هموستاز و بالانس کلسیم: کلسیم یکی از مهمترین عناصر موجود دربدن میباشد که دربدن موجود زنده داراي نقش ساختمانی و متابولیکی است و به همراه فسفر قسمت اصلی موادمعدنی اسکلت بدن را تشکیل میدهد. وجود کلسیم خارج سلولی براي فعالیت اعصاب و ماهیچه ها لازم است و درسیستم انعقادي و آنزیمی بدن دخالت دارد. کلسیم یک کاتیون دوظرفیتی است که درتمامی سنین تقریبا 99 %آن در استخوان ها قرارگرفته است. کلسیم،فسفر و منیزیم سه عنصر مهم وموثر در رخداد بیماریهاي متابولیکی و تغذیه اي گاو و گوسفند هستند اما از این بین فقط کلسیم بدن توسط سیستم آندوکرینی دقیقی کنترل میشود و غلظت آن درمقایسه با سایر عناصر تقریبا همواره در یک حد ثابت نگه داشته میشود. هر یک از این سه عنصر درخون به دوشکل یون ساده و ترکیبات با سایر عناصر درگردش هستند.غلظت کلسیم و فسفر به تعادل بین ذخایر معدنی،فراخوانی استخوانی،جذب روده اي و دفع کلیوي وابسته است. هورمون پاراتیروئید و ویتامین دي(2D3)oH (25,1 (دو عامل تنظیم کننده اولیه غلظت این یونها درپلاسما هستند.

فیزیولوژي کلسیم: پیشرفت هایی که در شناخت فیزیولوژي طبیعی کلسیم صورت گرفته پایه اي رابراي بررسی هاي مجدد در پاتوفیزیولوژي اختلالات هموستاز کلسیم فراهم نموده است. تحقیقات ارتباط پیچیده اي را بین کلسیم، فسفر، منیزیم، تعادل اسید و باز با سه هورمون مهم تنظیم کننده کلسیم بدن یعنی پاراتیروئید، ویتامین دي و کلسی تونین به اثبات رسانیده اند. کلسیم در خون به سه شکل وجود دارد: الف) متصل به پروتئین 40 %ب) کمپلکس (ترکیبی) 10 %پ) یونیزه (آزاد) 50 % کلسیم یونیزه تنها فرم فعال فیزیولوژیک در خون است. کلسیم تام با کاهش غلظت پروتئین خون کاهش می یابد. البته اگر غلظت کلسیم یونیزه خون نرمال باشد ممکن است تغییر فیزیولوژیکی اي ایجاد نشود. کلسیم خارج سلولی،یون کلسیم را براي بقاي غلظت کلسیم داخل سلولی، معدنی شدن استخوان،انعقاد خون (مسیر داخلی و مسیر خارجی) ونگهداري پتانسیل غشاي پلاسمایی سلول فراهم میکند. کاهش غلظت کلسیم آزاد پلاسما سبب افزایش نفوذپذیري غشاي اعصاب محیطی شده و نهایتا سبب کاهش آستانه تحریک غشاي سلولی در سراسر بدن ودر نتیجه ایجاد حساسیت شدید و تتانی ملایم در مراحل ابتدایی میشود که به تدریج جاي خود را به سستی میدهد. کلسیم در انقباض عضلانی و فعالیت آنزیم به عنوان دومین پیام رسان تاثیرگذار بر روي فعالیت آنزیمی و ترشح هورمون موثر است. بطور کلی کلسیم در تنظیم تعداد زیادي از فعالیتهاي بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی دخالت دارد که از مهمترین آنها میتوان به قابلیت تحریک عصبی عضلانی،قابلیت نفوذ پذیري غشاي سلولی،واکنشهاي آنزیمی،ترشح هورمونها،واسطه هاي عصبی،نقش مهم پیام رسانهاي داخل سلولی براي برخی هورمونها و نیز واکنشهاي معدنی شدن و استخوان سازي اشاره کرد که همه این فرآیندها نیازمند غلظت هاي مناسبی از کلسیم است. به همین منظور یک سیستم تنظیم بسیار حساس همواره غلظت یون کلسیم در این مایعات را درحد نوسانات بسیار اندك ثابت نگه میدارد.

توزیع کلسیم در بدن: کلسیم در 3 قسمت عمده بدن که عبارتند از بافت سخت،بافت نرم و مایع خارج سلولی یافت میشود. کل کلسیم خارج سلولی خون در پلاسما است و به سه شکلیونیزه،متصل به پروتئینوکملپکس دیده میشود. حدودا 80 %از کلسیمی که به پروتئین متصل است با آلبومین الحاق شده و20 %باقیمانده همراه با سایر گلوبولینها است. چون کلسیم با بار مثبت به جایگاه هاي پروتئینی متصل میشود لذا اتصال آن وابسته به pH است. آلکالوز منجر به افزایش اتصال به پروتئین و کاهش کلسیمآزاد میشود و برعکس آن اسیدوز باعث کاهش اتصال به پروتئین و افزایش کلسیم آزاد میشود. در کمپلکس کلسیم،آنیونهاي کوچک قابل نفوذ مثل بیکربنات،لاکتات،فسفاتو سیترات شرکت دارند.

