Introduzione

I disturbi nella concentrazione di calcio sierico sono eventi frequenti nella pratica clinica. Ancora più frequenti sono i disturbi dell’equilibrio del calcio che si verificano in una grande varietà di malattie o condizioni patologiche. Tuttavia, mentre è facile misurare le concentrazioni di calcio nel siero, è molto più difficile misurare l’equilibrio del calcio e il contenuto di calcio nel corpo; pertanto, molti medici sono tentati di valutare lo stato dell’equilibrio del calcio dal valore della concentrazione di calcio nel siero. Come spiegato in questa recensione, non solo è impossibile prevedere l’equilibrio del calcio basato sul calcio sierico, ma farlo può portare a decisioni inadeguate e, a volte, deleterie per il paziente.

Metabolismo del calcio in adulti sani

Il corpo di un adulto sano contiene calcium 25 000 mmol (∼1 kg) di calcio, di cui>il 99% fa parte della componente minerale dell’osso e< l ‘ 1% (∼20 mmol) è nell’ECF. Il sistema omeostatico del calcio mira non tanto al contenuto totale del calcio del corpo ma piuttosto alla concentrazione di calcio di ECF. In un dato individuo sano, questo valore è notevolmente stabile nel tempo, senza mai deviare di > 2% dal suo set point . In condizioni normali, sia la concentrazione di calcio ECF che il contenuto di calcio corporeo sono mantenuti a valori fissi; tuttavia, in condizioni patologiche, il mantenimento della concentrazione di calcio ECF può richiedere un’alterazione dell’equilibrio di calcio e del contenuto di calcio corporeo.

Flussi di calcio in adulti normali

Tre organi possono creare movimento di calcio dentro o fuori l’ECF: l’intestino, l’osso e il rene. Tuttavia, l’assorbimento intestinale del calcio dopo un pasto non contribuisce a mantenere il calcio sierico al suo set point. Al contrario, induce un aumento transitorio del calcio sierico. Tuttavia, un’adeguata assunzione alimentare di calcio e un normale assorbimento intestinale di calcio sono essenziali per mantenere il normale equilibrio del calcio e le normali riserve ossee. Sulle diete occidentali, la perdita fecale dovuto il calcio liquido intestinale non riassorbito non cade mai sotto daily 150 mg (3.75 mmol) quotidiano e la perdita urinaria non cade mai sotto daily 100 mg (2.5 mmol) quotidiano. A causa di tali perdite obbligatorie significative, il fabbisogno minimo di calcio alimentare, basato su studi di equilibrio in soggetti normali, è di mg 600 mg (15 mmol) al giorno .

La concentrazione di calcio ECF dipende, nello stato di digiuno, da una quantità di calcio rilasciata dall’osso che corrisponde alla perdita obbligatoria di calcio nelle urine. Quando l’assunzione alimentare di calcio è inadeguata (<600 mg/die nei giovani adulti) e/o l’assorbimento intestinale di calcio anormale, il livello di calcio sierico può essere mantenuto stabile solo a costo di un graduale esaurimento delle riserve di calcio osseo. Ad esempio, un’assunzione giornaliera di calcio di ≤400 mg (10 mmol) provoca una perdita di 1-4 mmol (40-160 mg) di calcio dal corpo ogni giorno . Pertanto, sebbene l’assorbimento intestinale del calcio non regoli i livelli sierici di calcio, fornisce il calcio necessario per mantenere la massa di calcio osseo entro il range di normalità: il calcio perso nello stato di digiuno viene sostituito dall’assorbimento di una quantità identica di calcio dal lume intestinale. Di conseguenza, in individui sani che hanno completato la loro crescita, e ad eccezione delle donne in gravidanza o che allattano, quando l’assunzione di calcio alimentare e l’assorbimento di calcio intestinale sono normali, la quantità di calcio escreto nelle urine è uguale alla quantità netta assorbita dall’intestino.

Mantenere il calcio sierico al suo valore di equilibrio

La regolazione del calcio sierico comporta meccanismi che mantengono il livello di calcio al suo set point e meccanismi che correggono le variazioni dal set point.

L’osso e il rene sono i due organi che determinano il livello di calcio sierico nello stato di digiuno. Per mantenere i livelli sierici di calcio costanti in questa condizione, l’osso rilascia una quantità di calcio identica alla quantità escreta nelle urine durante un dato periodo di tempo. Il livello di equilibrio del calcio (set point) è il valore per il quale l’afflusso netto di calcio, dal pool osseo al compartimento extracellulare, corrisponde al deflusso netto, dal compartimento extracellulare all’urina. Questa partita è ottenuta principalmente da un adeguato rilascio di ormone paratiroideo (PTH) che aumenta il rilascio di calcio dal tessuto osseo e limita la perdita renale di calcio attraverso un miglioramento del riassorbimento tubulare di calcio filtrato nel ciclo ascendente di Henle e nel tubulo distale .

