Les 22 Calcium- en fosfaathuishouding

• Biologie
• MBO
• Studiejaar 3

Klinische Chemie

Les 22: Calcium- en fosfaathuishouding

Planning

Inleiding

Calcium

Fosfaat

Opname en uitscheiding van calcium en fosfaat

Vitamine D

Ziektebeelden calcium

Opfrissen hst 8 + 10 t/m 10.4

Ziektebeelden fosfaat

Bepalingsmethoden

Bloedafname

Stoorfactoren 

Referentie-intervallen

Inleiding (par. 10.1)

In de botten vind je grote hoeveelheden calcium en fosfaat. De botten zijn de opslagplaats voor deze stoffen. 

Calcium en fosfaat zijn voor veel functies in het lichaam essentieel. Denk bijvoorbeeld bij calcium aan de spiercontractie (samentrekking), bloedstolling en bij fosfaat als bouwsteen voor ATP, DNA, fosfolipiden. 

Regulatie van calcium en fosfaat

De hoeveelheid calcium en fosfaat 

in het bloed wordt geregeld via het 

hormoon PTH uit de bijschildklier 

en vitamine D.

Is er een tekort dan wordt het vrij

gemaakt uit de botten (demineralisatie).

Is er teveel

dan wordt het in de botten opgeslagen (mineralisatie). 

Is het evenwicht uit balans dan kan bijvoorbeeld osteoporose ontstaan. 

Calcium (par. 10.2)

Calcium is het meest voorkomende mineraal in ons lichaam. 

Het lichaam bevat ongeveel 1 kg calcium (25 mol).

99% bevindt zich in het skelet. 

Een klein deel zit in het bloedplasma. 

Calcium is nodig voor veel functies. In de cel 

is het belangrijk voor het doorgeven van 

informatie, daarom wordt het ook wel een 

second messenger genoemd. 

Vormen van calcium in het bloed

In het bloed is calcium in 3 vormen aanwezig:

- Ca²⁺ , gebonden aan een eiwit (45%)

- als een complex met een negatief ion (bijv. met fosfaat --> calciumfosfaat) (5%)

- als vrij ion Ca²⁺ (geïoniseerd calcium) (50%)

Alleen het vrije ion is actief. 

Calcium kan gemeten worden met een 

ion-selectieve elektrode. 

De concentratie in plasma is 2,2 - 2,6 mmol/L

Fosfaat (par. 10.3)

Fosfaat komt op verschillende manieren voor in het lichaam:

- +/- 85% ligt opgeslagen in botten. 

- 15% in de cel als vrije fosfaatanionen (= negatief geladen) of als organische fosfaatverbinding zoals eiwitten, ATP, ADP, RNA, DNA, koolhydraten en fosfolipiden. 

- minder dan 0,1% in het plasma. 

•     Daarvan is 10% gebonden aan eiwitten
•     35% gebonden aan Natrium, Calcium en Magnesium
•     55% als vrije vorm. 

De concentratie van fosfaat hangt af van de voedselinname. 's Ochtends is deze het laagst. Gewoonlijk ligt de concentratie tussen de 0,8 - 1,45 mmol/L

Opname en uitscheiding (par. 10.4)

De hoeveelheid vrije calcium in het bloed bepaalt of en hoeveel 

calcium vrijgemaakt wordt uit de botten.

25-75% wordt opgenomen in de twaalfvingerige- en dunne darm o.i.v. 

vitamine D en maagzuur. 65% van het fosfaat wordt o.i.v. vitamine D 

opgenomen in de darm. 

 

Stel het gehalte calcium is te laag:

PTH wordt door de bijschildklier afgegeven en 

stimuleert samen met vitamine D  en osteoclasten (cellen) het vrijmaken 

van calciumfosfaat uit de botten. (botresorptie of mineralisatie)

Daarnaast stimuleert PTH met FGF23 (hormoon) de uitscheiding 

van fosfaat door de nieren en remt het uitscheiding van calcium. 

Gevolg is dat calcium in het bloed stijgt, maar het fosfaat gehalte 

blijft ongeveer gelijk.  

Vitamine D (Verdieping)

Vitamine D is geen vitamine maar een hormoon. Het wordt 

als inactieve stof uit de voeding opgenomen en o.i.v. zonlicht

in de lever omgezet naar een tussenvorm. (25-hydroxy vit. D)

In de nieren wordt het 25-hydroxy vitamine D omgezet naar

de meest biologisch actieve vorm. 

De concentratie 25-hydroxy vitamine D varieert met het 

seizoen. In de zomer is dit gehalte (vanzelfsprekend) hoger

dan in de winter. 

