רמת סידן בדם

סידן הוא מינרל חיוני למגוון תפקידים בגוף, כולל תפקוד הלב, התכווצות שרירים, איתות עצבי ושמירה על עצמות בריאות.

כמו מינרלים אחרים, סידן הוא מיקרונוטריאנט. המשמעות היא שבניגוד לשומנים, פחמימות וחלבונים (המכונים יחד 'מקרונוטריאנטים'), אנחנו זקוקים לסידן בכמויות קטנות בלבד. למרות זאת, סידן נחשב גם למקרומינרל – הוא נדרש בכמויות גדולות יותר בהשוואה למינרלים כמו נחושת ומנגן."

מדוע סידן חשוב?

רובנו יודעים שסידן חשוב במיוחד לעצמות ושיניים בריאות. אך לסידן יש תפקידים רחבים יותר (ולעתים קרובות פחות ידועים) בגוף.

מספר תהליכים ביוכימיים פנימיים השומרים על תאים חיים תלויים בסידן. לדוגמה, סידן משמש לעתים קרובות כשליח משני להעברת אותות מקולטנים בחוץ התא כדי לגרום לשינויים מולקולריים עמוק בתוך התאים. באופן דומה, סידן חשוב מאוד באיתות תאי: שרשרת התגובות הכימיות המאפשרת לתאים לתקשר זה עם זה. סידן הוא גם קופקטור (גורם משלים) חשוב, כלומר הוא נדרש לתפקוד יעיל של מספר אנזימים.

יוני סידן – רבות מהפונקציות של סידן בגוף נובעות מהעובדה שהוא יוצר יון: אטום טעון חשמלית. התנועה של יוני סידן (Ca2+) לתוך ומחוץ לתאים גורמת להבדלים במטען חשמלי ומתח על פני קרומי התא. עיקרון זה הוא מרכזי להתכווצות הלב, התכווצות שרירי השלד והשרירים החלקים, ואיתות עצבי.

בהקשר זה, יוני סידן מווסתים את הפעילות של תעלות יונים תלויות-מתח. אלה הם חלבוני העברה מיוחדים הממוקמים על קרומי תאים שנפתחים ונסגרים כדי לאפשר מעבר של יונים (אטומים טעונים כמו נתרן Na+, אשלגן K+ וכלור Cl-) לתוך ומחוץ לתאים. כפי ששמם מרמז, הפתיחה והסגירה של תעלות אלה מופעלת על ידי שינויים במתח על פני קרומי התא. מכיוון שיוני סידן משפיעים על המתח על פני קרומי התא, שינויים ברמות הסידן יכולים להשפיע על הפתיחה והסגירה של תעלות יונים תלויות-מתח ולכן על תנועת יונים אחרים לתוך ומחוץ לתאים. זה משפיע על התפקוד של רקמות המכונות 'מעוררות חשמלית' – לב, עצב, שריר.

נקודות מפתח

• סידן מעורב במספר תגובות כימיות ותהליכי איתות בתוך תאים.

• סידן נדרש לעצמות ושיניים בריאות.

• יוני סידן הם חלקיקים טעונים ומשחקים תפקיד חשוב ברקמות המשתמשות באותות אלקטרו-כימיים (למשל לב, עצבים, שריר).

• יוני סידן חיוניים לתפקוד העצבים, השרירים והלב.

היכן מאוחסן סידן בגוף?

לגוף שלנו יש שלושה אזורים עיקריים בהם הוא מאחסן סידן:

עצמות רוב הסידן מאוחסן בעצם. מתוך זה, רובו נמצא במינרל העצם – כחלק מתרכובת גבישית הנקראת הידרוקסיאפטיט. חלק קטן בהרבה מסידן העצם נמצא במאגר שיכול להשתחרר במהירות לדם ולנוזל החוץ-תאי (ECF).

