Wapń, magnez i fosfor we krwi: co mówią wyniki

Wapń, fosforany i magnez to minerały, które w większości tkwią w kościach, a we krwi krąży tylko ich niewielka część ^[1]. Badanie krwi pokazuje więc stężenie w osoczu lub surowicy, a nie całe zasoby organizmu ^[1][4]. Te trzy wyniki często ocenia się razem, bo ich gospodarkę łączą te same hormony i te same narządy: jelito, nerki i kości ^[1][3].

Gdzie są te minerały

Dorosły człowiek ma około 1 kg wapnia, z czego mniej więcej 99% znajduje się w szkielecie ^[1][3]. Fosforu, zawartego w organizmie w postaci fosforanów, jest około 600 g, a w kościach leży około 85% tej ilości ^[1]. Magnezu jest najmniej, około 25 g; w podręczniku Tietza nieco ponad połowa przypada na kości, a reszta głównie na wnętrze komórek ^[1]. Klinikleitfaden podaje, że w osoczu znajduje się zaledwie około 1% magnezu, a ponad jedna trzecia przypada na mięśnie szkieletowe ^[4].

Pozycja na wyniku bywa podpisana jako „fosfor”, choć oznaczenie dotyczy nieorganicznych fosforanów, bo w wolnej postaci pierwiastek ten we krwi nie występuje ^[1]. Tietz wiąże tę rozbieżność z dawnym zwyczajem podawania wyniku w miligramach fosforu na decylitr. Przy jednostkach molowych (mmol/l) podpis nie wpływa na liczbę, a niejasności dotyczą tylko zapisu w mg/dl ^[1].

Wapń całkowity i wapń zjonizowany

Nie cały wapń w osoczu krąży swobodnie. Według Tietza wolna, czyli zjonizowana, jest mniej więcej połowa; około 40% przyczepia się do białek, przede wszystkim do albuminy, a resztę wiążą drobne aniony, m.in. wodorowęglany, mleczany i cytryniany ^[1][2]. Biologicznie aktywna jest wyłącznie frakcja wolna i to właśnie jej poziom jest regulowany najściślej ^[1][3].

Zwykły panel biochemiczny podaje wapń całkowity, czyli sumę wszystkich trzech postaci ^[1]. Wapń zjonizowany mierzy się osobno, elektrodą jonoselektywną ^[1][3]. Ta próbka jest wrażliwa na sposób obchodzenia się z nią: Klinikleitfaden przewiduje pobranie bez dostępu powietrza i pomiar w ciągu 30 minut, bo ucieczka dwutlenku węgla przesuwa pH i fałszywie obniża wynik ^[1][3]. Według tych autorów oznaczenie wapnia zjonizowanego ma szczególne znaczenie przy zaburzeniach równowagi kwasowo-zasadowej, nieprawidłowym składzie białek osocza i masywnych przetoczeniach ^[3].

Obie liczby mogą się rozjeżdżać ^[1][2]. Zasadowica sprzyja wiązaniu wapnia z białkami i obniża jego wolną frakcję, a kwasica działa odwrotnie ^[1][3]. Przy szybkim przetaczaniu dużych ilości krwi konserwowanej cytrynianem wolny wapń spada, choć całkowity może się nie zmienić ^[1]. Wallach podaje, że u około jednej czwartej osób z nadczynnością przytarczyc wapń całkowity mieści się w normie, a zjonizowany jest podwyższony ^[2].

Gdy wolnego wapnia ubywa, nerwy i mięśnie stają się nadmiernie pobudliwe ^[1]. Tietz wymienia jako przejawy m.in. mrowienie ust i palców, a przy głębszym niedoborze bolesne kurcze; o ich sile decyduje nie tylko sam poziom, lecz także to, jak szybko spadł ^[1]. Przy umiarkowanym nadmiarze wapnia dolegliwości bywają mało charakterystyczne: zmęczenie, osłabienie, czasem wzmożone pragnienie i częstsze oddawanie moczu ^[1].

Albumina i „wapń skorygowany”

Obniżony wapń całkowity często okazuje się pozorny, zwłaszcza w szpitalu: według Tietza za taki wynik najczęściej odpowiada niedobór albuminy ^[1]. Do białek przyłącza się wtedy mniej wapnia, ale frakcja wolna, czyli ta biologicznie ważna, zwykle zostaje w granicach zakresu ^[1]. Zdarza się też sytuacja odwrotna: przy nadmiarze białek, na przykład w odwodnieniu lub szpiczaku, wapń całkowity bywa zawyżony ^[1][2].

