Johdanto

häiriöt seerumin kalsiumpitoisuudessa ovat yleisiä tapahtumia kliinisessä käytännössä. Vielä yleisempiä ovat kalsiumtasapainon häiriöt, joita esiintyy monenlaisissa sairauksissa tai patologisissa tiloissa. Seerumin kalsiumpitoisuuden mittaaminen on kuitenkin helppoa, mutta kalsiumtasapainon ja elimistön kalsiumpitoisuuden mittaaminen on paljon vaikeampaa.; siksi monilla lääkäreillä on kiusaus arvioida kalsiumtasapainon tilaa seerumin kalsiumpitoisuuden arvosta. Kuten tässä katsauksessa selitetään, kalsiumtasapainon ennustaminen seerumin kalsiumpitoisuuden perusteella on mahdotonta, mutta se voi johtaa potilaan kannalta riittämättömiin ja joskus vahingollisiin päätöksiin.

kalsiumin metabolia terveillä aikuisilla

terveen aikuisen keho sisältää ∼25 000 mmol (∼1 kg) kalsiumia, josta >99% kuuluu luun mineraalikomponenttiin ja <1% (∼20 mmol) on ECF: ssä. Kalsiumin homeostaattinen järjestelmä ei kohdistu niinkään kehon kokonaiskalsiumpitoisuuteen vaan ennemminkin ECF-kalsiumin pitoisuuteen. Tietyllä terveellä yksilöllä tämä arvo on huomattavan vakaa ajan myötä, eikä se koskaan poikkea >2% asetuspisteestään . Normaaliolosuhteissa sekä ECF-kalsiumpitoisuus että kehon kalsiumpitoisuus säilyvät kiinteillä arvoilla; patologisissa olosuhteissa ECF-kalsiumpitoisuuden säilyttäminen voi kuitenkin edellyttää kalsiumtasapainon ja kehon kalsiumpitoisuuden muuttamista.

Kalsiumvuoto normaaleilla aikuisilla

kolme elintä voi saada aikaan kalsiumin siirtymisen ECF: ään tai siitä ulos: suoli, luu ja munuaiset. Suolen kalsiumin imeytyminen aterian jälkeen ei kuitenkaan edistä seerumin kalsiumin pysymistä asetuskohdassaan. Päinvastoin, se aiheuttaa ohimenevää seerumin kalsiumpitoisuuden nousua. Riittävä kalsiumin saanti ravinnosta ja kalsiumin normaali imeytyminen suolistossa ovat kuitenkin välttämättömiä normaalin kalsiumtasapainon ja normaalien luustovarastojen ylläpitämiseksi. Länsimaisella ruokavaliolla suolistonesteen imeytymättömästä eritteestä johtuva ulostehäviö ei koskaan laske alle ∼150 mg: n (3, 75 mmol) vuorokaudessa eikä virtsahävikki koskaan laske alle ∼100 mg: n (2, 5 mmol) vuorokaudessa. Tällaisten merkittävien pakollisten hävikkien vuoksi pienin kalsiumin tarve ravinnossa on tasapainotutkimusten perusteella normaaleilla henkilöillä ∼600 mg (15 mmol) päivässä .

ECF-kalsiumpitoisuus riippuu paastotilassa luista vapautuvan kalsiumin määrästä, joka vastaa virtsan pakollista kalsiumin menetystä. Kun kalsiumin saanti ravinnosta on riittämätöntä (<600 mg/vrk nuorilla aikuisilla) ja/tai kalsiumin imeytyminen suolistosta epänormaalia, seerumin kalsiumpitoisuus voidaan pitää vakaana vain sillä uhalla, että luun kalsiumvarastot loppuvat vähitellen. Esimerkiksi päivittäinen kalsiumin saanti ≤400 mg (10 mmol) johtaa 1-4 mmol (40-160 mg) kalsiumin menetykseen kehosta joka päivä . Vaikka suoliston kalsiumin imeytyminen ei siis säätele seerumin kalsiumpitoisuutta, se antaa tarvittavan kalsiumin pitääkseen luun kalsiumpitoisuuden normaalialueella: paastotilassa menetetty kalsium korvataan imeytymällä sama määrä kalsiumia suolen lumenista. Näin ollen terveillä henkilöillä, jotka ovat saattaneet kasvunsa päätökseen, ja raskaana olevia tai imettäviä naisia lukuun ottamatta, kun kalsiumin saanti ravinnosta ja kalsiumin imeytyminen suolistosta on normaalia, virtsaan erittyvän kalsiumin määrä on yhtä suuri kuin suolesta imeytyvä nettomäärä.

