Calcio totale e ionizzato nel sangue

I valori di riferimento (norma) per la concentrazione di calcio totale nel siero sanguigno sono 2,15-2,5 mmol/l o 8,6-10 mg%; calcio ionizzato - 1,15-1,27 mmol/l.

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Determinazione del livello di calcio ionizzato

Il calcio ionizzato può essere misurato mediante esami di laboratorio di routine, solitamente con ragionevole accuratezza. L'acidosi aumenta il calcio ionizzato diminuendo il legame proteico, mentre l'alcalosi diminuisce il calcio ionizzato. Nell'ipoalbuminemia, il calcio plasmatico rilevabile è solitamente basso, riflettendo un basso livello di calcio legato alle proteine, mentre il calcio ionizzato può essere normale. Il calcio plasmatico totale diminuisce o aumenta di 0,8 mg/dL (0,2 mmol/L) per ogni diminuzione o aumento di 1 g/dL dell'albumina. Pertanto, un livello di albumina di 2 g/dL (normale 4,0 g/dL) diminuisce il calcio plasmatico rilevabile di 1,6 mg/dL. Inoltre, livelli elevati di proteine plasmatiche, come si verifica nel mieloma multiplo, possono aumentare il calcio plasmatico totale.

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Significato fisiologico del calcio

Il calcio è necessario per la normale contrazione muscolare, la conduzione degli impulsi nervosi, il rilascio di ormoni e la coagulazione del sangue. Il calcio contribuisce anche alla regolazione di molti enzimi.

Il mantenimento delle riserve di calcio nell'organismo dipende dall'assunzione alimentare di calcio, dall'assorbimento gastrointestinale di calcio e dall'escrezione renale di calcio. Con una dieta equilibrata, l'assunzione di calcio è di circa 1.000 mg al giorno. Circa 200 mg al giorno vengono persi nella bile e in altre secrezioni gastrointestinali. A seconda della concentrazione di vitamina D circolante, in particolare dell'1,25-diidrossicolecalciferolo, che si forma nei reni dalla forma inattiva, circa 200-400 mg di calcio vengono assorbiti nell'intestino ogni giorno. I restanti 800-1.000 mg sono presenti nelle feci. L'equilibrio del calcio è mantenuto dall'escrezione renale di calcio, che in media è di 200 mg al giorno.

Le concentrazioni di calcio extracellulare e intracellulare sono regolate dal trasporto bidirezionale del calcio attraverso le membrane cellulari e gli organelli intracellulari come il reticolo endoplasmatico, il reticolo sarcoplasmatico delle cellule muscolari e i mitocondri. Il calcio ionizzato citosolico è mantenuto a livelli micromolari (inferiori a 1/1000 della concentrazione plasmatica). Il calcio ionizzato agisce come secondo messaggero intracellulare; è coinvolto nella contrazione del muscolo scheletrico, nell'eccitazione e contrazione della muscolatura liscia e cardiaca, nell'attivazione delle protein chinasi e nella fosforilazione enzimatica. Il calcio è anche coinvolto nell'azione di altri messaggeri intracellulari come l'adenosina monofosfato ciclico (cAMP) e l'inositolo 1,4,5 trifosfato, ed è quindi coinvolto nella trasmissione della risposta cellulare a numerosi ormoni, tra cui adrenalina, glucagone, ADH (vasopressina), secretina e colecistochinina.

Nonostante il suo importante ruolo intracellulare, quasi il 99% del calcio corporeo totale si trova nelle ossa, principalmente sotto forma di cristalli di idrossiapatite. Circa l'1% del calcio osseo è liberamente scambiabile con il liquido extracellulare (ECF) e può quindi contribuire a modificare il bilancio del calcio. I livelli plasmatici normali di calcio variano da 8,8 a 10,4 mg/dL (da 2,2 a 2,6 mmol/L). Circa il 40% del calcio ematico totale è legato alle proteine plasmatiche, principalmente all'albumina. Il restante 60% è costituito da calcio ionizzato più calcio complessato con fosfato e citrato. Il calcio totale (ovvero legato alle proteine, complessato e ionizzato) viene solitamente misurato clinicamente in laboratorio. Idealmente, il calcio ionizzato o libero dovrebbe essere misurato perché è la forma fisiologicamente attiva nel plasma; tuttavia, a causa di difficoltà tecniche, tali determinazioni sono solitamente limitate ai pazienti con sospetto di un difetto significativo nel legame del calcio alle proteine. Il calcio ionizzato è generalmente considerato costituire circa il 50% del calcio plasmatico totale.

Il significato fisiologico del calcio risiede nel ridurre la capacità dei colloidi tissutali di legare l'acqua, ridurre la permeabilità delle membrane tissutali, partecipare alla costruzione dello scheletro e del sistema emostatico, nonché all'attività neuromuscolare. Ha la capacità di accumularsi nei siti di danno tissutale causato da vari processi patologici. Circa il 99% del calcio si trova nelle ossa, il resto si trova principalmente nel liquido extracellulare (quasi esclusivamente nel siero sanguigno). Circa metà del calcio sierico circola in forma ionizzata (libera), l'altra metà si trova in un complesso, principalmente con l'albumina (40%) e sotto forma di sali - fosfati, citrato (9%). Le variazioni del contenuto di albumina nel siero sanguigno, in particolare l'ipoalbuminemia, influenzano la concentrazione totale di calcio, senza influenzare l'indicatore clinicamente più importante: la concentrazione di calcio ionizzato. La concentrazione totale "corretta" di calcio nel siero in caso di ipoalbuminemia può essere calcolata utilizzando la formula:

Ca (corretto) = Ca (misurato) + 0,02×(40 - albumina).

