Кальций: роль, содержание в крови, ионизированный и общий, причины повышения и понижения

© Автор: З. Нелли Владимировна, врач лабораторной диагностики НИИ трансфузиологии и медицинских биотехнологий, специально для СосудИнфо.ру (об авторах)

Кальций в организме – внутриклеточный катион (Са²⁺), макроэлемент, который по своему количеству заметно превосходит содержание многих других химических элементов, обеспечивая выполнение широкого круга физиологических функциональных задач.

Кальций в крови – это всего лишь 1% от общей концентрации элемента в организме. Основную массу (до 99%) забирают на себя кости и эмаль зубов, где кальций, наряду с фосфором, присутствует в составе минерала, гидроксиапатита – Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂.

Норма кальция в крови составляет от 2,0 до 2,8 ммоль/л (по ряду источников от 2,15 до 2,5 ммоль/л). Ионизированного Са вдвое меньше – от 1,1 до 1,4 ммоль/л. Ежедневно (в сутки) через почки человека, не отмечающего у себя каких-либо болезней, выводится от 0,1 до 0,4 граммов данного химического элемента.

Кальций в крови

Кальций в крови – важный лабораторный показатель. И причина этому – количество задач, решаемых данным химическим элементом, ведь в организме он действительно выполняет многие физиологические функции:

• Принимает участие в сокращении мышц;
• Наряду с магнием «заботится» о здоровье нервной системы (участвует в передаче сигналов), а также сосудов и сердца (регулирует сердечный ритм);
• Активирует работу многих энзимов, принимает участие в метаболизме железа;
• Совместно с фосфором укрепляет костную систему, обеспечивает крепость зубов;
• Влияет на мембраны клеток, регулируя их проницаемость;
• Без ионов Са не идет реакция свертывания крови и образования сгустка (протромбин → тромбин);
• Активирует деятельность некоторых ферментов и гормонов;
• Приводит в норму функциональную способность отдельных желез внутренней секреции, например, паращитовидной железы;
• Влияет на процесс межклеточного обмена информацией (клеточная рецепция);
• Способствует улучшению сна, укрепляет общее здоровье.

Однако следует заметить, что все это кальций делает при условии его нормального содержания в организме. Впрочем, о норме кальция в крови и его потреблении в зависимости от возраста, наверное, лучше поведают таблицы:

Норма потребления кальция в сутки зависит от возраста, пола и состояния организма:

Повышенный кальций в плазме создает состояние гиперкальциемии, при котором в крови падает содержание фосфора, а низкий уровень приводит к развитию гипокальциемии, сопровождаемой увеличением концентрации фосфатов. И то, и другое – плохо.

Вытекающие из этих состояний последствия отражаются на работе многих жизненно важных систем, ведь данный элемент имеет множество функций. О неприятностях, которые подстерегают человека при снижении или повышении кальция, читатель узнает несколько позже, после того, как познакомится с механизмами регулирования Са в организме.

Как регулируется уровень кальция?

Концентрация кальция в крови напрямую зависит от обмена его в костях, всасывания в ЖКТ и обратного всасывания в почках. Регулируют постоянство в организме Са другие химические элементы (магний, фосфор), а также отдельные биологически активные соединения (гормоны коры надпочечников, щитовидной и паращитовидных желез, половые гормоны, активная форма витамина D₃), однако наиболее важными из них считаются:

регуляция кальция в организме

1. Паратиреоидный гормон или паратгормон, который усиленно синтезируется паращитовидными железами в условиях повышенного количества фосфора, и своим влиянием на костную ткань (разрушает ее), ЖКТ и почки, увеличивает содержание элемента в сыворотке;
2. Кальцитонин – его действие противоположно паратгормону, но не антагонистично ему (разные точки приложения). Кальцитонин снижает уровень Са в плазме, перемещая его из крови в костную ткань;
3. Образуемая в почках активная форма витамина D₃ или гормон, называемый кальцитриолом, выполняет задачу повышения всасывания элемента в кишечнике.

Следует отметить, что кальций в крови располагается в виде трех форм, находящихся в равновесии (динамическом) друг с другом:

• Свободный или ионизированный кальций (ионы кальция – Са²⁺) – он забирает долю, приближающуюся к 55 – 58%;
• Са, связанный с белком, чаще всего с альбумином – его в сыворотке около 35 – 38%;
• Комплексированный кальций, его в крови около 10% и пребывает он там в виде солей кальция – соединений элемента с низкомолекулярными анионами (фосфат – Са₃(РО₄)₂, бикарбонат – Са(НСО₃), цитрат – Са₃(С₆Н₅О₇)₂, лактат – 2(С₃Н₅О₃)·Са).

