Calcium homeostasis and exercise

Summary

Calcium homeostasis is altered by strenuous physical exercise. The mechanism is unclear. Our study was designed to investigate this relationship, particularly any associated changes in the calcium regulating hormones. Six subjects carried out a strenuous exercise programme for 10 min on a bicycle ergometer. Blood samples were analysed for ionized calcium, total calcium, calcitonin and pH. Plasma parathormone was assayed using a new and very sensitive N-terminal assay. Serum ionized calcium was significantly elevated by exercise at 50% of maximum aerobic capacity (VO₂ max.). The rise persisted until the late recovery phase, when it fell significantly below resting levels. Plasma parathormone levels were initially depressed by moderate exercise (50% VO₂ max.) but were significantly elevated during and immediately after severe exercise. Our results suggest that exercise stimulates the hormonal, osteolytic influences acting on the skeleton, with increases in plasma parathormone and mobilisation of calcium stores. These changes may provide a supply of raw material allowing the osteogenic mechanical forces initiated by exercise to produce a positive skeletal balance. In view of the possible relevance of these findings to the understanding and management of osteoporosis we feel that this area merits further study.

Résumé

L'homéostasie du calcium est modifiée par une activité physique importante. Ce mécanisme n'est pas clairement expliqué. Le but de cette étude est d'examiner ce rapport, notamment en ce qui concerne les variations des hormones qui contrôlent la calcémie. Six sujets ont effectué un programme d'exercice intensif sur une bicyclette ergométrique pendant dix minutes. On a dosé sur des prélèvements sanguins le calcium ionisé, le calcium total, la calcitonine et le pH. On a titré la parathormone plasmatique en utilisant une nouvelle méthode N-terminale, très sensible. L'exercice élevait le taux de calcium ionisé sérique d'une manière significative à 50% de la capacité aérobique maxima (VO₂ max.). Cette élévation s'est poursuivie jusqu'à la phase ultime de récupération, pour retomber ensuite significativement en dessous des taux observés chez les sujets au repos. Les taux de parathormone plasmatique s'abaissaient au début, lors d'un exercice modéré (50% VO₂ max.) mais pendant et tout de suite après un exercice intense, ils se relevaient de manière significative. Nos résultats permettent de penser que l'effort active des influences hormonales ostéolytiques qui agissent sur le squelette par augmentation de la parathormone plasmatique et mobilisation des réserves calciques. Ces modifications peuvent fournir les éléments qui permettront aux forces mécaniques ostéogéniques de parvenir à une balance squelettique positive.