الكالسيوم الكلي والمتأين في الدم

القيم المرجعية (الطبيعية) لتركيز الكالسيوم الكلي في مصل الدم هي 2.15-2.5 مليمول / لتر أو 8.6-10 ملغ٪؛ الكالسيوم المتأين - 1.15-1.27 مليمول / لتر.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]، [ 5 ]

تحديد مستوى الكالسيوم المتأين

يمكن قياس الكالسيوم المتأين من خلال الفحوصات المخبرية الروتينية، وعادةً ما تكون دقته معقولة. يزيد الحماض من الكالسيوم المتأين عن طريق تقليل ارتباطه بالبروتين، بينما يقلل القلاء من الكالسيوم المتأين. في حالات نقص ألبومين الدم، عادةً ما يكون الكالسيوم القابل للكشف في البلازما منخفضًا، مما يعكس انخفاض الكالسيوم المرتبط بالبروتين، بينما قد يكون الكالسيوم المتأين طبيعيًا. ينخفض أو يرتفع إجمالي الكالسيوم في البلازما بمقدار 0.8 ملغ/ديسيلتر (0.2 مليمول/لتر) لكل انخفاض أو زيادة بمقدار 1 غ/ديسيلتر في الألبومين. وبالتالي، فإن مستوى الألبومين البالغ 2 غ/ديسيلتر (المستوى الطبيعي 4.0 غ/ديسيلتر) يقلل من الكالسيوم القابل للكشف في البلازما بمقدار 1.6 ملغ/ديسيلتر. كما أن ارتفاع بروتينات البلازما، كما يحدث في الورم النقوي المتعدد، قد يزيد من إجمالي الكالسيوم في البلازما.

[ 6 ]، [ 7 ]، [ 8 ]، [ 9 ]، [ 10 ]، [ 11 ]

الأهمية الفسيولوجية للكالسيوم

الكالسيوم ضروري لانقباض العضلات بشكل طبيعي، وتوصيل النبضات العصبية، وإطلاق الهرمونات، وتجلط الدم. كما يساعد الكالسيوم على تنظيم العديد من الإنزيمات.

يعتمد الحفاظ على مخزون الكالسيوم في الجسم على تناول الكالسيوم من الغذاء، وامتصاصه من الجهاز الهضمي، وطرحه من الكلى. مع اتباع نظام غذائي متوازن، يبلغ تناول الكالسيوم حوالي 1000 ملغ يوميًا. يُفقد حوالي 200 ملغ يوميًا في العصارة الصفراوية وإفرازات الجهاز الهضمي الأخرى. وحسب تركيز فيتامين د في الدم، وخاصةً 1,25-ثنائي هيدروكسي كوليكالسيفيرول، الذي يتكون في الكلى من الشكل غير النشط، يُمتص حوالي 200-400 ملغ من الكالسيوم في الأمعاء يوميًا. أما الكمية المتبقية، والتي تتراوح بين 800 و1000 ملغ، فتظهر في البراز. ويُحافظ على توازن الكالسيوم عن طريق طرح الكالسيوم من الكلى، والذي يبلغ متوسطه 200 ملغ يوميًا.

تُنظَّم تركيزات الكالسيوم داخل وخارج الخلايا عن طريق نقل الكالسيوم ثنائي الاتجاه عبر الأغشية الخلوية والعضيات داخل الخلايا، مثل الشبكة الإندوبلازمية والشبكة الهيولية العضلية والميتوكوندريا. يُحافَظ على الكالسيوم المتأين في السيتوبلازم عند مستويات ميكرومولية (أقل من 1/1000 من تركيز البلازما). يعمل الكالسيوم المتأين كرسول ثانوي داخل الخلايا؛ إذ يشارك في انقباض العضلات الهيكلية، وإثارة وانقباض العضلات القلبية والملساء، وتنشيط بروتين كيناز، وفَسْفَرة الإنزيمات. كما يشارك الكالسيوم في عمل رسل أخرى داخل الخلايا، مثل أحادي فوسفات الأدينوزين الحلقي (cAMP) وإينوزيتول 1،4،5 ثلاثي الفوسفات، وبالتالي يشارك في نقل الاستجابة الخلوية للعديد من الهرمونات، بما في ذلك الأدرينالين، والجلوكاجون، وADH (فازوبريسين)، والسيكريتين، والكوليسيستوكينين.

