a montré que le traitement par 1000 mg de calcium et 400 UI de vitamine D a provoqué une réduction significative de 5 pourcent dans la prévalence de l’insuffisance cardiaque dans le sous groupe des femmes ménopausées et qui n’ont pas des antécédents de maladies chroniques [9].

Une revue récente publiée dans Cochrane database et qui résume 16 études cliniques randomisées portant sur 3048 adultes avec une période de suivi de 3,5 mois a montré que la supplémentation en calcium (généralement 1 000 à 2 000 mg/jour) a provoqué une réduction de la pression artérielle systolique de 1,43 mmHg et la pression artérielle diastolique de 0,98 mmHg [10].

Une méta-analyse qui résume les résultats de  23 études cliniques randomisées portant sur 4 071 participants a montré que la prise de  162 à 2 000 mg/jour de calcium (combinés à la vitamine D dans 10 études) pendant 2 semaines à 5 ans a provoqué une réduction dans le taux de lipoprotéines de basse densité LDL de 4,6 mg/dl et une augmentation de taux à lipoprotéines de haute densité HDL de 1,9 mg/dL [11]. Ce qui pourrait réduire le risque de maladies cardiovasculaires.

L’institut national d’ostéoporose et l’association américaine de cardiologie ont mis des directives en 2016 qui affirment que la prise de calcium d’origine alimentaire et de vitamine D à partir des suppléments n’est pas corrélé avec l’augmentation du risque de maladies cardiovasculaires chez les individus en bonne santé [12].

Cependant, quelques études récentes suggèrent que la prise de compléments alimentaires de calcium (carbonate de calcium) n’a pas provoqué des effets bénéfiques sur le risque de développement de maladies cardiovasculaires. Mais au contraire, il a provoqué une augmentation du risque !!. Une méta-analyse récente qui a résumé les résultats de 13 études cliniques qui portent sur 28935  adultes réalisés sur 17 ans a montré que le groupe de femmes ménopausées qui a pris des compléments de 1000 mg de calcium a eu une augmentation du risque de maladies cardiovasculaires de 15 pourcents [13]. 

Par ordre de précaution, il est préférable de satisfaire les besoins journaliers recommandés en calcium à partir de sources alimentaires.

5-2. Prévention de l’ostéoporose :

Plusieurs preuves scientifiques ont montré que la déficience en calcium contribue au développement de la perte de la densité minérale osseuse et à l’ostéoporose chez les adultes. Ce qui est réversible par la correction des apports alimentaires [14]. 

Une méta-analyse récente qui résume les résultats de 8 études cliniques qui portent sur 30 970 adultes âgées plus que 50 ans a montré que la supplémentation de 500 à 1200 mg/ jour de calcium associé à 400 à 800 UI(unités internationales) de vitamine D pendant 1 à 7 ans provoque une réduction dans la prévalence de fractures de 15 pourcent et les fractures de col de fémur de 30 pourcent [15].

5-3. Optimisation des performances sportives :

Le calcium est un minéral important pour l’optimisation des performances sportives, il intervient dans plusieurs processus physiologiques et métaboliques qui assurent la bonne contraction musculaire, la transmission de l’influx nerveux, le maintien du rythme cardiaque, et dans la phosphorylation oxydative mitochondriale et dans l’équilibre acidobasique [16] .

Certaines études ont montré que la consommation de lait de vache comme source alimentaire de calcium entraîne une réduction dans les courbatures musculaires après un effort physique [17]. Une étude publiée dans le journal de nutrients  qui porte sur 22 athlètes a montré que la consommation du lait de brebis (A2 caséine)  500 ml après un exercice de 20 minutes de course à pied entraîne une amélioration dans la récupération musculaire et une réduction dans le taux de cytokines inflammatoires. Ces effets sont mesurables jusqu’à 48 heures après l’exercice. Ce type de lait peut constituer une alternative pour ceux qui souffrent d’intolérance pour le lait de vache (à A1 caséine)[18].

Il est connu que l’exercice physique prolongé entraîne une perte du calcium dans la sueur et une baisse du calcium sérique. Une étude publiée dans le journal de plos one  qui porte sur 32 athlètes femelles one a montré que la prise d’un repas contenant 1352 mg de calcium avant un exercice aérobique de cyclisme de 90 minutes entraîne une préservation de l’homéostasie calcique et une réduction de taux de PTH (hormone parathyroïdienne)[19].

Une étude clinique randomisée publiée dans le journal de Gerontology  a exploré l’effet de la supplémentation avec  le calcium β-hydroxy-β-methylbutyrate (HMB) et la vitamine D pendant 12 mois sur la performance musculaire de 117 participants adultes.  Les patients ont été subdivisés en 4 groupes (un groupe traité qui a suivi un programme d’activité physique, et un groupe traité sans exercice, un groupe contrôle qui a suivi un programme d’exercice et un groupe sédentaire.  