Z tego powodu wapń całkowity często przelicza się z uwzględnieniem albuminy ^[1][2]. Oba anglojęzyczne podręczniki traktują taki wynik ostrożnie. Wallach pisze, że wzory nie sprawdzają się w części sytuacji klinicznych ^[2]. Tietz zwraca uwagę, że przeliczenie staje się mało wiarygodne przy bardzo niskiej albuminie i że żaden wzór nie pasuje do wszystkich chorób i laboratoriów, a za lepsze rozwiązanie uznaje bezpośredni pomiar wapnia wolnego ^[1]. Autorzy tego podręcznika wolą też określenie „wapń dostosowany” zamiast „skorygowany”, żeby nie sugerować poprawiania błędu ^[1].

W ciąży wapń całkowity spada razem z albuminą, a zjonizowany pozostaje bez zmian ^[1].

Jak PTH i witamina D trzymają wapń w ryzach

Przytarczyce, czyli gruczoły wytwarzające parathormon (PTH), reagują na spadek wolnego wapnia w ciągu sekund ^[1][3]. PTH zatrzymuje wapń w nerkach, zwiększa wydalanie fosforanów z moczem i uwalnia wapń oraz fosforany z kości ^[1]. Pobudza też nerki do przekształcania witaminy D w jej czynną postać, 1,25-dihydroksywitaminę D ^[1][3]. Ta postać zwiększa wchłanianie wapnia i fosforanów w jelicie ^[1][3]. Hamuje też wydzielanie PTH, co zamyka pętlę sprzężenia zwrotnego ^[3]. Stan zaopatrzenia w witaminę D najlepiej oddaje inna forma, 25-hydroksywitamina D ^[3].

PTH ocenia się zawsze razem z wapniem ^[3]. Klinikleitfaden zwraca uwagę, że przy podwyższonym wapniu PTH w górnej części zakresu referencyjnego nie jest wynikiem prawidłowym ^[3]. Według Tietza pierwotna nadczynność przytarczyc i nowotwory odpowiadają łącznie za 90–95% przypadków podwyższonego wapnia ^[1]. Gdy przyczyna leży poza przytarczycami, PTH jest zwykle stłumione ^[1].

Dlaczego magnez w surowicy słabo odzwierciedla zapasy

Prawie cały magnez organizmu znajduje się w kościach i w komórkach; na płyny pozakomórkowe przypada według Tietza zaledwie około 1% ^[1]. Wynik z surowicy mówi więc niewiele o całkowitych zasobach, na co zwracają uwagę wszystkie trzy cytowane podręczniki ^[1][2][4]. Pojedynczy niski wynik może być zjawiskiem przejściowym, a prawidłowa wartość nie wyklucza niedoboru wewnątrz komórek ^[1]. Według Wallacha stężenie w surowicy bywa prawidłowe nawet wtedy, gdy zasoby zmalały o 20% ^[2]. Klinikleitfaden określa wartość tego oznaczenia jako ograniczoną i wymienia uzupełniający pomiar w moczu jako pomocny ^[4].

Tietz nie wskazuje hormonu, który byłby głównym regulatorem magnezu; o jego bilansie decydują przede wszystkim nerki ^[1][4]. Gdy magnezu brakuje, nerki zatrzymują go niemal w całości i w moczu zostają tylko jego ślady ^[1]. Niskie stężenie wynika zwykle z utraty przez przewód pokarmowy, na przykład przy przewlekłej biegunce lub złym wchłanianiu, albo przez nerki, na przykład przy nadużywaniu alkoholu, cukrzycy i stosowaniu niektórych leków moczopędnych lub antybiotyków ^[1][4]. Niedobór magnezu upośledza wydzielanie i działanie PTH, więc może prowadzić do niskiego wapnia; często towarzyszy mu też niski potas ^[1][2][4]. Objawowy nadmiar magnezu wynika według Tietza prawie zawsze z dostarczenia go w dużej ilości, na przykład w środkach zobojętniających lub przeczyszczających, wlewach doodbytniczych albo płynach dożylnych, i zwykle dotyczy osób z niewydolnością nerek ^[1][2].

Fosforany: kiedy wysokie, kiedy niskie

Wysokie fosforany najczęściej oznaczają, że niewydolne nerki nie nadążają z ich usuwaniem ^[1][2]. Nerki zatrzymują je także wtedy, gdy brakuje PTH albo tkanki na ten hormon nie reagują, oraz przy akromegalii ^[1][2]. Nadmiar może też pochodzić z zewnątrz, na przykład ze środków przeczyszczających, wlewów doodbytniczych lub dożylnych, albo z rozpadających się komórek: przy uszkodzeniu mięśni, hemolizie wewnątrz naczyń czy chemioterapii niektórych nowotworów ^[1][2]. U niemowląt wartości są o około połowę wyższe niż u dorosłych i stopniowo spadają w dzieciństwie ^[1].

