Wapń całkowity, zjonizowany i skorygowany

Wapń jest pierwiastkiem zaliczanym do makroelementów – jego zawartość w organizmie dorosłego człowieka wynosi około 20 – 25 g / kg beztłuszczowej masy ciała.

Stężenie wapnia w surowicy waha się w granicach 8,8–10,6 mg/dl (2,20–2,65 mmol/l)1.

Homeostazę wapniową regulują trzy hormony – PTH produkowany przez przytarczyce, aktywna postać witaminy D3 – 1,25(OH)2D3 powstająca w nerce i Kalcytonina produkowana przez tarczycę.

Spadek stężenia Ca powoduje znaczny wzrost wydzielania PTH

Podstawowymi narządami docelowymi dla PTH są:

Nerki, w których PTH za pomocą cAMP zwiększa wchłanianie Ca i zmniejsza wchłanianie fosforanów. PTH wpływa też na powstawanie aktywnej postaci witaminy D3 w nerce.

Kości, gdzie w obecności 1,25(OH)2D3 PTH działa osteolityczne, powodując uwalnianie wapnia.

Przewód pokarmowy, gdzie PTH zwiększa wchłaniania Ca i Pi działając za pośrednictwem 1,25(OH)2D3.

Sekrecja PTH zależy od stężenia magnezu w osoczu. Hipomagnezemia hamuje sekrecję PTH oraz hamuje wpływ PTH na kości i może prowadzić do hipokalcemii. Dlatego też w przypadku zaburzenia gospodarki wapniowej należy zlecić oznaczenie magnezu w surowicy, aby sprawdzić czy hipomagnezemia nie jest pierwotną przyczyna hipokalcemii.

Witamina 1,25(OH)2D3 oddziałuje na :

Przewód pokarmowy, w którym zwiększa wchłanianie wapnia i fosforanów poprzez pobudzanie syntezy białka kalbindyny wiążącej jony wapnia w jelicie cienkim

Kości, synergistycznie z PTH i powoduje uwalnianie wapnia i fosforanów w przypadku hipokalcemii

Nerki, w których współdziałając z PTH wpływa na resorpcję wapnia.

W warunkach fizjologicznych w surowicy (osoczu):

46% wapnia stanowi wapń zjonizowany,

40 % wapń związany z albuminą

14 % wapń skompleksowany.

Homeostaza wapniowa utrzymuje na stałym poziomie stężenie wapnia zjonizowanego i zmiany stężenia wapnia zjonizowanego odbierany jest przez ustrój, jako hipo- bądź hiperkalcemia. Stężenie wapnia całkowitego jest pochodną stężenia wapnia zjonizowanego (regulowanego homeostatycznie) oraz frakcji wapnia związanego.

Najczęściej wykonywanym pomiarem stężenia wapnia w warunkach laboratoryjnych jest pomiar stężenia wapnia całkowitego w surowicy.

Materiałem zalecanym do pomiaru stężenia wapnia całkowitego jest surowica, lub osocze pobrane na antykoagulant niewiążący jonów wapnia np. heparynę.

Osoczu krwi pobranej na antykoagulanty wiążące wapnia – np. EDTA, Cytrynian zawiera śladowe ilości wapnia i nie nadaje się do oceny stężenia wapnia. Oznaczanie wapnia w takim osoczu daje wyniki poniżej czułości stosowanych metod. Otrzymanie tak niskich wyników wskazuje na nieprawidłowy materiał poddany analizie i należy sprawdzić rodzaj probówki pierwotnej, którą pobrano od pacjenta. W przypadku braku właściwego materiału należy ponownie zlecić pobranie krwi od pacjenta.

Zgodnie z dobrą praktyką laboratoryjną przy oznaczaniu wapnia całkowitego zaleca się także oznaczenie stężenia albuminy. Przy stężeniu albuminy bliskim stężeniu fizjologicznego tj. 40 g/l około 46% wapnia całkowitego jest związane z albuminą. Wartości prawidłowe – referencyjne dla stężenia wapnia (8,8–10,6 mg/dl) ustalono u zdrowych osób, u których stężenie albuminy wynosi około 40 g/l.

Wraz ze spadkiem stężenia albuminy zmniejsza się ilość wapnia związanego z albuminą.

Ponieważ regulacja stężenia wapnia zależy nie od stężenia wapnia całkowitego, a od stężenia wapnia zjonizowanego, więc wraz ze spadkiem stężenia albuminy i frakcji wapnia z nią związanej spada też stężanie wapnia całkowitego przy jednoczesnym prawidłowym stężeniu wapnia zjonizowanego.

Dlatego też wyniki stężenia wapnia całkowitego można interpretować w odniesieniu do podanych wartości referencyjnych (8,8–10,6 mg/dl) tylko w sytuacji, kiedy stężenie albuminy jest prawidłowe i zbliżone do wartości 40 g/l.

Homeostaza wapniowa utrzymuje stałe stężenie wapnia zjonizowanego, a wapń całkowity zależy od stężenia wapnia zjonizowanego oraz wapnia związanego z albuminą.

Aby ocenić w sposób prawidłowy stężenie wapnia w sytuacji hipoalbuminemii należy wykonać oznaczenie wapnia zjonizowanego, który nie zależy od stężenia albuminy i regulowany jest hormonalnie lub policzyć stężenie wapnia skorygowanego.

Ca skorygowany  (mmol/l) = Ca mmol/l + 0.02 (40 g/l-alb g/l)

Wzór na wapń skorygowany wylicza teoretyczne stężenie wapnia u pacjenta gdyby stężanie albuminy w surowicy wynosiło 40 g/l. Korekta ta pozwala na odniesienie uzyskanego wyniku do uniwersalnej wartości referencyjnej stężenia wapnia całkowitego u pacjenta z albuminą w granicach 40 g/l.

