Metabolismo del calcio

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1 Metabolismo del calcio Funzione strutturale: il 99% del calcio totale costituisce l idrossiapatite dello scheletro Funzione metabolica: nel liquido extracellulare ha effetti sulla soglia del potenziale d azione e sui canali di Na e K nei liquidi intracellulari funge da secondo messaggero, regola la contrazione muscolare Con la vit. K partecipa alla coagulazione del sangue

2 Omeostasi del calcio Osso Alimenti mg Formazione Riassorbimento PTH + Sudore Intestino Pool del calcio Assorbimento 1,25(OH) 2 D + Filtrato Riassorbimento PTH + Feci Rene Urine

3 Le frazioni plasmatiche del calcio % ionizzato (fisiologicamente attivo) % complessato con bicarbonato, citrato, solfato e lattato Frazione % non legato alle proteine diffusibile (soprattutto all albumina) Frazione diffusibile

4 Dosaggio del Calcio totale Metodo definitivo: MS-DI Metodo di riferimento: FAAS (assorbimento atomico in fiamma) Metodo di routine: spettrofotometrico

5 Ca totale in spettrofotometria di assorbimento atomico (AAS) Si basa sull assorbimento di radiazioni di λ opportuna da parte di atomi di un elemento Gli atomi di un elemento possono assorbire l energia di una radiazione avente una λ corrispondente all energia necessaria per la transizione da stato fondamentale ad eccitato Poiché ogni elemento ha uno specifico numero di elettroni il numero di transizioni elettroniche è caratteristico di ciascun elemento. Ogni transizione produce una riga spettrale con una determinata λ

6 Ca totale in spettrofotometria di assorbimento atomico (AAS) La spettroscopia di Assorbimento Atomico viene utilizzata per la determinazione quantitativa di metalli La quantità di un elemento del campione viene determinata atomizzando il campione, eccitando gli atomi con radiazioni di opportuna λ e misurando la radiazione assorbita. L assorbimento (che dipende dal numero di atomi nello stato fondamentale) è alla popolazione di atomi che si trova sul cammino ottico della radiazione e cioè alla concentrazione dell elemento nel campione. In un intervallo di linearità piuttosto ristretto è valida la legge di Lambert-Beer

7 Ca totale in spettrofotometria di assorbimento atomico di fiamma (FAAS) La cella di lettura è una fiamma, nella quale l alta temperatura raggiunta (circa 2000 C) provoca la dissociazione termica della sostanza in esame, tale da produrre una nube di atomi allo stato fondamentale. La determinazione si esegue su siero o urine (acidificate, delle 24 h) diluiti, per ridurre le interferenze È necessario calibrare quotidianamente con uno standard

8 Ca totale in spettrofotometria diretta (OH) Ca ++ + o-cresolftaleina composto rossovioletto, che assorbe a 570 nm Interferenze: emoglobina > 200 mg/dl bilirubuna > 20 mg/dl forte lipemia Per le urine: acidificare le urine delle 24 h (per dissolvere eventuali cristalli)

9 Calcemia Valori di riferimento: 2,4 mmol/l I livelli calcemici sono mantenuti costanti, senza variazioni circadiane. I laboratori misurano di routine la concentrazione totale del Calcio (definita dalla frazione legata e quella non legata).

10 Idealmente, dovrebbe essere determinato il Ca ionizzato o quello libero, poiché questa è la forma fisiologicamente attiva del Ca. Il Ca ionizzato è sempre stato difficile da misurare e non viene ancora determinato di routine. Tuttavia, il Ca ionizzato può adesso essere determinato mediante elettrodi ione-specifici, il che è talvolta utile nei pazienti nei quali si sospettino alterazioni significative del legame proteico del Ca plasmatico. La frazione di Ca ionizzato viene generalmente ricavata dal Ca totale. Il Ca ionizzato corrisponde approssimativamente al 50% del Ca plasmatico totale e varia da circa 4,7 a 5,2 mg/dl (da 1,17 a 1,3 mmol/l).

