היפרקלצמיה, במיוחד קשה, יכולה לגרום לרפיון שרירים, עצירות, השתנה מוגברת ועוד. במקרים הקשים ביותר יכולה להביא לתרדמת ואף למוות.
קשה עד בלתי אפשרי להגיע לעודף צריכת סידן ממזונות טבעיים. אחת הדוגמאות לכך היא בני שבט המסאי, שצריכת הסידן שלהם עומדת על כ-5,000 מ"ג ליום ואף יותר מזה (הרמה המומלצת לפי ה־DRI היא עד 1,300 מ"ג ליום). חרף צריכת הסידן המוגברת מהמזון, לא פיתחו בני השבט את המחלה. היפרקלצמיה מופיעה רק בצריכה לא מבוקרת של תוספי מזון המכילים סידן.
גם אבנים בכליות לא נגרמות בדרך כלל מצריכת סידן בתזונה. לרוב, חולים עם אבנים בכליות מגיעים לרמות סידן גבוהות בגלל דליפת סידן מהכליה.
היפוקלצמיה.
היפוקלצמיה היא מצב של ירידת רמת הסידן בדם. היפוקלצמיה חמורה יכולה לגרום למוות.
מחקר סין.
"מחקר סין" הוא ספרו של פרופ' קולין קמפבל, ביוכימאי אמריקאי מאוניברסיטת קורנל שיצא בשנת 2005. הספר מסכם מחקר ארוך שנים שבוצע בשנות ה-70 וה-80 של המאה ה-20. במחקר זה טוען פרופ' קמפבל, בין טענותיו הרבות, שצריכה מוגברת של חלבון מן החי וסידן ממוצרי חלב היא מזיקה.
מאז יצאו מספר מחקרים הסותרים את ממצאיו של פרופ' קולין קמפבל, למשל בנוגע לחלבון מהחי ולסידן ממוצרי חלב.
קולטן לסידן
הקולטן CaSR הוא קולטן בגוף אשר חש ברמת הסידן הקיימת בנוזל החוץ תאי. קיימת חשיבות גבוהה לשמירת ריכוז הסידן בטווח צר (ראו משק הסידן בגוף האדם) ועל כן קיים הצורך בקולטן (רצפטור) אשר יוכל לזהות שינויים מזעריים ברמתו. הקולטן נמצא על פני תאים מסוימים בגוף שמטרתם לווסת את רמות הסידן- כך לדוגמה קיים הקולטן על פני תאי בלוטת יותרת התריס- פאראתיירואיד, על גבי תאים בלולאת הנלה שבכליה, במערכת העיכול ועוד. עם זאת, הקולטן קיים גם באיברים שאינם עוסקים בוויסות רמות הסידן בגוף- כגון מוח, עדשת העין, קרטינוציטים בעור, שד.
מבנה הקולטן.
קולטן CaSR שייך לקבוצת הקולטנים הממברנליים, צמודי חלבון G, בעלי מבנה החוצה את הממברנה 7 פעמים. קולטן זה מורכב מ-1078 חומצות אמינו, כאשר חלקו החוץ תאי, המורכב מ-612 חומצות אמינו, אחראי לקשירת יוני סידן, והחלק המעוגן לקרום התא אחראי לתהליך התמרת האותות מהחלק החוץ תאי אל חלבון ה- G. גם מגנזיום וחומצות אמינו ארומטיות יודעים להיקשר על ידי ליגנד לקולטן זה.
מנגנון פעילות הקולטן.
סידן יוני נקשר לקולטן ומאפשר לתא עליו קיים הקולטן (בלוטת יותרת התריס, כליה ועוד) לחוש בשינויים מזעריים ברמות הסידן בנוזל החוץ תאי. באופן כללי, הקולטן לסידן מגיב לשינויים ברמת הסידן בנוזל החוץ תאי וגורם תוך שניות להפרשה מוגברת של PTH (בבלוטת יותרת התריס). PTH משפיע בתוך דקות על ספיגה טובולרית בכליה של סידן, מגביר את פירוק העצם ואת שחרור הסידן לנוזל החוץ תאי תוך דקות ועד שעות. במעי, PTH מגביר את ספיגת הסידן באופן עקיף על ידי הגברת יצור קלציטריול לאחר כ־24 שעות.