Przykład:

Ca – 7.2 mg/dl – 1.8 mmol/l

Albumina – 18 g/l

Wartości referencyjne – 8,8–10,6 mg/dl (2,20–2,65 mmol/l)

Po korekcie:

Ca skorygowany = 1.8 + 0.02 (40 – 18) = 2.24 mnol/l

Ca skorygowany – 8.96 mg/dl

Wniosek: u pacjenta występuje hipoalbuminemia i normokalcemia.

 

Wapń zjonizowany

W sposób bezpośredni odzwierciedla stan homeostazy wapniowej.

Metoda pomiarowa – elektroda jonoselektywna

Materiał – krew pobrana na antykoagulant- np. heparyna cynkowa lub cynkowo-litowa, krew na skrzep

Czas, warunki transportu – krew pobrana i transportowana w warunkach anaerobowych identycznych jak dla RKZ – anaerobowe w czasie 15- 30 minut w przypadku krwi włośniczkowej i do 1h w przypadku krwi żylnej lub tętniczej.

pH krwi wpływa na zdolność wiązania wapnia z albuminą. Wraz ze wzrostem pH w zasadowicy zwiększa się zdolność wiązania wapnia z albuminą i spada stężenie wapnia zjonizowanego. Sytuacja ta ma miejsce zarówno w organizmie pacjenta np. przy szybko rozwijającej się zasadowicy oddechowej jak i w warunkach laboratoryjnych, kiedy badany materiał przebywa w warunkach nie aerobowych i zmniejsza się prężność CO2 i rośnie pH.

wapn

W sytuacji nasilonej hiperwentylacji np. spowodowanej silnym stresem dochodzi do spadku prężności dwutlenku węgla we krwi i w konsekwencji do szybko rozwijającej się zasadowicy oddechowej. Zasadowica zwiększa zdolność wiązania wapnia z albuminą, co prowadzi do zmniejszenia stężenia wapnia zjonizowanego – hipokalcemii. Zmniejszenie stężenia wapnia zjonizowanego objawia się drętwieniem kończyn, mrowieniem i objawami tężyczkowymi mimo braku zmian w stężeniu wapnia całkowitego. W tej sytuacji pomiar stężenia wapnia całkowitego nie odzwierciedla statusu homeostazy wapniowej i należy oznaczyć stężenie wapnia zjonizowanego.

Czy można dokonać pomiaru wapnia zjonizowanego w surowicy rutynowo pobranej do badań biochemicznych?

Technicznie jest to możliwe, gdyż elektroda wapniowa jest w stanie dokonać pomiaru w dowolnym materiale. Jednak nie zachowanie warunków anaerobowych powoduje spadek prężności CO2 i zasadowicę, a tym samym zmniejsza stężenie wapnia zjonizowanego, które nie odpowiada stężeniu wapnia zjonizowanego w organizmie pacjenta.

 

wapn

 

Czy uzupełnienie pomiaru o pomiar pH i odpowiednią kalkulację wyniku powoduje, że wynik pomiaru jest równoznaczny z wynikiem pomiaru w analizatorach mierzących stężenie wapnia zjonizowanego w warunkach anaerobowych?

Istnieją wzory, które korygują stężenie wapnia w zależności od zmian pH i teoretycznie niwelują wpływ zmian pH związany z nie zachowaniem warunków anaerobowych.

Ca (mmol/l) = Ca mmol/l + [ 0,5 x (7,4-pH)]

Korekta ta wylicza teoretyczne stężenie wapnia zjonizowanego u pacjenta w sytuacji, kiedy pH we krwi wynosiłoby 7.4.

Teoretycznie elektroda wapniowa mierzy stężenia wapnia zjonizowanego w materiale, w którym doszło do zmiany pH na skutek nie zachowania warunków arerobowych, a dodatkowy pomiar pH w tym materiale mówi o tym jak na skutek nie zachowania warunków aferowych zmieniło się pH w probówce poddanej analizie.  Wyliczanie wapnia zjonizowanego według powyższego wzoru koryguje na podstawie pomiaru pH stężenie wapnia zjonizowanego do teoretycznej wartości pH u pacjenta zdrowego z pH 7.4.

Niestety korekta teoretycznie tylko koryguje wystąpienie warunków nie anaerobowych gdyż zakłada, że pH we krwi pacjenta wynosi 7.4 czyli że pacjent nie ma zaburzeń gospodarki kwasowo zasadowej. Ponieważ nie wiemy, jakie jest pH krwi pacjenta i czy rzeczywiście nie ma on zaburzeń RKZ założenie to jest z gruntu błędne.

Pomiar pH na analizatorach biochemicznych we krwi pobranej w warunkach nie anaerobowych nie mogą być intepretowane bez zastrzeżeń i nie mogą być tożsame z pomiarem wykonanym na analizatorach do badań RKZ w dedykowanym materiale. Jakiekolwiek zaburzenia gospodarki kwasowo zasadowej pacjenta eliminują możliwość wiarygodnego pomiaru wapnia zjonizowanego na analizatorach biochemicznych przy użyciu elektrody wapniowej i korekty do pH 7.4.

1 –      Thomas L, ed. Clinical Laboratory Diagnostics Use and Assessment of Clinical Laboratory Results, 1st ed. Frankfurt/Main: TH-Books Verlagsgesellschaft, 1998:231-241.

MIROSŁAWA NOWACKA

Scientific Affairs Manager

Beckman Coulter

One Comment

Dodaj komentarz