El calcio y el fósforo son dos de los elementos minerales más abundantes en el cuerpo humano. Se encuentran fundamentalmente formando el esqueleto mineral, en forma de un compuesto llamado hidroxiapatita. El calcio tiene unas funciones muy importantes como son, entre otras, su participación en la contracción muscular, excitabilidad nerviosa, coagulación de la sangre o en la secreción de glándulas exocrinas. También el fósforo tiene importantes funciones metabólicas participando en la regulación de enzimas y almacén energético.
Debido a estas importantes funciones los niveles de calcio en suero se mantienen en unos niveles muy estrechos (entre 8 y 10,5 mg/dL) y el mantenimiento del equilibrio del calcio y fósforo es llevado a cabo por tres hormonas fundamentalmente, la paratirina (PTH), la vitamina D y la calcitonina, que actúan a nivel de tres órganos, que son el hueso, el riñón y el intestino. La paratirina responde a niveles bajos de calcio favoreciendo en el riñón la reabsorción tubular de calcio, la eliminación de fósforo por la orina y también la síntesis de la forma activa de la vitamina D (1,25- dihidroxi-colecalciferol). En el hueso la paratirina favorece la resorción ósea, con lo que se libera calcio y fosfato a la circulación sanguínea. La vitamina D favorece la absorción de calcio y fósforo intestinal. También favorece la absorción intestinal de calcio un medio ácido y la presencia de proteínas, mientras que el ácido fítico presente en algunos cereales, los ácidos grasos o el oxalato disminuye su absorción. La calcitonina también regula los niveles de calcio ya que se secreta cuando los niveles de calcio están elevados y favorece su depósito en el hueso disminuyendo la resorción ósea.
El calcio circulante está formado por tres fracciones: Casi un 50% del calcio está como calcio libre ("calcio iónico"), la otra mitad está unido a proteínas plasmáticas y un muy pequeño porcentaje está formando complejos con otros iones, como el lactato, bicarbonato o el citrato ("calcio acomplejado"). La principal proteína de unión es la albúmina y este calcio unido es fisiológicamente inactivo. La forma ionizada del calcio es la fisiológicamente activa y es la que estimula la secreción de la paratirina. El calcio unido a proteínas depende del pH sanguíneo, de forma que a pH ácido en la sangre desciende la unión a la albúmina y aumenta el porcentaje de calcio iónico, mientras que a pH sanguíneo alcalino aumenta la unión y disminuye la fracción ionizada del plasma.
Aunque el calcio activo es la fracción libre, en el laboratorio se mide normalmente el calcio total. Esto hace que haya que ser cuidadoso en la interpretación de resultados, ya que los cambios en la concentración de albúmina provocan cambios en los niveles de calcio total pero no afecta al calcio iónico. Así, el calcio total disminuirá cuando hay un descenso de la concentración de albúmina sérica, pero el calcio iónico se mantendrá en sus niveles normales. Por las razones antes expuestas y referidas a la modificación de unión del calcio a proteínas y formación de complejos, interesa más medir el calcio iónico en situaciones concretas como es durante la cirugía y en pacientes ingresados en la Unidad de Cuidados Intensivos. También la posición supina proporciona unos niveles de calcio total ligeramente inferiores a los de la posición erecta. Los niveles de calcio en orina varían considerablemente y solamente tienen importancia cuando se miden tras una dieta controlada en calcio los tres días previos a la recolección de la orina.
La mayoría del fósforo se encuentra junto con el calcio formando el hueso. El fosfato circulante está en derivados orgánicos, como es con los lípidos o carbohidratos, o como hidrógeno fosfato o dihidrogeno fosfato. A estas dos últimas formas se le denominan fosfato inorgánico y son las que se miden en el laboratorio. Los niveles normales de fosfato en suero oscilan en adultos entre 2,5 y 4,5 mg/dL, mientras los niños por su estado de crecimiento tienen niveles de fosfato ligeramente más altos, entre 4 y 7 mg/dL. Es importante realizar la extracción en ayunas, pues los valores séricos de fosfato disminuyen tras las comidas. Para medir el fosfato en orina es necesario recogerla durante las 24 horas debido a la amplia variación diurna en la eliminación de fosfato.
Como hemos visto anteriormente, el metabolismo del calcio y del fósforo está interrelacionado. De esta forma, en las personas sanas si hay un aumento de calcio, entonces disminuye el fosfato. Existen numerosas patologías en que está alterado el metabolismo fosfo-cálcico, y que pueden llevar a una hiper o hipocalcelmia. Entre las causas de aumento de calcio sérico pueden estar el hiperparatiroidismo o los tumores. Entre las causas de hipocalcemia pueden estar, entre otras, el hipoparatiroidismo o la insuficiencia renal. El hiperparatiroidismo es una enfermedad en la cual se secreta un exceso de paratirina por la glándula productora, que es la paratiroides. En este caso el exceso de hormona provoca un incremento de calcio sérico y una disminución del fosfato. En el hipoparatiroidismo sucede lo contrario, la baja producción de paratirina hace que disminuya el calcio con un aumento de fosfato. El fallo renal provoca frecuentemente una hiperfosfatemia por una disminución de la excreción renal de fosfato. En la insuficiencia renal crónica se produce una hipocalcemia, con un incremento de la hormona paratirina y del fosfato en el suero. La hipofosfatemia es una situación frecuente en los pacientes hospitalizados.