Kalziumstoffwechsel

Nur ein Teil des mit der Nahrung aufgenommenen Kalziums wird im Darm über den Bürstensaum der Darmschleimhaut des Dünndarms resorbiert. Gut resorbierbares Nahrungskalzium stammt überwiegend aus Milchprodukten, pflanzliches Kalzium liegt meist in Form schwer resorbierbarer Komplexverbindungen (Oxalate, Phytate) vor.

Der Transport erfolgt teils aktiv durch die Enterozyten, teils passiv parazellulär. Beim aktiven Transport wird Kalzium apikal durch TRPV6 in die Enterozyten aufgenommen. Intrazellulär wird es an das Calbindin gebunden, das den Transport zum basolateralen Zellpol vermittelt. Dort wird es durch PMCA1 aus der Zelle ausgeschleust.

Die aktive Resorption ist Vitamin-D-abhängig. Sie basiert auf der Calcitriol-Konzentration im Blut.

Kalzium ist eines der am häufigsten vorkommenden Elemente des menschlichen Körpers. Ein erwachsener menschlicher Organismus enthält ca. 1 kg an Kalziumsalzen. 99 % sind in Form von Kalziumphosphatverbindungen in den Knochen und Zähnen gebunden.

Die Konzentration von Kalzium im Blut (Serumkalzium) liegt zwischen 2,2–2,6 mmol/l, wobei ungefähr die Hälfte an Plasmaproteine gebunden ist. Der Rest (1,15–1,35 mmol/l) liegt in ionisierter Form vor. Da Kalzium mit Protonen um Bindungsstellen der Plasmaproteine konkurriert, hängt der Anteil des freien Kalziums vom pH-Wert ab: Eine Azidose erhöht den Anteil an freiem Kalzium, eine Alkalose senkt ihn. Ein alkalosebedingter Abfall des ionisierten Kalziums kann zu neuromuskulärer Übererregbarkeit mit Parästhesien und tetanischen Symptomen führen, während eine Hyperkalzämie u.a. mit Herzrhythmusstörungen einhergehen kann.

Hinweis: Referenzwerte sind häufig vom Messverfahren abhängig und können von den o.a. Werten abweichen. Ausschlaggebend sind die Referenzwerte, die vom Labor angegeben werden, das die Untersuchung durchführt.

Nur das ionisierte Kalzium ist biologisch aktiv. Bei veränderter Protein- oder pH-Konzentration kann der Gesamtkalziumwert daher irreführend sein. Die Kalziumkonzentration in der Intrazellulärflüssigkeit ist mit weniger als 0,0002 mmol/l etwa 7.000-mal kleiner als im Blutplasma.

Der Kalziumspiegel wird primär durch hormonelle Regulation in seinem physiologischen Bereich gehalten. Maßgebliche Steuergrößen sind die intestinale Resorption und renale Elimination sowie der Einbau und die Mobilisation von Kalzium im Knochen. Sie werden durch 3 Hormone beeinflusst:

• Parathormon aus der Nebenschilddrüse erhöht den Serumkalziumspiegel durch gesteigerte Rückresorption in den Nieren, Freisetzung von Kalzium aus den Knochen sowie indirekt über die Stimulation der Calcitriol-Synthese in der Niere.
• Calcitriol, die aktive Form von Vitamin D, fördert die Aufnahme von Kalzium aus dem Darm.
• Calcitonin senkt den Serumkalziumspiegel, indem es die renale Ausscheidung von Kalzium steigert und die osteoklastäre Knochenresorption hemmt.

Der Kalzium- und Phosphathaushalt sind eng miteinander verbunden. Maßnahmen, die den Kalziumspiegel erhöhen, gehen häufig mit einer Senkung des Phosphatspiegels einher – etwa durch verstärkte renale Ausscheidung von Phosphat unter dem Einfluss von Parathormon.

• Silbernagl S, Despopoulos A. Taschenatlas Physiologie. Thieme.
• Behrends J et al. Duale Reihe Physiologie. Thieme.
• Löffler G, Petrides PE, Heinrich PC. Biochemie und Pathobiochemie. Springer.