Lernzettel: Métabolisme et régulation du calcium

📋 Plan du Cours

1. Métabolisme calcique et répartition
2. Besoins calciques et absorption intestinale
3. Formes plasmatiques du calcium
4. Élimination du calcium
5. Métabolisme du phosphate
6. Régulation phospho-calcique hormonale
7. FGF23 et autres hormones
8. Dosage du calcium et du phosphate
9. Variations pathologiques
10. Tubes de prélèvement

📖 1. Métabolisme calcique et répartition

🔑 Notions clés & Définitions

• Ca : Le calcium est l’électrolyte quantitativement majeur de l’organisme et une composante essentielle du squelette et des fonctions cellulaires.
• Pool échangeable : Le pool échangeable correspond à la fraction de calcium rapidement mobilisable participant aux échanges avec le plasma et les autres liquides extracellulaires.
• LEC : Les LEC désignent les liquides extracellulaires qui répartissent le calcium entre le sang et les autres compartiments.
• Ca osseux : Le calcium osseux est la réserve principale de l’organisme, organisée dans les os, le cartilage et les dents.

📝 Points essentiels

• Chez un adulte de 70 kg, le calcium total est d’environ 1 kg, soit environ 25 moles.
• Le calcium n’est pas entièrement mobilisable, une partie seulement relève du pool échangeable.
• La répartition mentionne environ 25 mmol/j venant de l’alimentation et une distribution du Ca absorbé via les LEC dont le sang.
• Les flux quotidiens donnés incluent urines et selles avec une partie des entrées et pertes respectivement.
• 99 % du calcium est dans les os/cartilage/dents, et 1 % dans les tissus mous et les LEC dont le sang.

💡 Astuce mémo

Réserve = os (99 %) et échanges limités = pool échangeable (petit devant le total).

📖 2. Besoins calciques et absorption intestinale

🔑 Notions clés & Définitions

• Besoins calciques : Les besoins calciques correspondent aux apports quotidiens requis, variable selon l’âge et les situations physiologiques comme grossesse ou ménopause.
• Absorption intestinale active : L’absorption active du calcium est un mécanisme hormonal dépendant de la vitamine D active 1,25 diOH vit D3.
• Absorption intestinale passive : L’absorption passive du calcium dépend du gradient de concentration entre la lumière intestinale et le plasma.
• Duodénum : Le duodénum est la localisation principale de l’absorption du calcium selon le cours.

📝 Points essentiels

• Les besoins moyens sont d’environ 1000 mg/j chez l’adulte.
• Chez la femme enceinte, allaitante et ménopausée, les besoins sont augmentés autour de 1200 à 1500 mg/j.
• L’apport alimentaire dépasse les besoins, avec 50 à 70 % du calcium directement éliminés dans les selles.
• L’absorption est essentiellement au niveau du duodénum et l’absorption est d’environ 10 mmol/j.
• L’absorption intestinale dépend à la fois d’un mécanisme actif (vitamine D active) et d’un mécanisme passif (gradient).

💡 Astuce mémo

Active = vitamine D 1,25 diOH, Passive = gradient de concentration.

📖 3. Formes plasmatiques du calcium

🔑 Notions clés & Définitions

• Calcémie : La calcémie correspond à la concentration totale de calcium mesurée dans le sang et sert de référence principale en clinique.
• Calcium ionisé : Le calcium ionisé est la fraction physiologiquement active du calcium plasmatique, régulée hormonalement.
• Calcium ultrafiltrable : Le calcium ultrafiltrable regroupe la fraction pouvant passer à travers un filtre, associée pour partie aux complexes et pour partie au calcium ionisé.
• Calcium non ultrafiltrable : Le calcium non ultrafiltrable correspond surtout à la fraction liée aux protéines plasmatiques comme l’albumine.

📝 Points essentiels

• La calcémie adulte normale est indiquée à 2,3 à 2,4 mmol/L.
• Le calcium ionisé représente environ 1,17 à 1,3 mmol/L et correspond à environ la moitié du calcium plasmatique.
• La fraction ultrafiltrable est donnée à 60 % contre 40 % pour la non ultrafiltrable.
• La liaison aux protéines influence le calcium non ultrafiltrable et fait varier la calcémie totale dans le même sens que la protidémie.
• Le calcium ionisé participe à la coagulation, à la perméabilité cellulaire, aux systèmes enzymatiques, à la rythmicité cardiaque et à l’excitabilité neuromusculaire.

💡 Astuce mémo

Ionisé = actif + régulé, non ultrafiltrable = lié aux protéines (albumine+++).