11 Fattori che influenzano il legame del calcio alle proteine plasmatiche 1) Il legame del Ca alle proteine è influenzato dalle variazioni del ph Alcalosi Diminuzione del calcio ionizzato per l aumento del legame albumina-ca Acidosi Aumento del calcio ionizzato per la dissociazione del complesso albumina-ca 2) alterazioni della concentrazione delle proteine plasmatiche Nelle patologie in cui si riscontra diminuzione delle proteine plasmatiche anche il valore del calcio totale risulterà diminuito!

12 I pazienti con ipoalbuminemia hanno valori di calcemia più bassi dei valori di riferimento, che riflettono i bassi livelli della frazione del calcio legato, ma il valore di calcio ionizzato, non legato, sarà normale! Tali pazienti non devono essere considerati ipocalcemici

13 La convenzione del Calcio aggiustato La Calcemia può essere corretta per il livello di albumina utilizzando questa approssimazione: il valore della calcemia ottenuto deve diminuire o aumentare di 0,8 mg/dl (0,02 mmol/l) per ogni 1 g/dl di diminuzione o di aumento dell'albumina. Si misura sia il Calcio totale sia l albumina; Se l albumina è anomala, si calcola quale sarebbe stato il Calcio totale se l albumina fosse stata normale. Calcio aggiustato (mmoli/l)= Ca totale misurato + 0,02 (albumina nrlalbumina sierica) Questo calcolo dovrebbe essere usato per evitare problemi di valutazione della concentrazione della calcemia, in pazienti che hanno concentrazioni anormali di albumina nel siero! Sfortunatamente, questo e altri algoritmi per decidere il valore del Ca ionizzato sono spesso imprecisi!

14 Fattori di variabilità preanalitica e analitica Il dosaggio della calcemia totale con i moderni analizzatori è preciso ed accurato purchè si utilizzino campioni di siero non emolizzato. La maggior parte degli errori risale alla fase preanalitica: si tratta di fattori che agiscono alterando il rapporto tra Ca libero e legato alle proteine attraverso una modifica del ph ematico.

15 Determinazione del Calcio ionizzato Ca ionizzato = mg/dl ( mmol/l) Elettrodo iono-selettivo (ISE: metodica potenziometrica), corretto per il valore di ph Precauzioni: Campione: sangue intero, siero o plasma eparinizzato, raccolto in anaerobiosi e conservato e trasportato a freddo.

16 Metodo potenziometrico ISE (elettrodo iono-selettivo) Il metodo ISE utilizza elettrodi definiti iono-selettivi, cioè costituiti da una membrana a permeabilità selettiva. Quando l elettrodo è posto a contatto con una soluzione in cui sono presenti ioni ai quali la membrana è permeabile, in essa si misura una variazione di potenziale, misurata in rapporto al potenziale iniziale, mantenuto costante da un elettrodo di riferimento. Questa differenza è proporzionale all attività dello ione presente in soluzione.

17 Determinazione del Calcio ionizzato Utilizzato in caso di: Interventi chirurgici, associati a massive trasfusioni di sangue (per effetto del citrato, anticoagulante chelante del Ca) Pazienti con disproteinemie (insufficienza renale terminale, insufficienza epatica, malassorbimento, mieloma multiplo) Ipercalcemia maligna Iperparatiroidismi Trattamento con anticoagulanti, soluzioni proteiche

18 Omeostasi del fosforo Osso Alimenti Formazione Riassorbimento Sudore Intestino Pool del fosforo Assorbimento 1,25(OH) 2 D + Filtrato Riassorbimento PTH - Feci Rene Urine

19 Metabolismo del fosforo Funzione strutturale: il 75% del fosforo totale costituisce l idrossiapatite dello scheletro Funzione metabolica: costituente di: acidi nucleici, fosfolipidi, fosfoproteine, composti ad alta energia (ATP), cofattori (NADP)

