Идентификация и биохимия
Полное название: Ионизированный кальций (Ca²⁺)
Синонимы: Свободный кальций, Ca++, ionized calcium, free calcium
Химическая формула: Ca²⁺ — двухвалентный катион кальция
Молекулярная масса: 40,08 г/моль (атомная масса кальция)
Форма в анализе: Ионизированная (свободная) фракция кальция в плазме крови, не связанная с белками и не входящая в состав комплексов с анионами (например, цитратом, бикарбонатом)
Ген: Кальций не синтезируется генами как белок, но его транспорт и гомеостаз регулируются белками, кодируемыми генами, включая:
- CaSR (ген кальций-чувствительного рецептора, хромосома 3q21.1) — регулирует секрецию паратгормона в ответ на изменения уровня ионизированного кальция.
- VDR (витамин D-рецептор, хромосома 12q13.11) — участвует в кишечной абсорбции кальция под действием кальцитриола.
- TRPV5/TRPV6 — каналы транспорта кальция в почках и кишечнике.
LOINC-код: LOINC-код для ионизированного кальция в плазме — 13915-6. Однако возможны вариации в зависимости от образца (кровь, артериальная, венозная), единиц измерения и платформы. Некоторые лаборатории используют коды 13914-8 (в сыворотке) или 13916-4 (в цельной крови). Уточнение кода необходимо в конкретной лаборатории.
SNOMED CT: 2743001000000105 — ионизированный кальций в образце крови (наблюдение). Также может использоваться 720210001 — измерение концентрации ионизированного кальция в плазме.
Физиологическая роль
Ионизированный кальций (Ca²⁺) — физиологически активная форма кальция, участвующая в большинстве биологических процессов. Около 50% общего кальция в крови находится в ионизированной форме, 40% связано с альбумином и глобулинами, а 10% — в виде комплексов с анионами (цитрат, бикарбонат, фосфат).
Основные функции:
- Электрофизиология клеток: Ca²⁺ играет ключевую роль в деполяризации мембраны, особенно в кардиомиоцитах и нейронах. Вход ионов кальция через потенциал-зависимые кальциевые каналы (L-типа, T-типа) инициирует сокращение мышц и высвобождение нейромедиаторов.
- Свертывание крови: Ca²⁺ (фактор IV) необходим для нескольких этапов коагуляционного каскада, включая активацию факторов VII, IX, X, II (протромбина) и взаимодействие тромбоцитов с фосфолипидами.
- Секреция гормонов: Регулирует экзоцитоз гормонов (например, инсулина из β-клеток поджелудочной железы).
- Сигнальные пути: Ca²⁺ является вторичным мессенджером. Повышение внутриклеточной концентрации Ca²⁺ активирует кальмодулин, который, в свою очередь, регулирует киназы (CaMK), фосфатазы (кальциневрин), синтазу оксида азота (eNOS) и другие эффекторы.
- Минерализация костей: Поддержание концентрации ионизированного кальция в узком диапазоне необходимо для гомеостаза гидроксиапатита в костной ткани.
- Поддержание мембранного потенциала: Ca²⁺ участвует в стабилизации мембран, особенно нервной и мышечной ткани.
Уровень ионизированного кальция строго регулируется паратгормоном (ПТГ), кальцитриолом (1,25-(OH)₂D₃) и кальцитонином через механизмы обратной связи.
Патофизиология
Нарушения уровня ионизированного кальция отражают дисфункцию органов, участвующих в его гомеостазе: паращитовидных желез, почек, кишечника, костей.
Гиперкальциемия (повышенный уровень Ca²⁺):
- Гиперпаратиреоз первичный: аденома или гиперплазия паращитовидных желез → избыток ПТГ → повышение реабсорбции кальция в почках, мобилизация кальция из костей, активация 1-α-гидроксилазы (повышение кальцитриола).
- Злокачественные новообразования: паранеопластический синдром (секреция PTHrP — паратиреоидного гормон-родственного пептида), остеолитические метастазы (миелома, рак молочной железы, легкого).
- Гипервитаминоз D: увеличение абсорбции кальция в кишечнике.
- Саркоидоз и др. гранулематозные болезни: эктопическая продукция кальцитриола макрофагами.
- Гиперкальциурия при длительной иммобилизации: повышенный костный резорбция.
Гипокальциемия (сниженный уровень Ca²⁺):
- Гипопаратиреоз: послеоперационный (например, после тиреоидэктомии), аутоиммунный, генетический (синдром Ди Джорджи) → недостаток ПТГ → снижение реабсорбции кальция в почках, снижение мобилизации кальция из костей.
- Недостаточность витамина D: снижение абсорбции кальция в кишечнике.