seerumin kalsiumin säilyttäminen tasapainoarvossaan

seerumin kalsiumpitoisuuden säätelyyn liittyy mekanismeja, jotka pitävät kalsiumin asetuspisteessä, ja mekanismeja, jotka korjaavat asetuspisteestä poikkeavia muutoksia.

luu ja munuainen ovat ne kaksi elintä, jotka määrittävät seerumin kalsiumpitoisuuden paastotilassa. Pitääkseen seerumin kalsiumpitoisuuden vakiona tässä tilassa, luu vapauttaa kalsiumin määrän, joka on sama kuin virtsaan erittyvä määrä tiettynä ajanjaksona. Kalsiumin tasapainotaso (asetuspiste) on arvo, jolle kalsiumin nettovirtaus luualtaasta solunulkoiseen osastoon vastaa nettovirtausta solunulkoisesta osastosta virtsaan. Tämä vastaavuus saavutetaan pääasiassa lisäkilpirauhashormonin (PTH) riittävällä vapautumisella, joka lisää kalsiumin vapautumista luukudoksesta ja rajoittaa kalsiumin munuaishukkaa tehostamalla suodatetun kalsiumin takaisinottoa tubuluksessa Henlen nousevassa silmukassa ja distaalisessa tubuluksessa .

tärkeää on, että tämä järjestelmä tarjoaa myös tehokkaan keinon korjata poikkeamat kalsiumin asetuspisteestä. Paastotilassa seerumin kalsiumpitoisuus yleensä laskee alle asetuspisteensä, koska kalsiumia häviää virtsaan. Lisäkilpirauhaset reagoivat välittömästi vapauttamalla suurempia määriä PTH: ta, mikä puolestaan stimuloi kalsiumin vapautumista luukudoksesta ja kalsiumin takaisinimeytymistä munuaistiehyistä, jolloin seerumin kalsium palaa asetuspisteeseen. Luun kalsiumin vapautuminen on nopeaa, sillä sen amplitudi on huomattava, mutta kapasiteetti on rajallinen, koska siihen oletetaan liittyvän vain pinnallisia luukerroksia. Nämä ominaisuudet soveltuvat hyvin seerumin kalsiumpitoisuuden nopeaan korjaamiseen . Kalsiumin vapautuminen on eri asia kuin luun uudelleenmuodostus, jossa osteoblastien aiheuttama orgaanisen luumatriisin synteesi ja osteoklastien aiheuttama kypsän luun tuhoutuminen kytkeytyvät tiukasti toisiinsa: koko luurangon mittakaavassa ja tiettynä ajankohtana normaalioloissa uuden luun määrä on yhtä suuri kuin tuhoutuneen luun määrä. Tästä seuraa, että luun uudelleenmuodostus ei aiheuta kalsiumin nettovirtausta luualtaasta solunulkoiseen osastoon eikä näin ollen auta pitämään seerumin kalsiumpitoisuutta asetuskohdassa. Lopuksi luun uudelleenmuodostus on hidas prosessi, jolla on rajallinen amplitudi mutta huomattava kapasiteetti, koska se saattaa koskea koko luurankoa.

vastaavasti seerumin kalsiumpitoisuuden nousu vähentää PTH: n eritystä, mikä johtaa luusta vapautuvan ja munuaisiin imeytyvän kalsiumin määrän vähenemiseen ja lopulta seerumin kalsiumin normalisoitumiseen.

poikkeavuuksien taustalla olevat mekanismit seerumin kalsiumpitoisuudessa

kuten edellä on esitetty, ECF-kalsiumin tasapainoarvo riippuu ECF: ään (pääasiassa luusta) tulevan kalsiumin määrän ja ECF: stä (virtsasta) poistuvan kalsiumin määrän välisestä tasapainosta. Näin ollen ECF: n kalsiumarvon nousu voi johtua i) munuaisten kykyyn erittää ECF: ään tulevaa kalsiumia, jolloin ECF: ään menevän kalsiumin määrä on normaali tai hieman lisääntynyt ja ii) ECF: ään menevän kalsiumin määrän lisääntymisestä niin paljon, että munuaisten kyky erittää tarvittava määrä kalsiumia virtsaan ylittyy.

kaavamaisesti ensimmäinen tila on tyypillinen kalsiumhäiriöille, jotka liittyvät primaariseen PTH: n eritysmuutokseen (primaarinen hyperparatyreoosi, familiaalinen hyvänlaatuinen hyperkalsemia). Tässä tapauksessa tärkein ECF-kalsiumpitoisuuden muutokseen vaikuttava tekijä on munuaisten tubulaarisen kalsiumin takaisinimeytymisen lisääntyminen . Toinen tila kuvaa, mitä tapahtuu potilailla, joilla on maligniteettiin liittyvä hyperkalsemia ja joilla lisääntynyt luun kalsiumin nettovaikutus on tärkein hyperkalsemiaa määräävä tekijä. Luun nettoresorption lisääntyminen voi olla hyvin voimakasta ja aiheuttaa seerumin kalsiumpitoisuuden suurenemisen. Yleensä seerumin kalsiumpitoisuus >3.5 mmol / l viittaa enemmän maligniteettiin kuin lisäkilpirauhasen häiriöön, joka yleensä aiheuttaa lievän tai keskivaikean hyperkalsemian.