בבלוטת יותרת התריס, קישור של סידן לקולטן כתוצאה מעליה ברמת הסידן בדם, יביא לעיכוב בהפרשת ההורמון PTH. לעומת זאת, כאשר רמת הסידן נמוכה בנוזל החוץ תאי, הקולטן לא יקשור סידן ולא יהיה פעיל. כתוצאה מכך לא יימנע תהליך הפרשת ההורמון PTH על ידי שלפוחיות תוך תאיות המכילות אותו, והן ינדדו אל קרום התא, יתחברו אליו וישחררו את ההורמון לזרם הדם. פעילות הקולטן מוגברת על ידי קלציטריול ועל ידי סידן. לסיכום, תפקידו של הקולטן בבלוטת יותרת התריס הוא בעיכוב הפרשת PTH, אולם גם עיכוב שגשוג תאי הבלוטה ועיכוב ביטויו של הגן ל- PTH.
בכליה, הקולטן מפחית את הספיגה הטובולרית של סידן באמצעות השפעה ישירה (סידן נקשר לקולטן וכתוצאה מכך מופחתת ספיגת הסידן. כמו כן, מעכב הקולטן את פעילותו של PTH, מעכב את יצור הקלציטריול, מפחית את ריכוז השתן, ומעכב את פעולת הואזופרסין.
בעצם, תפקידיו של הקולטן אינם ברורים עדיין- ייתכן כי העלאת ריכוז הסידן בעצם, הנקשר לקולטן זה, גורמת לעידוד תהליכי בניית עצם, אולם אין הוכחה ישירה לכך.
במערכת העיכול, הקולטן מבוטא על פני תאי אפיתל במעי באזורים המעורבים בספיגת סידן, והוא ככל הנראה בעל תפקידים הקשורים בוויסות ספיגת הסידן.
מגנזיום.
מגנזיום יודע להיקשר לקולטן לסידן באפיניות נמוכה מזו של הסידן. היפרמגנזמיה (רמה גבוהה של מגנזיום בדם) תגרום לעיכוב הפרשת PTH על ידי היקשרות המגנזיום אל הקולטן ועיכוב שחרור ההורמון PTH. באופן דומה, היפו-מגנזמיה חדה תביא לעידוד הפרשת הורמון ה-PTH. עם זאת, מחסור מתמשך במגנזיום תעכב את יצורו של ה- PTH ותפריע לפעולתו.
קלציטריול
קלציטריול (באנגלית: Calcitriol) או בשמו האחר- 1,25 דיהידרוקסיויטמין D, הוא הנגזרת הפעילה של ויטמין D ומשמש כהורמון הסטרואידי העיקרי אשר מעורב בוויסות משק המינרלים בגוף- אחראי לספיגת סידן במעי, מגביר את ביטויו של הקולטן לסידן בכליה ומעצים את פעילותו של PTH להגברת ספיגה של סידן בכליה. בעל תפקידים נוספים הקשורים בתהליכי בנייה ופירוק של העצם.
היווצרותו של הקלציטריול.
ויטמין D הוא ממקור ייצור עצמי בעיקר (בעור) בהשפעתה של קרינת השמש- חשיפה קצרה לשמש מקבילה לצריכה של כ-200 יחידות ויטמין D. מרכיב ה- UVB בקרינת השמש פותח את טבעת B של מבנה הכולסטרול בתרכובת העורית ליצירת פרה ויטמין D. פרה ויטמין D עובר שינוי תרמי בהשפעתו של חום הגוף לויטמין D, ומכאן ויטמין D חודר למחזור הדם ונישא על ידי גלובולין– vitamin D binding protein- אל הכבד. בכבד, עובר הוויטמין הידרוקסילציה, בעמדה 25, על ידי אנזימים ציטוכרומיים בתהליך בלתי מבוקר. הנגזרת העיקרית הנוצרת, הקרויה קלצידיול, (או 25 הידרוקסיויטמין D) היא הנגזרת העיקרית של ויטמין D במחזור הדם ובמאגרים השונים של הגוף. לצורך הפיכת הקלצידיול להורמון הפעיל, הקלציטריול, נחוצה פעולת הידרוקסילציה נוספת, המתרחשת בכליה.