 Les résultats ont montré que le traitement a provoqué une augmentation dans la masse maigre musculaire dans le groupe sédentaire et une amélioration significative de 60 pourcent dans la performance musculaire durant un exercice d’extension des genoux [20]. 

Il faut noter que l’exercice physique aérobique de résistance est important durant l’âge adulte pour la prévention contre la sarcopénie et la perte de la densité minérale osseuse. Malheureusement, la plupart des personnes âgées sont incapables de faire de l’exercice physique ou ne sont pas motivés. C’est pourquoi il est nécessaire d’inclure un programme de sensibilisation pour le sport et de nutrition équilibré qui satisfait les besoins journalier recommandé en calcium, en vitamine D et les autres vitamines et sels minéraux [21].

L’adoption du régime méditerranéen est un bon début.

5-4. La prévention du cancer :

Il a été démontré que l’apport adéquat en calcium permet de réduire le risque de développement de cancer essentiellement le côlon et de rectum.

Une étude clinique à grande échelle qui a duré plus que  4 ans et qui porte sur 1 179 femmes âgées de 55 ans ou plus a exploré l’effet de la prise de compléments de calcium et de vitamine D sur le risque de développement de cancer. Les participants ont été subdivisés en 3 groupes, le premier groupe a pris 1 400 à 1 500 mg de calcium seul, le deuxième groupe a pris  400 à 1 500 mg de calcium plus 1 100 UI (27,5 mcg) de vitamine D3, le 3ème groupe a pris un placebo. Les résultats ont montré que L’incidence du cancer était de 60 % inférieure chez les femmes qui prenait la combinaison de vitamine D et de calcium et de 47 % inférieure chez celles qui prenaient des suppléments de calcium uniquement par rapport au groupe placebo [22].

Une étude cohorte d’observation qui porte sur 77 712 adultes a montré que les participants qui ont un apport élevé en calcium 1999 mg / jour ont présenté une réduction du risque de développement du cancer colorectal de 26 pourcent par rapport au groupe qui a un apport de 587 mg/ jour de calcium [23]. 

Une étude rétrospective réalisée sur 10 ans qui porte sur 10 578 femmes en préménopause et  20 909 femmes en post ménopause, a montré que l’apport le plus élevé de calcium et de vitamine D est associé avec une réduction significative du risque de développement du cancer du sein [24]. 

Une méta-analyse récente qui porte sur 872895 participants (femmes et hommes) a montré que l’augmentation de l’apport en calcium de 300 mg/ jour est corrélé avec une réduction risque de cancer en général de 8 pourcent et du cancer du sein de 2 pourcent [25].

6- La forme la plus biodisponible du calcium et les facteurs affectant l’absorption :

Certaines composantes dans le régime alimentaire : l’acide phytique et le gluten continuent dans les céréales,  les oxalates (dans l’épinard et la rhubarbe)  et les tannins peuvent former des complexes avec le calcium alimentaire et empêcher son absorption. Certains régimes alimentaires non équilibrés comme le régime végétarien qui exclut les produits laitiers peuvent conduire à des carences dans les apports.

Le calcium alimentaire reste la forme la plus biodisponible du calcium qui est répartie surtout dans les produits laitiers (yaourts, lait). Ceux-ci contiennent des protéines (lactalbumine)  et des vitamines de groupe B qui améliorent son absorption dans l’intestin [26] il a été démontré aussi que le lactose améliore son absorption. 

Les autres formes (sels de calcium) possèdent une biodisponibilité moins faible (Carbonate, gluconolactate, citromalate (CCM), chlorure, lactate, acétate et citrate). Le calcium d’origine animale est aussi beaucoup plus disponible que le calcium qui se trouve dans les légumes comme l’épinard qui sont liés aux oxalates.

Le taux de calcium dans les différentes formes chélates :

Les études ont montré que le calcium citrate malate est absorbé à 35 à 36 pourcent alors que le carbonate de calcium est absorbé à 26 à 27 pourcent. Cette forme est 50 pourcent plus absorbable que la forme tri calcium phosphate cependant le carbonate de calcium et le gluconate de calcium peuvent engendrer une indigestion et une constipation.

Le carbonate de calcium et le citrate de calcium nécessitent une acidité gastrique optimale pour être bien absorbés, c’est pourquoi qu’il est recommandé de les prendre avec les repas. Le citrate de calcium possède une biodisponibilité supérieure. La plupart des compléments chélatés de calcium sont contre indiqué en dehors des repas, car ils peuvent augmenter le risque de calculs rénaux [27].