على الرغم من دوره الهام داخل الخلايا، إلا أن ما يقرب من 99% من إجمالي الكالسيوم في الجسم يوجد في العظام، ويتجلى ذلك بشكل رئيسي في بلورات هيدروكسي أباتيت. يتبادل حوالي 1% من كالسيوم العظام بحرية مع السائل خارج الخلوي، وبالتالي يمكنه المساهمة في تنظيم التغيرات في توازن الكالسيوم. تتراوح مستويات الكالسيوم في البلازما الطبيعية بين 8.8 و10.4 ملغم/ديسيلتر (2.2 و2.6 مليمول/لتر). يرتبط حوالي 40% من إجمالي كالسيوم الدم ببروتينات البلازما، وخاصة الألبومين. أما النسبة المتبقية (60%) فهي كالسيوم متأين بالإضافة إلى كالسيوم مركب مع الفوسفات والسترات. يُقاس الكالسيوم الكلي (أي المرتبط بالبروتين، والمركب، والمتأين) عادةً سريريًا في المختبر. يُفضل قياس الكالسيوم المتأين أو الحر لأنه الشكل النشط فسيولوجيًا في البلازما؛ ومع ذلك، ونظرًا للصعوبات التقنية، تقتصر هذه القياسات عادةً على المرضى الذين يُشتبه في إصابتهم بخلل كبير في ارتباط الكالسيوم بالبروتين. ويُعتبر الكالسيوم المتأين عمومًا أنه يُشكل حوالي 50% من إجمالي كالسيوم البلازما.

تكمن الأهمية الفسيولوجية للكالسيوم في تقليل قدرة غرويات الأنسجة على ربط الماء، وتقليل نفاذية أغشية الأنسجة، والمشاركة في بناء الهيكل العظمي ونظام الإرقاء، بالإضافة إلى دوره في النشاط العصبي العضلي. يمتلك الكالسيوم القدرة على التراكم في أماكن تلف الأنسجة نتيجةً لعمليات مرضية مختلفة. يوجد حوالي 99% من الكالسيوم في العظام، بينما يتواجد الباقي بشكل رئيسي في السائل خارج الخلايا (يكاد يكون حصريًا في مصل الدم). يدور حوالي نصف كالسيوم المصل في صورة متأينة (حرة)، بينما يكون النصف الآخر في صورة مُركّب، غالبًا مع الألبومين (40%) وعلى شكل أملاح - فوسفات، سترات (9%). تؤثر التغيرات في محتوى الألبومين في مصل الدم، وخاصةً نقص ألبومين الدم، على التركيز الكلي للكالسيوم، دون التأثير على المؤشر السريري الأكثر أهمية - تركيز الكالسيوم المتأين. يمكن حساب التركيز الكلي "المُصحّح" للكالسيوم في المصل في حالة نقص ألبومين الدم باستخدام الصيغة التالية:

Ca (المصحح) = Ca (المقاس) + 0.02×(40 - الألبومين).

يتفاعل الكالسيوم المترسب في أنسجة العظام مع أيونات المصل. ويعمل الكالسيوم المترسب كنظام عازل، ويمنع تذبذب محتواه في المصل على نطاقات واسعة.

استقلاب الكالسيوم

يُنظَّم أيض الكالسيوم بواسطة هرمون الغدة جار الدرقية (PTH)، والكالسيتونين، ومشتقات فيتامين د. يزيد هرمون الغدة جار الدرقية تركيز الكالسيوم في المصل من خلال تعزيز ترشيحه من العظام، وإعادة امتصاصه في الكلى، وتحفيز تحويل فيتامين د إلى الكالسيتريول، وهو المستقلب النشط. كما يُعزِّز هرمون الغدة جار الدرقية إفراز الفوسفات من الكلى. تُنظِّم مستويات الكالسيوم في الدم إفراز هرمون الغدة جار الدرقية عبر آلية التغذية الراجعة السلبية: يُحفِّز نقص كالسيوم الدم إفراز هرمون الغدة جار الدرقية، بينما يُثبِّط فرط كالسيوم الدم إفرازه. يُعدُّ الكالسيتونين مُضادًّا فسيولوجيًا لهرمون الغدة جار الدرقية؛ إذ يُحفِّز إفراز الكالسيوم من الكلى. تُحفِّز مستقلبات فيتامين د امتصاص الكالسيوم والفوسفات من الأمعاء.