📖 4. Élimination du calcium

🔑 Notions clés & Définitions

• Calciurie : La calciurie correspond à l’excrétion urinaire de calcium, décrite comme dépendante de la calcémie.
• Élimination digestive : L’élimination digestive regroupe la perte de calcium non absorbé et liée aux sécrétions digestives.
• Élimination urinaire : L’élimination urinaire du calcium est décrite comme hormonodépendante sous contrôle de PTH et de calcitonine.

📝 Points essentiels

• La voie digestive élimine le calcium non absorbé ainsi que le calcium déversé dans l’intestin par les secrétions digestives.
• La calciurie dépend fortement de la calcémie : calcémie basse entraîne hypocalciurie et calcémie haute entraîne hypercalciurie.
• Le cours indique que si la calcémie baisse, la réabsorption augmente et l’élimination diminue.
• Si la calcémie augmente, la réabsorption diminue et l’élimination augmente.
• L’excrétion urinaire est sous régulation hormonale via PTH et calcitonine.

💡 Astuce mémo

Hypercalcémie → moins de réabsorption → plus de calciurie.

📖 5. Métabolisme du phosphate

🔑 Notions clés & Définitions

• Phosphates organiques : Les phosphates organiques correspondent à une partie du phosphate plasmatique, incluant phospholipides, ATP et nucléotides.
• Phosphates inorganiques : Les phosphates inorganiques (Pi) constituent la fraction du phosphate dosée sous le nom de phosphorémie ou phosphatémie.
• Hydroxyapatite : L’hydroxyapatite est la forme minérale osseuse où le phosphate est associé au calcium sous forme de cristaux.
• Phosphatémie : La phosphatémie (phosphorémie) correspond au dosage du phosphate dans le sang, principalement pour la fraction inorganique Pi.

📝 Points essentiels

• Le phosphate représente environ 20 moles, soit 600 g chez un adulte de 70 kg, essentiellement sous forme de phosphates.
• Le besoin adulte est d’environ 31 mmol/j, et il augmente pendant l’enfance pour la croissance.
• L’absorption du phosphate est surtout au jéjunum et à l’iléon, avec environ 65 % des phosphates ingérés absorbés.
• La répartition indiquée est d’environ 85 % dans les os, 14 % dans les tissus mous et 1 % dans les LEC dont le sang.
• La phosphatémie est donnée autour de 0,8 à 1,3 mmol/L et Pi représente environ 85 % sous forme bimétallique HPO4 2- et 15 % sous forme monométallique H2PO4-.

💡 Astuce mémo

Os = 85 % et Pi = 0,8 à 1,3 mmol/L avec HPO4 2- majoritaire.

📖 6. Régulation phospho-calcique hormonale

🔑 Notions clés & Définitions

• Homéostasie du Ca : L’homéostasie du calcium désigne le maintien de la calcémie dans des limites très étroites grâce à des contrôles multiples.
• PTH : La parathormone est une hormone sécrétée en réponse aux variations du calcium plasmatique et agit sur les organes cibles.
• Calcitonine : La calcitonine est une hormone hypocalcémiante produite par la thyroïde et surtout impliquée lors d’une surcharge calcique.
• Vitamine D active : La vitamine D active correspond au calcitriol 1α25 diOH vit D3, hormone permettant l’apport de Ca et P pour la minéralisation.

📝 Points essentiels

• Le cours souligne que le Ca est régulé finement, tandis que le Pi est régulé moins finement.
• La PTH est sécrétée selon la calcémie : baisse du calcium stimule la sécrétion, hausse l’arrête.
• La synthèse de PTH est décrite comme passant par un précurseur pré-proPTH de 115 aa puis une forme active PTH 1-84.
• La PTH stimule la production intracellulaire d’AMPc dans les organes cibles.
• La calcitonine diminue la réabsorption du calcium et du phosphate et freine la transformation rénale de 25OH vit D.
• Le calcitriol agit surtout sur l’intestin et l’os en augmentant l’absorption de Ca et de P et en favorisant la minéralisation.

💡 Astuce mémo

Ca bas → PTH ↑ ; Ca haut → calcitonine ↑ et arrêt PTH.

📖 7. FGF23 et autres hormones

🔑 Notions clés & Définitions

• FGF23 : Le FGF23 est un facteur hypophosphatémiant et hyperphosphaturiant produit surtout par les ostéocytes.
• Klotho : Klotho est un corécepteur nécessaire à la liaison du FGF23 au récepteur FGFR.
• Calcitriol : Le calcitriol est la forme active de la vitamine D qui augmente l’apport de Ca et de P pour la minéralisation.
• Hormones sexuelles : Les hormones sexuelles modulent l’absorption intestinale du calcium et la minéralisation osseuse selon leur niveau.