דם ונוזל חוץ-תאי (ECF) נוזל חוץ-תאי (ECF) הוא למעשה מונח לכל נוזל הגוף שנמצא מחוץ לתאים. זה כולל בעיקר פלסמה (או סרום*), רכיב הנוזל של הדם, ונוזל בין-תאי, הנוזל שמקיף ומרחיץ את התאים. פלסמה ונוזל בין-תאי חשובים כיוון שהם מכילים יונים (כולל יוני סידן) וחומרי הזנה שתאים צריכים לתהליכים מרכזיים שונים. בפלסמת הדם שלכם, כמחצית מהסידן קשור לחלבונים, במיוחד לחלבון הנקרא אלבומין. המחצית הנותרת מצויה כיוני סידן חופשיים – (זה לעתים מכונה סידן מיונן). כפי שנגלה בקרוב, הגוף שלכם שואף לשמור על רמות קבועות של יוני סידן בפלסמת הדם ובנוזל הבין-תאי. (שימו לב שהעקביות וריכוז היונים בנוזל הבין-תאי המרחיץ תאים ובפלסמת הדם קשורים באופן הדוק. מסיבה זו, כשאנחנו מתייחסים לשינויים ברמות הסידן בדם, זה כולל גם שינויים דומים ברמות הסידן בנוזל הבין-תאי.)

המונח סרום מתייחס טכנית לפלסמת הדם (כלומר, רכיב הנוזל, הלא-תאי של הדם) ללא גורמי קרישה. כדי לפשט דברים, נשתמש במונחים סרום דם ופלסמת דם** באופן חלופי.*

סידן תוך-תאי כפי שהוזכר קודם, סידן חשוב מאוד לרבים מתהליכי האיתות הפנימיים והתגובות הכימיות המתרחשות בתוך תאים. תאים מאחסנים סידן באברונים פנימיים שונים, כולל המיטוכונדריה (האחראית על נשימה תאית) והרשתית האנדופלסמית (מעורבת באריזה והובלה של חלבונים). כמות הסידן בתוך תאים משתנה באופן משמעותי, בהתאם לפעילות של תגובות כימיות ותהליכי איתות המתרחשים. מאגרי הסידן התוך-תאיים מתחדשים מסידן בפלסמת הדם ובנוזל הבין-תאי.

נקודות מפתח

• סידן נמצא בשלושה 'מאגרים' עיקריים בגוף: בעצמות, בנוזל החוץ-תאי (כולל סרום/פלסמת דם), ובתוך תאים.

• אנחנו מעבירים באופן מתמיד סידן בין שלושת המאגרים הללו.

• הגוף שלנו שומר על רמות סידן בפלסמת הדם בטווח מבוקר בקפידה. זוהי דוגמה ל'הומיאוסטזיס' – שמירה על סביבה פנימית קבועה.

מדוע אנחנו צריכים לווסת רמות סידן בדם?

אספקת סידן לתאים כדי שתאים יוכלו להשתמש בסידן לתהליכים ביוכימיים ותהליכי איתות פנימיים, הם חייבים לקבל אספקה עקבית של יוני סידן. זו מסופקת על ידי סידן בפלסמת הדם ובנוזל הבין-תאי. למרות שלתאים יש מאגרים פנימיים משלהם של סידן, יש לשמור על מילויים מחדש מיוני סידן המסופקים בפלסמת הדם.

תפקוד עצבי ושרירי סיבה עיקרית נוספת לשמירה על רמות קבועות של סידן קשורה לתכונות החשמליות של יוני סידן. כפי שתואר קודם, יוני סידן נושאים מטען חשמלי. כתוצאה מכך, הבדלים בריכוז של יוני סידן בתוך ומחוץ לתאים יכולים להוביל לשינויים במתח על פני קרומי התא. על ידי שמירה על רמה קבועה של סידן בפלסמת הדם ובנוזל הבין-תאי, ניתן לייצב את המתח על פני קרומי התא – מה שחשוב במיוחד לתפקוד יעיל של תאי עצב, שריר ולב.

באופן ספציפי יותר, על ידי ייצוב המתח על פני קרומי התא, יוני סידן מווסתים את הפתיחה והסגירה של תעלות יונים תלויות-מתח. כאשר רמות הסידן בדם יורדות, תעלות יונים תלויות-מתח נוטות יותר להיפתח. זה אז גורם לכניסה של יונים אחרים (למשל נתרן), שיכולה לגרום לתאי עצב ושריר להיות יתר על המידה מעוררים ולפעול באופן לא תקין. לדוגמה, התכווצויות שרירים יכולות לנבוע מרמות נמוכות של סידן (תופעה הנקראת טטניה היפוקלצמית).

לעומת זאת, אם רמות הסידן בדם נעשות גבוהות מדי, תעלות יונים תלויות-מתח נוטות יותר להישאר סגורות. זה מפריע ליכולת של יונים אחרים להיכנס לתאי עצב ושריר, מה שמקשה על העברת אותות עצביים.

