Функции кальция

Занятие 23

ФИЗИОЛОГИЯ И ПАТОЛОГИЯ НЕЙРОЭНДОКРИН НОЙ РЕГУЛЯЦИИ.

ТЕМА: ПАТОЛОГИЯ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ.

ПАТОЛОГИЯ ФОСФОРНО-КАЛЬЦИЕВОГО ОБМЕНА

Кальций и фосфор участвуют в ряде важнейших структурных, регуляторных и биохимических функций организма.

Функции кальция

- Внеклеточный ионизированный кальций участвует в регуляции мембранного возбуждения, нервной проводимости и мышечного сокращения;

- обеспечивает сопряжение возбуждения с секрецией нейромедиаторов;

- активирует ферменты гликогенолиза, глюконеогенеза, амилазу, липазу, трипсиноген, АТФ-азу;

- является компонентом системы свертывания крови;

- обеспечивает взаимодействие типа клетка-клетка (уменьшенное содержание внеклеточного кальция ассоциируется с пониженной адгезией клеток);

- биологический сигнализатор: является информационной (сигнальной) молекулой для многих процессов.

Функции фосфора

- Участвует в образовании и обмене компонентов клетки (в зависимости от наличия необходимого количества фосфата);

- входит в состав нуклеиновых кислот;

- используется в составе высокоэнергетических органических соединений для реакции переноса групп и сопряжения с АТФ;

- входит в состав фосфолипидов (мембранных компонентов);

- участвует в фосфорилировании промежуточных продуктов метаболизма (преимущественно углеводов);

- участвует в формировании ключевых остатков серина и треонина в некоторых белках, являясь основным фактором ковалентной регуляции метаболизма;

- входит в состав сигнальных молекул – цАМФ и 2, 3 – ДФГ;

- входит в состав буферных систем крови и мочи (титруемая кислотность).

Гомеостаз кальция и фосфора тесно связан. Из трех гормонов, оказывающих главное регуляторное влияние на кальций и кость (паратгормон, витамин D и кальцитонин), первые два действуют и на гомеостаз фосфора.

Более 99 % общего количества кальция организма содержится в костях (у взрослого человека, в среднем, примерно 1000г), которым он придает прочность и твердость. Именно кость служит главным хранилищем кальция, хотя около 99 % этого иона присутствует в них в сложной форме кристаллов гидроксилапатита. Вместе с тем, около 1 % кальция костной ткани, находящегося в виде фосфатных соединений (аморфный фосфат кальция), легко обменивается и играет роль буфера при внезапных изменениях концентрации кальция в крови, с которым он находится в равновесии.

Подобно кальцию основная масса фосфора в организме (100, 0г или 85 % от общего его содержания) также находится в скелете, который служит резервуаром этого вещества.

Нормальный уровень кальция в плазме составляет 2, 3 – 2, 6 ммоль/л (10мг%), из которых примерно 50% - это свободный (т.е. несвязанный, ионизированный) кальций, а остальная его часть либо связана с белками плазмы (около 45%), либо с такими анионами, как цитрат или лактат (5%). Физиологической активностью обладает ионизированный кальций.

Содержание кальция во внеклеточной жидкости тщательно регулируется и поддерживается. Оно зависит:

- от всасывания кальция в кишечнике;

- от баланса между включением кальция в неорганическую фазу кости и

обменом кровь – кость, при котором кальций выходит из кости.

Участие почек в гомеостазе кальция реализуется через их выраженную способность предотвращать его экскрецию (из 10000мг суточного клубочкового фильтрата кальция с мочой выделяется только 100мг) без столь же выраженной способности освобождать организм от избытка кальция при гиперкальциемии.

Ежедневное потребление кальция взрослыми людьми составляет примерно 1000мг/сутки. У детей, в возрасте до 7 лет суточная потребность в кальции также около 1, 0 г. В период бурного роста (14-18 лет), а также во время беременности и лактации потребность в кальции значительно возрастает.Ежедневные потери кальция также составляют около 1000мг. Из них, 700-800мг выделяются с калом и 100-300мг с мочой. При ограничении потребления кальция до 300мг/сутки и менее, его выделение снижается до 100мг.

Кальций относится к трудноусвояемым элементам.Щелочная среда тонкого кишечника способствует образованию трудновсасываемых соединений кальция и лишь воздействие на них желчных кислот позволяет перевести его в состояние, подлежащее абсорбции. Усвояемость кальция зависит от его соотношения с жирами, магнием и фосфором. Наибольшее количество кальция всасывается в тех случаях, когда на каждый грамм поступающего с пищей жира приходится около 10мг кальция. На всасывание кальция отрицательное влияние оказывает избыток калия и магния в пище, конкурирующих с ним за желчные кислоты. Количество магния в пищевом рационе должно составлять ½ - ¾ от количества кальция. Особенно важным фактором, влияющим на всасывание кальция, является количество в пище фосфатов. Избыток фосфора приводит к повышенному образованию трехосновного фосфорнокислого кальция, который, почти не реагируя с желчными кислотами, не переводится в растворимое состояние и не усваивается организмом. Физиологически нормальным считается соотношение кальция и фосфора в пище 1: 1, 5 или 1: 2. Резко отрицательное влияние на всасываемость кальция оказывают некоторые органические кислоты, особенно инозитфосфорная кислота и щавелевая кислота, входящая в состав щавеля и шпината. Главным регулятором, обеспечивающим всасывание кальция в желудочно-кишечном тракте, является кальцитриол: 1, 25 (ОН)2D3.

В отличие от кальция концентрация фосфора в плазме крови не поддерживается в каких-то узких пределах, что, по-видимому, отражает центральную роль фосфора во внутриклеточных процессах (внутриклеточная концентрация – 140мэкв/л).

В плазме крови фосфор представлен как органической (2, 77ммоль/л), так и неорганической (1, 08ммоль/л) фракциями. Термин «фосфаты» в клинической и лабораторной практике относят к неорганическому фосфору, концентрация которого в сыворотке находится между 1, 12 – 1, 45ммоль/л (3, 5-4, 5мг%). В отличие от кальция фосфор относится к легкоусвояемым элементам. При обычной диете поступление фосфора в организм составляет около 10мг/кг/сутки. При этом он всасывается примерно на 70%. При ограничении поступления фосфора в организм его всасываемость возрастает до 90%. В связи с тем, что в нормальных условиях организм не испытывает дефицита в поступлении фосфора, единственно важной детерминантой его содержания в плазме является выделение почками.