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Calcium total et ionisé dans le sang
Dernière revue: 06.07.2025
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[ Détermination du taux de calcium ionisé
Le calcium ionisé peut être mesuré par des analyses de laboratoire de routine, généralement avec une précision raisonnable. L'acidose augmente le calcium ionisé en diminuant la liaison aux protéines, tandis que l'alcalose diminue le calcium ionisé. En cas d'hypoalbuminémie, la calcémie détectable est généralement faible, reflétant une faible liaison protéique du calcium, tandis que la calcémie ionisée peut être normale. La calcémie totale diminue ou augmente de 0,8 mg/dL (0,2 mmol/L) pour chaque augmentation ou diminution de 1 g/dL de l'albumine. Ainsi, un taux d'albumine de 2 g/dL (normalement 4,0 g/dL) diminue la calcémie détectable de 1,6 mg/dL. De plus, une élévation des protéines plasmatiques, comme c'est le cas dans le myélome multiple, peut augmenter la calcémie totale.
Importance physiologique du calcium
Le calcium est nécessaire à la contraction musculaire normale, à la conduction de l'influx nerveux, à la libération d'hormones et à la coagulation sanguine. Il contribue également à la régulation de nombreuses enzymes.
Le maintien des réserves de calcium dans l'organisme dépend de l'apport alimentaire, de l'absorption gastro-intestinale et de l'excrétion rénale du calcium. Avec une alimentation équilibrée, l'apport en calcium est d'environ 1 000 mg par jour. Environ 200 mg par jour sont éliminés par la bile et les autres sécrétions gastro-intestinales. Selon la concentration de vitamine D circulante, notamment de 1,25-dihydroxycholécalciférol, synthétisé par les reins à partir de la forme inactive, environ 200 à 400 mg de calcium sont absorbés quotidiennement dans l'intestin. Les 800 à 1 000 mg restants sont retrouvés dans les selles. L'équilibre calcique est maintenu par l'excrétion rénale, qui s'élève en moyenne à 200 mg par jour.
Les concentrations extracellulaires et intracellulaires de calcium sont régulées par un transport bidirectionnel du calcium à travers les membranes cellulaires et les organites intracellulaires tels que le réticulum endoplasmique, le réticulum sarcoplasmique des cellules musculaires et les mitochondries. Le calcium ionisé cytosolique est maintenu à des niveaux micromolaires (moins de 1/1000 de la concentration plasmatique). Le calcium ionisé agit comme un second messager intracellulaire; il est impliqué dans la contraction du muscle squelettique, l'excitation et la contraction des muscles cardiaques et lisses, l'activation des protéines kinases et la phosphorylation enzymatique. Le calcium est également impliqué dans l'action d'autres messagers intracellulaires tels que l'adénosine monophosphate cyclique (AMPc) et l'inositol 1,4,5 triphosphate, et participe ainsi à la transmission de la réponse cellulaire à de nombreuses hormones, dont l'épinéphrine, le glucagon, l'ADH (vasopressine), la sécrétine et la cholécystokinine.
Malgré son rôle intracellulaire important, près de 99 % du calcium corporel total se trouve dans les os, principalement sous forme de cristaux d'hydroxyapatite. Environ 1 % du calcium osseux est librement échangeable avec le liquide extracellulaire et peut donc contribuer à atténuer les variations de l'équilibre calcique. La calcémie plasmatique normale varie de 8,8 à 10,4 mg/dL (2,2 à 2,6 mmol/L). Environ 40 % du calcium sanguin total est lié aux protéines plasmatiques, principalement à l'albumine. Les 60 % restants sont constitués de calcium ionisé et de calcium complexé au phosphate et au citrate. Le calcium total (lié aux protéines, complexé et ionisé) est généralement mesuré cliniquement en laboratoire. Idéalement, le calcium ionisé ou libre devrait être mesuré, car il s'agit de la forme physiologiquement active dans le plasma; cependant, en raison de difficultés techniques, ces dosages sont généralement limités aux patients suspectés d'un défaut significatif de liaison protéique-calcique. On considère généralement que le calcium ionisé constitue environ 50 % du calcium plasmatique total.
L'importance physiologique du calcium réside dans sa capacité à réduire la capacité des colloïdes tissulaires à lier l'eau, à diminuer la perméabilité des membranes tissulaires, à participer à la construction du squelette et du système hémostatique, ainsi qu'à l'activité neuromusculaire. Il a tendance à s'accumuler aux endroits où les tissus sont endommagés par divers processus pathologiques. Environ 99 % du calcium se trouve dans les os, le reste se trouvant principalement dans le liquide extracellulaire (presque exclusivement dans le sérum sanguin). Environ la moitié du calcium sérique circule sous forme ionisée (libre), l'autre moitié est sous forme complexe, principalement avec l'albumine (40 %) et sous forme de sels (phosphates, citrates) (9 %). Les variations de la teneur en albumine sérique, notamment en cas d'hypoalbuminémie, affectent la concentration totale de calcium, sans affecter l'indicateur cliniquement plus important: la concentration de calcium ionisé. La concentration totale « corrigée » de calcium sérique en cas d'hypoalbuminémie peut être calculée à l'aide de la formule suivante:
Ca (corrigé) = Ca (mesuré) + 0,02×(40 - albumine).
