Il calcio (Ca) è necessario per il corretto funzionamento della contrazione muscolare, della conduzione nervosa, del rilascio ormonale e della coagulazione del sangue. Inoltre, una corretta concentrazione di calcio è necessaria per vari altri processi metabolici.
Il mantenimento delle riserve corporee di calcio (per evitare ipocalcemia o ipercalcemia) dipende da
Apporto alimentare di Ca
Assorbimento di calcio nel tratto gastrointestinale
Escrezione renale di Ca
In una dieta equilibrata, circa 1000 mg di calcio vengono ingeriti ogni giorno e circa 200 mg/die sono secreti nel tratto gastrointestinale attraverso la bile e altre secrezioni gastrointestinali. A seconda della concentrazione circolante di ormone paratiroide e vitamina D attiva, 1,25(OH)2D (1,25-diidrossi colecalciferolo, calcitriolo) ogni giorno vengono assorbiti dall'intestino approssimativamente 200-400 mg di questo calcio (vedi anche Carenza di vitamina D). I rimanenti 800-1000 mg si ritrovano nelle feci. L'equilibrio delle concentrazioni di calcio viene mantenuto attraverso l'escrezione renale di calcio, corrispondente in media a 200 mg/die, che dipende anche dalla circolazione del paratormone e dai livelli di calcitonina.
Sia la concentrazione extracellulare che quella intracellulare del calcio sono strettamente regolate dal trasporto bidirezionale del calcio attraverso la membrana plasmatica delle cellule e degli organelli intracellulari, come il reticolo endoplasmatico, il reticolo sarcoplasmatico delle cellule muscolari e i mitocondri.
Il Ca ionizzato è la forma fisiologicamente attiva. Il calcio ionizzato citosolico viene mantenuto nell'intervallo micromolare (< 1/1000 della concentrazione sierica). Il calcio ionizzato agisce come 2o messaggero intracellulare; è coinvolto nella contrazione della muscolatura scheletrica, nell'accoppiamento eccitazione-contrazione nel muscolo cardiaco e in quello liscio, nell'attivazione delle protein-chinasi e nella fosforilazione enzimatica. Il calcio è inoltre coinvolto nell'azione di altri messaggeri intracellulari, come cAMP (adenosina monofosfato ciclico) e inositolo 1,4,5-trifosfato e media pertanto la risposta cellulare a numerosi ormoni, tra i quali adrenalina, glucagone, vasopressina (ormone antidiuretico), secretina e colecistochinina.
Nonostante i suoi importanti ruoli intracellulari, circa il 99% del calcio corporeo è contenuto nell'osso, per lo più sotto forma di cristalli di idrossiapatite. Circa l'1% del calcio osseo è liberamente scambiabile con il liquido extracellulare e, quindi, è disponibile per tamponare le modificazioni del bilancio del calcio.
Il range di normalità della concentrazione sierica di calcio totale è compreso tra 8,8 e 10,4 mg/dL (2,20-2,60 mmol/L). Circa il 40% del calcio ematico totale è legato alle proteine plasmatiche, in primo luogo all'albumina. Il rimanente 60% comprende il calcio ionizzato più il calcio complessato con il fosfato e il citrato. Il calcio totale (ossia, il calcio legato alle proteine, complessato e ionizzato) è quello che viene solitamente determinato con i test di laboratorio.
Tuttavia, idealmente, deve essere stimato o misurato il calcio ionizzato (o libero) perché è la forma fisiologicamente attiva di calcio nel plasma e perché il suo livello ematico non sempre correla con il calcio totale nel siero.
Si suppone generalmente che il calcio ionizzato è circa il 50% del calcio sierico totale.
Il calcio ionizzato può essere stimato, sulla base del calcio sierico totale e dei livelli di albumina sierica (vedi Stima della concentrazione di calcio ionizzato).
La misurazione diretta del calcio ionizzato, a causa della difficoltà tecnica di esecuzione, è generalmente limitata ai pazienti in cui si sospetta una significativa alterazione del legame delle proteine al calcio sierico.
L'intervallo di normalità della concentrazione sierica di calcio ionizzato varia un po' tra i laboratori, ma è tipicamente 4,7-5,2 mg/dL (1,17-1,30 mmol/L).