20 Metabolismo del fosforo Il fosforo dell organismo esiste in due forme: P inorganico: HPO 4 2- e H 2 PO 4 - HPO 4 2- : H 2 PO 4 - = 1:4 a ph 7.4; 1:1 in acidosi; 1:9 in alcalosi 55% è libero, 35% è complessato con Na, Mg e Ca, 10% è legato alle proteine P organico: legato ai lipidi e alle proteine (fosfolipidi e fosfoproteine)

21 Determinazione del fosforo (fosfato inorganico) HPO 4 2- e H 2 PO ione molibdato ammonio fosfo-molibdato che assorbe a 340 nm Agenti riducenti (Fe++) Blu molibdeno, che assorbe a 660 nm V.R. = 2,8-4,5 mg/dl (i valori sono più alti nel bambino)

22 Sodio (Na) Catione più abbondante nel LEC (viene pompato attivamente contro gradiente dalla cellula all ambiente extracellulare) Funzioni: Mantiene la massa dell acqua, determinando l attività osmotica del LEC Mantiene l eccitabilità neuromuscolare Il bilancio del sodio è mantenuto fondamentalmente dalla capacità dei reni di trattenerlo o di espellerlo, sotto il controllo ormonale di ADH ed aldosterone

23 Potassio (K) Catione più abbondante nel LIC, presente in tutto l organismo ma in concentrazioni differenti nei vari compartimenti Funzioni: E indispensabile per il mantenimento della pressione osmotica della cellula Il 2% è nel plasma e presiede all eccitabilità neuromuscolare, controlla la velocità e la forza di contrazione cardiaca Il bilancio del potassio è mantenuto fondamentalmente dalla capacità dei reni di trattenerlo o di espellerlo, sotto il controllo ormonale dell aldosterone, che lo scambia con il sodio

24 Metodiche di dosaggio di Na e K Metodo di riferimento FAES (spettrometria di emissione atomica) Metodo di routine ISE

25 Metodiche di dosaggio di Na e K FAES (spettrometria di emissione atomica) Il Na ed il K, quando vengono atomizzati in fiamma, emettono radiazioni a lunghezza d onda specifiche per ciascuno di essi (589 nm per il Na, 768 per il K). Dalla comparazione della misura di tali radiazioni con quelle emesse da una soluzione standard si ottiene la concentrazione degli analiti in esame. Campioni: siero, plasma eparinato, urine (delle 24 h)

26 Metodiche di dosaggio di Na e K FAES (spettrometria di emissione atomica) Viene utilizzata prevalentemente per la determinazione di metalli alcalini ed alcalino- terrosi Con una fiamma si raggiungono in genere temperature minori di 3000 K. A tale temperatura solo i metalli alcalini ed alcalino terrosi si trovano in uno stato eccitato in percentuale sufficientemente elevata da fornire righe di emissione di intensità rilevabile

27 Sodio: Valori di riferimento Siero: mmol/l Urine: meq/l in 24h Liquor: mmol/l Feci: <10 mmol in 24h Interferenze: iperglicemia, iperprotidemia, iperlipidemia = apparente iposodiemia

28 Potassio: Valori di riferimento Siero: 3,5-5 mmol/l Liquor: 70% dei livelli plasmatici Urine: mmol/l in 24h Feci: 60 mmol in 24h (diarree) Interferenze: Emolisi = iperpotassiemia Assunzione variabile: 50 mmoli-150 mmoli/die (4-6 g al giorno) Perdite: urine (30-90 mmol/die) feci e sudore (5 mmol/die) Riserve modeste

29 Cloro Principale anione extra-cellulare Influenza gli scambi renali di Na, K e H, per il mantenimento dell elettroneutralità Assorbito per via intestinale ed escreto con urine e sudore V.R. = mmol/l

30 Dosaggio del cloro Metodo definitivo MS-DI Metodo di riferimento In passato erano usati metodi volumetrici (con sali di argento o di mercurio) (Ag + Cl AgCl) Attualmente tecniche di titolazione coulombometrica Metodo di routine ISE