Общий Са в сыворотке крови – это суммарное содержание всех его видов: ионизированный + связанные формы. Между тем, метаболическая активность свойственна только кальцию ионизированному, которого в крови чуть больше (или слегка меньше) половины. И только эту форму (свободный Са) организм способен использовать для своих физиологических нужд. Но это не значит, что в лабораторном деле для того, чтобы правильно оценить кальциевый обмен, обязательно следует производить анализ ионизированного кальция, который представляет определенные трудности в транспортировке и хранении образцов крови.

В подобных случаях, но при условии нормального белкового обмена, достаточно выполнить более легкое и менее трудоемкое исследование – определение общего кальция в крови, которое является неплохим показателем концентрации ионизированного и связанного элемента (≈55% – свободный Са).

Вместе с тем, при сниженном содержании белка (в первую очередь, альбумина), хотя признаки уменьшения количества Са в плазме могут отсутствовать, придется использовать методику измерения ионизированного кальция, поскольку он, пребывая в границах нормальных значений, берет на себя «заботу» о поддержании общего уровня элемента в норме и не допускает развития гипокальциемии. В данном случае только содержание связанного Са будет понижено – этот момент следует учитывать при расшифровке анализа крови.

Низкое содержание альбумина у пациентов, отягощенных грузом хронических болезней (почечная и сердечная патология), является наиболее частой причиной снижения уровня Са в сыворотке. Кроме этого, уменьшается концентрация данного элемента при недостаточном его поступлении с пищей или во время беременности – и в этих двух случаях альбумин в крови, как правило, тоже низкий.

Нормальные значения общего и свободного кальция в крови, скорее всего, будут свидетельствовать об отсутствии каких-либо патологических изменений со стороны кальциевого обмена.

обмен кальция и других электролитов в организме

Причины повышенного кальция

Повышение уровня кальция (имеется в виду общее содержание элемента в крови) называется гиперкальциемией. Среди причин развития этого состояния, клиницисты выделяют в первую очередь две главные. Это:

1. Гиперпаратиреоз, сопровождающийся увеличением паращитовидных желез в результате зарождения в данном регионе доброкачественных опухолей;
2. Развитие злокачественных онкологических процессов, которые формируют состояние гиперкальциемии.

Опухолевые образования начинают активно выделять вещество, которое по своим биологическим свойствам похоже на паратгормон – это ведет к поражению костей и выходу элемента в кровеносное русло.

Безусловно, существуют и другие причины гиперкальциемии, например:

• Повышение функциональных способностей щитовидной железы (гипертиреоз);
• Нарушение функции коры надпочечников (повышенная секреция адренокортикотропного гормона (АКТГ) – болезнь Иценко-Кушинга, снижение синтеза кортизола – болезнь Аддисона) либо гипофиза (избыточная продукция соматотропного гормона (СТГ) – акромегалия, гигантизм);
• Саркоидоз (болезнь Бека) – хотя при данной патологии кости поражаются не так часто, она может стать причиной гиперкальциемии;
• Туберкулезный процесс, затрагивающий костную систему (внелегочный tbs);
• Вынужденная неподвижность в течение длительного времени;
• Излишнее поступление витамина D (как правило, это касается детей) в организм, что создает условия для всасывания Са в кровь и препятствует удалению элемента через почки;
• Различная гематологическая патология (заболевания лимфатической ткани – лимфомы, злокачественная опухоль из плазматических клеток – миелома, неопластические заболевания кроветворной системы – лейкозы, в том числе, гемобластозы – эритремия или истинная полицитемия);
• Разрушение костной ткани (остеолизис) при неопластических процессах различного происхождения;
• Трансплантация почки;
• Обезвоживание организма (дегидратация);
• Деформирующий остоз (остит) или болезнь Педжета – природа заболевания до конца не изучена;
• Применение лекарственных форм эстрогенов или витамина D в неадекватных дозах (передозировка);
• Хронический энтероколит в запущенных случаях (4 стадия).

Когда отмечается низкий уровень кальция?

Самой частой причиной низкого содержания элемента в крови – гипокальциемии врачи называют снижение уровня белков и, в первую очередь – альбумина. В данном случае (как указывалось выше) уменьшается только количество связанного Са, тогда как ионизированный не покидает пределов нормы и за счет этого обмен кальция продолжает идти своим чередом (регулируется паратгормоном и кальцитонином).