Le calcium fixé dans le tissu osseux interagit avec les ions sériques. Agissant comme un système tampon, le calcium déposé empêche sa teneur sérique de fluctuer sur de larges plages.
Métabolisme du calcium
Le métabolisme du calcium est régulé par l'hormone parathyroïdienne (PTH), la calcitonine et les dérivés de la vitamine D. L'hormone parathyroïdienne augmente la concentration sérique de calcium en améliorant son lessivage osseux, sa réabsorption rénale et en stimulant la conversion de la vitamine D en calcitriol, son métabolite actif. L'hormone parathyroïdienne améliore également l'excrétion rénale du phosphate. La calcémie régule la sécrétion d'hormone parathyroïdienne par un mécanisme de rétroaction négative: l'hypocalcémie stimule la libération d'hormone parathyroïdienne et l'hypercalcémie la supprime. La calcitonine est un antagoniste physiologique de l'hormone parathyroïdienne; elle stimule l'excrétion rénale du calcium. Les métabolites de la vitamine D stimulent l'absorption intestinale du calcium et des phosphates.
La teneur en calcium du sérum sanguin varie en cas de dysfonctionnement des glandes parathyroïdes et thyroïdiennes, de néoplasies de localisations diverses, notamment de métastases osseuses, et d'insuffisance rénale. Une atteinte secondaire du calcium dans le processus pathologique survient en cas de pathologie gastro-intestinale. L'hypocalcémie et l'hypercalcémie peuvent souvent en être la manifestation principale.
Régulation du métabolisme du calcium
Les métabolismes du calcium et du phosphate (PO) sont interdépendants. La régulation de l'équilibre calcique et phosphaté est déterminée par les taux circulants de parathormone (PTH), de vitamine D et, dans une moindre mesure, de calcitonine. Les concentrations de calcium et de PO inorganique sont liées par leur capacité à participer à une réaction chimique pour former du CaPO. Le produit de la concentration de calcium et de PO (en mEq/L) est normalement de 60; lorsqu'il dépasse 70, une précipitation de cristaux de CaPO dans les tissus mous est probable. La précipitation dans les tissus vasculaires contribue au développement de l'artériosclérose.
La PTH est produite par les glandes parathyroïdes. Ses fonctions sont diverses, mais la plus importante est peut-être la prévention de l'hypocalcémie. Les cellules parathyroïdiennes réagissent à une diminution du calcium plasmatique en libérant de la PTH dans la circulation. La PTH augmente le calcium plasmatique en quelques minutes en augmentant l'absorption rénale et intestinale du calcium et en mobilisant le calcium et la PO des os (résorption osseuse). L'excrétion rénale du calcium est généralement similaire à l'excrétion du sodium et est régulée par les mêmes facteurs que ceux qui contrôlent le transport du sodium dans le tubule proximal. Cependant, la PTH augmente la réabsorption du calcium dans le néphron distal, indépendamment du sodium. La PTH diminue également la réabsorption rénale de PO et augmente ainsi les pertes rénales de PO. Les pertes rénales de PO empêchent l'augmentation du produit de liaison Ca₂+PO₂ plasmatique, car la calcémie augmente en réponse à la PTH.
La PTH augmente également la calcémie en convertissant la vitamine D en sa forme la plus active (le 1,25-dihydroxycholécalciférol). Cette forme de vitamine D augmente le pourcentage de calcium absorbé par l'intestin. Malgré une absorption accrue du calcium, une sécrétion accrue de PTH entraîne généralement une résorption osseuse accrue en inhibant la fonction ostéoblastique et en stimulant l'activité des ostéoclastes. La PTH et la vitamine D sont d'importants régulateurs de la croissance et du remodelage osseux.
Les tests de la fonction parathyroïdienne comprennent la détermination du taux de PTH circulante par dosage radio-immunologique et la mesure de l'excrétion urinaire totale ou néphrogénique d'AMPc. Le dosage de l'AMPc urinaire est rare, mais les dosages précis de la PTH sont courants. Les meilleurs dosages concernent les molécules de PTH intactes.
La calcitonine est sécrétée par les cellules parafolliculaires de la glande thyroïde (cellules C). La calcitonine diminue la calcémie en augmentant l'absorption cellulaire du calcium, son excrétion rénale et la formation osseuse. Les effets de la calcitonine sur le métabolisme osseux sont beaucoup plus faibles que ceux de la PTH ou de la vitamine D.