Thema 14: Stoornissen in de calcium- en magnesiumhuishouding
14.2.1 Calciummetabolisme
Calcium is belangrijk bij veel cellulaire processen. Meer dan 95% van het calcium is opgeslagen in het skelet, de rest zit in
cellen en extracellulaire vloeistof. In de vloeistof is ~50% gebonden aan albumine en 10% aan andere ionen, terwijl de
overige 40% geïoniseerd en dus biologisch actief is. Bij gezonde dieren varieert de calciumspiegel binnen nauwe
grenzen. Jonge dieren hebben meer calcium dan volwassen dieren. De calciumhomeostase wordt gehandhaafd door een
direct en een hormonaal mechanisme. Hierbij spelen 3 organen een belangrijke rol; de darm, nieren en het skelet.
14.2.1.2 Directe regulatie
Calciumionen worden vooral geabsorbeerd door de wand v/d proximale dunne darm, middels passieve diffusie (bij jonge
dieren) en actieve absorptie. De passieve diffusie is afhankelijk v/d concentratiegradiënt over de darmwand, en de
permeabiliteit van de darmwand voor geïoniseerd calcium. De actieve absorptie kost energie en hangt af van de vitamine
D-status van het dier. Wanneer calcium door de darmwand in de circulatie komt, zal de plasmaconcentratie stijgen.
Hierdoor verlopen allerlei chemische evenwichten:
Meer calcium wordt vastgelegd in bot als calciumzout, minder calcium zal vrijkomen uit bot
Meer calciumionen worden in de glomeruli gefiltreerd en door de nieren uitgescheiden
Wanneer de plasmaconcentratie daalt zal juist het tegenovergestelde gebeuren. Bij een stijgende of dalende
calciumconcentratie wordt calciumverlies in bijv. spijsverteringssappen niet sterk beïnvloed.
14.2.1.3 Hormonale regulatie
Het calciumgehalte moet nog nauwkeuriger worden gereguleerd dan mogelijk is met bovenstaande directe regulatie.
Hierbij spelen de calciotrope hormonen een belangrijke rol: PTH, vitamine D en calcitonine. Hun synthese en release
wordt beïnvloed door een afwijkende plasmacalciumconcentratie. De werking is erop gericht het calciumgehalte binnen
nauwe grenzen te houden/brengen.
Parathyreoïd hormoon (PTH)
De [PTH] hangt af van de leeftijd van het dier en van de calciumspiegel. Een dalende calciumspiegel zorgt voor
verhoogde productie en secretie van PTH vanuit de bijschildklieren. Een hoge [PTH] heeft een katabool effect:
- Osteoblasten krimpen hierdoor komen osteoclasten met hun ruffled borders in contact met bot, om vervolgens
het bot te kunnen resorberen, waarbij calcium vrijkomt.
- De renale terugresorptie van calcium wordt verhoogd
- De renale excretie van fosfaat wordt verhoogd
- Verhoging van de synthese van 1α-hydroxylase in de proximale tubuli zet 25-hydroxycholecalciferol om in de
actieve 1,25-dihydroxy-metaboliet (vitamine D).
Bij herkauwers lijkt PTH de calciumuitscheiding met de urine echter niet te beïnvloeden. Paarden plassen altijd al veel
calcium uit, dus ook bij hen is de invloed niet erg groot.
Vitamine D
Vitamine D wordt als hormoon beschouwd omdat het het genomisch DNA in verschillende doelweefsel beïnvloedt.
Hierdoor komt de synthese van verschillende eiwitten tot expressie. Ze lijken erg op steroïdhormonen qua structuur.
Vitamine D wordt opgenomen met plantaardig voedsel als vitamine D2 (ergocalciferol) of uit dierlijk voedsel als vitamine
D3 (cholecalciferol), of wordt door UV-licht in de huid gevormd uit 7-dehydrocholesterol (7-DHC). Bij carnivoren zoals
hond en kat vindt dit laatste nauwelijks plaats. Na opname wordt vitamine D in de darm geabsorbeerd, en dan wordt het in
de lever omgezet tot 25-hydroxyvitamine D. In de nieren wordt het vervolgens omgezet tot 1,25-dihydroxycholecalciferol
(calcitriol). Dit is de belangrijkste, biologisch meest actieve, metaboliet. De productie hiervan wordt bevorderd door PTH
of hypofosfatemie, en geremd door zichzelf (negatieve feedback).
Calcitriol verhoogt de activiteit van osteoclasten, en versterkt hiermee de werking van PTH. Osteoblasten worden
gevoeliger voor dezelfde concentratie PTH als wanneer calcitriol niet aanwezig zou zijn. Naast een verhoogde osteoclasie
zorgt vitamine D ook voor mineralisatie van nieuw bot en kraakbeen. In de nier zorgt calcitriol voor een verhoogde
reabsorptie van zowel calcium, fosfaat als natrium, en het remt hier ook de calcitriolsynthese (negatieve feedback). Ook
veroorzaakt calcitriol een remming van de PTH-secretie. Een belangrijk effect wat calcitriol wel doet maar PTH niet, is het
verhogen van de opname van calcium in de darmmucosa. Dit doet het door een transporteiwit voor calcium te vormen, en
door ATPase te vormen die nodig is voor de calciumpomp aan de serosazijde. In het distale deel v/d dunne darm wordt
op dezelfde manier fosfaatabsorptie bevorderd.