📝 Points essentiels

• Le FGF23 inhibe l’expression et l’activité de la 1αhydroxylase rénale et diminue la production de calcitriol.
• Le FGF23 est décrit comme ayant 251 aa et 28 kDa, et comme étant synthétisé essentiellement par les ostéocytes.
• Le cours indique que l’effet du FGF23 nécessite le corécepteur Klotho pour la liaison aux récepteurs.
• Les actions rénales mentionnent une diminution de la réabsorption avec augmentation de la phosphaturie.
• Les hormones sexuelles : l’augmentation favorise l’absorption intestinale du Ca et la minéralisation, tandis que la baisse des œstrogènes à la ménopause favorise l’ostéoporose post-ménopausique.
• Le cortisol freine la minéralisation de l’os et diminue l’absorption intestinale du calcium.

💡 Astuce mémo

FGF23 = anti-calcitriol et anti-phosphate retenu (↓ réabsorption, ↑ phosphaturie).

📖 8. Dosage du calcium et du phosphate

🔑 Notions clés & Définitions

• Calcium total plasmatique : Le calcium total plasmatique correspond au dosage global le plus courant utilisé pour évaluer la calcémie.
• Potentiométrie électrode sélective : La potentiométrie par électrode sélective est la méthode mentionnée pour doser le calcium ionisé.
• Calciurie 24h : La calciurie des 24h est une mesure d’excrétion urinaire rapportée sur 24 heures.
• Phosphorémie : La phosphorémie correspond au dosage du phosphate dans le sang, présenté comme phosphatémie pour la fraction Pi.

📝 Points essentiels

• Le cours distingue le calcium total plasmatique et le calcium ionisé, avec le calcium ionisé dosé par potentiométrie via électrode sélective.
• Le calcium ionisé varie avec la teneur en protéines : une albumine élevée augmente le calcium lié et diminue la fraction ionisée.
• Le pH influence la liaison Ca-albumine : un pH modifié entraîne une variation de la fraction ionisée en sens inverse.
• Le prélèvement en anaérobiose est proposé pour éviter un changement de pH lié à la perte de CO2.
• Valeurs physiologiques indiquées : calcémie 2,15 à 2,55 mmol/L, calcium ionisé 1,17 à 1,3 mmol/L, calciurie 2,5 à 10 mmol/24h, phosphatémie 0,8 à 1,3 mmol/L, phosphaturie 10 à 30 mmol/24h.
• Pour la calciurie, les urines sont acidifiées avec HCl 1 M afin de dissoudre les sels/complexes formés avec des anions comme les phosphates.

💡 Astuce mémo

Albumine et pH déplacent le Ca vers ou hors de la forme ionisée.

📖 9. Variations pathologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Hypercalcémie : L’hypercalcémie correspond à une élévation de la calcémie au-delà de la valeur seuil donnée, avec un raisonnement séparant calcium total et calcium ionisé.
• Hypocalcémie : L’hypocalcémie correspond à une baisse de la calcémie au-delà du seuil bas, classiquement liée à PTH, vitamine D ou insuffisance rénale.
• Hyperphosphatémie : L’hyperphosphatémie correspond à une augmentation de la phosphatémie au-dessus de la valeur seuil donnée.
• Hypophosphatémie : L’hypophosphatémie correspond à une diminution de la phosphatémie au-dessous de la valeur seuil donnée.

📝 Points essentiels

• Hypercalcémie définie par Ca > 2,55 mmol/L avec protidémie normale, et si protidémie anormale il faut suivre le calcium ionisé.
• Dans les hypercalcémies, environ 60 % sont liées à des néoplasies avec métastases osseuses et 40 % à des causes non néoplasiques listées.
• Causes d’hypocalcémie mentionnées : hypoparathyroïdie, carence en vitamine D, malabsorption, exposition/soleil chez sujet âgé, anomalie enzymatique et insuffisance rénale chronique.
• Hypocalcémie définie par Ca < 2,15 mmol/L avec protidémie normale.
• Hyperphosphatémie définie par P > 1,3 mmol/L avec causes listées comme hypoparathyroïdie et intoxication à la vitamine D.
• Hypophosphatémie définie par P < 0,8 mmol/L avec causes listées comme hyperparathyroïdie et carence en vitamine D.

💡 Astuce mémo

Ca bas → PTH/VitD et reins ; Pi bas → hyperparathyroïdie selon le cours.

