Calcium staat bekend als een van de bouwstenen van onze botten. Het is veelvuldig aanwezig in ons lichaam en je kunt er in het bloed een tekort of overschot van hebben. Uiteraard heeft dat allerlei gevolgen. Zo ook voor het ECG. In dit artikel gaan we inzoomen op de link tussen calcium en het ECG, met specifieke aandacht voor hypocalciëmie!
Calcium is een belangrijk mineraal in ons lichaam. Sterker nog, het is het meest voorkomende mineraal! 99% van de totale calciumvoorraad in ons lichaam bevindt zich in onze botten. De normale serumwaarde is 2,10 – 2,55 mmol/L. Ongeveer de helft van het calcium in het bloed is gebonden aan albumine, de andere helft zwemt vrij rond. Dit noemen we het geïoniseerde calcium. De pH heeft invloed op deze verhoudingen: bij een alkalose wordt er meer calcium gebonden aan albumine en dan daalt dus het geïoniseerde calcium, waar we bij een acidose juist een verhoging van het geïoniseerde calcium zien.
Calciumregulatie
Het calcium in ons lichaam wordt strak gereguleerd middels verschillende mechanismen. Zo is de aanmaak van het bijschildklierhormoon PTH (Parathormoon of parathyreoïdhormoon) afhankelijk van het calcium. Een verlaagd serumcalcium (geïoniseerd calcium) doet de PTH-productie toenemen en vice versa. PTH zorgt dan weer voor toename van terugresorptie van calcium in de nieren, toename van vitamine D productie en het ´onttrekken´ van calcium uit de botten richting bloedbaan. Daarnaast is PTH belangrijk voor de regulatie van fosfaat: toename van PTH zorgt voor meer calcium in het bloed en minder fosfaat, en vice versa.
Vitamine D (wat dus onder andere onder invloed van PTH wordt geproduceerd) zorgt voor opname van calcium uit onze voeding in het gastro-intestinale systeem. Het wordt in een inactieve vorm geproduceerd in de lever en door de nieren omgezet in een actieve variant. Ook kan er wederom calcium uit het bot worden vrijgemaakt.
Een tegenhanger van dit systeem is het hormoon calcitonine. Het wordt in de schildklier geproduceerd en remt juist het vrijmaken van calcium uit de botten en bevordert het uitplassen van calcium via de nieren.
We hebben calcium nodig voor allerlei zaken in ons lichaam. Zo is het een belangrijke factor in de bloedstolling, is het betrokken bij de aanmaak van neurotransmitters, is calcium een factor die betrokken is bij het functioneren van spiercellen zoals in het hart en bloedvaten en is ons immuunsysteem mede afhankelijk van calcium.
Oorzaken hypocalciëmie
De meest voorkomende oorzaken van hypocalciëmie zijn een te laag albumine en hyperventilatie. Ook kan, zoals reeds uitgelegd, alkalose een oorzaak zijn. Verminderde calciumintake of verhoogde excretie van calcium kunnen oorzaken zijn. Dit kan ontstaan door bijvoorbeeld een tekort aan PTH (hypoparathyreoïdie) of overschot aan calcitonine (schildkliercarcinoom). Ook een vitamine-D tekort kan een veroorzaker zijn omdat dan de opname van calcium in het GI-systeem afneemt, ondanks dat er misschien voldoende calcium in de genomen voeding zit.
Een andere mogelijk oorzaak heeft te maken met fosfaat: een verhoogd fosfaat in het bloed zorgt ook voor een daling van het calciumgehalte. Een te hoog fosfaat kan ontstaan door bijvoorbeeld nierfalen, tumorlyse en rhabdomyolyse. Een forse toename van de hoeveelheid citraat in het bloed, bijvoorbeeld bij verkeerde instellingen van CVVH(DF) of bij massale bloedtransfusie, doet ook het calcium in het bloed dalen.
Calcium heeft een duidelijke link met de botten, en daar ligt ook nog een andere mogelijke oorzaak van hypocalciëmie. Bij toename van botformatie (activiteit van osteoblasten) door bijvoorbeeld maligniteit kan er meer calcium vanuit het bloed naar de botten getrokken worden, waardoor er minder in het bloed zit.
Hieronder zie je een completere lijst met mogelijke oorzaken van hypocalciëmie.
