Kalcij je neophodan za primjerenu mišićnu kontrakciju, za živčano provođenje, za otpuštanje hormona i za zgrušavanje krvi. Između ostalog, zadovoljavajuća koncentracija kalcija potrebna je za brojne metaboličke procese.
Održavanje ravnoteže kalcija (kako bi se izbjegla hipokalcemija ili hiperkalcemija) ovisi o
Uravnoteženom prehranom dnevno se unosi oko 1000 mg kalcija, oko 200 mg/dan izlučuje se u GI trakt, putem žuči i drugih probavnih sokova. Depending on the concentration of circulating parathyroid hormone (PTH) and active vitamin D, 1,25(OH)2D (1,25-dihydroxycholecalciferol, calcitriol), roughly 200 to 400 mg of this calcium is absorbed from the intestine each day (see also Vitamin D Deficiency).Ovisno o koncentraciji cirkulirajućeg paratireoidnog hormona (PTH) i aktivnog vitamina D, 1,25(OH)2d (1.25-dihidroksikolekalciferol), kalcitriol), otprilike 200 do 400 mg tog kalcija apsorbira se iz crijeva svaki dan (vidjeti također "Manjak vitamina D") Preostaih 800 to 1000 mg izlučuje se stolicom. Ravnotežu kalcija održavaju bubrezi izlučivanjem prosječno 200 mg/dan, što također ovisi o vrijednosti PTH i kalcitonina.
Stanične i izvanstanične koncentracije Ca su pod strogim nadzorom dvosmjernog transporta Ca kroz opne stanica i staničnih organela, poput endoplazmatskog ili sarkoplazmatskog retikuluma u stanicama mišića i mitohondrija.
Ionizirani kalcij je fiziološki aktivni oblik. Citosolni ionizirani kalcij održava se u uskim granicama mikromolarnog opsega (< 1/1000 serumske koncentracije). Ionizirani Ca djeluje u stanici kao drugi prijenosnik: uključen je u kontrakciju skeletnih mišića, u ekscitacijsko-kontrakcijsku spregu u miokardu i glatkoj muskulaturi te u aktiviranju proteinskih kinaza i fosforiliranju enzima. Calcium is also involved in the action of other intracellular messengers, such as cAMP (cyclic adenosine monophosphate) and inositol 1,4,5-triphosphate, and thus mediates the cellular response to numerous hormones, including epinephrine, glucagon, vasopressin (antidiuretic hormone), secretin, and cholecystokinin.Kalcij također sudjeluje u funkciji drugih unutarstaničnih glasnika, kao što su cAMP (ciklički adenozin monofosfat) i inozitol 1,4,5-trifosfat te tako posreduje u staničnom odgovoru na brojne hormone, uključujući epinefrin, glukagon, vazopresin (antidiuretski hormon), sekretin i kolecistokinin.
Unatoč važnim staničnim ulogama, oko 99% tjelesnog Ca se nalazi u kostima, pretežno u obliku kristala hidroksiapatita. Oko 1% koštanog Ca se slobodno izmjenjuje s vanstaničnom tekućinom i dostupno je za puferiranje otklona u ravnoteži Ca.
Normalne razine ukupnog sermskog kalcija u plazmi iznose 8,8–10,4 mg/dl (2,20–2,60 mmol/L). Približno 40% ukupnog Ca u krvi vezano je na plazmatske bjelančevine, najviše na albumine. Preostalih 60% otpada na ionizirani Ca i onaj u kompleksu s fosfatom i citratom. Klinički laboratoriji obično određuju ukupni Ca (tj. vezan za proteine, Ca u kompleksima i ionizirani dio).
Ipak, idealno bi bilo mjeriti upravo ionizirani kalcij (slobodna frakcija) jer je to fiziološki aktivan oblik Ca u plazmi i njegova vrijednost ne korelira uvijek s ukupnim serumskim kalcijem .
-
Vrijednost ioniziranog kalcija iznosi oko 50%vrijednosti ukupnog serumskog kacija.
-
Procjena vrijednosti ioniziranog kalcija moguća je na osnovu ukupnog serumskog kalcija i serumskog albumina (vidi Procjena koncentracije ioniziranog kalcija).
-
Ciljano određivanje ioniziranog kalcija uglavnom je ograničeno na pacijente s visokom sumnjom na poremećaj u vezanju kalcija na proteine, obzirom na otežano tehničko izvođenje pretrage.
Opseg normalnih vrijednost ioniziranog kalcija ponešto varira među različitim laboratorijima, no iznosi približno 4.7 do 5.2 mg/dL (1.17 do 1.30 mmol/L).