Casus Hypercalciëmie

Bij toeval wordt er tijdens een algemeen medisch onderzoek bij een 60-jarige man een verhoogde calciumwaarde in het bloedserum gevonden. De man is niet bekend met nierfunctiestoornissen of nierstenen.  Röntgenfoto's vertonen geen botafwijkingen. Bloeduitslagen zijn als volgt:

Bloed               Uitslag                          Referentiewaarden

Na⁺, K⁺, Cl^-     normaal  

^{Ca2+ (totaal)   2,92                               2,15-2,55 mmol/L} 

Fosfaat            0,75                                0,65-1,25 mmol/L 

AF                     72                                   40-130     U/L

Albumine        45                                   30-50        g/L

Urine

Ca²⁺                 7 mmol/dag                  <7,5 mmol/dag   

Welke metingen zou je nu nog laten doen? 

antwoord

Calcium is verhoogd. Fosfaat is normaal en ook de andere waarden zijn normaal. Omdat vitamine D en PTH zorgen voor het reguleren van calcium in het bloed worden die twee gemeten. 

Bij deze patiënt bleek vitamine D normaal. PTH verhoogd. Het probleem ligt hier dus in de bijschildklier. 

Ziektebeelden calcium (par. 10.5)

Hypercalciëmie = te hoge concentratie calcium in het bloed. 

Oorzaken:

Meest voorkomend:                                 Voorbeelden:

- verhoogde aanmaak PTH                      -   Bijschildklieradenoom (goedaardig gezwel)

                                                                          hyperparathyroïdie (te snel werkende bijschildklier)

- Maligniteit met of zonder                      -   borst- of prostaatcarcinoom

   botmetastasen                                            myeloom of PTHrp (eiwit lijkende op PTH)                     

                                                                          producerend carcinoom (bijv. in de long)  

Minder gebruikelijk          

- overmatig calciumopname                   -  vitamine D intoxicatie   

- verhoogde productie actief vit. D        -  Sarcoïdosis (ontstaan van ontstekingen) 

- nierziekten                                               -  Chronisch nierfalen

- medicijnen                                               - lithium, thiazide diuretica (medicatie tegen o.a. depressie en hoge bloeddruk)

Hypocalciëmie =  verlaagde concentratie calcium in het bloed. 

Oorzaken:

hypoalbuminemie

- door te lage albumine

onvoldoende opname in darmen

- vit. D tekort (onvoldoende zon, malnutritie, malabsorptie   nierziekten)

- langdurig te weinig voeding met calcium

Onvoldoende vorming PTH

- auto-immuunziekten, familiair

PTH werkt niet (resistentie)

- pseudo hypoparathyroïdie

- niersufficiëntie

Acute pancreatitis

Hyperfosfatemie (bij nierziekten)

Negatieve terugkoppeling

Wanneer er te weinig calcium in het bloed zit, maakt de 

bijschildklier meer PTH aan. Wanneer er voldoende of te veel 

calcium in het bloed zit vindt er negatieve terugkoppeling 

plaats. 

De hoge concentratie in het bloed is voor de bijschildklier

een signaal om minder PTH aan te maken, waardoor er 

minder actief vitamine D aangemaakt wordt en minder 

calcium vrijgemaakt wordt uit het bot. 

Welke elektrolyt bevindt zich vooral in de cellen?

1. Kalium
2. Natrium

Wat wordt bedoeld met ICV en ECV?

Wat is de referentiewaarde van natrium in serum?

1. 3,5 - 5 mmol/L
2. 135-145 mmol/L

Een pre-analystische fout bij de afname van bloed is het bewaren op ijs bij bloedbuizen waar kalium in gemeten moet worden. Waarom is dit fout?

Noem twee functies van calcium?

Welke vorm van calcium is biologisch actief?

1. Calcium gebonden aan eiwit
2. Niet gebonden calcium
3. Calciumcarbonaat

Waar ligt de opslagplaats voor calcium en fosfaat in het lichaam?

1. Bloed
2. Schildklier
3. Botten
4. Lever

Welke stelling is juist?
I De vrije calciumconcentratie in het bloed varieert nauwelijks.
II De fosfaatconcentratie kan op een dag 50% variëren

1. Alleen stelling I is juist
2. Alleen stelling II is juist
3. Stelling I en II zijn beide juist
4. Stelling I en II zijn beide onjuist

Waar of niet waar?
PTH zorgt er samen met vitamine D voor dat calcium en fosfaat uit de botten vrijgemaakt wordt.