14.2.1 Calciummetabolisme
Calcium is belangrijk bij veel cellulaire processen. Meer dan 95% van het calcium is opgeslagen in het skelet, de rest zit in
cellen en extracellulaire vloeistof. In de vloeistof is ~50% gebonden aan albumine en 10% aan andere ionen, terwijl de
overige 40% geïoniseerd en dus biologisch actief is. Bij gezonde dieren varieert de calciumspiegel binnen nauwe
grenzen. Jonge dieren hebben meer calcium dan volwassen dieren. De calciumhomeostase wordt gehandhaafd door een
direct en een hormonaal mechanisme. Hierbij spelen 3 organen een belangrijke rol; de darm, nieren en het skelet.
14.2.1.2 Directe regulatie
Calciumionen worden vooral geabsorbeerd door de wand v/d proximale dunne darm, middels passieve diffusie (bij jonge
dieren) en actieve absorptie. De passieve diffusie is afhankelijk v/d concentratiegradiënt over de darmwand, en de
permeabiliteit van de darmwand voor geïoniseerd calcium. De actieve absorptie kost energie en hangt af van de vitamine
D-status van het dier. Wanneer calcium door de darmwand in de circulatie komt, zal de plasmaconcentratie stijgen.
Hierdoor verlopen allerlei chemische evenwichten:
Meer calcium wordt vastgelegd in bot als calciumzout, minder calcium zal vrijkomen uit bot
Meer calciumionen worden in de glomeruli gefiltreerd en door de nieren uitgescheiden
Wanneer de plasmaconcentratie daalt zal juist het tegenovergestelde gebeuren. Bij een stijgende of dalende
calciumconcentratie wordt calciumverlies in bijv. spijsverteringssappen niet sterk beïnvloed.
14.2.1.3 Hormonale regulatie
Het calciumgehalte moet nog nauwkeuriger worden gereguleerd dan mogelijk is met bovenstaande directe regulatie.
Hierbij spelen de calciotrope hormonen een belangrijke rol: PTH, vitamine D en calcitonine. Hun synthese en release
wordt beïnvloed door een afwijkende plasmacalciumconcentratie. De werking is erop gericht het calciumgehalte binnen
nauwe grenzen te houden/brengen.
Parathyreoïd hormoon (PTH)
De [PTH] hangt af van de leeftijd van het dier en van de calciumspiegel. Een dalende calciumspiegel zorgt voor
verhoogde productie en secretie van PTH vanuit de bijschildklieren. Een hoge [PTH] heeft een katabool effect:
- Osteoblasten krimpen hierdoor komen osteoclasten met hun ruffled borders in contact met bot, om vervolgens
het bot te kunnen resorberen, waarbij calcium vrijkomt.
- De renale terugresorptie van calcium wordt verhoogd
- De renale excretie van fosfaat wordt verhoogd
- Verhoging van de synthese van 1α-hydroxylase in de proximale tubuli zet 25-hydroxycholecalciferol om in de
actieve 1,25-dihydroxy-metaboliet (vitamine D).
Bij herkauwers lijkt PTH de calciumuitscheiding met de urine echter niet te beïnvloeden. Paarden plassen altijd al veel
calcium uit, dus ook bij hen is de invloed niet erg groot.
Vitamine D
Vitamine D wordt als hormoon beschouwd omdat het het genomisch DNA in verschillende doelweefsel beïnvloedt.
Hierdoor komt de synthese van verschillende eiwitten tot expressie. Ze lijken erg op steroïdhormonen qua structuur.
Vitamine D wordt opgenomen met plantaardig voedsel als vitamine D2 (ergocalciferol) of uit dierlijk voedsel als vitamine
D3 (cholecalciferol), of wordt door UV-licht in de huid gevormd uit 7-dehydrocholesterol (7-DHC). Bij carnivoren zoals
hond en kat vindt dit laatste nauwelijks plaats. Na opname wordt vitamine D in de darm geabsorbeerd, en dan wordt het in
de lever omgezet tot 25-hydroxyvitamine D. In de nieren wordt het vervolgens omgezet tot 1,25-dihydroxycholecalciferol
(calcitriol). Dit is de belangrijkste, biologisch meest actieve, metaboliet. De productie hiervan wordt bevorderd door PTH
of hypofosfatemie, en geremd door zichzelf (negatieve feedback).
Calcitriol verhoogt de activiteit van osteoclasten, en versterkt hiermee de werking van PTH. Osteoblasten worden
gevoeliger voor dezelfde concentratie PTH als wanneer calcitriol niet aanwezig zou zijn. Naast een verhoogde osteoclasie
zorgt vitamine D ook voor mineralisatie van nieuw bot en kraakbeen. In de nier zorgt calcitriol voor een verhoogde
reabsorptie van zowel calcium, fosfaat als natrium, en het remt hier ook de calcitriolsynthese (negatieve feedback). Ook
veroorzaakt calcitriol een remming van de PTH-secretie. Een belangrijk effect wat calcitriol wel doet maar PTH niet, is het
verhogen van de opname van calcium in de darmmucosa. Dit doet het door een transporteiwit voor calcium te vormen, en
door ATPase te vormen die nodig is voor de calciumpomp aan de serosazijde. In het distale deel v/d dunne darm wordt
op dezelfde manier fosfaatabsorptie bevorderd.
