Totaal en geïoniseerd calcium in het bloed

Referentiewaarden (norm) voor de concentratie van totaal calcium in het bloedserum zijn 2,15-2,5 mmol/l of 8,6-10 mg%; geïoniseerd calcium - 1,15-1,27 mmol/l.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Bepaling van het gehalte aan geïoniseerd calcium

Geïoniseerd calcium kan worden gemeten met routinematige laboratoriumtests, meestal met een redelijke nauwkeurigheid. Acidose verhoogt het geïoniseerde calciumgehalte door de eiwitbinding te verminderen, terwijl alkalose het geïoniseerde calciumgehalte verlaagt. Bij hypoalbuminemie is het detecteerbare plasmacalciumgehalte meestal laag, wat wijst op een lage eiwitbinding van calcium, terwijl het geïoniseerde calciumgehalte normaal kan zijn. Het totale plasmacalciumgehalte daalt of stijgt met 0,8 mg/dl (0,2 mmol/l) voor elke 1 g/dl daling of stijging van albumine. Een albuminegehalte van 2 g/dl (normaal 4,0 g/dl) verlaagt het detecteerbare plasmacalciumgehalte dus met 1,6 mg/dl. Ook verhoogde plasma-eiwitten, zoals bij multipel myeloom, kunnen het totale plasmacalciumgehalte verhogen.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Fysiologische betekenis van calcium

Calcium is nodig voor normale spiercontractie, zenuwimpulsgeleiding, hormoonafgifte en bloedstolling. Calcium helpt ook bij de regulering van veel enzymen.

Het behoud van de calciumvoorraad in het lichaam is afhankelijk van de calciuminname via de voeding, de gastro-intestinale absorptie van calcium en de uitscheiding van calcium via de nieren. Bij een evenwichtige voeding bedraagt de calciuminname ongeveer 1000 mg per dag. Ongeveer 200 mg per dag gaat verloren via gal en andere gastro-intestinale afscheidingen. Afhankelijk van de concentratie circulerende vitamine D, met name 1,25-dihydroxycholecalciferol, dat in de nieren wordt gevormd uit de inactieve vorm, wordt dagelijks ongeveer 200-400 mg calcium in de darm opgenomen. De resterende 800-1000 mg verschijnt in de ontlasting. De calciumbalans wordt gehandhaafd door de calciumuitscheiding via de nieren, die gemiddeld 200 mg per dag bedraagt.

Extracellulaire en intracellulaire calciumconcentraties worden gereguleerd door bidirectioneel calciumtransport door celmembranen en intracellulaire organellen zoals het endoplasmatisch reticulum, het sarcoplasmatisch reticulum van spiercellen en mitochondriën. Cytosolisch geïoniseerd calcium wordt gehandhaafd op micromolaire niveaus (minder dan 1/1000 van de plasmaconcentratie). Geïoniseerd calcium fungeert als een intracellulaire tweede boodschapper; het is betrokken bij de contractie van skeletspieren, excitatie en contractie van hart- en gladde spieren, activering van proteïnekinase en enzymfosforylering. Calcium is ook betrokken bij de werking van andere intracellulaire boodschappers zoals cyclisch adenosinemonofosfaat (cAMP) en inositol-1,4,5-trifosfaat, en is dus betrokken bij de transmissie van de cellulaire respons op talrijke hormonen, waaronder adrenaline, glucagon, ADH (vasopressine), secretine en cholecystokinine.

Ondanks zijn belangrijke intracellulaire rol bevindt bijna 99% van het totale calcium in het lichaam zich in het bot, voornamelijk als hydroxyapatietkristallen. Ongeveer 1% van het calcium in het bot is vrij uitwisselbaar met de ECF en kan daarom bijdragen aan het bufferen van veranderingen in de calciumbalans. Normale plasmacalciumspiegels variëren van 8,8 tot 10,4 mg/dl (2,2 tot 2,6 mmol/l). Ongeveer 40% van het totale calcium in het bloed is gebonden aan plasma-eiwitten, voornamelijk albumine. De resterende 60% is geïoniseerd calcium plus calcium in een complex met fosfaat en citraat. Totaal calcium (d.w.z. eiwitgebonden, gecomplexeerd en geïoniseerd) wordt gewoonlijk klinisch gemeten in het laboratorium. Idealiter zou geïoniseerd of vrij calcium moeten worden gemeten, omdat het de fysiologisch actieve vorm in plasma is; vanwege technische problemen zijn dergelijke bepalingen echter meestal beperkt tot patiënten met een vermoeden van een significant defect in de eiwitcalciumbinding. Geïoniseerd calcium wordt over het algemeen beschouwd als ongeveer 50% van het totale plasmacalcium.