Regolazione del metabolismo del calcio
I metabolismi del calcio e del fosfato (vedi Panoramica sui disturbi della concentrazione del fosfato) sono strettamente correlati. La regolazione dell'equilibrio del calcio e del fosfato è fortemente influenzata dai livelli circolanti di paratormone, vitamina D e, in misura minore, calcitonina.
Le concentrazioni di calcio e di fosfato inorganico sono legate anche dalla loro capacità di reagire chimicamente per formare fosfato di calcio. Il prodotto delle concentrazioni del calcio e del fosfato (in mg/dL) è normalmente < 60 mg2/dL2 (< 4,8 mmol2/L2); quando questo prodotto supera 70 mg2/dL2 (5,6 mmol2/L2), è molto probabile la precipitazione di fosfato di calcio nei tessuti molli. La calcificazione del tessuto vascolare accelera la malattia vascolare aterosclerotica e può verificarsi anche quando il prodotto di calcio × fosfato è ancora inferiore (> 55 mg2/dL2 [4,4 mmol2/L2]), in particolare in pazienti con malattia renale cronica.
Paratormone
Il paratormone è secreto dalle ghiandole paratiroidi. Esso possiede diverse funzioni, ma probabilmente la più importante consiste nell'effetto protettivo nei confronti dell'ipocalcemia. Le cellule paratiroidee sono sensibili alla diminuzione del calcio sierico e, in risposta, aumentano il rilascio di paratormone preformato in circolazione. Il paratormone innalza i livelli di calcio sierico nell'arco di alcuni minuti aumentando l'assorbimento renale e intestinale di calcio e mobilizzando rapidamente il calcio e il fosfato dall'osso (riassorbimento osseo).
L'escrezione renale di calcio, in genere, è parallela all'escrezione di sodio, ed è influenzata da molti degli stessi fattori che governano il trasporto del sodio nel tubulo prossimale. Tuttavia, il paratormone incrementa il riassorbimento tubulare distale del calcio indipendentemente dal sodio.
Il paratormone, inoltre, riduce il riassorbimento renale di fosfato e aumenta così le perdite renali di fosfato. La perdita renale di fosfato impedisce che venga superata la soglia del prodotto di solubilità di calcio e fosfato nel plasma quando la concentrazione di calcio aumenta in risposta al paratormone.
Il paratormone inoltre, aumenta il calcio sierico stimolando la conversione della vitamina D nella sua forma più attiva, il calcitriolo. Questa forma di vitamina D aumenta la percentuale del calcio assunto con la dieta, che viene assorbita a livello intestinale. Nonostante l'aumentato assorbimento di calcio, aumenti protratti della secrezione di paratormone provocano generalmente un ulteriore riassorbimento osseo attraverso l'inibizione della funzione osteoblastica e la promozione dell'attività osteoclastica. Il paratormone e la vitamina D agiscono entrambi come importanti regolatori della crescita e del rimodellamento osseo (vedi anche Carenza e dipendenza dalla vitamina D).
Il dosaggio radioimmunologico della molecola integra di paratormone è il metodo consigliato per testare il paratormone. Dosaggi di seconda generazione per il paratormone integro sono disponibili. Questi test misurano il paratormone biodisponibile o il paratormone totale. Forniscono valori pari a 50 a 60% di quelli ottenuti con il dosaggio precedente. Entrambi i tipi di test possono essere utilizzati per la diagnosi di iperparatiroidismo primario o per il monitoraggio dell'iperparatiroidismo secondario a malattia renale, purché siano noti i valori normali.
Il paratormone aumenta l'adenosina-monofosfato ciclico urinario. A volte l'escrezione di adenosina-monofosfato ciclico totale o nefrogeno è misurata per la diagnosi di pseudoipoparatiroidismo.
Calcitonina
La calcitonina viene secreta delle cellule parafollicolari della tiroide (cellule C). La calcitonina tende a ridurre la concentrazione sierica di calcio aumentandone la captazione cellulare, l'escrezione renale e la formazione dell'osso. Gli effetti della calcitonina sul metabolismo osseo sono molto più deboli di quelli del paratormone o della vitamina D.
