Гомеостаз кальция - гиперкальциемия
Нормальная устойчивая регуляция содержания кальция в организме определяется количеством кальция, поступающего с пищей, и, что более важно, различными биохимическими и гормональными факторами. Нарушение в любой из перечисленных систем при патологических состояниях сопровождается нарушением гомеостаза кальция, проявлением которого может быть гипер- или гипокальциемия.
Весь кальций, находящийся в тканях и жидкостях организма, поступает с пищей. Количество кальция, подвергающегося всасыванию в кишечнике, в конечном счете определяется его поступлением с пищевыми продуктами и различными факторами, связанными с пищеварением. У детей кальций всасывается в кишечнике и задерживается в организме для обеспечения роста костей, в то время как у взрослых поступление кальция необходимо для восполнения облигатных потерь с мочой и калом. У беременных и кормящих женщин потребность в кальции больше, поскольку он необходим для формирования скелета плода и секреции молока. Почки регулируют экскрецию кальция за счет механизмов, влияющих на его реабсорбцию в почечных канальцах. Как у детей, так и у взрослых адаптация к изменению поступления и потерь кальция происходит за счет изменения всасывания его в кишечнике, что позволяет обеспечить потребности костной системы и сохранить баланс кальция.
Адаптационные механизмы, регулирующие баланс кальция, заключаются в изменении секреции некоторых гормонов. Кроме нужд костной системы поддержание в организме постоянной концентрации ионизированного кальция необходимо для нормального функционирования нервно-мышечного аппарата и, возможно, для обеспечения таких функций клетки, как секреция и транспорт.
К основным биохимическим факторам гомеостаза кальция относят те, которые участвуют в поддержании целостности скелета и влияют на изменение массы тела и мышечной активности. Любое заболевание, нарушающее процессы отложения кальция в костях, может приводить к расстройствам регуляции кальциевого обмена с изменением сывороточной концентрации.
В кровяном русле кальций содержится в трех формах: ионизированной, связанной с белками и комплексной. Комплексная фракция составляет приблизительно 10% от общего количества кальция и представляет собой соединения кальция с фосфатом, бикарбонатом, цитратом и другими ионами. Фракция, связанная с белками, составляет приблизительно 40%, причем основным связывающим белком является альбумин. Ионизированная фракция составляет около 50% общего содержания кальция в сыворотке крови. Ее считают физиологически активной фракцией, которая не только находится под контролем гуморальных механизмов, но и сама влияет на секрецию гормонов. Уменьшение сывороточной концентрации ионизированного кальция является основным стимулом к образованию и секреции паратиреоидного гормона (ПТГ). Относительное постоянство концентрации кальция в сыворотке крови поддерживается за счет механизма обратной связи между сывороточной концентрацией этого иона и секрецией ПТГ. Кальций-чувствительные рецепторы паращитовидной железы мгновенно реагируют на изменения сывороточной концентрации ионизированного кальция, вызывая усиленное образование и секрецию ПТГ.
Видео: Хелатный кальций, чтобы иметь молодые кости, позвоночник, зубы, ногти и волосы!!!
В гормональной регуляции баланса кальция принимают участие паратгормон (ПТГ), 1,25-дигидроксихолекальциферол (1,25-ДГХК) и кальцитонин. Конкретная физиологическая роль кальцитонина у человека изучена недостаточно и требует дальнейшего выяснения. Однако недавно было высказано предположение, что кальцитонин участвует в поддержании устойчивого состояния баланса кальция. Согласно этой теории, кальцитонин играет определенную роль в транспорте кальция после его всасывания в кишечнике в жидкостные пространства костей, где он временно хранится и откуда при необходимости может возвращаться в интерстициальное пространство в промежутках между пероральными поступлениями кальция. Существует целый ряд гормонов, участвующих в обмене кальция и поддержании целостности скелета, которым, однако, принадлежит лишь вспомогательная роль: это гормон роста, пролактин, половые стероидные гормоны, тироксин и кортизол. Основные гормоны осуществляют регуляцию гомеостаза кальция посредством влияния на уровень отложения и выведения кальция в костях, почечную экскрецию и всасывание кальция в желудочно-кишечном тракте.
