Calcium extracellulaire

La concentration extracellulaire de calcium qui est très élevée comparativement à sa concentration intracellulaire, 1000 à 10 000 fois supérieure, est régulée par la parathormone et, à un moindre degré, par la calcitonine et la vitamine D, de telle manière qu’elle ne subit que de très faibles variations.

Métabolisme

Absorption intestinale

Les apports alimentaires de calcium sont compris entre 200 et 2500 mg/jour. Pour une prise de 1 g par jour, environ 300 mg sont absorbés; mais comme il existe par ailleurs une sécrétion d’environ 150 mg dans la lumière intestinale, la quantité conservée par l’organisme est d’environ 150 mg. Les mécanismes d’absorption sont complexes. On peut distinguer :

  1. une absorption paracellulaire à travers les espaces intercellulaires, qui s’effectue au niveau de l’intestin grêle, non directement régulée mais qui est prédominante.
  2. une absorption transcellulaire régulée qui siège surtout au niveau du duodénum et comporte :
    • une entrée du Ca2+ dans la cellule épithéliale par son pôle apical, peut-être par des canaux non voltage-dépendants
    • un transfert du Ca2+ du pôle apical au pôle basal de la cellule avec intervention de la calbindine qui participe également au transfert de protons.
    • une extrusion du Ca2+ du pôle basal de la cellule épithéliale vers le milieu intérieur. Cette extrusion est assurée par une pompe Ca2+-ATP-dépendante, par un échangeur Na+/Ca2+ et par exocytose. Ces mécanismes nécessitent un apport d’énergie.

La biodisponibilité du calcium, c’est-à-dire le pourcentage absorbé, augmente quand l’apport diminue mais cette augmentation peut rester insuffisante pour compenser la réduction de l’apport.

Lors d’un apport exogène de calcium sous une même forme, la prise séparée de deux fois 500 mg a une meilleure biodisponibilité que la prise de 1000 mg en une seule fois.

La vitamine D, la parathormone, les sucres comme le lactose, peut-être en apportant de l’énergie, augmentent l’absorption digestive du calcium.

La biodisponibilité du calcium est diminuée par les glucocorticoïdes, le phosphate, le phytate et l’oxalate.

Distribution tissulaire

La concentration de calcium dans le plasma ou calcémie est de 100 mg/L, soit 2,5 mM/L ou 5 meq/L, se répartissant ainsi :

  • 40% lié aux protéines dont l’albumine.
  • 10% diffusible mais complexé par des anions comme le citrate et le phosphate.
  • 50% libre, ionique, qui joue le rôle de régulateur de la sécrétion des hormones impliquées dans le métabolisme phosphocalcique.

Lorsque la calcémie est inférieure à 88 mg/L, il s’agit d’une hypocalcémie et lorsqu’elle est supérieure à 105 mg/L, il s’agit d’une hypercalcémie, chacune d’elles pouvant avoir ieurs causes.

Le squelette contient de 90% du calcium de l’organisme. Le calcium s’y trouve sous forme d’hydroxyapatite de formule générale [Ca10 (PO4)6 (OH)2]. Chez l’adulte, la captation et le relargage de calcium par l’os sont à peu près équivalents, mais au cours du vieillissement, la perte prédomine.

Au total, la distribution du calcium est essentiellement osseuse et extracellulaire.

Élimination rénale

Le calcium libre est filtré au niveau du glomérule et en grande partie réabsorbé par le tubule. Le pourcentage de réabsorption atteint près de 70% au niveau proximal, 20% au niveau de l’anse de Henlé, et 10% au niveau du tube distal. On estime qu’environ 150 mg de calcium sont éliminés quotidiennement dans l’urine.

La réabsorption de calcium est augmentée par la parathormone et diminuée par la calcitonine. Les diurétiques de l’anse de Henlé la diminuent, alors que les diurétiques thiazidiques l’augmentent.

En cas d’insuffisance rénale, la filtration glomérulaire du calcium diminue.

Effets

  1. Le calcium extracellulaire intervient dans le métabolisme osseux. L’os est en perpétuel renouvellement, on estime qu’environ 10% de la masse osseuse est renouvelée chaque année. Il est synthétisé par les ostéoblastes et détruit par les ostéoclastes.
    Les ostéoblastes sécrètent une matrice organique appelée tissu ostéoïde, formée de collagène non rigide. Cette matrice se rigidifie par dépôt de phosphate et de calcium pour donner l’hydroxyapatite.
    Les ostéoclastes érodent le tissu osseux par sécrétion acide qui solubilise la partie minérale, et sécrétion d’hydrolases qui digèrent la matrice organique.
    Certaines hormones et la vitamine D interviennent directement et indirectement sur ce processus.
  2. Le calcium joue un rôle déterminant dans la coagulation : les chélateurs du calcium comme le EDTA-Na2 ont un effet anticoagulant in vitro (Voir « Médicaments et coagulation ».).
  3. Le calcium intervient dans les phénomènes d’adhésion des cellules entre elles et avec la matrice extracellulaire.
  4. Le calcium a un effet stabilisant membranaire : une alimentation riche en calcium tend à diminuer la pression artérielle par diminution des résistances périphériques, probablement secondaire à la stabilisation des membranes des muscles lisses vasculaires.