칼슘의 조절 (1)

칼슘의 조절 (1)

 

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정상 성인에서 신장으로 칼슘과 인이 배출되는 양은 위장으로 흡수하는 것과 균형을 맞춥니다. 칼슘과 인의 농도가 떨어지면 (1) 위장에서 칼슘과 인을 흡수 / (2) 뼈에서 칼슘과 인을 해리 / (3) 신장 세뇨관에서 칼슘과 인 재흡수 증가하여 칼슘과 인의 농도를 정상화 시킵니다. 성장기 또는 임신때는 위장에서 흡수하는 양이 소변 배설량을 초과하는데, 이 초과된 이온은 태아 조직과 뼈를 만드는데 사용됩니다. 반면 골다공증이나 살이 빠질 때 소변으로의 이온 배설이 늘어나는 반면 위장에서의 흡수량은 변화없는데, 이 과정에서 칼슘과 인은 소실됩니다.

 

칼슘의 체내 분포

99% 이상의 칼슘은 뼈에 저장되어있고

1% 의 칼슘은 ICF 에 있으며

0.1% 의 칼슘은 ECF 에 있습니다.

 

칼슘의 조절에 관여하는 2가지 factor

(1) 몸 전체의 칼슘 이온량

(2) 뼈와 ECF 간의 분포

 

(1) 몸 전체의 칼슘 이온량

위장관으로 흡수되는 양과 신장으로 배설되는 양에의해 체내 칼슘량이 결정됩니다.

위장관 흡수는 calcitriol (vitamin D3 의 metabolite) 에 의해 촉진됩니다. 

칼슘 이온은 정상적으로 200 mg/day 가 흡수되는데, 600 mg/day 까지 증가할 수 있습니다.

칼슘의 신장 배설은 위장관에서 흡수하는 양을 따라갑니다.

 

하루 평균 음식으로 섭취하는 칼슘의 양 1500 mg/day

대변으로 나가는 칼슘의 양 1300 mg/day

소변으로 나가는 칼슘의 양 200 mg/day

 

* 성장기 때는 흡수량이 더 많고, 젊은 성인에서는 흡수량과 배설량이 거의 같게 유지되며, 노년기에는 흡수량에 비해 배설량이 더 많아진다.

 

 

 

(2) 뼈와 ECF 간의 분포

뼈와 ECF 간의 칼슘의 분포에 때라 혈액내 칼슘의 농도를 결정하게 됩니다.

여기에는 3가지 호르몬이 작용합니다. (PTH;parathyroid hormone, calcitriol, calcitonin)

 

PTH (parathyroid hormone)

PTH 는 부갑상선에서 분비됩니다. 혈액내 칼슘 이온 농도에 따라 분비가 조절됩니다. 부갑상선의 cheif cell 막에는 CaSR (Calcium-sensing receptor) 가 존재하는데 이를 통해 혈액 칼슘 이온 농도를 모니터링 합니다. 만일 칼슘 이온이 낮다면 (hypocalcemia) PTH 유전자 발현과 분비가 증가합니다.

 

* PTH 가 혈액의 칼슘 이온을 높이는 방식

(1) bone resorption 을 촉진 (뼈에서 칼슘을 빼내옴)

(2) 신장에서의 칼슘 재흡수 증가

(3) calcitriol 의 생성을 촉진

 

Calcitriol (vitamin D3 의 metabolite)

vitamin D3 의 metabolite 인 calcitirol 은 신장의 proximal tubule 에서 생성됩니다. hypocalcemia 와 hypophosphatemia 에 의해 생성이 촉진됩니다. hypocalcemia 는 PTH 분비를 자극하고 proximal tubule 에서의 vitamin D3 생성도 촉진합니다. calcitirol 은 위장관에서 칼슘 이온의 흡수를 촉진함으로써 혈액 칼슘 이온을 상승시킵니다. 또한 뼈에 작용하는 PTH 의 활동을 촉진합니다.

(Calcitriol 이 장상피세포의 비타민D 수용체에 결합하면 칼슘운반체의 발현이 증가)

 

 

* 7-dehydrocholesterol 은 피부에서 자외선 노출에 의해 비타민D3 (cholecalciferol) 로 전환

간에서 25-hydroxylase 에 의해 25-OH vit D3 (칼시디올) 이 생성

신장에서 1alpha-hydroxylase 에 의해 1,25 (OH2) vit D3 (칼시트리올) 로 전환

 

* 위장관 칼슘흡수 증가 : calcitriol 합성 증가시 (사춘기, 임산부, 수유 등), 말단비대증 (성장호르몬 증가)

* 위장관 칼슘흡수 감소 : 인에 비해 칼슘이 상대적으로 낮은 음식섭취시, 식이섬유나 지방 비율 높은 식품 섭취시, 스테로이드 투여, 에스트로겐 결핍, 고령, 위절제술, 당뇨, 신기능 저하, 장내흡수장애증후군 등

https://vitamindwiki.com/tiki-index.php?page_id=1140

 

 

Calcitonin

calcitonin 은 갑상선의 C 세포에서 분비됩니다. (parafollicular cells) hypercalcemia 에 의해 분비가 촉진 됩니다. calcitonin 은 뼈에 칼슘을 결합시켜 혈액 칼슘 농도를 낮춥니다. (bone formation)

 

 

혈액내 존재하는 칼슘의 형태

이온화 칼슘(50%) + 혈장 단백질에 결합된 칼슘(45%) + 음이온에 결합된 칼슘 (5%)

대략 50% 의 혈액내 칼슘은 이온화되어있고 45%는 혈장 단백질 (주로 알부민) 에 결합되어 있습니다. 나머지 5%는 몇몇 음이온 (HCO3-, citrate, Pi, SO42- 등) 에 복합체를 이루고 있습니다.

(혈장단백질에 결합된 칼슘을 제외, 나머지 55%는 사구체에서 여과됨.)

 

혈액의 pH

혈액의 pH 도 영향을 주는데, 대사성 산증으로 수소 이온이 증가하면 수소 이온이 혈장 단백질과 음이온에 결합하므로 이온화 칼슘을 증가시킵니다.

 

혈장 알부민

혈장 알부민의 농도도 이온화 칼슘에 영향을 줍니다. hypoalbuminemia 의 경우 혈액내 이온화 칼슘을 증가시키고 hyperalbminemia 의 경우 혈액내 이온화 칼슘을 감소시킵니다. 이러한 두가지 상황에서 전체 혈액내 칼슘 농도 (total Calcium) 은 이온화 칼슘을 반영하지 못합니다. 이온화 칼슘이 칼슘 조절에 생리적인 역할을 하는 형태이고 이온화 칼슘과 음이온에 결합한 칼슘이 사구체 여과가 가능한 형태입니다.

 

* 인용출처 : Berne and Levy physiology 6e, 임상신장학 3e

 

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