Le métabolisme du calcium dans l’organisme humain correspond à l’ensemble des processus biologiques impliqués dans l’absorption, la distribution, le stockage et l’élimination du calcium. Le maintien de l’homéostasie calcique repose sur un équilibre dynamique entre les entrées et les sorties de calcium au niveau de l’organisme.
Les apports de calcium dans le plasma proviennent principalement de l’absorption intestinale et de la résorption osseuse. À l’inverse, les sorties de calcium correspondent essentiellement à l’excrétion urinaire, à la formation osseuse et aux pertes fécales endogènes. L’excrétion urinaire représente généralement environ 0,2 à 1 g de calcium par jour, tandis que les pertes fécales peuvent atteindre 5 à 8 g par jour. [1]
Fig : Bilan Phosphocalcique
Absorption intestinale
L’absorption du calcium au niveau de la paroi intestinale nécessite tout d’abord son extraction de l’aliment dans lequel il est présent, ce qui dépend fortement de la digestibilité de celui-ci. Le calcium doit ensuite être mis en solution dans le milieu gastrique afin de pouvoir être absorbé.
La notion d’absorbabilité correspond à la capacité du calcium contenu dans un aliment à être absorbé au niveau intestinal dans des conditions physiologiques normales. Cette propriété est propre à chaque aliment et dépend notamment de sa composition chimique.
Il est important de distinguer cette notion de celle de biodisponibilité, qui correspond à la capacité du calcium absorbé à être retenu et utilisé par les tissus de l’organisme, notamment les os. La biodisponibilité dépend donc à la fois de l’absorption intestinale et de l’utilisation métabolique du calcium par l’organisme. [2]
Une fois absorbé et distribué dans l’organisme, environ 99 % du calcium est stocké dans le squelette et les dents, constituant une réserve minérale essentielle. Le 1 % restant, présent dans les liquides extracellulaires et intracellulaires, participe à de nombreuses fonctions physiologiques, notamment :
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la coagulation sanguine
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l’activation enzymatique
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la transmission neuromusculaire
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la contraction musculaire
Métabolisme global du calcium
Le métabolisme du calcium est étroitement lié à celui d’autres minéraux, notamment le phosphore et le magnésium. Le calcium constitue une réserve minérale osseuse essentielle au maintien de l’équilibre minéral de l’organisme.
Le calcium et le phosphate forment un système étroitement associé, indispensable à l’acquisition et au maintien d’une densité minérale osseuse optimale tout au long de la vie. En dehors du squelette, ces deux éléments remplissent également des fonctions physiologiques spécifiques. Leur régulation est assurée par des transporteurs cellulaires spécialisés et des mécanismes hormonaux, permettant de maintenir des concentrations adéquates de calcium (Ca²⁺) et de phosphate (Pi) dans les fluides biologiques. [3]
Dans le plasma sanguin, le calcium circule sous plusieurs formes. Une grande partie est liée aux protéines plasmatiques, principalement à l’albumine, tandis qu’une autre fraction est libre sous forme ionisée, qui constitue la forme biologiquement active.
La régulation de la calcémie repose principalement sur l’action de trois hormones majeures :
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la parathormone (PTH)
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la vitamine D (calcitriol)
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la calcitonine
La parathormone, sécrétée par les glandes parathyroïdes, est l’hormone centrale de la régulation du calcium. Elle est libérée lorsque la concentration sanguine en calcium diminue (hypocalcémie). Elle agit en :
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stimulant la résorption osseuse, libérant du calcium dans le sang
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augmentant la réabsorption rénale du calcium
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stimulant indirectement l’activation de la vitamine D
La parathormone ne possède pas d’action directe sur l’absorption intestinale du calcium. [1]
La vitamine D, sous sa forme active (calcitriol), joue un rôle essentiel dans la régulation du métabolisme phosphocalcique. Elle augmente l’absorption intestinale du calcium et du phosphate, favorise leur réabsorption rénale et participe au remodelage osseux. Elle exerce également un rétrocontrôle négatif sur la sécrétion de PTH.
La calcitonine, sécrétée par les cellules C de la thyroïde, intervient en situation d’hypercalcémie. Elle diminue la concentration de calcium sanguin en :
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réduisant la résorption osseuse
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favorisant le stockage du calcium dans l’os
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augmentant l’excrétion rénale du calcium et du phosphore
Fig : régulation hormonale de la calcémie (PTH et calcitonine)
Excrétion du calcium
L’élimination du calcium se fait principalement par les selles (environ 75 %) et les urines (environ 22 %), soit approximativement 160 mg par jour. Une fraction plus faible est également éliminée par la desquamation cutanée, la perte des phanères (cheveux et ongles) et la transpiration, représentant environ 40 à 60 mg par jour. [2]
Ces pertes quotidiennes sont compensées par les apports alimentaires en calcium.