Il calcio fissato nel tessuto osseo interagisce con gli ioni sierici. Agendo come un sistema tampone, il calcio depositato impedisce che il suo contenuto sierico fluttui su ampi intervalli.

Metabolismo del calcio

Il metabolismo del calcio è regolato dall'ormone paratiroideo (PTH), dalla calcitonina e dai derivati della vitamina D. L'ormone paratiroideo aumenta la concentrazione sierica di calcio favorendone la lisciviazione dalle ossa, il riassorbimento renale e stimolando la conversione della vitamina D nel metabolita attivo calcitriolo. L'ormone paratiroideo aumenta anche l'escrezione renale di fosfato. I livelli di calcio nel sangue regolano la secrezione dell'ormone paratiroideo attraverso un meccanismo di feedback negativo: l'ipocalcemia stimola il rilascio dell'ormone paratiroideo e l'ipercalcemia lo sopprime. La calcitonina è un antagonista fisiologico dell'ormone paratiroideo; stimola l'escrezione renale di calcio. I metaboliti della vitamina D stimolano l'assorbimento intestinale di calcio e fosfati.

Il contenuto di calcio nel siero sanguigno varia in caso di disfunzione delle ghiandole paratiroidi e tiroidee, neoplasie di varie localizzazioni, in particolare con metastasi ossee, e insufficienza renale. Un coinvolgimento secondario del calcio nel processo patologico si verifica in caso di patologia gastrointestinale. Spesso, l'ipocalcemia e l'ipercalcemia possono essere la manifestazione primaria del processo patologico.

Regolazione del metabolismo del calcio

Il metabolismo del calcio e del fosfato (PO) sono interconnessi. La regolazione dell'equilibrio di calcio e fosfato è determinata dai livelli circolanti di ormone paratiroideo (PTH), vitamina D e, in misura minore, calcitonina. Le concentrazioni di calcio e PO inorganico sono correlate dalla loro capacità di partecipare a una reazione chimica per formare CaPO. Il prodotto delle concentrazioni di calcio e PO (in mEq/L) è normalmente 60; quando il prodotto supera 70, è probabile la precipitazione di cristalli di CaPO nei tessuti molli. La precipitazione nel tessuto vascolare contribuisce allo sviluppo dell'arteriosclerosi.

Il PTH è prodotto dalle paratiroidi. Svolge diverse funzioni, ma forse la più importante è la prevenzione dell'ipocalcemia. Le cellule paratiroidee rispondono a una diminuzione del calcio plasmatico rilasciando PTH in circolo. Il PTH aumenta il calcio plasmatico in pochi minuti, aumentando l'assorbimento renale e intestinale di calcio e mobilizzando calcio e PO dall'osso (riassorbimento osseo). L'escrezione renale di calcio è generalmente simile all'escrezione di sodio ed è regolata dagli stessi fattori che controllano il trasporto di sodio nel tubulo prossimale. Tuttavia, il PTH aumenta il riassorbimento di calcio nel nefrone distale indipendentemente dal sodio. Il PTH riduce anche il riassorbimento renale di PO e quindi aumenta le perdite renali di PO. Le perdite renali di PO impediscono un aumento del prodotto di legame del Ca2+PO2 plasmatico poiché i livelli di calcio aumentano in risposta al PTH.

Il PTH aumenta anche i livelli plasmatici di calcio convertendo la vitamina D nella sua forma più attiva (1,25-diidrossicolecalciferolo). Questa forma di vitamina D aumenta la percentuale di calcio assorbita dall'intestino. Nonostante l'aumento dell'assorbimento di calcio, l'aumentata secrezione di PTH porta tipicamente a un ulteriore riassorbimento osseo, sopprimendo la funzione osteoblastica e stimolando l'attività degli osteoclasti. Il PTH e la vitamina D sono importanti regolatori della crescita e del rimodellamento osseo.

I test per la funzionalità paratiroidea includono la determinazione dei livelli circolanti di PTH mediante radioimmunoanalisi e la misurazione dell'escrezione urinaria di cAMP totale o nefrogenica. Il test del cAMP urinario è raro, ma i dosaggi accurati del PTH sono comuni. I dosaggi migliori sono quelli per le molecole di PTH intatte.

La calcitonina è secreta dalle cellule parafollicolari della tiroide (cellule C). La calcitonina riduce le concentrazioni plasmatiche di calcio aumentandone l'assorbimento cellulare, l'escrezione renale e la formazione ossea. Gli effetti della calcitonina sul metabolismo osseo sono molto più deboli di quelli del PTH o della vitamina D.