ECF-kalsiumpitoisuus ei riipu kalsiumtasapainosta

edellä kuvatun perusteella näyttää siltä, että ECF-kalsiumpitoisuus ja kalsiumtasapaino (tai kehon kalsiumpitoisuus) ovat suurelta osin toisistaan riippumattomia muuttujia. Riippumattomuutta voi selittää ainakin kaksi syytä.

ensimmäinen on se, että suoliston kalsiumin sisäänvirtaus ei määritä ECF-kalsiumpitoisuuden tasapainoa, vaan se on erittäin tärkeä kalsiumtasapainon ja kehon (luun) kalsiumpitoisuuden määrittäjä. Itse asiassa mikä tahansa puute suoliston kalsiumin nettovirrassa ECF: ään liittyy negatiiviseen kalsiumtasapainoon, joka voi jatkuessaan olla vastuussa merkittävästä ja mitattavissa olevasta luun (ja siten myös kehon) kalsiumpitoisuuden menetyksestä. Toisaalta kalsiumin saannin lisääntyminen ja kalsiumin sisäänvirtaus suolistossa voivat tehdä kalsiumtasapainon positiiviseksi ja vaikuttaa suojaavasti mineraaliluupitoisuuteen. Monissa satunnaistetuissa kliinisissä tutkimuksissa on arvioitu kalsiumin saannin lisääntymisen vaikutusta potilailla, joilla on postmenopausaalinen osteoporoosi (tarkasteltu ). Näiden tutkimusten tulos on yksiselitteinen: kalsiumin saannin lisääminen kykenee ylläpitämään luun mineraalipitoisuutta, mikä on ristiriidassa sen kanssa, mitä on havaittu samanikäisillä verrokkihenkilöillä, joilla luun mineraalipitoisuus laskee tasaisesti. Toisin sanoen kalsiumin saannin lisääntyminen saa aikaan suhteellisen positiivisen kalsiumtasapainon. On syytä huomata, että positiivinen tasapaino tapahtuu ilman mitattavissa olevaa muutosta ECF-kalsiumpitoisuudessa.

toinen syy on se, että luun uudelleenmuodostus ei määritä ECF-kalsiumpitoisuuden tasapainoa, kun taas se on pääasiallinen luun (ja kehon) kalsiumpitoisuuden määrittäjä. Hyvä esimerkki on jälleen postmenopausaalinen osteoporoosi: tämä tila on ominaista, muiden häiriöiden, lisääntynyt luun remodelling yhdessä menetys kytkentä, luun resorptio kasvaa enemmän kuin luun muodostumista. Tämän seurauksena arviolta 20-40 mg: n (eli 8-16 g: n vuosittainen) kalsiumhukka aiheuttaa osteoporoosia. ECF-kalsiumpitoisuudessa ei kuitenkaan tapahdu johdonmukaista muutosta postmenopausaalisilla naisilla.

monet muut olosuhteet kuvaavat ECF-kalsiumpitoisuuden ja kalsiumtasapainon muutosten välistä riippumattomuutta (Taulukko 1). Edellä mainitun mukaisesti korkea tai alhainen seerumin kalsiumpitoisuus voi olla samanaikaisesti kalsiumtasapainon negatiivisen, nollan tai positiivisen arvon kanssa. Pelkkä ECF-kalsiumpitoisuuden tutkiminen on selvästi arvaamaton kalsiumtasapainon tila.

ECF calcium concentration and calcium balance in patients with altered renal function