Certaines habitudes alimentaires peuvent influencer la calciurie, c’est-à-dire l’excrétion urinaire du calcium. Par exemple, une consommation élevée de protéines animales peut augmenter la perte urinaire de calcium, notamment en raison de leur effet acidifiant sur l’organisme. Pour maintenir l’équilibre acido-basique, l’organisme peut mobiliser les réserves minérales osseuses, qui agissent comme un système tampon.
Le chlorure de sodium (sel) peut également augmenter la calciurie, tout comme la caféine. Par ailleurs, certaines boissons comme les sodas au cola, riches en phosphore, peuvent perturber l’équilibre phosphocalcique et avoir un impact négatif sur la santé osseuse. [2]
À l’inverse, une alimentation riche en fruits et légumes, apportant notamment du potassium, semble contribuer à limiter les pertes de calcium. Un régime alimentaire riche en végétaux et pauvre en sel pourrait ainsi réduire les besoins en calcium. [2]
Calculs rénaux et calcium
Les calculs rénaux résultent de la cristallisation de sels minéraux dans les voies urinaires, due à une augmentation de leur concentration dans les urines.
Fig : anatomie du rein et calcul rénal
Les calculs les plus fréquents sont constitués d’oxalate de calcium, représentant environ 75 à 85 % des cas. Ils sont souvent associés à des facteurs nutritionnels et à une déshydratation. Lorsque l’organisme manque d’eau, il réabsorbe davantage d’eau au niveau des reins, ce qui augmente la concentration des sels minéraux dans l’urine et favorise leur cristallisation.
D’autres types de calculs existent :
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les calculs de struvite (2 à 5 %), composés de magnésium et d’ammonium, souvent liés à des infections urinaires et plus fréquents chez les femmes
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les calculs d’acide urique (5 à 10 %), associés au métabolisme des protéines et souvent observés chez les personnes atteintes de goutte
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les calculs de cystine, plus rares (<1 %), liés à une anomalie génétique entraînant une excrétion excessive de cystine. [4]
Les calculs calciques de petite taille, parfois comparables à des grains de sable, peuvent être éliminés spontanément dans les urines. Les complications apparaissent lorsque leur taille augmente et qu’ils obstruent les voies urinaires.
Fig : 420 calculs rénaux extraits d’une personne de 55 ans
Une consommation excessive de calcium, notamment sous forme de supplémentation importante, peut augmenter l’absorption intestinale et les concentrations de calcium dans le sang et les urines. Cette situation peut favoriser la formation de calculs rénaux et entraîner, dans les cas extrêmes, une hypercalcémie pouvant provoquer fatigue, troubles neurologiques ou cardiaques.
Cependant, chez les personnes en bonne santé, il est généralement difficile d’atteindre un excès de calcium uniquement par l’alimentation. Les situations de surdosage sont plus souvent liées à des pathologies particulières ou à des excès de supplémentation. [5]
À l’inverse, une carence en calcium, beaucoup plus fréquente, peut favoriser la déminéralisation osseuse et augmenter le risque d’ostéoporose à long terme. Une hypocalcémie (calcémie inférieure à 2,1 mmol/L) peut entraîner divers symptômes tels que fatigue, contractures musculaires, fourmillements, maux de tête ou troubles digestifs.
Dans ces situations, le traitement repose généralement sur une supplémentation en calcium associée à la vitamine D, afin d’améliorer l’absorption intestinale et le maintien de l’équilibre phosphocalcique. [5]
SOURCES
- [1] Métabolisme du Calcium, du Phosphore, et du Magnésium – https://oatao.univ-toulouse.fr/2044/1/debouch_2044.pdf
- [2] Le lait, controverse en santé –
https://dumas.ccsd.cnrs.fr/dumas-01599756/document - [3] Calcium et phosphate : un duo performant pour la santé osseuse – https://www.cerin.org/wp-content/uploads/2011/05/Resume-calcium-phosphate-sante-osseuse-jp-bonjour.pdf
- [4] Article du centre d’urologie et d’andrologie de Paris – https://www.prostateparis.fr/calculs-renaux-ou-urinaires/….
- [5] Page résumé sur les besoins, les sources et les valeurs nutrionnelles en Calcium – https://www.francerein.org/wp-content/uploads/2021/12/fiche-pratique-france-rein-12-le-calcium-1.pdf