- Хроническая болезнь почек: снижение 1-α-гидроксилазы → дефицит кальцитриола, гиперфосфатемия → осаждение кальция в тканях.
- Гипоальбуминемия: хотя общий кальций снижается, ионизированный может оставаться в норме. Однако при метаболических нарушениях (например, алкалоз) ионизированный кальций может падать.
- Панкреатит острый: жировой некроз → связывание кальция с жирными кислотами (стеатонекроз), гипоальбуминемия, повреждение сосудов.
- Массивная переливание цитратсодержащих компонентов крови: цитрат связывает кальций, образуя хелаты.
Референсные значения
| Категория | Референсный диапазон | Единицы измерения | Примечания |
|---|---|---|---|
| Взрослые | 1,10 – 1,35 | ммоль/л | Наиболее распространённый диапазон. Может варьироваться в зависимости от метода и калибровки. |
| Новорождённые (0–7 дней) | 1,05 – 1,37 | ммоль/л | Уровень может быть ниже, особенно у недоношенных. |
| Дети (1 месяц – 18 лет) | 1,15 – 1,35 | ммоль/л | Стабильный диапазон, близкий к взрослому. |
| Беременные (особенно III триместр) | 1,05 – 1,30 | ммоль/л | Может быть снижение из-за гипоальбуминемии и повышения объёма плазмы. Ионизированный кальций более точен, чем общий. |
Важно: референсные значения зависят от метода определения, pH крови, температуры и используемой платформы. Некоторые анализаторы автоматически корректируют на pH (например, приводят к pH 7,40). Результаты всегда следует интерпретировать в контексте конкретной лаборатории.
Методы определения
Ионизированный кальций измеряется с помощью ионселективных электродов (ИСЭ) — метод, основанный на разнице потенциалов между образцом и эталоном через мембрану, чувствительную к Ca²⁺.
- Платформы: ABX Pentra 400, Radiometer ABL90, Siemens RapidPoint, Nova Biomedical Stat Profile.
- Чувствительность: обычно 0,01 ммоль/л. Точность зависит от калибровки, pH, температуры.
- Образцы: цельная кровь (гепаринизированная), сыворотка, плазма (редко). Не использовать ЭДТА или цитрат — они хелатируют кальций.
- Преаналитические требования:
- Образец — только в герметичной ёмкости без контакта с воздухом (CO₂ loss → алкалоз → снижение ионизированного Ca²⁺).
- Анализ — в течение 30–60 минут после взятия. Если задержка, хранить на льду (4 °C) и герметично.
- Артериальная или венозная кровь — допустимы, но результаты должны интерпретироваться с учётом pH.
- Гепарин натрия предпочтителен; литиевый гепарин — допустим, но может слегка занижать результаты при высоких концентрациях.
ИФА, ИХЛА и ПЦР не используются для определения ионизированного кальция — это не белок и не нуклеиновая кислота.
Клинические показания
Когда назначают:
- Оценка истинного уровня кальция при гипоальбуминемии (например, при циррозе, нефротическом синдроме, тяжёлой инфекции).
- Подозрение на гиперкальциемию или гипокальциемию с нейромышечной симптоматикой (тетания, судороги, аритмии), особенно при нормальном общем кальции.
- Перед хирургическим вмешательством у пациентов с риском нарушения кальциевого гомеостаза (например, после тиреоидэктомии).
- Контроль при переливании больших объёмов цитратсодержащих компонентов крови (например, при экстракорпоральном кровообращении).
- Оценка функции паращитовидных желез в динамике (например, при подозрении на гипопаратиреоз).
- Тяжёлые нарушения кислотно-щелочного баланса (алкалоз/ацидоз), влияющие на ионизацию кальция.
Когда не назначают:
- Рутинный скрининг у асимптомных пациентов с нормальным общим кальцием и альбумином.
- Диагностика остеопороза — используется DEXA, маркеры костного обмена, витамин D, ПТГ.
- Оценка витамин D-дефицита — основной маркер — 25(OH)D.
Интерференции и ограничения
Фармакологические интерференции:
- Цитрат, оксалат, ЭДТА: хелатируют кальций → ложное снижение. Не использовать пробирки с этими антикоагулянтами.
- Бета-лактамные антибиотики (например, цефтриаксон): могут образовывать комплексы с кальцием → риск гипокальциемии при внутривенном введении, особенно у новорождённых.
- Тиазидные диуретики: повышают реабсорбцию кальция в почках → риск гиперкальциемии.
- Бисфосфонаты, деносумаб: снижают костную резорбцию → могут снижать ионизированный кальций, особенно при дефиците витамина D.
