Le calcium (Ca) est nécessaire au bon fonctionnement de la contraction musculaire, de la conduction nerveuse, de la production hormonale et de la coagulation sanguine. En outre, une calcémie appropriée est nécessaire pour divers autres processus métaboliques.
La régulation des réserves de calcium corporel (pour éviter l'hypocalcémie ou l'hypercalcémie) dépend de
L'apport de calcium alimentaire
L'absorption de calcium dans le tractus gastro-intestinal
L'excrétion rénale du calcium
Dans une alimentation équilibrée, environ 1000 mg du calcium sont ingérés chaque jour et environ 200 mg/jour sont sécrétés dans le tractus gastro-intestinal dans la bile et dans d'autres sécrétions gastro-intestinales. Selon la concentration de parathormone circulante (PTH) et la vitamine D active, 1,25(OH)2D (1,25-dihydroxycholécalciférol, calcitriol), environ 200 à 400 mg de ce calcium est absorbé par l'intestin chaque jour (voir aussi Carence en vitamine D). Les 800 à 1000 mg restants se retrouvent dans les selles. L'équilibre du calcium est maintenu par l'excrétion rénale du calcium, en moyenne 200 mg/jour, qui dépend aussi des taux de PTH et de calcitonine circulants.
Les concentrations extracellulaires et intracellulaires du calcium sont étroitement régulées par le transport bidirectionnel du calcium à travers la membrane plasmatique des cellules et des organelles intracellulaires comme le réticulum endoplasmique, le réticulum sarcoplastique des cellules musculaires et les mitochondries.
Le calcium ionisé est la forme physiologiquement active. Le calcium cytosolique ionisé est maintenu dans la gamme micromolaire (< 1/1000 de la concentration plasmatique). Le calcium ionisé agit comme un 2e messager intracellulaire; il est impliqué dans la contraction des muscles squelettiques, dans le couplage excitation-contraction du muscle cardiaque et des muscles lisses et dans l'activation des protéines kinases et de la phosphorylation enzymatique. Le calcium est en outre impliqué dans l'action d'autres messagers intracellulaires, comme l'adénosine monophosphate cyclique (AMPc) (cyclic adenosine monophosphate) et l'inositol 1,4,5-triphosphate et modère par conséquent la réponse cellulaire à de nombreuses hormones, dont l'adrénaline, le glucagon, l'ADH (antidiuretic hormone), (vasopressine), la sécrétine et la cholécystokinine.
Malgré son rôle intracellulaire important, environ 99% du calcium corporel est contenu dans les os principalement sous forme de cristaux d'hydroxyapatite. Environ 1% du calcium osseux est librement échangeable avec le liquide extra-cellulaire et, ainsi, est disponible pour tamponner les modifications du bilan calcique.
La calcémie totale normale varie de 8,8 à 10,4 mg/dL (2,20 à 2,60 mmol/L). Environ 40% du calcium sanguin global est lié aux protéines plasmatiques, en premier lieu à l'albumine. Les 60% restants comprennent le calcium ionisé et le calcium complexé avec le phosphate et le citrate. Le calcium total (c'est-à-dire, calcium lié aux protéines, calcium complexé et calcium ionisé) est celui qui est habituellement mesuré en clinique.
Cependant, idéalement, le calcium ionisé (ou calcium libre) doit être estimé ou mesuré car il s'agit de la forme physiologiquement active du calcium dans le plasma et son taux sanguin n'est pas toujours en corrélation avec la calcémie totale.
On suppose en général que le calcium ionisé représente près de 50% du calcium plasmatique total.
Le calcium ionisé peut être estimé, en fonction de la calcémie totale et des taux d'albumine sérique (voir Estimation de la concentration de calcium ionisé).
La mesure directe du calcium ionisé, en raison de sa difficulté technique, est généralement réservée aux patients chez lesquels une modification importante de la fixation protéique du calcium plasmatique est suspectée.
La calcémie ionisée normale varie un peu entre les laboratoires, mais elle est généralement de 4,7 à 5,2 mg/dL (1,30 mmol à 1,17/L).
