Загальний та іонізований кальцій у крові

Референтні значення (норма) концентрації загального кальцію в сироватці крові становлять 2,15-2,5 ммоль/л або 8,6-10 мг%; іонізованого кальцію - 1,15-1,27 ммоль/л.

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

Визначення рівня іонізованого кальцію

Іонізований кальцій можна виміряти за допомогою рутинних лабораторних тестів, зазвичай з достатньою точністю. Ацидоз збільшує рівень іонізованого кальцію шляхом зменшення зв'язування з білками, тоді як алкалоз зменшує рівень іонізованого кальцію. При гіпоальбумінемії рівень кальцію, що виявляється, у плазмі зазвичай низький, що відображає низький рівень зв'язаного з білками кальцію, тоді як іонізований кальцій може бути нормальним. Загальний рівень кальцію в плазмі знижується або збільшується на 0,8 мг/дл (0,2 ммоль/л) на кожні 1 г/дл зменшення або збільшення альбуміну. Таким чином, рівень альбуміну 2 г/дл (норма 4,0 г/дл) знижує рівень кальцію, що виявляється, у плазмі на 1,6 мг/дл. Також підвищений рівень білків плазми, як це відбувається при множинній мієломі, може збільшити загальний рівень кальцію в плазмі.

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

Фізіологічне значення кальцію

Кальцій необхідний для нормального скорочення м'язів, проведення нервових імпульсів, вивільнення гормонів та згортання крові. Кальцій також допомагає регулювати багато ферментів.

Підтримка запасів кальцію в організмі залежить від споживання кальцію з їжею, всмоктування кальцію в шлунково-кишковому тракті та виведення кальцію нирками. При збалансованому харчуванні споживання кальцію становить близько 1000 мг на день. Близько 200 мг на день втрачається з жовчю та іншими шлунково-кишковими секретами. Залежно від концентрації вітаміну D у крові, особливо 1,25-дигідроксихолекальциферолу, який утворюється в нирках з неактивної форми, щодня в кишечнику всмоктується близько 200-400 мг кальцію. Решта 800-1000 мг виводиться з калі. Баланс кальцію підтримується шляхом виведення кальцію нирками, яке в середньому становить 200 мг на день.

Позаклітинна та внутрішньоклітинна концентрація кальцію регулюється двонаправленим транспортом кальцію через клітинні мембрани та внутрішньоклітинні органели, такі як ендоплазматичний ретикулум, саркоплазматичний ретикулум м'язових клітин та мітохондрії. Цитозольний іонізований кальцій підтримується на мікромолярних рівнях (менше 1/1000 від концентрації в плазмі). Іонізований кальцій діє як внутрішньоклітинний вторинний месенджер; він бере участь у скороченні скелетних м'язів, збудженні та скороченні серцевих та гладких м'язів, активації протеїнкінази та фосфорилюванні ферментів. Кальцій також бере участь у дії інших внутрішньоклітинних месенджерів, таких як циклічний аденозинмонофосфат (цАМФ) та інозитол-1,4,5-трифосфат, і таким чином бере участь у передачі клітинної відповіді на численні гормони, включаючи адреналін, глюкагон, АДГ (вазопресин), секретин та холецистокінін.

Незважаючи на свою важливу внутрішньоклітинну роль, майже 99% загального кальцію в організмі знаходиться в кістках, переважно у вигляді кристалів гідроксиапатиту. Близько 1% кісткового кальцію вільно обмінюється з позаклітинною рідиною і тому може брати участь у буферних змінах кальцієвого балансу. Нормальний рівень кальцію в плазмі коливається від 8,8 до 10,4 мг/дл (від 2,2 до 2,6 ммоль/л). Близько 40% загального кальцію в крові зв'язано з білками плазми, головним чином з альбуміном. Решта 60% - це іонізований кальцій плюс кальцій у комплексі з фосфатом і цитратом. Загальний кальцій (тобто зв'язаний з білками, у комплексі та іонізований) зазвичай вимірюється клінічно в лабораторії. В ідеалі слід вимірювати іонізований або вільний кальцій, оскільки він є фізіологічно активною формою в плазмі; однак через технічні труднощі такі визначення зазвичай обмежуються пацієнтами, у яких підозрюється значний дефект зв'язування кальцію з білками. Зазвичай вважається, що іонізований кальцій становить приблизно 50% загального кальцію в плазмі.

Фізіологічне значення кальцію полягає у зниженні здатності тканинних колоїдів зв'язувати воду, зменшенні проникності тканинних мембран, участі в побудові скелета та системи гемостазу, а також у нервово-м'язовій діяльності. Він має здатність накопичуватися в місцях пошкодження тканин різними патологічними процесами. Приблизно 99% кальцію міститься в кістках, решта переважно в позаклітинній рідині (майже виключно в сироватці крові). Приблизно половина сироваткового кальцію циркулює в іонізованій (вільній) формі, інша половина знаходиться в комплексі, переважно з альбуміном (40%) та у вигляді солей - фосфатів, цитрату (9%). Зміни вмісту альбуміну в сироватці крові, особливо гіпоальбумінемія, впливають на загальну концентрацію кальцію, не впливаючи на клінічно важливіший показник - концентрацію іонізованого кальцію. "Скориговану" загальну концентрацію кальцію в сироватці крові при гіпоальбумінемії можна розрахувати за формулою:

Ca (скоригований) = Ca (виміряний) + 0,02×(40 - альбумін).