К другим причинам, вызывающим развитие гипокальциемии, относят:

1. Снижение функциональных способностей паращитовидных желез (гипопаратиреоз) и продукции в кровеносное русло паратиреоидного гормона;
2. Непреднамеренное удаление паращитовидных желез при проведении хирургической операции на щитовидной железе или синтез паратгормона снижен в результате других обстоятельств (оперативное вмешательство по причине аплазии паращитовидных желез либо аутоиммунизации);
3. Дефицит витамина D;
4. ХПН (хроническая почечная недостаточность) и другие заболевания почек (нефрит);
5. Рахит и рахитогенную тетанию (спазмофилию) у детей;
6. Дефицит магния (Mg) в организме (гипомагниемия);
7. Врожденное отсутствие реакции на воздействие паратгормона, невосприимчивость к его влиянию (паратиреоидный гормон в подобной ситуации теряет способность обеспечивать должный эффект);
8. Недостаточное поступление Са с пищей;
9. Повышенное содержание фосфатов в крови;
10. Диарею;
11. Цирроз печени;
12. Остеобластические метастазы, забирающие на себя весь кальций, который затем обеспечивает разрастание опухоли в костях;
13. Остеомаляцию (недостаточная минерализация костей и их размягчение в результате этого);
14. Гиперплазия (чрезмерное разрастание тканей) надпочечников (чаще коры, нежели мозгового вещества);
15. Влияние препаратов, предназначенных для лечения эпилепсии;
16. Острый алкалоз;
17. Гемотрансфузии больших объемов крови, заготовленной с консервантом, который содержит цитрат (последний связывает ионы кальция в плазме);
18. Острый воспалительный процесс, локализованный в поджелудочной железе (острый панкреатит), спру (заболевание тонкого кишечника, нарушающее всасывание пищи), алкоголизм – все эти патологические состояния препятствуют нормальной выработке ферментов и субстратов, от чего становится неполноценным всасывание в ЖКТ веществ, столь необходимых для обеспечения некоторых видов метаболизма.

Симптомы, заставляющие подумать о нарушениях

Данный анализ крови назначается и здоровым людям с целью предварительного определения состояния кальциевого обмена, например, при прохождении планового медосмотра. Однако здесь хотелось бы еще раз напомнить читателю, что речь идет об уровне кальция в крови. Что происходит в костях – можно только предполагать и догадываться.

Нередко подобный тест используют с диагностической целью. Скажем, как не провести лабораторное исследование, если симптомы патологических изменений в организме сами заявляют о себе?

Вот, к примеру, при повышенном кальции в крови (гиперкальциемии) пациенты отмечают, что:

• Пропал аппетит;
• Несколько раз в день подступает тошнота, иногда доходит до рвоты;
• Появились проблемы со стулом (запор);
• В животе – дискомфорт и болезненные ощущения;
• Ночью нужно вставать, поскольку частые позывы на мочеиспускание не дают спокойно спать;
• Постоянно хочется пить;
• Болят кости, нередко мучают и головные боли;
• Организм быстро устает, даже минимальная нагрузка оборачивается слабостью и резким снижением работоспособности;
• Жизнь становится серой, ничто не радует и не интересует (апатия).

О снижении содержания Са в сыворотке крови – гипокальциемии, можно подумать, если появятся такие признаки нездоровья:

1. Спазмы и боли в животе;
2. Дрожание пальцев верхних конечностей;
3. Покалывание, онемение лица (вокруг губ), спазмы мимических мышц;
4. Нарушение сердечного ритма;
5. Болезненные мышечные сокращения, особенно, в кистях и стопах (карпопедальный спазм).

И даже, если нет у человека никаких симптомов, указывающих на изменение кальциевого обмена, но полученные результаты оказались далеки от нормы, то, чтобы развеять все сомнения, пациенту назначают дополнительные анализы:

• Ионизированный Са;
• Содержание элемента в моче;
• Количество фосфора, поскольку его метаболизм неразрывно связан с обменом кальция;
• Концентрация магния;
• Витамин D;
• Уровень паратгормона.

В иных случаях количественные значения данных веществ могут быть менее важны, нежели их соотношение, которое может выявить причину ненормального содержания Са в крови (то ли в пище его не хватает, то ли с мочой он излишне выводится).