Régulation du métabolisme du calcium
Le métabolisme du calcium et du phosphate (voir Revue générale des troubles de la concentration des phosphates) sont intimement liés. La régulation de l'équilibre du calcium et du phosphate est fortement influencée par les taux circulants de PTH, de vitamine D et, dans une moindre proportion, de calcitonine.
Les concentrations du calcium et du phosphate sont également liées à leur capacité à réagir pour former du phosphate de calcium. La normale du produit de la concentration du calcium et de phosphate (en mg/dL) est estimée < 60 mg2/dL2 (< 4,8 mmol2/L2); lorsque le produit dépasse 70 mg2/dL2 (5,6 mmol2/L2), la précipitation de cristaux de phosphate de calcium dans les tissus mous devient plus probable. La précipitation dans le tissu vasculaire accélère la maladie vasculaire artérioscléreuse et les maladies vasculaires et peut même survenir lorsque le produit calcium et phosphate est encore plus bas (> 55 mg2/dL2 [4,4 mmol2/L2]), en particulier en cas de maladie rénale chronique.
Hormone parathyroïdienne
L'hormone parathyroïdienne est sécrétée par les parathyroïdes. Elle possède de nombreuses propriétés, mais la plus importante est probablement l'effet de défense contre l'hypocalcémie. Les cellules parathyroïdiennes sont sensibles à la diminution du calcium plasmatique et, en réaction, libèrent de la PTH préformée dans la circulation sanguine. La PTH augmente la calcémie en quelques minutes par augmentation de l'absorption rénale et intestinale du calcium et par la mobilisation rapide du calcium et du phosphate provenant de l'os (résorption osseuse).
L'excrétion rénale du calcium suit en général parallèlement l'excrétion du sodium et est influencée par plusieurs des facteurs qui gèrent le transport du sodium dans le tube proximal. Cependant, la PTH augmente la réabsorption tubulaire distale du calcium indépendamment de celle du sodium.
La PTH réduit en outre la réabsorption rénale du phosphate et en augmente ainsi les pertes rénales de phosphate. La perte rénale de phosphate empêche que le seuil de solubilité du produit du calcium et du phosphate dans le plasma ne soit dépassé quand la calcémie augmente en réponse à la PTH.
La PTH augmente également la calcémie en stimulant la conversion de la vitamine D dans sa forme la plus active, le calcitriol. Cette forme de vitamine D augmente le pourcentage du calcium alimentaire absorbé au niveau intestinal. Malgré l'augmentation de l'absorption du calcium, des augmentations durables de la sécrétion de PTH induisent généralement une résorption osseuse par inhibition de la fonction ostéoblastique et l'activation de l'activité ostéoclastique. La PTH et la vitamine D sont toutes deux des régulateurs importants de la croissance et du remodelage osseux (voir aussi Carence et dépendance à la vitamine D).
Les dosages radio-immunologiques de la molécule de PTH intacte sont la méthode recommandée de dosage de la PTH. Des tests de 2e génération de PTH intacte sont disponibles. Ces tests mesurent la PTH biodisponible ou PTH complète. Ils donnent des valeurs égales à 50 à 60% de celles obtenues avec l'ancien test. Les deux types de tests peuvent être utilisés pour le diagnostic de l'hyperparathyroïdie primaire ou la surveillance de l'hyperparathyroïdie secondaire à une maladie rénale, si les plages normales sont notées.
L'hormone parathyroïdienne augmente l'AMPc urinaire. Parfois, pour le diagnostic de pseudo-hypoparathyroïdie, l'excrétion de l'AMPc total ou néphrogénique est mesurée.
Calcitonine
La calcitonine est sécrétée par les cellules parafolliculaires de la thyroïde (cellules C). La calcitonine tend à réduire la calcémie en augmentant la captation cellulaire, l'excrétion rénale et la formation de l'os. Les effets de la calcitonine sur le métabolisme osseux sont plus faibles que ceux de la PTH ou de la vitamine D.