De fysiologische betekenis van calcium is dat het het vermogen van weefselcolloïden om water te binden vermindert, de permeabiliteit van weefselmembranen vermindert, deelneemt aan de opbouw van het skelet en het hemostasesysteem, evenals aan neuromusculaire activiteit. Het kan zich ophopen op plaatsen waar weefselschade is door verschillende pathologische processen. Ongeveer 99% van het calcium bevindt zich in botten, de rest bevindt zich voornamelijk in de extracellulaire vloeistof (bijna uitsluitend in het bloedserum). Ongeveer de helft van het serumcalcium circuleert in geïoniseerde (vrije) vorm, de andere helft bevindt zich in een complex, voornamelijk met albumine (40%) en in de vorm van zouten - fosfaten, citraat (9%). Veranderingen in het albuminegehalte in het bloedserum, met name hypoalbuminemie, beïnvloeden de totale calciumconcentratie, zonder de klinisch belangrijkere indicator - de concentratie geïoniseerd calcium - te beïnvloeden. De "gecorrigeerde" totale calciumconcentratie in het serum bij hypoalbuminemie kan worden berekend met de formule:

Ca (gecorrigeerd) = Ca (gemeten) + 0,02×(40 - albumine).

In botweefsel gefixeerd calcium interageert met serumionen. Het gefixeerde calcium fungeert als een buffersysteem en voorkomt dat het serumgehalte over grote afstanden fluctueert.

Calciummetabolisme

Het calciummetabolisme wordt gereguleerd door bijschildklierhormoon (PTH), calcitonine en vitamine D-derivaten. Bijschildklierhormoon verhoogt de serumcalciumconcentratie door de uitspoeling ervan uit botten, de reabsorptie in de nieren en de omzetting van vitamine D in de actieve metaboliet calcitriol te bevorderen. Bijschildklierhormoon bevordert ook de renale uitscheiding van fosfaat. De calciumspiegel in het bloed reguleert de secretie van bijschildklierhormoon via een negatief feedbackmechanisme: hypocalciëmie stimuleert en hypercalciëmie onderdrukt de afgifte van bijschildklierhormoon. Calcitonine is een fysiologische antagonist van bijschildklierhormoon; het stimuleert de renale calciumuitscheiding. Vitamine D-metabolieten stimuleren de intestinale absorptie van calcium en fosfaten.

Het calciumgehalte in het bloedserum verandert bij disfunctie van de bijschildklieren en de schildklier, neoplasmata van verschillende lokalisaties, met name met uitzaaiingen naar de botten, en nierfalen. Bij gastro-intestinale pathologie is calcium secundair betrokken bij het pathologische proces. Vaak is hypo- en hypercalciëmie de primaire manifestatie van het pathologische proces.

Regulering van het calciummetabolisme

Het calcium- en fosfaat (PO)-metabolisme zijn met elkaar verbonden. De regulatie van de calcium- en fosfaatbalans wordt bepaald door de circulerende spiegels van parathyroïdhormoon (PTH), vitamine D en in mindere mate calcitonine. De concentraties calcium en anorganisch PO hangen samen door hun vermogen om deel te nemen aan een chemische reactie waarbij CaPO wordt gevormd. Het product van de calcium- en PO-concentratie (in mEq/l) is normaal gesproken 60; wanneer het product hoger is dan 70, is neerslag van CaPO-kristallen in zacht weefsel waarschijnlijk. Neerslag in vaatweefsel draagt bij aan de ontwikkeling van arteriosclerose.

PTH wordt geproduceerd door de bijschildklieren. Het heeft verschillende functies, maar de belangrijkste is misschien wel het voorkomen van hypocalciëmie. Bijschildkliercellen reageren op een daling van het plasmacalcium door PTH in de bloedbaan af te geven. PTH verhoogt het plasmacalcium binnen enkele minuten door de renale en intestinale absorptie van calcium te verhogen en door calcium en PO uit het bot te mobiliseren (botresorptie). De renale calciumuitscheiding is over het algemeen vergelijkbaar met de natriumuitscheiding en wordt gereguleerd door vrijwel dezelfde factoren die het natriumtransport in de proximale tubuli regelen. PTH verhoogt echter de calciumreabsorptie in het distale nefron, onafhankelijk van natrium. PTH vermindert ook de renale reabsorptie van PO en verhoogt zo het renale PO-verlies. Renale PO-verliezen voorkomen een toename van het plasma Ca2+PO2-bindingsproduct, omdat de calciumspiegel stijgt als reactie op PTH.

PTH verhoogt ook de calciumspiegel in het plasma door vitamine D om te zetten in zijn meest actieve vorm (1,25-dihydroxycholecalciferol). Deze vorm van vitamine D verhoogt het percentage calcium dat uit de darm wordt opgenomen. Ondanks een verhoogde calciumopname leidt een verhoogde PTH-secretie doorgaans tot verdere botresorptie door de osteoblastfunctie te onderdrukken en de osteoclastactiviteit te stimuleren. PTH en vitamine D zijn belangrijke regulatoren van botgroei en -remodellering.

Tests voor de bijschildklierfunctie omvatten het bepalen van de circulerende PTH-spiegels door middel van radioimmunoassay en het meten van de totale of nefrogene cAMP-uitscheiding in de urine. Testen op cAMP in de urine is zeldzaam, maar nauwkeurige PTH-bepalingen komen vaak voor. De beste bepalingen zijn voor intacte PTH-moleculen.

Calcitonine wordt afgescheiden door de parafolliculaire cellen van de schildklier (C-cellen). Calcitonine verlaagt de plasmacalciumconcentratie door de calciumopname in cellen, de uitscheiding via de nieren en de botvorming te verhogen. De effecten van calcitonine op het botmetabolisme zijn veel zwakker dan die van PTH of vitamine D.