קרישת דם אם אי פעם חתכתם את עצמכם בזמן גילוח, תשימו לב שהדימום נפסק במהרה. זה בגלל היווצרות של קרישי דם, העשויים ממולקולה הנקראת פיברין. סידן חיוני ליצירת פיברין ולשלבים שונים אחרים בקרישת דם. רמות נמוכות של סידן בדם יכולות לכן לעכב קרישת דם.

נקודות מפתח

• רמות הסידן בסרום הדם נשמרות בטווח קפדני.

• שמירה על רמות קבועות של יוני סידן מבטיחה שתאי עצב, שריר ולב אינם מעוררים חשמלית יתר על המידה או באופן לא מספק.

• רמות נמוכות של סידן בסרום יכולות להוביל להתכווצויות שרירים.

• רמות גבוהות של סידן בסרום יכולות לפגוע באיתות עצבי והתכווצות שרירים.

• סידן בזרם הדם יכול לשמש תאים לתגובות כימיות פנימיות ומסלולי איתות.

• סידן נדרש ליצירת קרישי דם ולמניעת דימום מוגזם.

אילו איברים מווסתים את רמות הסידן בדם?

רמות הסידן בדם נשמרות בטווח מוגדר על ידי התאמה מתמדת של הקצב בו סידן נספג מהמזון, מופרש בשתן, ומומר למינרל עצם. במובן זה, ישנם שלושה איברים עיקריים המווסתים את רמות הסידן:

המעי הדק כשאתם אוכלים מזון, סידן (וחומרי הזנה אחרים) נספג למחזור הדם במעי הדק. תאים על הדופן הפנימית של המעי הדק (הנקראים תאי אפיתל) מכילים חלבוני קישור והובלה שונים לסידן (למשל קלבינדין ו-TRPV6) המסייעים בספיגת הסידן. ויטמין D מגרה תהליך זה ומגביר את ספיגת הסידן במעי הדק. על ידי הגברת קצב ספיגת הסידן במעי הדק, ניתן להעלות את רמות הסידן בסרום הדם.

כליות אתם כנראה יודעים שתפקיד הכליות הוא 'לסנן את הדם' ולייצר שתן. בהקשר זה, סידן מסונן על ידי הכליות לשתן. אולם, בתנאים רגילים, רוב הסידן הזה נספג מחדש על ידי הכליה בחזרה למחזור הדם. על ידי שינוי כמות הסידן הנספגת מחדש על ידי הכליות, אנחנו יכולים להתאים את רמות הסידן בסרום הדם. לדוגמה, כאשר רמות הסידן בדם נעשות גבוהות מדי, אנחנו מפחיתים את ספיגת הסידן מחדש בכליות (ומפרישים יותר סידן בשתן). לעומת זאת, גירוי ספיגה מחדש של סידן בכליות יגביר את רמות הסידן בדם.

עצמות רוב הסידן מאוחסן כמינרל עצם. על ידי עיצוב מחדש של העצם, כלומר פירוק או הפקדת רקמת עצם חדשה, סידן יכול להשתחרר למחזור הדם או להיות מוסר ממנו. כדי להגביר את רמות הסידן בסרום, רקמת עצם יכולה להתפרק בתהליך הנקרא ספיגת עצם. ספיגת עצם מתבצעת על ידי תאי עצם מיוחדים הנקראים אוסטאוקלסטים. הם מפרישים חומצה הממיסה עצם ומשחררת סידן (יחד עם פוספט) לפלסמת הדם ולנוזל הבין-תאי. לעומת זאת, אנחנו יכולים לעכב את פעילות האוסטאוקלסטים וספיגת העצם כדי להפחית את רמות הסידן בסרום.

נקודות מפתח

• רמות הסידן בסרום הדם מושפעות משלושה תהליכים עיקריים:

• ספיגת יוני סידן במעי הדק.

• ספיגה מחדש והפרשה של סידן מ/לשתן על ידי הכליות.

• שחרור יוני סידן למחזור הדם על ידי פירוק עצם.

כיצד מווסתות רמות הסידן בסרום?

כפי שהוסבר לעיל, אנחנו יכולים להתאים את רמות הסידן בסרום על ידי שינוי שלושה תהליכים מרכזיים:

• ספיגת סידן במעי הדק.
• ספיגה מחדש/הפרשה של סידן בכליות.
• שחרור סידן מרקמת העצם.

