Какой гормон регулирует обмен кальция

За обмен кальция и фосфатов в организме отвечают три гормона – кальцитриол, кальцитонин и паратиреоидный гормон.

Представляет собой производное витамина D и относится к стероидам.

Образующийся в коже под действием ультрафиолета и поступающие с пищей холекальциферол (витамин D₃) и эргокальциферол (витамин D₂) гидроксилируются в гепатоцитах по С₂₅ и в эпителии проксимальных канальцев почек по С₁. В результате формируется 1,25-диоксихолекальциферол (кальцитриол).

Активируют: Гипокальциемия повышает гидроксилирование витамина D по С₁ в почках через увеличение секреции паратгормона, стимулирующего этот процесс.

Уменьшают: Избыток кальцитриола подавляет гидроксилирование по С₁ в почках.

Рецепторы к кальцитриолу обнаружены практически во всех тканях. Эффекты гормона могут быть геномные и негеномные, эндокринные и паракринные.

1. Геномный эффект кальцитриола заключается в регуляции концентрации кальция и фосфора в крови:

• в кишечнике индуцирует синтез белков, отвечающих за всасывание кальция и фосфатов,
• в почечных канальцах повышает синтез белков-каналов для реабсорбции ионов кальция и фосфатов,
• в костной ткани усиливает активность остеобластов и остеокластов.

2. Посредством негеномных паракринных механизмов гормон регулирует количество ионов Ca 2+ в клетке

• способствует минерализации кости остеобластами,
• влияет на активность иммунных клеток, модулируя их иммунные реакции,
• участвует в проведении нервного возбуждения,
• поддерживает тонус сердечной и скелетной мускулатуры,
• влияет на пролиферацию клеток.

3. Также действие кальцитриола сопровождается подавлением секреции паратиреоидного гормона.

Представляет собой пептид из 84 аминокислот с молекулярной массой 9,5 кДа.

Идет в паращитовидных железах. Реакции синтеза гормона высоко активны.

Активирует образование гормона гипокальциемия.

Уменьшают высокие концентрации кальция через активацию кальций-чувствительной протеазы, гидролизующей один из предшественников гормона.

Эффект паратиреоидного гормона заключается в увеличении концентрации кальция и снижении концентрации фосфатов в крови.

Это достигается тремя способами:

• при высоком уровне гормона активируются остеокласты и происходит деструкция костной ткани,
• при низких концентрациях активируется перестройка кости и остеогенез.

• увеличивается реабсорбция кальция и магния,
• уменьшается реабсорбция фосфатов, аминокислот, карбонатов, натрия, хлоридов, сульфатов.
• также гормон стимулирует образование кальцитриола (гидроксилирование по С₁).

Возникает при случайном удалении железы при операциях на щитовидной железе или при аутоиммунной деструкции ткани желез. Возникающая гипокальциемия и гиперфосфатемия проявляется в виде высокой нервно-мышечной возбудимости, судорог, тетании. При резком снижении кальция возникает дыхательный паралич, ларингоспазм.

Первичный гиперпаратиреоз возникает при аденоме желез. Нарастающая гиперкальциемия вызывает повреждение почек, мочекаменную болезнь.

Вторичный гиперпаратиреоз является результатом почечной недостаточности, при которой происходит нарушение образования кальцитриола, снижение концентрации кальция в крови и компенсаторное возрастание синтеза паратиреоидного гормона.

Представляет собой пептид, включающий 32 аминокислоты с молекулярной массой 3,6 кДа.

Осуществляется в парафолликулярных клетках щитовидной железы.

Активируют: ионы кальция, глюкагон.

Эффект кальцитонина заключается в уменьшении концентрации кальция и фосфатов в крови:

• в костной ткани подавляет активность остеокластов, что улучшает вход кальция и фосфатов в кость,
• в почках подавляет реабсорбцию ионов Ca 2+ , фосфатов, Na + , K + , Mg 2+ .

источник

Ионы Са 2+ принимают участие в формировании многих структур организма, в регуляции течения метаболических процессов.

Участие в контактном узнавании клеток за счет образования катионных Са 2+ мостиков.

Стабилизация формы клеток в результате взаимодействия с компонентами клеточных мембран и цитоскелета.

Регуляция проницаемости мембран нейронов и миоцитов.

Участие в мышечном сокращении.

Стимуляция биосинтетических и секреторных процессов.

Регуляция активности ряда ферментов.

Регуляция окислительного фосфорилирования.

Стимуляция свертывания крови.

Опосредование эффектов ряда гормонов.

Концентрация Са в крови стабильна, ее колебания не превышают 3%. В плазме крови содержится 2,4 – 4 ммоль/л (9-11 мг%) кальция.

Уровень кальция зависит от функционального состояния 3 структур организма:

Костного аппарата – резервуара Са.

Тонкого кишечника, который обеспечивает всасывание Са и его реабсорбцию.

