introduktion

forstyrrelser i serumkalciumkoncentration er hyppige begivenheder i klinisk praksis. Endnu hyppigere er forstyrrelserne i calciumbalance, der forekommer i en lang række sygdomme eller patologiske tilstande. Imidlertid, mens det er let at måle serumkalciumkoncentrationer, det er langt vanskeligere at måle calciumbalance og kropscalciumindhold; derfor er mange klinikere fristet til at evaluere status for calciumbalance ud fra værdien af serumkalciumkoncentration. Som forklaret i denne gennemgang er det ikke kun umuligt at forudsige calciumbalance baseret på serumkalcium, men det kan føre til utilstrækkelige og undertiden skadelige beslutninger for patienten.

calciummetabolisme hos raske voksne

kroppen af en sund voksen indeholder 25 000 mmol (1 kg) calcium, hvoraf>99% er en del af Mineralkomponenten i knogler og<1% (20 mmol) er i ECF. Det kalciumhomeostatiske system retter sig ikke så meget mod det samlede calciumindhold i kroppen, men snarere mod koncentrationen af ECF-calcium. I et givet sundt individ er denne værdi bemærkelsesværdigt stabil over tid og afviger aldrig med >2% fra dets sætpunkt . Under normale forhold opretholdes både ECF-calciumkoncentration og kropscalciumindhold ved faste værdier; under patologiske forhold kan opretholdelse af ECF-calciumkoncentration dog kræve en ændring i calciumbalancen og kroppens calciumindhold.

Calciumstrømme hos normale voksne

tre organer kan skabe calciumbevægelse ind i eller ud af ECF: tarmen, knoglen og nyrerne. Imidlertid bidrager intestinal calciumabsorption efter et måltid ikke til at opretholde serumkalcium på dets sætpunkt. Tværtimod inducerer det en forbigående stigning i serumkalcium. Ikke desto mindre er tilstrækkeligt calciumindtag i kosten og normal intestinal calciumabsorption afgørende for at opretholde normal calciumbalance og normale knoglelagre. På vestlige diæter falder fækalt tab på grund af ikke-reabsorberet tarmvæskecalcium aldrig Under 150 mg (3,75 mmol) dagligt, og urintab falder aldrig under 100 mg (2,5 mmol) dagligt. På grund af sådanne betydelige obligatoriske tab er det minimale diætkalciumbehov baseret på balancestudier hos normale forsøgspersoner 600 mg (15 mmol) pr .

ECF-calciumkoncentrationen afhænger i fastende tilstand af en mængde calcium frigivet fra knogle, der svarer til det obligatoriske tab af calcium i urinen. Når diætindtagelse af calcium er utilstrækkelig (<600 mg/dag hos unge voksne) og/eller intestinal calciumabsorption unormal, kan serumkalciumniveauet kun holdes stabilt på bekostning af en gradvis udtømning af knoglekalciumlagre. For eksempel resulterer et dagligt calciumindtag på 400 mg (10 mmol) i et tab på 1-4 mmol (40-160 mg) calcium fra kroppen hver dag . Selvom intestinal calciumabsorption ikke regulerer serumkalciumniveauer, tilvejebringer det det nødvendige calcium for at opretholde knoglekalciummasse inden for det normale interval: det tabte calcium i fastende tilstand erstattes af absorption af en identisk mængde calcium fra tarmens lumen. Følgelig er mængden af calcium, der udskilles i urinen, hos raske personer, der har afsluttet deres vækst, og med undtagelse af gravide eller ammende kvinder, når diætindtagelse af calcium og intestinal calciumabsorption er normal, lig med nettobeløbet absorberet af tarmen.

opretholdelse af serumkalcium ved dets ligevægtsværdi

reguleringen af serumkalcium involverer mekanismer, der holder calciumniveauet på dets sætpunkt og mekanismer, der korrigerer variationer fra setpunktet.

knoglen og nyrerne er de to organer, der bestemmer serumkalciumniveauet i fastende tilstand. For at opretholde serumkalciumniveauer konstant under denne tilstand frigiver knoglen en mængde calcium, der er identisk med den mængde, der udskilles i urinen i en given periode. Calcium-ligevægtsniveauet (setpunkt) er den værdi, for hvilken netto calciumindstrømningen, fra knoglepuljen til det ekstracellulære rum, matcher nettoudstrømningen, fra det ekstracellulære rum til urinen. Denne kamp opnås primært ved en passende frigivelse af parathyroidhormon (PTH), der øger frigivelsen af calcium fra knoglevæv og begrænser nyretabet af calcium gennem en forbedring af den rørformede reabsorption af filtreret calcium i den stigende sløjfe af Henle og i den distale tubule .