يتغير محتوى الكالسيوم في مصل الدم مع اختلال وظائف الغدة جار الدرقية والغدة الدرقية، والأورام بمختلف مواقعها، وخاصةً مع نقائل العظام، والفشل الكلوي. ويحدث تورط ثانوي للكالسيوم في العملية المرضية مع أمراض الجهاز الهضمي. وغالبًا ما يكون نقص وفرط كالسيوم الدم المظهرَ الرئيسي للعملية المرضية.

تنظيم عملية التمثيل الغذائي للكالسيوم

يرتبط أيض الكالسيوم والفوسفات (PO) ارتباطًا وثيقًا. يُحدَّد توازن الكالسيوم والفوسفات من خلال مستويات هرمون الغدة جار الدرقية (PTH) وفيتامين د، وبدرجة أقل الكالسيتونين. ترتبط تركيزات الكالسيوم والفوسفات غير العضوية بقدرتها على المشاركة في تفاعل كيميائي لتكوين CaPO. عادةً ما يكون ناتج تركيز الكالسيوم والفوسفات (بالملي مكافئ/لتر) 60؛ وعندما يتجاوز الناتج 70، يُحتمل ترسب بلورات CaPO في الأنسجة الرخوة. يُسهم الترسب في الأنسجة الوعائية في تطور تصلب الشرايين.

يتم إنتاج هرمون الغدة جار الدرقية (PTH) بواسطة الغدد جار الدرقية. وله وظائف متعددة، ولكن ربما يكون أهمها هو الوقاية من نقص كالسيوم الدم. تستجيب الخلايا جار الدرقية لانخفاض الكالسيوم في البلازما عن طريق إطلاق هرمون الغدة جار الدرقية في الدورة الدموية. يزيد هرمون الغدة جار الدرقية من الكالسيوم في البلازما في غضون دقائق عن طريق زيادة الامتصاص الكلوي والأمعاء للكالسيوم وعن طريق تعبئة الكالسيوم وPO من العظام (امتصاص العظام). يشبه إفراز الكالسيوم الكلوي عمومًا إفراز الصوديوم وينظمه نفس العوامل التي تتحكم في نقل الصوديوم في النبيب القريب. ومع ذلك، يزيد هرمون الغدة جار الدرقية من إعادة امتصاص الكالسيوم في النيفرون البعيد بشكل مستقل عن الصوديوم. يقلل هرمون الغدة جار الدرقية أيضًا من إعادة امتصاص PO الكلوي وبالتالي يزيد من خسائر PO الكلوية. تمنع خسائر PO الكلوية زيادة ناتج ربط Ca2 + PO2 في البلازما لأن مستويات الكالسيوم ترتفع استجابةً لهرمون الغدة جار الدرقية.

يزيد هرمون الغدة جار الدرقية (PTH) أيضًا من مستويات الكالسيوم في البلازما عن طريق تحويل فيتامين د إلى شكله الأكثر نشاطًا (1,25-ثنائي هيدروكسي كوليكالسيفيرول). يزيد هذا الشكل من فيتامين د من نسبة الكالسيوم الممتص من الأمعاء. على الرغم من زيادة امتصاص الكالسيوم، إلا أن زيادة إفراز هرمون الغدة جار الدرقية عادةً ما تؤدي إلى مزيد من امتصاص العظام عن طريق تثبيط وظيفة الخلايا العظمية وتحفيز نشاط الخلايا الناقضة للعظم. يُعدّ هرمون الغدة جار الدرقية وفيتامين د منظمين مهمين لنمو العظام وإعادة بنائها.

تشمل فحوصات وظائف الغدة جار الدرقية تحديد مستويات هرمون الغدة جار الدرقية (PTH) في الدورة الدموية باستخدام المقايسة المناعية الإشعاعية، وقياس إفراز cAMP الكلي أو الكلوي في البول. يُعد اختبار cAMP في البول نادرًا، ولكن فحوصات PTH الدقيقة شائعة. وتُجرى أفضل الفحوص على جزيئات PTH السليمة.

يُفرز الكالسيتونين بواسطة الخلايا المحيطة بالجريبات في الغدة الدرقية (الخلايا C). يُخفّض الكالسيتونين تركيزات الكالسيوم في البلازما عن طريق زيادة امتصاص الكالسيوم الخلوي، والإفراز الكلوي، وتكوين العظام. يكون تأثير الكالسيتونين على استقلاب العظام أضعف بكثير من تأثير هرمون الغدة جار الدرقية أو فيتامين د.