Почек, в которых осуществляется реабсорбция ионов кальция и фосфора.

Уровень кальция в организме контролируется 2 гормонами: паратгормоном и кальцитонином, а также витамином 1,25 (ОН)₂D₃.

Паратгормонобладает гиперкальциемическим действием и одновременно снижает концентрацию фосфатов в крови.

В кости паратгормон стимулирует мобилизацию и выход в кровь Са 2+ .

В кишечнике паратгормон усиливает всасывание Са 2+ в кровь.

В почках паратгормон усиливает реабсорбцию Са 2+ в дистальных сегментах извитых канальцев и тормозит реабсорбцию фосфатных ионов в проксимальных отделах канальцевого аппарата.

Паратгормон стимулирует в почках синтез 1,25 (ОН)₂D₃из малоактивного 25-ОН-D₃.

1,25 (ОН)₂D₃ витамин усиливает всасывание Са 2+ и фосфатов в слизистой тонкого кишечника, мобилизует Са 2+ и фосфаты из костной ткани и увеличивает реабсорбцию Са 2+ в почках.

Кальцитонин– гипокальцемический гормон.

В костной ткани кальцитонин способствует отложению Са 2+ .

Замедляет всасывание Са и фосфатов из кишечника.

В почках кальцитонин препятствует реабсорбции Са 2+ .

В отношении уровня фосфатов в крови кальцитонин и паратгормон являются синергистами: оба гормона вызывают гипофосфатемию.

Отклонения в концентрации Са 2+ в крови, превышающие 3-5%, приводят к специфическому изменению интенсивности функционирования желез, секретирующих паратгормон и кальцитонин.

Повышение уровня ионов Са 2+ в крови стимулирует секрецию кальцитонина и торможение секреции паратгормона и 1,25 (ОН)₂D₃.

Повышение уровня ионов Са 2+ в крови стимулирует секрецию паратгормона и витаминаD₃и тормозит секрецию кальцитонина.

Гипокальцемия – онемение и покалывание в пальцах и оклоротовой области, гиперреактивные рефлексы, спазмы мышц, тетания, судороги. У новорожденных могут наблюдаться летаргия и плохое сосание.

При хронической гипокальцемии происходят переломы костей как следствие остеопороза.

Гиперкальцемия может сопровождаться кальцификацией мягких тканей. Образуются фосфаты кальция, которые откладываются во всех органах.

Витамины – низкомолекулярные вещества органической природы, необходимы для выполнения биохимических и физиологических функций, необходимые в небольших количествах, не выполняющих пластических и энергетических функций. Витамины являются активаторами биохимических процессов, т.к. обеспечивают выполнение каталитических функций ферментов. Витамины не синтезируются в организме или синтезируются в таких количествах, которые не достаточны для выполнения функций и поэтому должны поступать в составе пищевых продуктов, при резкой недостаточности витаминов в организме развивается характерный симптомокомплекс.

Термин «Витамин» впервые был использован для обозначения специфического микрокомпонента пищи органической природы, предотвращающего обусловленную неполноценным питанием болезнь бери-бери, распространенную в странах, где население употребляло в пищу много риса. Т.к. этот микрокомпонент обладал свойствами амина, польский биохимик Казимир Функ, получивший это вещество в чистом виде, назвал его «витамин», что означает «необходимый для жизни амин».

Витамины делят на 2 группы:

Жирорастворимые – А, Е, D, К, F(совокупность всех полиненасыщенных кислот).

Выделяют группу витаминоподобных веществ. Это соединения, которые могут синтезироваться в организме и недостаток не вызывает развитие симптомокомплекса.

К витаминоподобным веществам относятся: пангамовая кислота, оротовая кислота, липоевая кислота, холин, инозитол, S-метилметионин, карнитин.

1.Водорастворимые витамины являются коферментами или составной частью коферментов.

2.Жирорастворимые витамины входят в состав липопротеидного слоя мембран.

Нарушение функций витаминов:

Нарушение обмена витаминов может быть связано с нарушением всасывания витаминов или их транспорта с кровью. Витамин в организме должен превратиться в активную форму. Нарушение образования активной формы кофермента или нарушение синтеза апофермента может привести к нарушению функций витаминов.

Этапы нарушений обмена витаминов.

Всасывание витаминов может нарушаться при повышенной перистальтике, при отсутствии рецепторов для витаминов.

Транспорт витаминов связан с альбуминами крови.

Синтез кофермента может быть нарушен при отсутствии ферментов, обеспечивающих синтез коферментов, отсутствие энергии.

При недостатке белков может быть нарушен синтез апофермента, что приведет к отсутствию апофермента.

Недостаточность витаминов в организме вызывает гиповитаминоз.

Авитаминоз – резко выраженная недостаточность витаминов в пище.

Концентрация витамина в крови или моче.