Кальцій, зафіксований у кістковій тканині, взаємодіє з іонами сироватки крові. Діючи як буферна система, депонований кальцій запобігає коливанням його вмісту в сироватці крові у великих межах.

Метаболізм кальцію

Метаболізм кальцію регулюється паратиреоїдним гормоном (ПТГ), кальцитоніном та похідними вітаміну D. Паратиреоїдний гормон підвищує концентрацію кальцію в сироватці крові, посилюючи його вимивання з кісток, реабсорбцію в нирках та стимулюючи перетворення вітаміну D на активний метаболіт кальцитріол. Паратиреоїдний гормон також посилює ниркову екскрецію фосфату. Рівень кальцію в крові регулює секрецію паратиреоїдного гормону за допомогою механізму негативного зворотного зв'язку: гіпокальціємія стимулює, а гіперкальціємія пригнічує вивільнення паратиреоїдного гормону. Кальцитонін є фізіологічним антагоністом паратиреоїдного гормону; він стимулює ниркову екскрецію кальцію. Метаболіти вітаміну D стимулюють кишкове всмоктування кальцію та фосфатів.

Вміст кальцію в сироватці крові змінюється при порушенні функції паращитоподібних і щитоподібних залоз, новоутвореннях різної локалізації, особливо з метастазуванням у кістки, при нирковій недостатності. Вторинне залучення кальцію до патологічного процесу відбувається при патології шлунково-кишкового тракту. Нерідко гіпо- та гіперкальціємія може бути первинним проявом патологічного процесу.

Регуляція метаболізму кальцію

Метаболізм кальцію та фосфатів (PO) взаємопов'язаний. Регуляція балансу кальцію та фосфатів визначається рівнем паратиреоїдного гормону (ПТГ), вітаміну D та меншою мірою кальцитоніну в крові. Концентрації кальцію та неорганічного PO пов'язані їхньою здатністю брати участь у хімічній реакції з утворенням CaPO. Добуток концентрації кальцію та PO (у мЕк/л) зазвичай становить 60; коли добуток перевищує 70, ймовірне осадження кристалів CaPO у м'яких тканинах. Осадження у судинній тканині сприяє розвитку артеріосклерозу.

ПТГ виробляється паращитовидними залозами. Він має різні функції, але, мабуть, найважливішою є запобігання гіпокальціємії. Паращитовидні клітини реагують на зниження рівня кальцію в плазмі, вивільняючи ПТГ у кровообіг. ПТГ збільшує рівень кальцію в плазмі протягом кількох хвилин, збільшуючи всмоктування кальцію нирками та кишечником, а також мобілізуючи кальцій і PO з кісток (резорбція кісток). Ниркова екскреція кальцію загалом подібна до екскреції натрію та регулюється тими ж факторами, що контролюють транспорт натрію в проксимальних канальцях. Однак ПТГ збільшує реабсорбцію кальцію в дистальних нефронах незалежно від натрію. ПТГ також зменшує ниркову реабсорбцію PO і, таким чином, збільшує втрати PO нирками. Втрати PO нирками запобігають збільшенню продукту зв'язування Ca2+PO2 у плазмі, оскільки рівень кальцію підвищується у відповідь на ПТГ.

ПТГ також підвищує рівень кальцію в плазмі, перетворюючи вітамін D на його найактивнішу форму (1,25-дигідроксихолекальциферол). Ця форма вітаміну D збільшує відсоток кальцію, що всмоктується з кишечника. Незважаючи на підвищене всмоктування кальцію, підвищена секреція ПТГ зазвичай призводить до подальшої резорбції кісток, пригнічуючи функцію остеобластів та стимулюючи активність остеокластів. ПТГ та вітамін D є важливими регуляторами росту та ремоделювання кісток.

Тести на функцію паращитоподібних залоз включають визначення рівня циркулюючого ПТГ за допомогою радіоімунологічного аналізу та вимірювання загальної або нефрогенної екскреції цАМФ з сечею. Визначення цАМФ з сечею є рідкісним, але точні аналізи ПТГ є поширеними. Найкращі аналізи проводяться для визначення інтактних молекул ПТГ.

Кальцитонін секретується парафолікулярними клітинами щитовидної залози (С-клітинами). Кальцитонін знижує концентрацію кальцію в плазмі, збільшуючи його поглинання клітинами, ниркову екскрецію та формування кісткової тканини. Вплив кальцитоніну на метаболізм кісток набагато слабший, ніж вплив ПТГ або вітаміну D.