Биологические факторы:
- pH крови: алкалоз увеличивает связывание кальция с альбумином → снижение ионизированного Ca²⁺; ацидоз — обратный эффект. Многие анализаторы корректируют на pH 7,40, но клиническая интерпретация должна учитывать истинный pH.
- Температура: снижение температуры in vitroIn vitro can be defined as in a test tube, outside a living organism. This term is used in scientific research when experiments are conducted in an artificially created environment that mimics the conditions of a living organism. может повлиять на ионную активность.
- Гиперлипидемия: может вызывать ложное снижение при некоторых методах (эффект разбавления плазмы).
Ограничения:
- Короткий срок стабильности образца.
- Требует специфического оборудования и условий взятия.
- Не отражает запасы кальция в костях или долгосрочный статус — только текущую биодоступную фракцию.
Интерпретация и тактика
При повышенном уровне (гиперкальциемия):
- Оценить симптомы: слабость, тошнота, полиурия, аритмии, спутанность сознания.
- Исключить злокачественные заболевания (PTHrP, визуализация, М-протеин).
- Определить ПТГ, витамин D, фосфор, креатинин.
- При уровне > 3,0 ммоль/л или симптомах — госпитализация, инфузия изотонического раствора натрия хлорида, бисфосфонаты (закись памидроновой кислоты), при необходимости — кальцитонин, глюкокортикоиды.
- Целевой уровень: снижение до < 2,7 ммоль/л в острой фазе, затем — нормализация.
При сниженном уровне (гипокальциемия):
- Оценить признаки тетании (Chvostek, Trousseau), судороги, удлинение интервала QT на ЭКГ.
- Определить ПТГ, магний, фосфор, креатинин, витамин D.
- При выраженной гипокальциемии — внутривенное введение кальция глюконата (10% раствор, 1–2 г в течение 10–20 мин).
- Поддерживающая терапия: кальция карбонат/цитрат + витамин D (кальцитриол при почечной недостаточности).
- Целевой уровень: поддержание ионизированного кальция в нижней части нормы (1,10–1,20 ммоль/л) у пациентов с хроническим гипопаратиреозом.
Советы пациенту:
- При хроническом гипопаратиреозе — регулярный приём препаратов кальция и витамина D, контроль уровня кальция и креатинина.
- Избегать препаратов, усиливающих выведение кальция (тиазиды при гиперкальциемии, магний при гипокальциемии).
- Сообщать врачу о любых новых симптомах: онемение, судороги, аритмии.
Связь с другими маркерами
Ионизированный кальций интерпретируется в комплексе с:
- Паратгормон (ПТГ): дифференциальная диагностика гиперкальциемии (первичный гиперпаратиреоз — высокий ПТГ; злокачественный — низкий).
- Витамин D [25(OH)D]: выявление дефицита как причины вторичного гипопаратиреоза или гипокальциемии.
- Фосфор: при гипопаратиреозе — гиперфосфатемия; при гиперпаратиреозе — гипофосфатемия.
- Общий кальций и альбуминОдин из основных белков человеческого организма, который отвечает за поддержание нормального состава крови и транспортировку различных веществ по организму. Он также выступает запасным источником аминокислот Альбумины выполняют две очень важные функции: управляют распределением воды внутри организма,
помогают крови переносить витамины, минералы и лекарства.
Они отвечают за обмен воды — помогают удерживать её в сосудах и не позволяют ей избыточно переходить в ткани (таким образом предотвращая развитие отёков). Альбумины влияют н: при гипоальбуминемии общий кальций занижается, но ионизированный остаётся нормальным («псевдогипокальциемия»). - Магний: гипомагниемия подавляет секрецию ПТГ и вызывает резистентность к его действию — коррекция магния необходима при гипокальциемии.
- pH крови: алкалоз может маскировать гипокальциемию по ионизированному кальцию.
- Креатинин: оценка функции почек как фактора нарушения активации витамина D и выведения кальция.
Вывод
Ионизированный кальций (Ca²⁺) — ключевой показатель биологически активного кальция в крови, отражающий истинный кальциевый статус, особенно при гипоальбуминемии, нарушениях pH или клинических признаках дискальциемии. Его уровень регулируется ПТГ, витамином D и кальцитонином и участвует в нервно-мышечной проводимости, свёртывании, сигнализации. Анализ требует строгих преаналитических условий (герметичный образец, быстрый анализ). Интерпретация должна проводиться с учётом ПТГ, фосфора, магния, pH и функции почек. Отклонения уровня требуют срочной клинической оценки и коррекции, особенно при симптомах. Ионизированный кальций — более точный маркер, чем общий кальций, в сложных клинических ситуациях.