La posologie optimale selon des études est de l’ordre de 500 mg [27]. 

Il faut noter que le magnésium et la vitamine D affectent l’absorption du calcium et une carence peut ralentir l’absorption.

Les coquilles d’œuf séché en poudre : comme une source prometteuse de supplément de calcium :

Des études des modèles animaux de rats atteints de ménopause confirment que les coquilles d’œufs constituent une source riche en calcium qui stimule la différenciation des chondrocytes et du cartilage et améliore la densité minérale osseuse. De plus, ils sont absorbés aussi efficacement que le carbonate de calcium pur . Les études cliniques montrent que cette forme améliore la mobilité et réduit le risque d’ostéoporose chez les femmes ménopausée [28]. 

Références :

[1] Campbell AK Calcium as an intracellular regulator. Proc Nutr Soc 49: 51–56, 1990.
[2] Bootman MD, Collins TJ, Peppiatt CM, Prothero LS, MacKenzie L, De Smet P, Travers M, Tovey SC, Seo JT, Berridge MJ, Ciccolini F, Lipp P .Calcium signalling—An overview. Semin Cell Dev Biol 12: 3–10, 2001.
[3] Peacock M. Calcium metabolism in health and disease. Clin J Am Soc Nephrol. 2010 Jan;5 Suppl 1:S23-30. doi: 10.2215/CJN.05910809. PMID: 20089499.
[4] Hui SL, Dimeglio LA, Longcope C, Peacock M, McClintock R, Perkins AJ, Johnston CC Jr. : Difference in bone mass between black and white American children: Attributable to body build, sex hormone levels, or bone turnover? J Clin Endocrinol Metab 88: 642–649, 2003.
[5] Peacock M, Liu G, Carey M, McClintock R, Ambrosius W, Hui S, Johnston CC : Effect of calcium or 25OH vitamin D3 dietary supplementation on bone loss at the hip in men and women over the age of 60. J Clin Endocrinol Metab 85: 3011–3019, 2000.
[6] institute of Medicine. Dietary Reference Intakes for Calcium and Vitamin D. Washington, DC: The National Academies Press; 2011.
[7] Chen Y, Strasser S, Cao Y, Wang KS, Zheng S. Calcium intake and hypertension among obese adults in United States: associations and implications explored. J Hum Hypertens 2015;29:541-7.
[8] Donneyong MM, Hornung CA, Taylor KC, Baumgartner RN, Myers JA, Eaton CB, Gorodeski EZ, Klein L, Martin LW, Shikany JM, Song Y, Li W, Manson JE. Risk of heart failure among postmenopausal women: a secondary analysis of the randomized trial of vitamin D plus calcium of the women’s health initiative. Circ Heart Fail. 2015 Jan;8(1):49-56. doi: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.114.001738. Epub 2014 Nov 14. PMID: 25398967; PMCID: PMC4303506.
[9] Yang B, Campbell PT, Gapstur SM, Jacobs EJ, Bostick RM, Fedirko V, et al. Calcium intake and mortality from all causes, cancer, and cardiovascular disease: the Cancer Prevention Study II Nutrition Cohort. Am J Clin Nutr 2016;103:886-94.
[10] Cormick G, Ciapponi A, Cafferata ML, Belizán JM. Calcium supplementation for prevention of primary hypertension. Cochrane Database of Systematic Reviews 2015.
[11] Chen C, Ge S, Li S, Wu L, Liu T, Li C. The effects of dietary calcium supplements alone or with vitamin d on cholesterol metabolism: a meta-analysis of randomized controlled trials. J Cardiovasc Nurs 2017;32:496-506.
[12] Kopecky, S.; Bauer, D.C.; Gulati, M.; Nieves, J.W.; Singer, A.J.; Toth, P.P.; Underberg, J.; Wallace, T.; Weaver, C.M. Lack of Evidence Linking Calcium With or Without Vitamin D Supplementation to Cardiovascular Disease in Generally Healthy Adults: A Clinical Guideline from the National Osteoporosis Foundation and the American Society for Preventive Cardiology. Ann. Intern. Med. 2016, 165, 867.
[13] Myung, S.-K.; Kim, H.-B.; Lee, Y.-J.; Choi, Y.-J.; Oh, S.-W. Calcium Supplements and Risk of Cardiovascular Disease: A Meta-Analysis of Clinical Trials. Nutrients 2021, 13, 368. https://doi.org/10.3390/nu13020 368.