הקלצידיול מגיע לתאי אבובית הכליה ונקשר לקולטן megalin בדופן תא האבובית המקורבת. לאחר אנדוציטוזיס של קלצידיול לתוך התא, ניתן לבצע פעולת הידרוקסילציה נוספת, על ידי האנזים 1 אלפא הידרוקסילאז, וכך מתקבל ההורמון הפעיל- קלציטריול. יצוין כי מלבד ייצורו (העיקרי) בכליה, מיוצר קלציטריול גם ברקמות שאינן כלייתיות כגון רקמת עצם, מקרופאגים ואף לימפוציטים. עם זאת, ייצורו ברקמות אלו אינו תורם לרמת קלציטריול גבוהה יותר בדם, ובאופן כללי אינו פעיל בוויסות המינרלים בגוף במצב תקין. עם זאת, כאשר קיימות מחלות שונות כגון מחלות גרנולומטיות או לימפומות, מיוצר קלציטריול בעודף (בעיקר לימפומה מסוג B) וגורם לספיגה מופרזת של סידן במערכת העיכול, לתופעות של היפרקלצמיה- יתר סידן בדם, וכן הפרשה מוגברת של סידן לשתן, מכונה גם היפרקלצמיה משנית.
גורמים המבקרים את פעילותו של הקלציטריול.
על הקלציטריול פועלים מספר גורמים אשר מעודדים או מעכבים את ייצורו:
תפקידיו של הקלציטריול.
המעי: קלציטריול הוא ההורמון היחיד שזוהה עד היום כמווסת את ספיגת הסידן הפעילה במעי. הוא פועל על ידי היקשרות לקולטן בגרעין תאי המעי, היקשרות לאתר ספציפי בפרומוטר של גן המטרה- vitamin D response element, ויצירת מנגנון השעתוק בו נוצר ה- mRNA הרלוונטי אשר מתורגם לחלבונים שונים שתפקידם הגברת ספיגת הסידן- למשל, חלבוני תעלות סידן, חלבון הקושר סידן- calbindin (ראה משק הסידן בגוף האדם), וכן משאבות סידן. קלציטריול מגביר את יכולת ספיגת הסידן במעי מ-15%- 10% (בהיעדר נוכחותו) ל-30% (כולל נוכחותו). פעילותו של הקלציטריול יעילה אף יותר במצבי הריון- עד לספיגה שבין 50%-80% של סידן במעי. קלציטריול במעי אחראי גם לייעול הספיגה של זרחן (משק הזרחן- על ידי וויסות שיעתוק הטרנספורטר אשר מכניס זרחן לתאי המעי.
העצם: פעולת הקלציטריול בעצם מתחלקת לבאים:
הכליה: פעולת קלציטריול בכליה כוללת את הבאים:
בלוטת יותרת התריס – קלציטריול פועל על בלוטת יותרת התריס על ידי עיכוב השעתוק לגן האחראי לייצור ההורמון PTH, וכן גורם לעיכוב השגשוג של תאי הבלוטה עצמה.
קלציטונין
קלציטונין הוא הורמון הקשור במשק הסידן. הקלציטונין הוא פפטיד המורכב מ-32 חומצות אמינו, בעלות קצה (שייר) דו-זרחני. הוא מופרש מתאים ספציפיים הנקראים "c-cells" ונמצאים בבלוטת התריס. הוא מופרש בתגובה לעליית רמת הסידן בדם (בתיווך הקולטן לסידן).
תפקידיו הם:
באופן כללי, מטרתו העליונה היא להגן על עצמות הגוף, בעיקר אצל נשים. ריכוזו בגוף גדל בזמן היריון, הנקה וגדילה. עם הגיל ריכוזו יורד, במיוחד אצל נשים לאחר סיום המחזור החודשי (בסביבות גיל 50) ויכול לגרום לאוסטאופורוזיס (דילול עצם) כתוצאה מבריחת סידן, ממנה סובלת בממוצע כל אישה 7 מעל גיל 50.
רמתו בבני אדם נמוכה יחסית לעומת מינים אחרים. בעבר השתמשו בו באופן פרמקולוגי לצורך האטת שיחלוף העצם (מחלת פאג'ט של העצם, אוסטאופורוזיס).
משק הזרחן
תכולת הזרחן בגוף היא כ-600 מיליגרם. מתוכם, 85% מצויים בשלד (עצמות)- במבנה גבישי הנקרא הידרוקסיאפטיט. בנוזל החוץ תאי מצוי בעיקר זרחן אנ-אורגני, ובנוזל התוך-תאי מצוי הזרחן בתוך חלבונים מבניים, אנזימים, גורמי שעתוק ועוד. באופן כללי, ריכוז הזרחן התוך-תאי דומה לריכוזו בנוזל החוץ-תאי.