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Kalzium

(Weitergeleitet von Calcium)

Chemisches Symbol: Ca
Synonym: Calcium
Englisch: calcium

1 Definition

Kalzium bzw. Calcium ist ein zweiwertiges Erdalkali-Metall mit der Ordnungszahl 20 und einem mittleren Atomgewicht von etwa 40 g/mol.

2 Chemie

Aufgrund seiner starken Reaktivität kommt Calcium unter Normalbedingungen nur in chemischen Verbindungen vor, u.a. als:

3 Physiologie

Calcium ist mit etwa 1 bis 1,1 kg der am stärksten vertretene Mineralstoff des menschlichen Körpers. Es zählt daher zu den Mengenelementen. Im Organismus kommt Kalzium in überwiegender Menge im Knochen vor (ca. 99%), wo es als Phosphatsalz in Form von Hydroxylapatit (Ca5[PO4]3OH) eingelagert ist. Hier zeichnet es in erster Linie für die Festigkeit des Knochens verantwortlich und hat eine Reservoirfunktion.

Weitere Funktionen der ionisierten Form - Ca2+:

im Intrazellularraum im Extrazellularraum
Bestandteil von Signalkaskaden für verschiedenste Prozesse wie Migration, Sekretion (z.B. Hormone), metabolische Veränderungen, Zellteilung Regulation der neuromuskulären Erregbarkeit
Muskelkontraktion Aktivierung der Gerinnungskaskade
Aktivierung des Komplementsystems

Zur Kalziumresorption wird Vitamin D3 benötigt, welches wiederum unter anderem unter dem Einfluss von UV-Strahlen in der Haut gebildet wird. Einen weiteren großen Einfluss auf den Kalziumhaushalt hat das Parathormon, das indirekt die Kalziumresorption aus dem Primärharn in den Nieren steigert, seinen Einbau in den Knochen hemmt und somit zu einer Erhöhung des Serumkalzium führt. Calcitonin wirkt diesem Prozess entgegen, indem es für den Einbau von Kalzium in den Knochen sorgt.

Im Serum sind knapp 50% des Kalziums an Proteine gebunden, die anderen 50% finden sich als freie Ionen. Dieser Anteil wird u.a. durch Proteine (niedriges Kalzium bei hohem Proteingehalt) und durch den pH-Wert des Blutes beeinflusst. Bei Azidose steigt das Serumkalzium, bei Alkalose sinkt es. Ein hoher Serumkalziumwert kann eine akute Pankreatitis, eine hypertrophe Osteopathie, eine Nephrolithiasis sowie Magenulzera begünstigen.

siehe auch: Hyperparathyreoidismus

4 Nahrungsbedarf

Kalzium muss in ausreichender Menge mit der Nahrung zugeführt werden. Der Bedarf richtet sich am Knochenstoffwechsel aus und liegt bei Erwachsenen zwischen 800 und 1.200 mg pro Tag. Bei Heranwachsenden, in der Schwangerschaft und Stillzeit sowie postmenopausal werden 1.500 mg und mehr pro Tag benötigt. Kalziumreiche Lebensmittel sind insbesondere Milchprodukte, Soja, bestimmte Gemüsesorten und kalziumhaltige Mineralwässer.

5 Labormedizin

Kalzium ist ein wichtiger Laborparameter, der u.a. Auskunft über den Knochenstoffwechsel, die Nierenfunktion und endokrinologische Zusammenhänge (Parathormon, Calcitriol) gibt. Labormedizinisch kann die Kalziumkonzentration im Blut und im Urin bestimmt werden. Als Probe wird Serum oder heparinisiertes Blutplasma verwendet. Die Kalziumkonzentration wird als Serumkalzium angegeben. Analog zur Bestimmung des Serumkaliums kann eine zu lange Venenstauung vor der Blutentnahme zu falsch erhöhten Werten führen.

5.1 Serumkalzium

Kalzium liegt im Blut zu etwa 50 % in Form von Ca2+-Ionen, zu 35 % an Proteine (v.a. Albumin) gebunden und zu 15 % komplexgebunden als Bicarbonat, Lactat, Citrat oder Phosphat vor. Bei der Bestimmung des Kalziumspiegels im Blut können deshalb zwei unterschiedliche Werte erfasst werden: Zum einen das freie, ionisierte Kalzium und zum anderen das Gesamtkalzium, das zusätzlich das proteingebundene und das komplexierte Kalzium mit einbezieht.

Beide Werte sind als diagnostisch gleichwertig anzusehen, sofern der pH-Wert des Bluts und das Gesamteiweiß bzw. das Albumin normal sind. Ist das nicht der Fall, kommt es bei der Bestimmung des Gesamtkalziums zu Verschiebungen. Im Fall von abnormen Proteinkonzentrationen kann der Wert mit folgenden Formeln näherungsweise korrigiert werden:[1]

Korrigiertes Ca [mmol/l] = gemessenes Ca [mmol/l] - 0,025 x Albumin [g/l] + 1

oder

Korrigiertes Ca [mmol/l] = gemessenes Ca [mmol/l] / (0,6 + Gesamteiweiß [g/l] /194)

Die Messung des freien, ionisierten Kalziums eignet sich aufgrund der raschen Veränderungen im Probenröhrchen (Präanalytik) eher für den POCT-Bereich zum Beispiel im Rahmen einer Blutgasanalyse.

5.1.1 Referenzbereich

Gesamtkalzium: 8,4-10,5 mg/dl (2,2–2,6 mmol/l)
Ionisiertes Kalzium: 4,5-5,6 mg/dl (1,1 bis 1,4 mmol/l)

Ausschlaggebend ist der jeweils vom Labor angegebene Referenzwert.

5.1.2 Umrechnung

5.1.3 Messmethode

Das Gesamtkalzium im Serum wird mittels Absorptionsspektrometrie oder Atomemissionsspektrometrie bestimmt. Die Messung des ionisierten Kalziums erfolgt mit ionenselektiven Elektroden.

5.1.4 Interpretation

Liegt der Kalziumspiegel im physiologischen Bereich, spricht man von einer Normokalzämie. Einen erhöhten Kalziumspiegel bezeichnet man dagegen als Hyperkalzämie, einen erniedrigten als Hypokalzämie. Die möglichen Ursachen finden sich unter dem jeweiligen Begriff.

5.2 Kalzium im Urin

Die Kalziumausscheidung im Harn (Kalzium im Urin, abgekürzt Ca-U) wird mit 24-Stunden-Sammelurin bestimmt. Der Urin muss mit Salzsäure angesäuert werden, um einen Niederschlag des Kalziums zu verhindern.

5.2.1 Referenzbereich

Männer: < 7,5 mmol/Tag
Frauen: < 6,2 mmol/Tag

5.2.2 Interpretation

Bei einer erhöhten Kalziumausscheidung im Urin spricht man von einer Hyperkalziurie. Sie kann prärenale Ursachen, die weitgehend identisch mit denen der Hyperkalzämie sind, oder durch eine erhöhte renale Kalziumausscheidung ausgelöst werden, z.B. im Rahmen einer renal-tubulären Azidose.

6 Literatur

  1. Payne RB et al. Interpretation of serum calcium in patients with abnormal serum proteins. Br Med J 1973 Dec 15;4(5893):643-6. PMID 4758544

Fachgebiete: Chemie

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