Anatomie și fiziologie

Obiective de învățare

Până la sfârșitul acestei secțiuni, veți fi capabili să:

Descrieți efectul unei cantități prea mari sau prea mici de calciu asupra organismului
Explicați procesul de homeostazie a calciului

Calciul nu este doar cel mai abundent mineral din oase, ci și cel mai abundent mineral din corpul uman. Ionii de calciu sunt necesari nu numai pentru mineralizarea oaselor, ci și pentru sănătatea dinților, reglarea ritmului cardiac și a forței de contracție, coagularea sângelui, contracția celulelor musculare netede și scheletice și reglarea conducerii impulsului nervos. Nivelul normal de calciu în sânge este de aproximativ 10 mg/dL. Atunci când organismul nu poate menține acest nivel, o persoană se va confrunta cu hipo- sau hipercalcemie.

Hipocalcemia, o afecțiune caracterizată prin niveluri anormal de scăzute de calciu, poate avea un efect negativ asupra unui număr de sisteme diferite ale organismului, inclusiv asupra circulației, mușchilor, nervilor și oaselor. Fără un nivel adecvat de calciu, sângele are dificultăți de coagulare, inima poate sări peste bătăi sau poate înceta să mai bată cu totul, mușchii pot avea dificultăți de contracție, nervii pot avea dificultăți de funcționare, iar oasele pot deveni fragile. Cauzele hipocalcemiei pot varia de la dezechilibre hormonale până la o dietă necorespunzătoare. Tratamentele variază în funcție de cauză, dar prognosticul este în general bun.

În schimb, în hipercalcemie, o afecțiune caracterizată prin niveluri anormal de ridicate de calciu, sistemul nervos este subactiv, ceea ce duce la letargie, reflexe lente, constipație și pierderea poftei de mâncare, confuzie și, în cazuri severe, comă.

Evident, homeostazia calciului este critică. Sistemele scheletic, endocrin și digestiv joacă un rol în acest sens, dar și rinichii. Aceste sisteme corporale lucrează împreună pentru a menține un nivel normal de calciu în sânge (figura 6.7.1).

În această ilustrație, cele două mecanisme care mențin homeostazia calciului sunt reprezentate ca două semicercuri care sunt combinate, unul peste celălalt, pentru a forma un cerc complet. Homeostazia are loc de-a lungul diametrului cercului, la granița dintre cele două semicercuri. La homeostazie, nivelul normal de calciu este de 10 miligrame pe decilitru. Semicercul superior reprezintă mecanismul care reduce nivelurile ridicate de calciu din sânge atunci când nivelurile sunt prea ridicate. În primul rând, glanda tiroidă eliberează calcitonină. Activitatea calcitoninei inhibă osteoclastele și scade reabsorbția ionilor de calciu în rinichi. Aceste două acțiuni fac ca nivelul ionilor de calciu din sânge să scadă înapoi la homeostazie. Semicercul inferior reprezintă mecanismele care cresc nivelul de calciu din sânge atunci când acesta este prea scăzut. În primul rând, glandele paratiroide eliberează PTH. PTH stimulează activitatea osteoclastelor, determinând eliberarea ionilor de calciu din os. De asemenea, PTH crește reabsorbția calciului de către rinichi. În plus, PTH crește, de asemenea, absorbția calciului în intestinul subțire prin sinteza vitaminei D. Aceste trei acțiuni determină creșterea nivelului ionilor de calciu în sânge. — Figura 6.7.1 – Căile în homeostazia calciului: Organismul reglează homeostazia calciului cu ajutorul a două căi; una este semnalată să se activeze atunci când nivelurile de calciu din sânge scad sub nivelul normal și una este calea care este semnalată să se activeze atunci când nivelurile de calciu din sânge sunt ridicate.

Calciul este un element chimic care nu poate fi produs de niciun proces biologic. Singurul mod în care poate pătrunde în organism este prin alimentație. Oasele acționează ca un loc de depozitare a calciului: organismul depozitează calciu în oase atunci când nivelul sângelui devine prea ridicat și eliberează calciu atunci când nivelul sângelui scade prea mult. Acest proces este reglat de PTH, vitamina D și calcitonină.

Celele glandei paratiroide au receptori de membrană plasmatică pentru calciu. Atunci când calciul nu se leagă de acești receptori, celulele eliberează PTH, care stimulează proliferarea osteoclastelor și resorbția osului de către osteoclaste. Acest proces de demineralizare eliberează calciu în sânge. PTH favorizează reabsorbția calciului din urină de către rinichi, astfel încât calciul revine în sânge. În cele din urmă, PTH stimulează sinteza vitaminei D, care, la rândul ei, stimulează absorbția calciului din orice aliment digerat în intestinul subțire.

Când toate aceste procese readuc nivelul calciului din sânge la normal, există suficient calciu pentru a se lega cu receptorii de pe suprafața celulelor glandelor paratiroide, iar acest ciclu de evenimente este oprit (figura 6.7.1).

Când nivelul calciului din sânge devine prea ridicat, glanda tiroidă este stimulată să elibereze calcitonină (figura 6.7.1), care inhibă activitatea osteoclastelor și stimulează absorbția calciului de către oase, dar scade și reabsorbția calciului de către rinichi. Toate aceste acțiuni scad nivelul de calciu din sânge. Când nivelul calciului din sânge revine la normal, glanda tiroidă încetează să mai secrete calcitonină.

Revizuirea capitolului

Homeostazia calciului, adică menținerea unui nivel de calciu în sânge de aproximativ 10 mg/dL, este esențială pentru funcțiile normale ale organismului. Hipocalcemia poate duce la probleme de coagulare a sângelui, de contracție musculară, de funcționare a nervilor și de rezistență a oaselor. Hipercalcemia poate duce la letargie, reflexe leneșe, constipație și pierderea poftei de mâncare, confuzie și comă. Homeostazia calciului este controlată de PTH, vitamina D și calcitonină și de interacțiunile sistemelor scheletic, endocrin, digestiv și urinar.

Întrebări de recapitulare

Întrebări de gândire critică

1. O persoană cu niveluri foarte scăzute de vitamina D se prezintă la dumneavoastră plângându-se de oase aparent fragile. Explicați cum ar putea fi acestea legate între ele.

2. Descrieți efectele provocate atunci când glanda paratiroidă nu reușește să răspundă la calciul legat de receptorii săi.

Glosar

hipercalcemia afecțiune caracterizată prin niveluri anormal de ridicate de calciu hipocalcemia afecțiune caracterizată prin niveluri anormal de scăzute de calciu

Soluții

Răspunsuri la întrebări de gândire critică

Vitamina D este necesară pentru absorbția calciului de către intestin. Un nivel scăzut de vitamina D ar putea duce la niveluri insuficiente de calciu în sânge, astfel încât calciul este eliberat din oase. Reducerea calciului din oase le poate face pe acestea slabe și supuse fracturilor.
În condiții „normale”, receptorii din glandele paratiroide leagă calciul din sânge. Când receptorii sunt plini, glanda paratiroidă nu mai secretă PTH. În afecțiunea descrisă, glandele paratiroide nu răspund la semnalul că există suficient calciu în sânge și continuă să elibereze PTH, ceea ce face ca osul să elibereze mai mult calciu în sânge. În cele din urmă, oasele devin fragile și poate rezulta hipercalcemie.