- Hypo-albuminemie (te laag albumine)
- Respiratoire of chronische alkalose
- Endocriene oorzaken
- Te laag PTH (hypoparathyreoïdie, pseudohypoparathyreoïdie, chirurgie)
- Te hoog calcitonine (Schildkliercarcinoom)
- Te weinig vitamine D
- Hyper-fosfatemie (teveel fosfaat)
- Tumorlyse
- Rhabdomyolyse
- Nierfalen
- Teveel citraat
- CVVH(DF)
- Massale bloedtransfusie
- Plasmaferese
- Toename botformatie
- Maligniteit
- Osteomalacie
- Sepsis
- Toxic Shock Syndroom
- Pancreatitis
- Medicamenteus
- Betablokkers
- Heparine
- Fenytoïne
- Gentamycine
- Calciumkanaalblokkers
Symptomen hypocalciëmie
Te weinig calcium in je bloed kan veel gevolgen hebben binnen allerlei orgaansystemen. Hiervan speelt zich veel neuromusculair af. Denk aan zaken als insulten, paresthesie, verward gedrag, hallucinaties, laryngospasmen en spierspasmen. Ook het hart heeft last van hypocalciëmie. Dit uit zich onder ander in afname van de contractiliteit en daarmee toename in risico op hartfalen. Daarnaast zijn er natuurlijk de nodige elektrische gevolgen en daarmee dus gevolgen voor het ECG. Meer daarover lees je hieronder.
Hypocalciëmie en het ECG
Laten we beginnen met de samenvatting van wat je kunt verwachten. De meest voorkomende ECG afwijkingen bij hypocalciëmie zijn:
- QTc verlenging door een verlengd ST-segment
- ST-T afwijkingen
- ST-elevaties en pseudo-infarct patronen
- T-top inversies
- Afgevlakte T-toppen
- Verminderd T-top voltage
- AV-blokken
- SA-blok
- Aritmieën
Met name dat eerste, QTc verlenging door ST-segment verlenging is HET kenmerk van hypocaliëmie op het ECG. Van de andere kenmerken, met name ST-T afwijkingen zoals ST-elevaties en T-top inversies of afgevlakte T-toppen, moet gezegd worden dat dit meestal het gevolg is van andere elektrolytenstoornissen die gepaard gaan met hypocalciëmie. Denk aan zaken als hypokaliëmie en hypomagnesiëmie of bijvoorbeeld een acidose. Er zijn wel case reports (5, 6) die pseudo-infarct patronen beschrijven bij hypocalciëmie, echter gaat het hier eigenlijk altijd om mensen met een heel scala aan andere mogelijke veroorzakers van het patroon. Casussen waarbij de calcium wél echt te linken is aan ST-afwijkingen en infarctpatronen worden toegeschreven aan vaatspasmen (4, 7). De T-top morfologie is doorgaans onveranderd bij hypocalciëmie, echter het KAN wel afwijken.
Hypocalciëmie verlengt de duur van fase 2 van de actiepotentiaal. Het functioneren van de calciumkanalen waar het calcium doorheen moet alsmede de snelheid van instromen van calcium in de cel staat onder invloed van het extracellulaire calcium. Dit heeft allemaal invloed op de QT-interval, welke proportioneel verlengt met de ernst van de hypocalciëmie. Dus: hoe lager het calcium, hoe langer de QT-interval wordt. We zien echter zelden dat deze met meer dan 40% verlengd.
Voorbeelden
Hieronder zie je enkele voorbeelden van ECG’s bij iemand met hypocalciëmie. Steeds valt de enorm lange QT-interval met een lang ST-segment op.
Referenties
- ECG Abnormalities Associated With Hypocalcemia (Ru Dusky, 2001)
- Electrocardiographic Manifestations of Calcium Abnormalities (Chorin et al, 2015)
- Dynamic assessment of the electrocardiographic QT interval during citrate infusion in healthy volunteers (Davis et al, 1995)
- ECG changes in a 25-year-old woman with hypocalcemia due to hypoparathyroidism. Hypocalcemia mimicking acute myocardial infarction (Lehmann et al, 2000)
- Unusual electrocardiographic manifestations of hypocalcemia (Reddy et al, 1974)
- Electrocardiographic finding simulating acute myocardial infarction in a compound metabolic aberration (Khardori et al, 1985)
- Acute myocardial injury caused presumably by coronary spasm after magnesium fluoro-silicate ingestion (Ortega-Carnicer et al, 2000)