Lernziele
Am Ende dieses Abschnitts werden Sie in der Lage sein:
- Beschreiben Sie die Auswirkungen von zu viel oder zu wenig Kalzium auf den Körper
- Erläutern Sie den Prozess der Kalziumhomöostase
Kalzium ist nicht nur das am häufigsten vorkommende Mineral in den Knochen, sondern auch das am häufigsten vorkommende Mineral im menschlichen Körper. Kalziumionen werden nicht nur für die Knochenmineralisierung benötigt, sondern auch für die Gesundheit der Zähne, die Regulierung der Herzfrequenz und der Kontraktionskraft, die Blutgerinnung, die Kontraktion der glatten und Skelettmuskelzellen und die Regulierung der Nervenimpulsleitung. Der normale Kalziumspiegel im Blut liegt bei etwa 10 mg/dL. Wenn der Körper diesen Wert nicht aufrechterhalten kann, kommt es zu einer Hypo- oder Hyperkalzämie.
Hypokalzämie, ein Zustand, der durch abnorm niedrige Kalziumwerte gekennzeichnet ist, kann sich nachteilig auf eine Reihe verschiedener Körpersysteme wie Kreislauf, Muskeln, Nerven und Knochen auswirken. Ohne ausreichendes Kalzium hat das Blut Schwierigkeiten bei der Gerinnung, das Herz kann aussetzen oder ganz aufhören zu schlagen, die Muskeln können Schwierigkeiten haben, sich zusammenzuziehen, die Nerven können Schwierigkeiten haben, zu funktionieren, und die Knochen können brüchig werden. Die Ursachen für eine Hypokalzämie können von hormonellen Störungen bis hin zu einer falschen Ernährung reichen. Die Behandlungen variieren je nach Ursache, aber die Prognosen sind im Allgemeinen gut.
Umgekehrt ist bei Hyperkalzämie, einem Zustand, der durch abnorm hohe Kalziumwerte gekennzeichnet ist, das Nervensystem unteraktiv, was zu Lethargie, trägen Reflexen, Verstopfung und Appetitlosigkeit, Verwirrung und in schweren Fällen zum Koma führt.
Es ist offensichtlich, dass die Kalziumhomöostase von entscheidender Bedeutung ist. Das Skelettsystem, das endokrine System und das Verdauungssystem spielen dabei eine Rolle, aber auch die Nieren. Diese Körpersysteme arbeiten zusammen, um einen normalen Kalziumspiegel im Blut aufrechtzuerhalten (Abbildung 6.7.1).
Kalzium ist ein chemisches Element, das nicht durch biologische Prozesse hergestellt werden kann. Der einzige Weg, wie es in den Körper gelangen kann, ist über die Nahrung. Die Knochen dienen als Speicher für Kalzium: Der Körper lagert Kalzium in den Knochen ein, wenn der Blutspiegel zu hoch ist, und gibt Kalzium ab, wenn der Blutspiegel zu niedrig ist. Dieser Prozess wird durch PTH, Vitamin D und Calcitonin reguliert.
Die Zellen der Nebenschilddrüse haben Plasmamembranrezeptoren für Calcium. Wenn Kalzium nicht an diese Rezeptoren bindet, setzen die Zellen PTH frei, das die Proliferation von Osteoklasten und die Resorption von Knochen durch Osteoklasten stimuliert. Durch diesen Demineralisierungsprozess wird Kalzium in das Blut freigesetzt. PTH fördert die Rückresorption von Kalzium aus dem Urin durch die Nieren, so dass das Kalzium wieder in das Blut gelangt. Schließlich stimuliert PTH die Synthese von Vitamin D, das wiederum die Kalziumabsorption aus verdauter Nahrung im Dünndarm anregt.
Wenn all diese Prozesse den Kalziumspiegel im Blut wieder normalisieren, ist genügend Kalzium vorhanden, um sich mit den Rezeptoren auf der Oberfläche der Zellen der Nebenschilddrüsen zu verbinden, und dieser Zyklus von Ereignissen wird ausgeschaltet (Abbildung 6.7.1).
Wenn der Kalziumspiegel im Blut zu hoch wird, wird die Schilddrüse zur Ausschüttung von Kalzitonin angeregt (Abbildung 6.7.1), das die Osteoklastenaktivität hemmt und die Kalziumaufnahme durch die Knochen stimuliert, aber auch die Rückresorption von Kalzium durch die Nieren verringert. All diese Wirkungen senken den Kalziumspiegel im Blut. Wenn sich der Kalziumspiegel im Blut wieder normalisiert, stellt die Schilddrüse die Ausschüttung von Kalzitonin ein.
Kapitelübersicht
Die Kalziumhomöostase, d. h. die Aufrechterhaltung eines Kalziumspiegels von etwa 10 mg/dL im Blut, ist für normale Körperfunktionen von entscheidender Bedeutung. Eine Hypocalcämie kann zu Problemen bei der Blutgerinnung, der Muskelkontraktion, der Nervenfunktion und der Knochenfestigkeit führen. Eine Hyperkalzämie kann zu Lethargie, trägen Reflexen, Verstopfung und Appetitlosigkeit, Verwirrung und Koma führen. Die Kalziumhomöostase wird durch PTH, Vitamin D und Calcitonin sowie durch das Zusammenspiel von Skelett-, Endokrin-, Verdauungs- und Harnsystem gesteuert.
Review Questions
Critical Thinking Questions
1. Eine Person mit sehr niedrigen Vitamin-D-Spiegeln stellt sich bei Ihnen vor und klagt über scheinbar brüchige Knochen. Erklären Sie, wie dies zusammenhängen könnte.
2. Beschreiben Sie die Auswirkungen, die entstehen, wenn die Nebenschilddrüse nicht auf das an ihre Rezeptoren gebundene Kalzium reagiert.
Glossar
Hyperkalzämie Zustand, der durch abnorm hohe Kalziumspiegel gekennzeichnet ist Hypokalzämie Zustand, der durch abnorm niedrige Kalziumspiegel gekennzeichnet ist
Lösungen
Antworten auf Fragen zum kritischen Denken
- Vitamin D ist für die Kalziumaufnahme durch den Darm erforderlich. Ein Mangel an Vitamin D kann zu einem unzureichenden Kalziumspiegel im Blut führen, so dass das Kalzium aus den Knochen freigesetzt wird. Durch den Abbau von Kalzium aus den Knochen können diese schwach werden und brechen.
- Unter „normalen“ Bedingungen binden Rezeptoren in den Nebenschilddrüsen Kalzium im Blut. Wenn die Rezeptoren voll sind, stellt die Nebenschilddrüse die Ausschüttung von PTH ein. In dem beschriebenen Zustand reagieren die Nebenschilddrüsen nicht auf das Signal, dass genügend Kalzium im Blut vorhanden ist, und setzen weiterhin PTH frei, was dazu führt, dass die Knochen mehr Kalzium in das Blut abgeben. Letztendlich werden die Knochen brüchig und es kann zu einer Hyperkalzämie kommen.