[14] Heaney RP. Calcium in the prevention and treatment of osteoporosis. J Intern Med. 1992 Feb;231(2):169-80. doi: 10.1111/j.1365-2796.1992.tb00520.x. PMID: 1541941.
[15] Weaver CM, Alexander DD, Boushey CJ, Dawson-Hughes B, Lappe JM, LeBoff MS, et al. Calcium plus vitamin D supplementation and risk of fractures: an updated meta-analysis from the National Osteoporosis Foundation. Osteoporos Int 2016;27:367-76.
[16] Clarkson PM, Haymes EM. Exercise and mineral status of athletes: calcium, magnesium, phosphorus, and iron. Med Sci Sports Exerc. 1995 Jun;27(6):831-43. PMID: 7658944.
[17] Cockburn E, Hayes PR, French DN, Stevenson E, St Clair Gibson A. Acute milk-based protein–CHO supplementation attenuates exercise-induced muscle damage. Appl Physiol Nutr Metab. 2008;33:775–783. doi: 10.1139/H08-057.
[18] Kirk B, Mitchell J, Jackson M, Amirabdollahian F, Alizadehkhaiyat O, Clifford T. A2 Milk enhances dynamic muscle function following repeated Sprint exercise, a possible ergogenic aid for A1-protein intolerant athletes? Nutrients. 2017;9:94. doi: 10.3390/nu9020094.
[19] n: Haakonssen EC, Ross ML, Knight EJ, Cato LE, Nana A, Wluka AE, et al. (2015) The Effects of a Calcium-Rich Pre-Exercise Meal on Biomarkers of Calcium Homeostasis in Competitive Female Cyclists: A Randomised Crossover Trial. PLoS ONE 10(5): e0123302. doi:10.1371/journal.pone.0123302.
[20] John A Rathmacher, PhD, Lisa M Pitchford, PhD, […], and Rick L Sharp, PhD Long-term Effects of Calcium β-Hydroxy-β-Methylbutyrate and Vitamin D3 Supplementation on Muscular Function in Older Adults With and Without Resistance Training: A Randomized, Double-blind, Controlled Study J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2020 Nov; 75(11): 2089–2097. Published online 2020 Aug 28. doi: 10.1093/gerona/glaa218.
[21] Cruz-Jentoft AJ, Sayer AA. Sarcopenia. Lancet. 2019;393:2636–2646. doi: 10.1016/S0140-6736(19)31138-9 7. Lozano-Montoya I, Correa-Pérez A, Abraha I, et al. Nonpharmacological interventions to treat physical frailty and sarcopenia in older patients: a systematic overview – the SENATOR Project ONTOP Series. Clin Interv.
[22] Lappe JM, Travers-Gustafson D, Davies KM, Recker RR, Heaney RP. Vitamin D and calcium supplementation reduces cancer risk: results of a randomized trial. Am J Clin Nutr 2007;85:1586-91.
[23] Tantamango-Bartley Y, Knutsen SF, Jaceldo-Siegl K, Fan J, Mashchak A, Fraser GE. Independent associations of dairy and calcium intakes with colorectal cancers in the Adventist Health Study-2 cohort. Public Health Nutr 2017;20:2577-86.
[24] Lin J, Manson JE, Lee I, Cook NR, Buring JE, Zhang SM. Intakes of Calcium and Vitamin D and Breast Cancer Risk in Women. Arch Intern Med. 2007;167(10):1050–1059. doi:10.1001/archinte.167.10.1050.
[25] Hidayat, K., Chen, G., Zhang, R., Du, X., Zou, S., Shi, B., & Qin, L. (2016). Calcium intake and breast cancer risk: Meta-analysis of prospective cohort studies. British Journal of Nutrition, 116(1), 158-166. doi:10.1017/S0007114516001768.
[26] Guéguen, L., & Pointillart, A. (2000). The Bioavailability of Dietary Calcium. Journal of the American College of Nutrition, 19(sup2), 119S–136S. doi:10.1080/07315724.2000.1071808.
[27] Calcium revisited: part II calcium supplements and their effects Lamy,Olivier et al. BoneKEy Reports(2014),3http://dx.doi.org/10.1038/bonekey.2014.74.
[28] Rovenský J, Stancíková M, Masaryk P, Svík K, Istok R. Eggshell calcium in the prevention and treatment of osteoporosis. Int J Clin Pharmacol Res. 2003;23(2-3):83-92. PMID: 15018022.

Auteurs :

 

DR. Ben Rejeb Charfeddine

MD , Nutritionist, Naturopathe, Fondateur Ecole Panafricaine de Naturopathie Holistique Integrative (EPN).

Chibani Salim

Chercheur en biologie moléculaire et cellulaire

Ecole Panafricaine de Naturopathie Holistique Integrative (EPN).