The tilanne on paljon monimutkaisempi potilailla, joilla on heikentynyt munuaisten toiminta monista syistä. Ensinnäkin munuaiskerästen suodatusnopeuden väheneminen, joka luonnehtii munuaisten vajaatoimintaa, on vastuussa suodatetun kalsiumkuorman vähenemisestä, joka pyrkii rajoittamaan kykyä erittää kalsiumia ja pyrkii tekemään kalsiumtasapainon positiiviseksi. Krooniseen munuaisten vajaatoimintaan liittyy kuitenkin myös munuaistiehyeen kalsiumin takaisinimeytymisen ja kalsiumin imeytymisen väheneminen suolistossa, millä odotetaan olevan vastakkaisia vaikutuksia kalsiumtasapainoon. Lisäksi krooninen munuaisten vajaatoiminta on vastuussa etenevästä sekundaarisesta lisäkilpirauhasten liikatoiminnasta, jolla on odotettuja vaikutuksia luun aineenvaihduntaan. Lopuksi metabolista asidoosia sairastavilla potilailla vetyionien puskurointi luun kautta aiheuttaa kalsiumin nettovirtauksen luusta ja luuston kalsiumvarastojen vähittäisen vähenemisen . Näiden erilaisten kalsiumtasapainon muutosten kokonaisvaikutus on hyvin arvaamaton. Valitettavasti vain rajallinen määrä tutkimuksia on mitattu kehon kokonaiskalsium potilailla, joilla on krooninen munuaisten vajaatoiminta . Se näyttää olevan laajalti hajallaan, vaihdellen normaalia matalammista korkeampiin arvoihin. Osteomalasiaa sairastavilla potilailla on johdonmukaisesti havaittu alhaisia arvoja, kun taas osteiitti fibrosa-potilailla on havaittu normaaleja tai korkeita arvoja. Mielenkiintoista on, että seerumin kalsiumpitoisuudet ovat hyvin samanlaisia potilailla, joilla on joko normaali, korkea tai alhainen elimistön kalsiumpitoisuus . Lisäksi ureemisilla potilailla, joita on seurattu prospektiivisessa seurannassa, luun kalsiumpitoisuuden muutoksiin (jotka johtuvat dialysaatin kalsiumpitoisuuden, kalsiumin saannin ja/tai D-vitamiinimetaboliittien muutoksista) ei liittynyt johdonmukaisia muutoksia seerumin kalsiumpitoisuudessa. Siksi kroonisen munuaisten vajaatoiminnan yhteydessä seerumin kalsiumpitoisuus ei myöskään pysty ennustamaan kalsiumtasapainoa.

kuitenkin goransson et al. raporttien mukaan albumiinikorjattu seerumin kalsiumpitoisuuden arviointi aliarvioi hypokalsemian esiintyvyyden ja yliarvioi hyperkalsemian esiintyvyyden hemodialyysipotilailla. Kirjoittajat ehdottavat, että albumiinipitoisuudella korjattu kalsium ei sen vuoksi voisi korvata ionisoitunutta kalsiumia luokiteltaessa potilaita hypo -, normo-tai hyperkalseemisiksi. Albumiinipitoisuudella korjatun kalsiumin ja ionisoidun kalsiumin suhteellista tehoa tulisi kuitenkin arvioida suuremmalla määrällä hemodialyysipotilaita sekä potilailla, joilla on krooninen munuaissairaus vaiheissa 2-5.

huolimatta kalsiumtasapainon merkittävistä muutoksista voi esiintyä, jos seerumin kalsiumpitoisuus ei ole selvästi poikkeava. Esimerkiksi näillä potilailla, joilla on hyvin rajallinen kyky erittää kalsiumia virtsaan, suurten kalsiumpitoisuuksien nauttimisen odotetaan johtavan kalsiumin korkeaan imeytymiseen suolistossa , edistävän positiivista kalsiumtasapainoa ja edistävän kalsiumsuolan kertymistä pehmytkudoksiin, erityisesti niillä, joilla on adynaaminen luustosairaus, jonka luut eivät pysty puskuroimaan liiallista kalsiumpitoisuutta . Näin ollen useissa tutkimuksissa on todettu positiivinen yhteys määrätyn kalsiumsuola-annoksen ja valtimoiden seinämän jäykkyyden tai valtimoiden kalkkeutumisen esiintymisen tai pahenemisen välillä . Siksi äskettäin annettu suositus, jonka mukaan alkuainekalsiumin (myös kalsiumia sisältävien fosfaatinsitojien) annos ei saisi ylittää 2 g päivässä, on todennäköisesti turvallinen . Monilla kroonista munuaisten vajaatoimintaa sairastavilla potilailla tämä alkuainekalsiumannos ei riitä sitoutumaan tarvittavaan fosfaattimäärään. Ei-kalsiumpohjaisten fosfaatinsitojien käyttö tarjoaa lisäkeinon hyperfosfatemian hillitsemiseksi aiheuttamatta kalsiumin ylikuormitusta ja valtimoiden kalkkeutumista .

johtopäätös

kuten terveillä henkilöillä ja potilailla, joiden munuaistoiminta on normaali, kroonista munuaissairautta sairastavilla potilailla kalsiumtasapaino voi olla positiivinen, normaali tai negatiivinen, ellei seerumin kalsiumpitoisuudessa ilmene selviä poikkeamia. Siksi pelkkä seerumin kalsiumpitoisuuden tarkastelu ei auta näiden potilaiden kalsiumtasapainon ennustamisessa.

eturistiriitaselvitys. Ei ilmoitettu.