Regulacija metabolizma kalcija
Metabolizam kalcija i fosfata usko je povezan (vidi Pregled poremećaja metabolizma fosfata). Na ravnotežu kalcija i fosfata uvelike utječe koncentracija PTH, vitamina D i nešto manje , kalcitonina. Na razine Ca i anorganskog PO4 utječe i njihova sklonost formiranju kalcijevog fosfata Ca3 (PO4)2. The product of concentrations of calcium and phosphate (in mg/dL) is estimated to be < 60 mg2/dL2 (< 4.8 mmol2/L2) normally; when the product exceeds 70 mg2/dL2 (5.6 mmol2/L2), precipitation of calcium phosphate crystals in soft tissue is much more likely.Procjenjuje se da je koncentracija kalcijevog fosfata normalno <60 mg2/dL2 (<4.8 mmol2/L2).Kada je koncentracija>70 mg2/dL2 (5.6 mmol2/L2), izgjedno je da će doći do taloženja kristala kalcijevog fosfata u meka tkiva. Calcification of vascular tissue accelerates arteriosclerotic vascular disease and may occur when the calcium and phosphate product is even lower (> 55 mg2/dL2 [4.4 mmol2/L2]), especially in patients with chronic kidney disease.Kalcifikacija vaskularnih struktura ubrzava aterosklerotsku vaskularnu bolest i može se dogoditi i kod nižih vrijednosti kalcijevog fosfata >55 mg2/dL2(4 mmol2/L2), pogotovo kod pacijenata sa kroničnom bubrežnom bolesti.
Paratireoidni hormon (PTH)
Paratireoidni hormon izlučuju paratireoidne žlijezde. Ima nekoliko uloga, ali možda najvažnija je obrana od hipokalcemije. Paratireoidne stanice prepoznaju pad razine Ca u plazmi i otpuštaju već stvoreni PTH u krvotok. PTH podiže vrijednost kalcija u nekoliko minuta poticanjem bubrežne i crijevne apsorpcije Ca i mobiliziranjem Ca i PO4 iz kosti (resorpcija kosti). Renalno izlučivanje kalcija općenito je paralelno s izlučivanjem natrija i pod utjecajem je mnogih istih čimbenika koji upravljaju transportom natrija u proksimalnom tubulu. PTH pojačava reapsorpciju Ca u distalnom tubulu neovisno o Na.
PTH također smanjuje bubrežnu reapsorpciju fosfata i tako povećava bubrežne gubitke fosfata. Bubrežno izlučivanje fosfata prevenira oslobađanje produkta topivosti Ca × PO4 u plazmi, do kojeg bi došlo zbog porasta koncentracije Ca u odgovoru na PTH.
PTH također povećava serumski kalcij stimulirajući pretvorbu vitamina D u svoj najaktivniji oblik, kalcitriol. Ovaj oblik vitamina D povećava intestinalnu apsopciju kalcija iz hrane. Unatoč povećanoj apsorpciji kalcija, dugotrajno povećano izlučivanje PTH rezultira daljnjom resorpcijom kostiju, inhibicijom osteoblastične funkcije i poticanjem osteoklastične aktivnosti. PTH i vitamin D djeluju kao važni regulatori rasta kostiju i pregradnje kostiju (vidi takođerNedostatak vitamina D i ovisnost).
Preporučeni način mjerenja PTH je još uvijek radioimunološki, za intaktni PTH. Dostupna je i druga generacija testova za intaktni PTH. Navedeni testovi mjere bioraspoloživi PTH ili ukupni PTH. Vrijednosti tih testova podudaraju se u 50 do 60% s dobivenim vrijednostima u starijim testovima. Oba testa mogu se koristiti u dijagnostici primarnog hiperparatireoidizma ili praćenju sekundarnog hiperparatireoidizma u bubrežnoj bolesti, sve dok se prate normalni rasponi vrijednosti.
PTH povećava urinarni cAMP. Ponekad se mjeri ukupno ili nefrogeno izlučivanje cAMP , kod dijagnoze pseudohiperparatireoidizma.
Kalcitonin
kalcitonin izlučuju parafolikularne stanice štitnjače (C stanice). Calcitonin tends to lower serum calcium concentration by enhancing cellular uptake, renal excretion, and bone formation.Kalcitonin dovodi do snižavanja razine kalcija tako što stimulira ulazak Ca u stanice, izlučivanje bubrezima i formiranje kosti, Učinci kalcitonin na metabolizam kostiju puno su slabiji od onih PTH ili vitamina D.