Целенаправленно определяют уровень кальция в крови пациентов, имеющих проблемы с почками (ОПН и ХПН, опухоль, пересадка почки), множественную миелому или изменение ЭКГ (укороченный сегмент ST), а также при диагностике и лечении злокачественных процессов, локализованных в щитовидной и молочной железе, легких, головном мозге, горле.

О чем полезно знать каждому, кто собирается сделать тест на Са

У новорожденных детей после 4 суток жизни иной раз наблюдается физиологическое повышение кальция в крови, которое, кстати, бывает и у недоношенных. Кроме этого, некоторые взрослые люди реагируют увеличением уровня данного химического элемента в сыворотке и развитием гиперкальциемии на терапию отдельными лекарственными средствами. К таким препаратам относятся:

1. Антациды;
2. Фармацевтические формы гормонов (андрогенов, прогестерона, паратиреоидного гормона);
3. Витамины А, D₂ (эргокальциферол), D₃;
4. Антагонист эстрогена – тамоксифен;
5. Препараты, содержащие соли лития.

Другие же медикаментозные средства, наоборот, могут уменьшать концентрацию кальция в плазме и создавать состояние гипокальциемии:

• Кальцитонин;
• Гентамицин;
• Противосудорожные лекарства;
• Глюкокортикостероиды;
• Соли магния;
• Слабительные средства.

Помимо этого, на конечные значения исследования могут повлиять и другие факторы:

1. Гемолизированная сыворотка (с ней нельзя работать, поэтому кровь придется пересдать);
2. Ложнозавышенные результаты теста по причине обезвоживания организма или повышенного содержания белков плазмы;
3. Ложнозаниженные результаты анализа из-за гиперволемии (кровь сильно разведена), которую могли создать большие объемы введенного в вену изотонического раствора (0,9 % NaCl).

И вот еще что не помешает знать людям, которых интересует кальциевый обмен:

• У детей, только-только появившихся на свет, и, особенно, у тех, кто родился преждевременно и с маленьким весом, кровь на содержание ионизированного кальция берут каждый день. Это делают для того, чтобы не пропустить гипокальциемию, ведь она может быстро сформироваться и при этом не проявлять себя какими-либо симптомами, если паращитовидные железки малыша не успели завершить свое развитие;
• Содержание Са в сыворотке и в моче нельзя воспринимать в качестве свидетельства общей концентрации элемента в костной ткани. Чтобы определить его уровень в костях, следует прибегнуть к другим методам исследования – анализу минеральной плотности костей (денситометрия);
• Показатели Са в крови, как правило, более высокие в детском возрасте, тогда как при беременности и у людей пожилых они снижаются;
• Концентрация общего количества элемента (свободный + связанный) в плазме растет, если увеличивается содержание альбумина и падает вниз в случае уменьшения уровня данного белка. На количество ионизированного кальция концентрация альбумина не оказывает ровным счетом никакого влияния – свободная форма (ионы Са) остается неизменной.

Отправляясь на анализ, пациент должен помнить, что от еды следует воздерживаться в течение полусуток (12 часов) до проведения теста, а также за полчаса до исследования избегать тяжелых физических нагрузок, не нервничать и не курить.

Когда одной методики недостаточно

Когда имеют место изменения концентрации описываемого химического элемента в сыворотке крови и наличествуют признаки нарушения метаболизма Са, особую значимость приобретает исследование активности ионов кальция с помощью специальных ионоселективных электродов. Однако следует заметить, что уровень ионизированного Са принято измерять при строгих значениях водородного показателя (рН = 7,40).

Кальций можно определить и в моче. Этот анализ покажет, много или мало выводится элемента через почки. Или его экскреция находится в пределах нормальных значений. Количество кальция в моче исследуется, если первоначально в крови были обнаружены отклонения концентрации Са от нормы.

материалы по теме:

Фосфор: роль в организме, норма в крови, повышение и понижение уровня Хлор: функции в организме, норма в анализе крови, причины повышенного и пониженного Электролиты крови: функции, элементы, анализы и норма, электролитные нарушения

Рекомендации читателям СосудИнфо дают профессиональные медики с высшим образованием и опытом профильной работы.

На ваш вопрос в форму ниже ответит один из ведущих авторов сайта.

В данный момент на вопросы отвечает: А. Олеся Валерьевна, к.м.н., преподаватель медицинского вуза

Поблагодарить специалиста за помощь или поддержать проект СосудИнфо можно произвольным платежом по ссылке.