Физиологический эффект ПТГ охватывает ткани-мишени почек, костей и желудочно-кишечного тракта. В тканях-мишенях ПТГ воздействует на специфические рецепторы клеточной мембраны, которые связаны с аденилатциклазой- в результате происходит освобождение цАМФ, который осуществляет передачу импульсов внутри клетки. Воздействие ПТГ на почки сопровождается увеличением экскреции цАМФ с мочой, что имеет важное дифференциально-диагностическое значение. Физиологические эффекты ПТГ в почках заключаются в регуляции выделения кальция, фосфора и других ионов, а также влиянии на образование 1,25-ДГХК. В отсутствие ПТГ 97% фильтрующегося кальция реабсорбируется в почечных канальцах. ПТГ увеличивает канальцевую реабсорбцию кальция, повышая порог почечной реабсорбции этого иона и, следовательно, сывороточную концентрацию кальция. ПТГ уменьшает почечную реабсорбцию фосфора, понижает порог реабсорбции фосфора и обусловливает сохранение уровня экскреции фосфора при более низких его концентрациях в сыворотке крови- таким образом, суммарный эффект ПТГ направлен на снижение сывороточной концентрации фосфора. Кроме того, ПТГ влияет на метаболизм холекальциферола- он стимулирует образование в почках 1,25-ДГХК из его предшественника 25-гидроксихолекальциферола (25-ГХК). Физиологическое действие ПТГ на кости заключается в том, что он вызывает увеличение уровня резорбции, при которой подавляются минеральная и коллагеновая фазы и происходит выход кальция в циркуляторное русло.
Видео: Homemade calcium from eggs
Холекальциферол образуется в коже из 7-дегидрохолестерола посредством фотохимической реакции. Первый этап превращения холекальциферола в окончательную биологически активную форму происходит в печени и заключается в гидроксилировании в положении С-25 и образовании 25-ГХК- Последний подвергается дальнейшему гидроксилированию в почках в положении С-1, в результате чего образуется 1,25-ДГХК, представляющий собой важный биологически активный метаболит и гормональную форму холекальциферола. Почки являются местом образования еще одного дигидроксиметаболита — 24,25-дигидроксихолекальцифе-рола (24,25-ДГХК)- возможно, что он также играет определенную роль в метаболизме кальция и фосфора, однако эту роль, как и роль других ди- и тригидроксиметаболитов, предстоит еще определить. При гипокальциемии почечный синтез направлен на гидроксилирование 25-ГХК в положении С-1 и образование 1,25-ДГХК, а при достижении нормальной сывороточной концентрации кальция происходит переход к образованию 24,25-ДГХК. Регуляция образования 1,25-ДГХК осуществляется двумя системами.
Первая система представлена кальцием, фосфором, ПТГ и самим 1,25-ДГХК: эта система регулирует образование 1,25-ДГХК, направленное на удовлетворение кратковременных потребностей ib кальции и фосфоре, и работает по принципу обратной связи. Вторая система, которая, по-видимому, предназначена для регуляции долгосрочных потребностей, представлена гормоном роста, пролактином и половыми стероидными гормонами, однако до сих пор точно не установлено, какой из этих гормонов играет основную роль на определенных этапах этой регуляции.
Видео: Роль кальция в жизни человека ч.1..mp4
Основными биологическими объектами воздействия 1,25-ДГХК являются кости и желудочно-кишечный тракт, где он связывается со специфическими рецепторами клеточных ядер. Несмотря на то, что кальций способен пассивно диффундировать через стенку кишечника при достаточном поступлении его с пищей, активный транспорт кальция через стенку кишечника без 1,25-ДГХК фактически отсутствует- 1,25-ДГХК приводит к значительному увеличению активного транспорта кальция и вызывает повышение его сывороточной концентрации. После лечения 1,25-ДГХК некальцифицированный остеоид, наблюдающийся при рахите и остеомаляции, подвергается реминерализации. Процесс минерализации может оказать влияние на внеклеточную концентрацию кальция и фосфора, а также на факторы, регулирующие согласование процессов резорбции и минерализации в костях. Повышение уровня резорбции в костях наблюдается после передозировки витамина D или его биологически активных производных. Кроме того, 1,25-ДГХК оказывает биологическое действие на паращитовидные железы, почки и мышцы. В клетках паращито-видных желез есть специфические рецепторы, чувствительные к витамину D, и в экспериментах на животных доказано, что его производные могут изменять уровень секреции ПТГ. При лечении больных с гипопаратиреозом 1,25-ДГХК может происходить увеличение реабсорбции фосфора в почечных канальцах с последующим изменением его сывороточной концентрации. Мышечная гипотония, являющаяся наиболее характерным симптомом дефицита витамина D, проходит в результате лечения 1,25-ДГХК.