È importante sottolineare che questo sistema fornisce anche un mezzo efficiente per correggere le deviazioni dal set-point del calcio. Nello stato di digiuno, il calcio sierico tende a diminuire al di sotto del suo set point perché il calcio viene perso nelle urine. Le ghiandole paratiroidi rispondono immediatamente rilasciando grandi quantità di PTH, che a sua volta stimola il rilascio di calcio dal tessuto osseo e il riassorbimento di calcio dal tubulo renale, consentendo al calcio sierico di tornare al set point. Il rilascio di calcio osseo è rapido, di notevole ampiezza, ma di capacità limitata poiché si suppone che siano coinvolti solo strati ossei superficiali. Queste caratteristiche sono adatte alla rapida correzione dei livelli sierici di calcio . Il rilascio di calcio è diverso dal rimodellamento osseo, che comporta un accoppiamento stretto tra la sintesi della matrice ossea organica da parte degli osteoblasti e la distruzione dell’osso maturo da parte degli osteoclasti: alla scala dell’intero scheletro e in un dato momento in condizioni normali, la quantità di osso appena formato è uguale alla quantità di osso distrutto. Ne consegue che il rimodellamento osseo non produce un afflusso netto di calcio dal pool osseo al compartimento extracellulare e, pertanto, non aiuta a mantenere il livello di calcio sierico al set point. Infine, il rimodellamento osseo è un processo lento di ampiezza limitata ma di notevole capacità, poiché coinvolge potenzialmente l’intero scheletro.

Al contrario, un aumento del calcio sierico diminuisce la secrezione di PTH, portando ad una riduzione delle quantità di calcio rilasciato dall’osso e riassorbito nel rene e, infine, alla normalizzazione del calcio sierico.

Meccanismi alla base delle anomalie nel calcio sierico

Come indicato sopra, il valore di equilibrio del calcio ECF dipende dall’equilibrio tra la quantità di calcio che entra nell’ECF (principalmente dall’osso) e la quantità di calcio che esce dall’ECF (nelle urine). Di conseguenza, un aumento del ECF calcio valore può derivare da (i) una diminuzione della capacità del rene di espellere il calcio di entrare in ECF, la quantità di calcio di entrare in ECF essere normale o leggermente aumentata e (ii) un aumento nell’afflusso di calcio nelle ECF sufficiente a sopraffare la capacità del rene di espellere la quantità di calcio nelle urine.

Schematicamente, la prima condizione è tipica dei disturbi del calcio correlati ad una alterazione primaria della secrezione di PTH (iperparatiroidismo primario, ipercalcemia benigna familiare). In questa condizione, il principale determinante della variazione della concentrazione di calcio ECF è l’aumento del riassorbimento del calcio tubulare renale . La seconda condizione descrive ciò che si verifica nei pazienti con ipercalcemia correlata alla malignità nei quali un aumento del rilascio netto di calcio osseo è il principale determinante dell’ipercalcemia. L ‘ aumento del riassorbimento osseo netto può essere molto grave e responsabile di un importante aumento della concentrazione sierica di calcio. Di solito, una concentrazione sierica di calcio > 3.5 mmol / l è più indicativo di malignità che di un disturbo paratiroideo, quest’ultima condizione è solitamente responsabile di ipercalcemia da lieve a moderata.

La concentrazione di calcio ECF non dipende dall’equilibrio di calcio

Da quanto descritto sopra, sembra che la concentrazione di calcio ECF e l’equilibrio di calcio (o il contenuto di calcio corporeo) siano variabili in gran parte indipendenti. Almeno due ragioni possono spiegare questa indipendenza.

Il primo è che l’afflusso di calcio intestinale non determina la concentrazione di calcio ECF di equilibrio, ma è un determinante molto importante dell’equilibrio del calcio e del contenuto di calcio corporeo (osseo). Infatti, qualsiasi difetto nell’afflusso netto di calcio intestinale in ECF è associato ad un bilancio negativo del calcio che, se sostenuto, può essere responsabile di una perdita significativa e misurabile nel contenuto di calcio osseo (e, quindi, corporeo). Al contrario, un aumento dell’assunzione di calcio e dell’afflusso di calcio intestinale può rendere positivo il bilancio del calcio ed esercitare un’azione protettiva sul contenuto di ossa minerali. Molti studi clinici randomizzati hanno valutato l’effetto di un aumento dell’assunzione di calcio in pazienti con osteoporosi post-menopausale (rivisto in ). Il risultato di questi studi è inequivocabile: l’aumento dell’assunzione di calcio è in grado di mantenere il contenuto di minerali ossei, in contrasto con quanto osservato nei soggetti di controllo della stessa età in cui il contenuto di minerali ossei è in costante calo. In altre parole, l’aumento dell’assunzione di calcio induce un bilancio di calcio relativamente positivo. Vale la pena notare che il saldo positivo si verifica senza alcun cambiamento misurabile nella concentrazione di calcio ECF.

La seconda ragione è che il rimodellamento osseo non determina la concentrazione di calcio ECF di equilibrio, mentre è un importante determinante del contenuto di calcio osseo (e corporeo). Un buon esempio, ancora una volta, è l’osteoporosi post-menopausale: questa condizione è caratterizzata, tra gli altri disturbi, da un aumento del rimodellamento osseo insieme a una perdita di accoppiamento, con riassorbimento osseo che aumenta più della formazione ossea. Di conseguenza, una perdita di calcio stimata in 20-40 mg al giorno (cioè 8-16 g all’anno) rappresenta l’osteoporosi. Tuttavia, nelle donne in post-menopausa non si verifica alcun cambiamento consistente nella concentrazione di calcio ECF.

Molte altre condizioni illustrano l’indipendenza tra le variazioni della concentrazione di calcio ECF e l’equilibrio del calcio (Tabella 1). Coerentemente con quanto sopra menzionato, valori alti o bassi della concentrazione di calcio nel siero possono coesistere con valori negativi, zero o positivi per l’equilibrio del calcio. Lo stato dell’equilibrio del calcio è chiaramente imprevedibile dal semplice esame della concentrazione di calcio ECF.