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. Ovisno o koncentraciji paratireoidnog hormona (PTH) i aktivnog vitamina D, 1,25(OH)2D (1,25- dihidroksi -kolekalciferol, calcitriol),približno 200 to 400 mg tog kalcija se apsorbira iz crijeva svakodnevno. Preostaih 800 to 1000 mg nalazi se u stolici. Ravnotežu kalcija održavaju bubrezi izlučivanjem prosječno 200 mg/dan, što također ovisi o vrijednosti PTH i kalcitonina.
Stanične i vanstanične 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 vezanje ekscitacije s kontrakcijom u miokardu te u aktiviranju proteinskih kinaza i fosforiliranju enzima. Ca je uključen i u djelatnost drugih staničnih prijenosnika, poput cAMP i inozitol 1,4,5–trifosfata, pa tako posreduje i stanične odgovore na niz hormona, uključujući ADH, uključujući adrenalin, glukagon, vazopresin (ADH), 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 o proteine, Ca u kompleksima i ionizirani dio).
Premda je poželjno 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 osnovi 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 kalija). 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 Ca3 (PO4)2. Produkt koncentracija Ca i PO4 (u mEq/L) normalno iznosi < 60; kada ta vrijednost premaši 70 dolazi do obaranja kristala kalcij fosfata u meka tkiva. Taloženje kalcija u žilama ubrzava arteriosklerotsku angiopatiju, a njen razvoj moguć je i pri nižim vrijednsotima kalcija i fosfata (> 55), osobito u pacijenta s kroničnom bubrežnom bolesti.
Paratireoidni hormon luče paratireoidne žlijezde. Ima nekoliko funkcija, no najvažnija je njegova uloga u sprječavanju hipokalcijemije. 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). Bubrežno izlučivanje Ca ide usporedno s izlučivanjem Na i pod utjecajem je istih čimbenika koji nadziru promet Na u proksimalnom tubulu. PTH međutim pojačava reapsorpciju Ca u distalnom tubulu neovisno o Na.
PTH smanjuje reapsorpciju PO4 putem bubrega te povećava renalno izlučivanje PO4 Bubrežnim izlučivanjem fosfata smanjuje se oslobađanje produkta topivosti Ca × PO4 u plazmi, do kojeg dolazi zbog porasta Ca.
PTH povećava razinu Ca u plazmi i tako što potiče pretvorbu D vitamina u njegov aktivni oblik, kalcitriol. Ovaj oblik vitamina D povećava intestinalnu apsopciju kalcija iz hrane. Usprkos povećanoj apsorpciji Ca, dugotrajni porast PTH dovodi do daljnje resorpcije kosti jer inhibira osteoblaste, a potiče aktivnost osteoklasta. PTH i vitamin D predstavljaju stoga bitne regulatore rasta i remodeliranja kosti (vidi također Manjak i zavisnost Vitamin D).
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. U dijagnostici pseudohipoparatireoidizma ponekad se mjeri izlučivanje ukupnog i nefrogenog cAMP u mokraći.
Kalcitonin luče parafolikulske stanice štitnjače (C stanice). Kalcitonin snižava Ca u plazmi povećanim preuzimanjem u stanice, bubrežnim izlučivanjem i ugrađivanjem u kost. Učinci kalcitonina na metabolizam kosti su doduše znatno slabiji od onih koje pokazuju PTH ili vitamin D.