El calcio es fundamental para lograr contracciones musculares y conducciones nerviosas apropiadas, para la secreción de hormonas y la coagulación de la sangre. Asimismo, se requiere una calcemia normal para la realización de varios otros procesos metabólicos.
El mantenimiento de las reservas de calcio del cuerpo (para evitar hipocalcemia o hipercalcemia) depende de
Ingesta dietética de calcio
Absorción gastrointestinal de calcio
Excreción renal de calcio
En una dieta equilibrada, se ingieren alrededor de 1.000 mg de calcio por día y se secretan 200 mg/día con la bilis y otras secreciones gastrointestinales hacia el tubo digestivo. En función de la concentración circulante de hormona paratiroidea (PTH) y vitamina D activa, 1,25(OH)2D (1,25-dihidroxicolecalciferol, calcitriol), entre 200 y 400 mg de este calcio se reabsorben a través del intestino por día (véase también Deficiencia de vitamina D). Entre 800 y 1.000 mg restantes aparecen en las heces. El equilibrio del calcio se mantiene a través de la excreción renal de calcio con un promedio de 200 mg/día, que también depende de los niveles circulantes de PTH y calcitonina.
Tanto la concentración extracelular de calcio como la intracelular están sujetas a una regulación estricta dependiente del transporte bidireccional de calcio a través de la membrana plasmática de las células y de los orgánulos intracelulares, como el retículo endoplásmico, el retículo sarcoplásmico de las células musculares y las mitocondrias.
El calcio ionizado es la forma fisiológicamente activa. La concentración citosólica de calcio ionizado se mantiene dentro de un intervalo micromolar (< 1/1000 respecto de la concentración sérica). El calcio ionizado se comporta como segundo mensajero intracelular y está comprometido en la contracción del músculo esquelético, el acoplamiento entre la excitación y la contracción en el músculo cardíaco y el músculo liso y la activación de proteincinasas y de la fosforilación enzimática. El calcio también está comprometido en la acción de otros mensajeros intracelulares, como el cAMP (adenosinmonofosfato cíclico) y el inositol 1,4,5-trifosfato, a través de los cuales media la respuesta celular a numerosas hormonas, como adrenalina, glucagón, vasopresina (hormona antidiurética), secretina y colecistocinina.
A pesar de sus funciones intracelulares importantes, alrededor del 99% del calcio corporal está en el hueso, sobre todo en forma de cristales de hidroxiapatita. Alrededor del 1% del calcio óseo puede intercambiarse libremente con el líquido extracelular y, en consecuencia, está disponible para actuar como amortiguador en el equilibrio del calcio.
La concentración sérica total de calcio oscila entre 8,8 y 10,4 mg/dL (entre 2,20 y 2,60 mmol/L). Aproximadamente el 40% de la concentración de calcio total está ligado a proteínas plasmáticas, sobre todo a albúmina. El 60% restante esá representado por calcio ionizadoy en complejos con fosfato y citrato. El calcio total (es decir, unido a proteínas, en complejos y calcio ionizado) suele ser el que se determina en la medición en el laboratorio clínico.
Sin embargo, idealmente, se debe estimar o medir el calcio ionizado (o libre), ya que es la forma fisiológicamente activa del calcio en el plasma y debido a que su nivel en sangre no siempre se correlaciona con el calcio sérico total.
En general, se asume que el calcio ionizado representa alrededor del 50% de la concentración sérica de calcio total.
El calcio ionizado puede estimarse sobre la base de las concentraciones de calcio sérico total y albúmina sérica (véase Estimación de la concentración de calcio ionizado).
Puesto que la determinación directa del calcio ionizado es dífícil desde un punto de vista técnico, suele limitarse a los pacientes en los que se sospechan alteraciones significativas de la unión del calcio sérico a proteínas.
El intervalo normal de la concentración de calcio ionizado en suero varía un poco entre los laboratorios, pero es típicamente de 4,7 a 5,2 mg/dL (1,17 a 1,30 mmol/L).