det er vigtigt, at dette system også giver et effektivt middel til at korrigere afvigelser fra calciumsætpunktet. I fastende tilstand har serumkalcium en tendens til at falde under dets sætpunkt, fordi calcium går tabt i urinen. Parathyroidkirtlerne reagerer øjeblikkeligt ved at frigive større mængder PTH, hvilket igen stimulerer calciumfrigivelse fra knoglevæv og calciumreabsorption fra nyretubuli, hvilket tillader serumkalcium at vende tilbage til setpunktet. Knoglekalciumfrigivelse er hurtig, med markant amplitude, men med begrænset kapacitet, da kun overfladiske knoglelag formodes at være involveret. Disse egenskaber er velegnede til hurtig korrektion af serumkalciumniveauer . Calciumfrigivelse er forskellig fra knoglemodellering, hvilket indebærer tæt kobling mellem syntese af organisk knoglematrice ved osteoblaster og ødelæggelse af moden knogle ved osteoklaster: på skalaen af hele skeletet og på et givet tidspunkt under normale forhold er mængden af nydannet knogle lig med mængden af ødelagt knogle. Det følger heraf, at knoglemodellering ikke producerer en nettotilstrømning af calcium fra knoglepuljen til det ekstracellulære rum og derfor ikke hjælper med at opretholde serumkalciumniveauet på setpunktet. Endelig er knogleromdannelse en langsom proces med begrænset amplitude, men betydelig kapacitet, da det potentielt involverer hele skeletet.

omvendt nedsætter en stigning i serumkalcium sekretionen af PTH, hvilket fører til en reduktion i mængderne af calcium frigivet fra knogle og reabsorberet i nyrerne og endelig til normalisering af serumkalcium.

mekanismer underliggende abnormiteter i serumkalcium

som angivet ovenfor afhænger ligevægtsværdien af ECF-calcium af balancen mellem mængden af calcium, der kommer ind i ECF (hovedsageligt fra knogle) og mængden af calcium, der forlader ECF (i urin). Følgelig kan en stigning i ECF-calciumværdien skyldes (i) et fald i nyrens evne til at udskille calcium, der kommer ind i ECF, idet mængden af calcium, der kommer ind i ECF, er normal eller let forøget, og (ii) en stigning i tilstrømningen af calcium til ECF af tilstrækkelig størrelse til at overvælde nyrens evne til at udskille den krævede mængde calcium i urinen.

skematisk er den første tilstand typisk for calciumforstyrrelser relateret til en primær ændring i PTH-sekretion (primær hyperparathyreoidisme, familiær godartet hypercalcæmi). Under denne betingelse er den vigtigste determinant for ændringen i ECF-calciumkoncentration stigningen i renal tubulær calciumreabsorption . Den anden tilstand viser, hvad der forekommer hos patienter med malignitetsrelateret hypercalcæmi, hvor en øget nettokalciumfrigivelse er den vigtigste determinant for hypercalcæmi. Stigningen i Netto knogleresorption kan være meget alvorlig og ansvarlig for en større stigning i serumkalciumkoncentrationen. Normalt er en serumkalciumkoncentration >3.5 mmol/l tyder mere på malignitet end på en parathyroideaforstyrrelse, idet sidstnævnte tilstand normalt er ansvarlig for mild til moderat hypercalcæmi.

ECF-calciumkoncentration afhænger ikke af calciumbalance

ud fra det, der er beskrevet ovenfor, ser det ud til, at ECF-calciumkoncentration og calciumbalance (eller kropscalciumindhold) stort set er uafhængige variabler. Mindst to grunde kan forklare denne uafhængighed.

den første er, at intestinal calciumindstrømning ikke bestemmer ligevægten ECF calciumkoncentration, men er en meget vigtig determinant for calciumbalance og krop (knogle) calciumindhold. Faktisk er enhver defekt i Netto intestinal calciumindstrømning til ECF forbundet med en negativ calciumbalance, som, hvis den opretholdes, kan være ansvarlig for et betydeligt og målbart tab i knogle (og derfor krop) calciumindhold. Omvendt kan en stigning i calciumindtag og tarmkalciumindstrømning gøre calciumbalancen positiv og udøve en beskyttende virkning på mineralbenindholdet. Mange randomiserede kliniske undersøgelser har vurderet effekten af en stigning i calciumindtagelse hos patienter med postmenopausal osteoporose (gennemgået i ). Resultatet af disse undersøgelser er utvetydigt: stigende calciumindtag er i stand til at opretholde knoglemineralindhold i modsætning til det, der observeres hos kontrolpersoner i samme alder, hvor knoglemineralindholdet er støt faldende. Med andre ord inducerer stigningen i calciumindtag en relativt positiv calciumbalance. Det er værd at bemærke, at den positive balance sker uden nogen målbar ændring i ECF-calciumkoncentration.

den anden grund er, at knoglemodellering ikke bestemmer ligevægten ECF calciumkoncentration, mens det er en vigtig determinant for knogle (og krop) calciumindhold. Et godt eksempel er igen postmenopausal osteoporose: denne tilstand er blandt andet karakteriseret ved en stigning i knoglemodellering sammen med et tab af kobling, hvor knogleresorption øges mere end knogledannelse. Som følge heraf er et calciumtab anslået til 20-40 mg dagligt (det vil sige 8-16 g årligt) tegner sig for osteoporose. Imidlertid forekommer der ingen konsekvent ændring i ECF-calciumkoncentration hos postmenopausale kvinder.

mange andre forhold illustrerer uafhængigheden mellem ændringer i ECF-calciumkoncentration og calciumbalance (tabel 1). I overensstemmelse med det, der er nævnt ovenfor, kan høje eller lave værdier af serumkalciumkoncentration eksistere sammen med negative, nul eller positive værdier for calciumbalance. Tilstanden af calciumbalance er klart uforudsigelig ved blot undersøgelse af ECF-calciumkoncentration.