Niski wynik nie zawsze świadczy o braku fosforanów w organizmie ^[1]. Bywa, że fosforany po prostu przeszły z krwi do komórek, na przykład po dużej porcji węglowodanów lub po insulinie, przy wznowieniu odżywiania po długim niedożywieniu albo w zasadowicy oddechowej, czyli przesunięciu pH krwi w stronę zasadową wskutek zbyt szybkiego oddychania ^[1][2]. Rzeczywisty ubytek powstaje głównie na dwa sposoby: przez nerki, które przy nadmiarze PTH tracą więcej fosforanów, albo przez jelito, gdy wchłanianie słabnie, na przykład przy niedoborze witaminy D lub podczas przyjmowania środków zobojętniających, które wiążą fosforany ^[1][3]. Przy sprawnym jelicie sama dieta rzadko jest przyczyną, bo fosforany występują w większości pokarmów ^[1].

Co może zafałszować wynik

Długi ucisk opaski zagęszcza krew i podnosi wapń całkowity; Tietz podaje błąd rzędu 0,12–0,25 mmol/l ^[1][5]. Przejście z pozycji leżącej do stojącej także go podnosi ^[1][5]. Wielokrotne zaciskanie pięści przed pobraniem zakwasza krew w przedramieniu i zwiększa wapń zjonizowany ^[1][7]. Domieszka EDTA z innej probówki wiąże wapń i zaniża wynik ^[3][6]. Hemoliza, czyli rozpad krwinek w próbce, zawyża fosforany i magnez, bo z krwinek uwalniają się te składniki ^[1][2][4]. Zbyt późne oddzielenie surowicy od krwinek także podnosi fosforany ^[1][3]. Fosforany mają rytm dobowy, dlatego według podręczników miarodajna jest próbka pobrana rano na czczo ^[1][2].

Zakresy referencyjne zależą od laboratorium, metody i rodzaju próbki ^[1][3]. O ocenie decyduje zakres wydrukowany na wyniku i lekarz, który zna cały obraz kliniczny; on też rozstrzyga o ewentualnych zmianach w leczeniu ^[3].

Dla dociekliwych: szczegóły badań i mechanizmy

Wiązanie wapnia przez białka zależy od kwasowości krwi. Wapń przyczepia się do ujemnie naładowanych miejsc na albuminie; w kwasicy jony wodoru wypierają go z nich i frakcja wolna rośnie, a w zasadowicy dzieje się odwrotnie ^[1][3]. Tietz podaje dla próbki badanej poza organizmem orientacyjną wartość: każde 0,1 jednostki pH to przesunięcie wapnia wolnego o około 0,05 mmol/l w przeciwną stronę ^[1].

Podręcznikowy wzór Tietza dodaje 0,02 mmol/l wapnia na każdy 1 g/l albuminy poniżej 40 g/l; w jednostkach konwencjonalnych to 0,8 mg/dl na każdy 1 g/dl poniżej 4 g/dl ^[1]. Wallach podaje ten sam przelicznik ^[2]. To przybliżenie, a nie pomiar ^[1].

Fosforany są potrzebne do wytwarzania ATP, cząsteczki, w której komórki przechowują energię, dlatego ich głęboki niedobór zaburza pracę komórek ^[1]. Według Tietza wartości 0,48–0,77 mmol/l zwykle przebiegają bez objawów, a dopiero poniżej 0,48 mmol/l mogą się pojawić m.in. osłabienie mięśni ^[1].

Badanie (dorośli)	Tietz, 2012	Klinikleitfaden, 2018
Wapń całkowity	dolna granica 2,12–2,20, górna 2,52–2,62 mmol/l [1]	2,1–2,6 mmol/l [3]
Wapń zjonizowany	1,15–1,33 mmol/l [1]	1,15–1,32 mmol/l (przy pH 7,4) [3]
Fosforany	0,81–1,45 mmol/l [1]	0,84–1,45 mmol/l [3]
Magnez	0,70–0,99 mmol/l (1,7–2,4 mg/dl) [1]	0,7–1,0 mmol/l [4]

Różnice między kolumnami pokazują, że zakres zależy od laboratorium i metody ^[1][3]. Zakres magnezu jest według Tietza przedmiotem dyskusji ^[1].