האיזון של תהליכים אלה מתואם על ידי מערכת של הורמונים, כולל:

• הורמון פאראתירואיד (PTH) – המופרש על ידי בלוטות הפאראתירואיד שלכם: קבוצה של 4 בלוטות קטנות הממוקמות בצוואר. PTH פועל להגביר את רמות הסידן בסרום.
• ויטמין D – הצורה הפעילה (1,25 דיהידרוקסיויטמין D או 'קלציטריול') שלו מיוצרת על ידי הכליות. ויטמין D 1,25 (קלציטריול) מגביר את רמות הסידן בסרום.
• קלציטונין – המופרש על ידי בלוטת התריס בצוואר. קלציטונין פועל להפחית את רמות הסידן בסרום. בבני אדם, חושבים שהפעולה של קלציטונין על רמות הסידן פחות משמעותית מזו של הורמון הפאראתירואיד.

נקודות מפתח

• רמות הסידן בסרום נשלטות על ידי שלושה הורמונים עיקריים: הורמון פאראתירואיד (PTH), ויטמין D פעיל (ויטמין D 1,25) וקלציטונין.

• PTH וויטמין D פעיל מגבירים את רמות הסידן בסרום.

• קלציטונין מפחית את רמות הסידן בסרום.

מה קורה כאשר רמות הסידן בסרום יורדות נמוך מדי?

כמו במנגנוני משוב הומיאוסטטיים אחרים השומרים על סביבה פנימית קבועה לרקמות שלנו, השלב הראשון בוויסות סידן כולל ניטור וחישת שינויים ברמות הסידן בסרום.

לבלוטות הפאראתירואיד, בלוטת התריס והכליות שלכם יש חלבון מיוחד הנקרא קולטן חישת סידן (CaSR). כפי ששמו מרמז, קולטן חישת הסידן מזהה שינויים בכמות הסידן המסתובב בזרם הדם.

כאשר רמות הסידן בסרום יורדות, פחות סידן נקשר ל-CaSR. זה מגרה את בלוטות הפאראתירואיד לייצר יותר הורמון פאראתירואיד (PTH). ל-PTH יש מספר השפעות בגוף, שכולן מובילות לעלייה בסידן בדם:

PTH מגרה ספיגת עצם PTH גורם לעצמות לשחרר מיד יוני סידן לפלסמת הדם ולנוזל הבין-תאי. תהליך זה מתווך על ידי תאי עצם מיוחדים הנקראים אוסטאובלסטים. בטווח הארוך יותר, הוא גם מגרה את הייצור של יותר אוסטאוקלסטים. אוסטאוקלסטים הם תאים האחראים לספיגת עצם: הם מפרקים רקמת עצם ומשחררים סידן למחזור הדם.

PTH מגרה ספיגה מחדש של סידן בכליות PTH גורם לצינוריות בכליות לספוג מחדש יותר סידן למחזור הדם ולהפריש פחות סידן בשתן. שימו לב גם שפחות סידן הנקשר ל-CaSR בכליות גם מגרה ישירות את הכליות לספוג מחדש יותר סידן.

PTH מגרה את הכליות לייצר ויטמין D פעיל ויטמין D, 'ויטמין השמש', מתקבל מהתזונה שלנו וגם מיוצר על ידי העור שלנו באמצעות אור שמש. צורה זו של ויטמין D, עם זאת, אינה פעילה. ויטמין D מומר לאחר מכן לצורתו הפעילה: 1,25 דיהידרוקסיויטמין D (או קלציטריול) על ידי הכליות. PTH מגרה את הכליות לייצר יותר ויטמין D פעיל (קלציטריול). ויטמין D פעיל אז גם מעלה עוד יותר את רמות הסידן בסרום על ידי גירוי ספיגת עצם, הגברת ספיגה מחדש של סידן בכליות ו, באופן המשמעותי ביותר, הגברת ספיגת סידן על ידי המעי הדק.

נקודות מפתח

• קולטן חישת הסידן (CaSR) מזהה שינויים ברמות הסידן בסרום.

• כאשר הסידן בסרום נמוך, CaSR מגרה את בלוטות הפאראתירואיד לייצר הורמון פאראתירואיד (PTH).

• PTH משחזר/מגביר את רמות הסידן בסרום.

• PTH מגביר ספיגה מחדש של סידן, מקדם ספיגת עצם ומגרה את היצירה של ויטמין D פעיל.

• ויטמין D מגביר את ספיגת הסידן מהתזונה במעי הדק.