Regulación del metabolismo del calcio
El metabolismo del calcio y el fosfato (véase también Generalidades sobre los trastornos de la concentración de fosfato) están íntimamente relacionados. La regulación del equilibrio de calcio y fosfato recibe influencias importantes de las concentraciones circulantes de PTH, vitamina D y, en menor medida, calcitonina. Las concentraciones de calcio y fosfato inorgánico también están relacionadas con su capacidad para participar en reacciones químicas para formar fosfato de calcio. En condiciones normales, el producto de las concentraciones de calcio y fosfato (en mg/dL) se estima en condiciones normales en < 60 mg2/dL2 (< 4,8 mmol2/L2); cuando el producto supera el valor de 70 mg2/dL2 (5,6 mmol2/L2), la precipitación de cristales de fosfato de calcio en el tejido blando es mucho más probable. La calcificación del tejido vascular acelera el desarrollo de enfermedad arteriosclerótica y puede suceder cuando el producto entre el calcio y el fosfato es aún más bajo (> 55 mg2/dL2 [4,4 mmol2/L2]), en especial en pacientes con nefropatía crónica.
Hormona paratiroidea
La hormona paratiroidea es secretada por las glándulas paratiroides. Tiene varias funciones, pero tal vez la más importante sea la prevención de la hipocalcemia. Las células paratiroideas registran la disminución de la calcemia y, en respuesta, secretan PTH hacia la circulación. A su vez, la PTH aumenta la calcemia en pocos minutos a través de la estimulación de la absorción renal e intestinal de calcio y de la movilización rápida del calcio y el fosfato del hueso (resorción ósea). La excreción renal de calcio suele coincidir con la excreción de sodio y recibe influencias de varios de los mismos factores que regulan el transporte de sodio en el túbulo proximal. Sin embargo, la PTH promueve la reabsorción de calcio en los túbulos distales independientemente del sodio.
Asimismo, la PTH disminuye la reabsorción renal de fosfato y, de esta manera, aumenta las pérdidas renales de fosfato. La pérdida renal de fosfato impide que el producto de solubilidad del calcio y el fosfato se acumule en forma excesiva en el plasma a medida que aumentan las concentraciones de calcio en respuesta a la PTH.
Esta hormona también incrementa la calcemia a través de la estimulación de la conversión de vitamina D en su forma más activa, el calcitriol. Esta forma de vitamina D aumenta el porcentaje del calcio dietético absorbido por el intestino. A pesar de la mayor absorción de calcio, el aumento a largo plazo de la secreción de PTH suele promover la resorción ósea a través de la inhibición de la función osteoblástica y la estimulación de la actividad osteoclástica. La PTH y la vitamina D funcionan como reguladores importantes del crecimiento y el remodelado del hueso (véase también Deficiencia y dependencia de vitamina D).
El radioinmunoensayo para detectar la molécula entera de PTH aún se considera la forma recomendada para evaluar esta hormona. Hay ensayos de segunda generación para detectar la PTH entera. Estas pruebas miden la PTH biodisponible o la PTH completa. Proporcionan valores equivalentes al 50-60% de los obtenidos con la prueba anterior. Ambos tipos de ensayos se pueden usar para el diagnóstico del hiperparatiroidismo primario o el seguimiento del hiperparatiroidismo secundario a la enfermedad renal, siempre y cuando se observen rangos normales.
La PTH aumenta el AMPc urinario. A veces, se mide la excreción de cAMP total o nefrógena para el diagnóstico del seudohipoparatiroidismo.
Calcitonina
Las células parafoliculares tiroideas (células C) secretan calcitonina. La calcitonina tiende a disminuir la calcemia a través del estímulo de la absorción celular, la excreción renal y la formación de hueso. Los efectos de la calcitonina sobre el metabolismo óseo son mucho más débiles que los efectos de la PTH o la vitamina D.