مکانیسمهاي جذب کلسیم: محل اصلی جذب کلسیم موجود درجیره روده کوچک و خصوصا دوازدهه است. کلسیم موجود در غذا به دوطریق جذب و واردخون میشود که یکی از این روشها انتشار غیرفعال و دیگري جذب فعال است. غلظت کلسیم در روده و همچنین نیاز بدن به این عنصر تعیین میکند که کدام یک از روشهاي فوق مورد نیاز است و باید انجام گیرد. اگر نیاز به کلسیم شدید باشد،انتشارغیر فعال نمیتواند جوابگوي این نیاز باشد و دراین شرایط انتقال فعال و متعاقب آن ویتامین D براي جذب مقدار کافی کلسیم در روده ضروري میشود. ویتامینD انتقال فعال کلسیم از روده را تسریع میبخشد به این صورت که ویتامینD از طریق انتشار وارد سلولهاي روده شده و به رسپتور مخصوص در سیتوزولها میچسبد وبعد از یکسري فرآیندها نهایتا منجر به تولید پروتئین باندکننده کلسیم (protein binding Calcium (میشود.

راههاي دفع کلسیم: کلسیم به یکی از روشهاي زیر دفع میشود:1 (دفع از طریق مدفوع که خود به دو صورت است : الف)کلسیم اگزوژن که همان کلسیم هضم نشده غذاست. ب) کلسیم آندوژن که خروج کلسیم بهمراه ترشحات وارد شده به دستگاه گوارش و عمدتا روده کوچک را شامل میشود و مقدار آن بصورت روزانه در گاو بالغ حدودا 8 - 9 گرم است و مستقیما با وزن و سن دام در ارتباط است اما در موش علاوه بر سن و وزن تحت تاثیر ویتامین D نیز هست. 2 (دفع از طریق ادرار: آستانه دفع کلیوي کلسیم بین 5/6 - 8 میلی گرم در دسی لیتر است و در نشخوارکنندگان عموما فاقد اهمیت است. 3 (دفع از طریق شیر: مقدار کلسیم شیر 125/0 گرم درصد سانتی مترمکعب است و غلظت آن 12 - 13 برابر بیشتر از کلسیم خون است.

تنظیم غلظت کلسیم در مایعات خارج سلولی: کلسیم و سدیم دو کاتیون خارج سلولی مهم هستند،در مقابل پتاسیم و منیزیم نیز کاتیونهاي مهم داخل سلولی محسوب میشود. سلول زنده با مصرف انرژي و به کارگیري یک نوع پمپ کلسیم- سدیم همواره از ورود کلسیمو سدیم به داخل سلول جلوگیري میکند،به نحوي که غلظت کلسیم داخل سلول تقریبا 1000 مرتبه کمتر از غلظت آن در مایعات خارج سلولی است. همانطور که در قبل اشاره شد غلظت کلسیم آزاد مایعات خارج سلولی حائز اهمیت بالایی است و تنها نوسانات بسیار محدود آن قابل تحمل است. غلظت کلسیم دراین مایعات از یکسو تحت تاثیر اعمالی چون جذب روده اي و دفع کلیوي است و از سوي دیگر تحت تاثیرتبادلات دیگر با بافت استخوانی است،درنتیجه یک سیستم حساس به منظور ثابت نگه داشتن غلظت کلسیم آزاد که عوامل اصلی آن هورمون پاراتیروئید(PTH،(کلسی تریول(شکل فعال ویتامین D (و هورمون کلسی تونین می- باشد شکل گرفته است. وقتی غلظت کلسیم آزاد پلاسما ازحد معینی کمتر شود غده پاراتیروئیدفعال شده و هم موجب انتقال مقداري کلسیم و فسفات با منشا استخوانی به داخل جریان خون میشود وهم باعث افزایش بازجذب کلسیم و دفع بیشتر فسفات از کلیه ها میشود. علاوه براین پاراتورمون درکلیه ها سنتز کلسی تریول را تحریک میکند و نقش اصلی کلسی تریول افزایش جذب روده اي کلسیم است ولی به نظر میآید دربروز اثر پاراتورمون بر روي سطح بافت استخوانی و کلیه ها نیز دخالت دارد. در مجموع این چنین نتیجه گرفته میشود که عمل پاراتورمون و کلسی تریول منجر به افزایش غلظت کلسیم درمایعات خارج سلولی و پلاسما میگردد،درحالیکه غلظت فسفات ثابت مانده یا اندکی کاهش مییابد. وقتی غلظت کلسیم آزاد پلاسما به حدود طبیعی برسد خود هورمون نقش خودتنظیمی منفی رابرعهده گرفته و ترشح پاراتورمون را مهار میکند و متعاقبا از سنتز کلسی تریول جلوگیري میشود،حتی دربرخی گونه ها افزایش غلظت کلسیم آزاد پلاسما موجبتحریک ترشحهورمون کلسی تونین از غده تیروئید میشود و این هورمون عملی مخالف با پاراتورمون برروي استخوان داشته و سبب رسوب کلسیمدر استخوان و کاهش غلظت کلسیم آزاد پلاسما میشود