Metabolismul calciului este modul în care organismul uman regleaza concentrația sa de sânge: absorbția, excreția și depozitare. De asemenea, condiționează constituirea scheletului și a altor structuri de calciu. Aceste 2 aspecte interacționează strâns cu semnalizarea celulară , deoarece calciul este, de asemenea, un mesager al informațiilor celulare.
Concentrația de calciu liber în fluidul extracelular este menținută în limite înguste prin reglare atentă ( homeostazie ). Principalii jucători în acest control sunt 3 organ , intestin , rinichi si oase si 3 hormoni: paratiroidian hormonului (hormonului paratiroidian sau PTH), vitamina D (mai precis 1,25dihidroxicolcalciferol ) și calcitonină .
Schimbul cu fracția complexată și cu cel legat de proteine, pH , tiroxină , cortizol și hormonul de creștere sau GH sunt alți actori în acest control.
Absorbția intestinală a calciului din secrețiile alimentare și gastro-intestinale este influențată de alte conținuturi intestinale și de mecanismele de transport active și pasive ale mucoasei. Aceste mecanisme de transport sunt stimulate de vitamina D (1,25 [OH] 2D) (care crește sinteza proteinei de legare a calciului (CaBP) în mucoasa intestinală) și sunt inhibate de cortizol . Pentru un aport de 25 mmol (1 g ), absorbția netă medie este de 5 mmol. Multe diete sunt relativ sau total deficitare în calciu. Anumiți constituenți alimentari pot influența absorbția calciului.
În afară de câteva pierderi minore prin piele, excreția renală compensează în mod normal absorbția intestinală. Modificările mici în manipularea renală au efecte majore datorită fluxurilor considerabile prin nefroni : pentru 500 mmol filtrat, 495 sunt reabsorbiți. Reabsorbția tubulară a calciului este complexă. Mai întâi suferă o reabsorbție proximală pasivă, paralelă cu cea a sodiului. THA stimulează apoi reabsorbția tubulară activă. Diureticele buclei Henle ( furosemida , de exemplu) inhibă reabsorbția în timp ce tiazida o stimulează.
Schimbul de calciu cu osul constă în acumulare (aglomerare, creșterea masei prin adăugarea de material) și resorbție (dispariția treptată a materialului), aceste două procese fiind de obicei strâns legate. În timpul creșterii, există un câștig net în mineralul osos. La adulții sănătoși, acreția și resorbția sunt aproximativ în echilibru, schimbul de calciu fiind foarte activ în timpul sarcinii și alăptării . Odată cu înaintarea în vârstă sau în caz de deficit de vitamina D , echilibrul se deplasează către pierderea mineralelor osoase, care crește brusc la femeile aflate în postmenopauză .
Calciul gratuit de Ca 2+ este implicat în controlul multor funcții ale corpului.
Intervin proteinele specifice care leagă calciu, calmodulina , de exemplu. Calciul este transportat prin membranele celulare prin sisteme de transport specifice care sunt inhibate de anumite medicamente: antagoniștii de intrare a calciului (utilizați de exemplu pentru tratamentul aritmiilor cardiace, anginei pectorale și anginei pectorale. Hipertensiunii arteriale).
Ca 2+ calciu liber intracelular este implicat în controlul multor funcții din celulă (și din corp).
Calciul este transportat prin membranele celulare prin sisteme de transport specifice care sunt inhibate de anumite medicamente: antagoniștii de intrare a calciului (utilizați de exemplu pentru tratamentul aritmiilor cardiace, anginei pectorale și pectorisului. Hipertensiunii arteriale). La nivel celular, Ca 2+ joacă un rol important de mesager ( transducția semnalului ) și este deosebit de esențial în activitatea celulelor excitabile (neuroni, celule musculare).
Reglează multe procese biochimice: activitatea enzimatică, permeabilitatea membranei (canale și pompe), ansambluri de structuri (componente ale citoscheletului).
Calciul este menținut la o concentrație scăzută, între 10 și 100 nM , datorită pompării active către mediul extracelular sau reticulului endoplasmatic, uneori în mitocondrii . Semnalul de calciu este declanșat atunci când Ca 2+ este eliberat din rezervoare sau când intră din exterior prin canalele membranei plasmatice. Întregul este amortizat de componentele tampon citoplasmatic.
O cale principală de activare a semnalizării calciului se bazează pe fosfolipaza C (PLC), activată, de exemplu, de receptorii cuplați la receptorii proteinei G sau tirozin kinazei: PLC hidrolizează fosfolipidele de membrană PIP2, care produce mesageri secundari precum diacilglicerolul (DAG) și IP3 care difuzează la ER sau receptorul lor deschide un canal Ca 2+ . Mecanismele mai puțin cunoscute controlează restabilirea concentrației plasmatice și a depozitelor de calciu: unul din membrana plasmatică, desemnat prin acronimul SOCs ("Store-Operated Channels"); cealaltă din rezervoarele RE, desemnate de ICRAS ("Ca 2+ -Car 2 -activate-release Ca 2+ current"). Mediatori suspectați recent includ fosfolipaza A2 beta, acid nicotinic, fosfat de adenină dinucleotidă (NAADP) și proteina STIM 1.
Cele Proteinele care reglementează transducția semnalului cuprind în mod esențial calmodulin , care după legarea Ca 2+ activeaza dependente de calciu-calmodulin-protein kinaze, sau pot acționa direct asupra altor proteine efectoare. Dar există și alți mediatori.
Calciul este stocat în ER , care apare dincolo de un simplu rezervor pentru a juca un rol de capcană, reglare și distribuție, inducând unde regenerative de calciu, o eliberare de neurotransmițători, dar și defecte de conformare ale proteinelor care sunt sintetizate în cazuri stresante, conducând la autofagie.
Mitocondrii :Calciul este, de asemenea, implicat în mitocondrii .
Calciul se depune sub formă de calcit în țesutul conjunctiv (rol structural - vezi mai jos). Dar joacă, de asemenea, un rol în semnalizarea celulară la nivelul citoscheletului (componentele care leagă Ca 2+ , distrofina - boala distrofinei Duchenne ) și alte molecule de adeziune ( cadherina ).
Calciu, sub formă de cristale de carbonat de calciu (CaCO 3 ) ( calcit ), este un element scheletic major în animale și în secundar în plante. De asemenea, alcătuiește structuri specializate.
Osteoliți (controlul orientării frunzelor și tulpinilor); Otolit al urechii interne a vertebratelor; ...
Calciul este implicat, de exemplu, în peretele celular al celulelor vegetale (rigidizare).