1. Waar
2. Niet Waar

Ziektebeelden fosfaat (10.5)

Hyperfosfatemie = te hoog fosfaatgehalte in het bloed

Oorzaken:

Verhoogde opname in de darm                                                            Nierziekten met verhoogde terugresorptie

-Voeding                                                                                                     - verlaagde afgifte PTH

- overdosis vit. D                                                                                       - resistentie PTH

                                                                                                                     - overmaat groeihormoon

Nierziekten met verlaagde uitscheiding                                              Lekkage uit (weefsel)cellen

-Nierfunctieverlies                                                                                   - botafbraak

                                                                                                                    - acidose

                                                                                                                    -celverval (door hemolyse, chemo of spierafbraak)

Hypofosfatemie = te weinig fosfaat in het bloed

Oorzaken van hypofosfatemie:

Verminderde opnamen in de darm                                                          Verlies via nieren

- Dunne-darmchirurgie                                                                                - verhoogde afgifte PTH

- vitamine D tekort                                                                                        - functiestoornis niertubili

- diarree, braken

- fosfaatbindende maagzuurremmers

Transport naar de cellen

- Glucose (insuline effect)

- Insuline

- Acidose (herstelfase van...)

Samevatting ziektebeelden met waardes in het bloed

Ziekte                                           Calcium                  Fosfaat

Vitamine D-tekort                       laag                        laag/normaal

Vitamine D overdosis                 hoog                      hoog

Hyperparathyroïdie                    hoog                      laag

Hypoparathyroïdie                     laag                        hoog

Maligniteit bot                             hoog                      normaal/hoog

Nierfalen                                      laag                        hoog

Bepalingsmethoden (par. 10.6)

Calcium:

totaal calcium                                                                                                 vrij calcium

- fotometrisch                                                                                                 - Ionselectief (in analyser of bloedgasmeter)

- Ion-selectief (Ag/AgCl-elektrode)

- AAS (atoomabsorptiespectrometrie)

Fosfaat:                                                                                                             PTH

- complexometrisch --> spectrofotometer                                                   - immunologisch (ELISA)

Vitamine D

- Immunologisch

- HPLC met UV-absorptie (chromatografiemethode--> High pressure liquid chromatografie)

- LC-MS/MS (vloeistofchromatografie met massaspectrometrie)

Condities bloedafname (par. 10.7)

Let op!: 

1. Urine dient te worden aangezuurd, omdat hier makkelijk een neerslag ontstaat tussen calcium en andere zouten. 

2. Heparine bloedgasspuiten zijn niet geschikt om vrij calcium te bepalen. 

Storende factoren (par. 10.8)

Niet alleen de bloedafname, maar ook de omstandigheden waarin de patiënt zich bevindt bij bloedafname zijn van invloed. (zie onderstaande tabel). 

Onder een paar omstandigheden is het beter om vrij calcium te bepalen:

- Grote operaties waarbij bloed wordt gegeven

- Patiënten op de IC

- Neonaten

Opdracht 1

1a. Waarom bepaal je een albumine?

1b. Leg uit wat je ziet. Welke PTH uitslag verwacht je?

1a

Je bepaalt albumine de hoeveelheid vrij albumine te schatten. De hoge eiwitconcentratie zorgt voor een verhoogd totaal calcium. 

1b

Calcium te hoog, fosfaat te laag, AF te hoog. Er is veel calciumfosfaat uit de botcellen vrijgekomen. De fosfaat is o.i.v. PTH via de nieren afgevoerd, calcium niet. De verwachting is dat PTH ook hoog is. 

opdracht 2

2. a Noem enkele oorzaken van een hypercalciëmie i.c.m. een hyperfosfatemie. 

    b. Verklaar waarom de concentratie PTH laag is. 

    c. Welke gevolgen heeft een lage PTH concentratie voor de fosfaatconcentratie in het 

        bloed?

2c.

Door het lage PTH gehalte worden de nieren niet gestimuleerd om fosfaat uit te scheiden. Het blijft daarom in het bloed aanwezig. 

2a.

Te hoge inname vitamine D

Maligniteit van het bot. 

Nierfunctiestoornis (geen nierfalen) --> in dit geval niet, want kreatinine is normaal. 

2b.

Het negatieve terugkoppelingsmechanisme treedt in werking. Er is immers te veel calcium aanwezig. 

opdracht 3

3a. Geef twee belangrijke oorzaken van een hypocalciëmie

  b. Hoe reageert de bijschildklier op een laag calciumgehalte?

  c. Wat is de meest waarschijnlijk oorzaak van het hoge fosfaat gehalte bij deze     

      patiënt? 

3a.

- malabsorptie --> vitamine D tekort

- slecht funtionerende bijschildklier (te weinig PTH aanmaak)

3b.

De bijschildklier zal meer PTH willen aanmaken. 

3c.

Slecht functionerende bijschildklier, waardoor er geen calcium wordt vrijgemaakt/teruggeresorbeerd en fosfaat niet uitgescheiden wordt. 

Zijn er vragen?