📖 10. Tubes de prélèvement

🔑 Notions clés & Définitions

• Tube Citrate (bleu) : Le tube au citrate de sodium est un tube à anticoagulant qui fixe réversiblement le calcium pour préserver certains facteurs de coagulation.
• Tube SST / Gel séparateur : Le tube SST contient un activateur de coagulation et un gel séparateur pour obtenir une séparation correcte sérum/cellules.
• Tube Héparine (vert) : Le tube à héparine sert à obtenir rapidement un plasma en urgence et reste compatible avec de nombreux dosages biochimiques.
• Tube EDTA (violet/rose) : Le tube EDTA contient un chélateur du calcium qui conserve bien les cellules sanguines et sert de référence pour l’hématologie.
• Tube Fluorure/Oxalate (gris) : Le tube fluorure/oxalate bloque la glycolyse pour stabiliser le glucose.

📝 Points essentiels

• Tube citrate (bleu) : le rapport sang/tube doit être correct car un tube mal rempli donne des résultats faux, avec usage en coagulation (TP/INR, TCA, fibrinogène, D-dimères).
• Tube SST (jaune/doré) : le gel séparateur assure une bonne stabilité après centrifugation pour des analyses biochimiques courantes et immunologie.
• Tube sec/sérum (rouge) : il nécessite un délai de coagulation avant centrifugation et sert pour sérologies, hormonologie et biochimie classique.
• Tube héparine (vert) : il permet un plasma rapide en urgence et peut interférer avec certaines PCR tout en étant utilisé pour ionogramme et gaz du sang.
• Tube EDTA (violet/rose) : il entraîne une fausse baisse du calcium et du magnésium et sert pour NFS, frottis, groupage, HbA1c et biologie moléculaire.
• Tube fluorure/oxalate (gris) : il inhibe la glycolyse et sert pour glycémie, lactates et alcoolémie.

💡 Astuce mémo

Bleu citrate = coagulation, Violet EDTA = hématologie (mais Ca faux), Gris fluorure = sucre figé.

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre calcémie et calcium ionisé : une protidémie élevée peut augmenter le calcium total tout en abaissant le calcium ionisé.
2. Interpréter une hypercalcémie sans vérifier si la protidémie est normale : le cours demande alors de suivre plutôt le calcium ionisé.
3. Oublier que le calcium ionisé dépend du pH et du prélèvement : un changement de pH peut modifier la fraction ionisée.
4. Croire que toute baisse/hausse de phosphatémie suit les mêmes mécanismes que le calcium : le cours insiste sur une régulation du Pi moins fine que celle du Ca.
5. Confondre localisation d’absorption : le cours place l’absorption du calcium essentiellement au duodénum et celle du phosphate surtout jéjunum/iléon.
6. Prendre un tube inadapté pour le dosage : EDTA chélate le calcium (baisse mesurée), citrate exige un bon remplissage, fluorure stabilise le glucose et n’est pas polyvalent pour tout.
7. Mélanger hyperphosphatémie et hypophosphatémie : les seuils (0,8 et 1,3 mmol/L) orientent vers des causes différentes selon le cours.

✅ Checklist Examen

1. Donner la contribution du calcium total chez l’adulte (ordre de grandeur en masse et en moles) et distinguer Ca osseux vs pool échangeable.
2. Expliquer pourquoi l’ensemble du calcium n’est pas mobilisable et relier l’apport alimentaire aux flux vers selles/urines décrits.
3. Citer les besoins calciques de l’adulte et les valeurs augmentées pendant grossesse/allaitement/ménopause.
4. Décrire les deux mécanismes d’absorption du calcium (active via 1,25 diOH vit D3 et passive via gradient) et leur localisation principale.
5. Donner les ordres de grandeur des fractions plasmatiques (calcémie normale, calcium ionisé, parts ultrafiltrable/non ultrafiltrable).
6. Relier le calcium ionisé à ses rôles physiologiques listés (coagulation, perméabilité, excitabilité, enzymatique, cardiaque).
7. Décrire les grandes voies d’élimination du calcium (digestive et urinaire) et l’idée calciurie dépendante de la calcémie.
8. Présenter les ordres de grandeur du phosphate (quantité totale, besoin, absorption %) et sa répartition (os/tissus mous/LEC).
9. Donner la structure de la phosphatémie/Pi et les proportions HPO4 2- vs H2PO4- au pH sanguin.
10. Expliquer le principe de régulation : Ca très finement régulé, Pi moins finement régulé, avec trois sites et trois hormones.
11. Décrire la réponse PTH à la calcémie (baisse vs hausse) et donner les éléments de la maturation/secrétions mentionnés (pré-proPTH puis PTH 1-84).
12. Décrire le rôle de la calcitonine (régulation par Ca extra-cellulaire et effets rénaux/osseux listés) et sa fonction hypocalcémiante.
13. Présenter la vitamine D active (calcitriol) comme forme la plus active et citer ses effets principaux sur intestin et os.
14. Décrire les effets du FGF23 sur le rein et la vitamine D (inhibition de la 1αhydroxylase, baisse calcitriol) et le besoin de Klotho.