(в крови, клетках)

Снижено (нарушен биосинтез)

Активность витаминзависимых ферментов в клетках

Снижено (апофермент синтезируется, но он аномален и связь с коферментом непрочная)

Не определяется (синтезируется не активный апофермент)

Содержание витаминов определяют в лимфоцитах периферической крови и фибробластах кожи.

Причины возникновения и коррекция авитаминозов.

Оценка пищевого рациона (правильность обработки).

Оценка всасывания витаминов.

Для устранения этих авитаминозов вводят дозы близкие к физиологическим.

при снижении концентрации кофермента:

а) вводят кофермент и определяют концентрацию кофермента в клетке

б) вводят большие дозы витаминов для создания концентрационного эффекта, т.е. для увеличения концентрации субстрата. Доза витамина увеличивается в 100 – 500 раз, т.е. проводят мегавитаминотерапию. Лечение направлено на активацию ферментов, синтезирующих данный кофермент.

При снижении активности фермента вводят большие дозы витаминов, из которых синтезируется избыток кофермента, т.е. проводят мегавитаминотерапию.

При отсутствии активности фермента витаминотерапия не поможет, т.к. имеет место генетический дефект.

Если недостаток витамина приводит к недостаточности синтеза продукта В, то лечат введением вещества В, а если отрицательный эффект связан с накоплением вещества А, то нужно ограничить поступление вещества А:

АВ

Причины нарушений обмена витаминов

Недостаток витаминов в пище или неправильная обработка пищи.

Нарушение всасывания витаминов. Для всасывания витамина В₁₂необходим внутренний фактор Кастла, выделяемый обкладочными клетками желудка, всасывание жирорастворимых витаминов происходит в присутствии желчных кислот. Всасывание может нарушаться при повышенной перистальтике, при отсутствии рецепторов для витаминов.

Нарушение транспорта витаминов в кровотоке и нарушение трансмембранного переноса в клетки-мишени.

В транспорте витаминов в кровотоке участвуют альбумины крови. Снижение концентрации альбуминов нарушает транспорт витаминов.

Нарушение синтеза коферментов из витаминов, из-за отсутствия ферментов и энергии.

Недостаток белков в пище приводит к недостатку аминокислот, из которых синтезируется апофермент, т.е. недостаток белка в пище вызывает нарушение синтеза апофермента.

Нарушение синтеза кофермента и апофермента приводит к нарушению синтеза витаминзависимого фермента.

Авитаминоз – патологическое состояние, развивающееся вследствие длительного и полного отсутствия витамина (ов) в организме.

Гиповитаминоз – патологическое состояние, наступающее при неполной, частичной нехватке витамина (ов) в организме.

Причины возникновения гиповитаминозов.

Алиментарные (отклонение фактического рациона от поглощаемы рационов).

а) отсутствие витаминов в пищевых продуктах (однообразное питание, мало растительной пищи, сезонность).

б) неправильная кулинарная обработка при приготовлении пищи (длительное, неправильное хранение, температурный фактор, кислоты, щелочи при приготовлении консервированных продуктов).

в) национальные, местные обычаи.

Нарушения всасывания и транспорта витаминов

б) заболевание печени (желчь – необходимое условие для всасывания жирорастворимых витаминов).

в) нарушение синтеза белков – переносчиков.

Нарушение синтеза коферментов, изменение метаболизма витаминов, повышенное разрушение витаминов (климат, болезни, беременность, физическая нагрузка).

Резкое снижение энергозатрат в 2 – 3 раза, в соответствии с этим уменьшение потребления пищи.

Увеличение доли консервированных продуктов, полуфабрикатов, продуктов, приносящих калории.

Для борьбы с состоянием гиповитаминоза можно воспользоваться:

Витаминизацией продуктов питания.

Индивидуальная профилактика состояния гиповитаминоза путем назначения физиологических доз витаминов.

Клиническая картина гиповитаминозов.

Iстадия – общая для всех витаминов – вялость, апатия, бессонница, быстрая утомляемость, головокружение, раздражительность, потеря аппетита.

IIстадия – характерна клиническая картина для каждого витамина.

Определение недостатка витаминов.

Определение концентрации витаминов в крови, моче и тканях (лейкоциты, фибробласты кожи).

Активность Ферментных систем, в состав которых входит витамин.

Определение концентрации метаболитов в реакции, катализируемой витаминзависимым ферментом

АВ

Если недостаток витамина приводит к недостаточности синтеза продукта В, то лечат введением вещества В, а если отрицательный эффект связан с накоплением вещества А, то нужно ограничить поступление вещества А.

С лечебной целью назначают физиологические дозы витаминов, а также мегадозы. Выбор дозы зависит от причины и для ее установления проводят диагностику по схеме:

источник

• Исследование уровня кальцитонина в крови методом ИФА 950 руб.
• Исследование уровня остеокальцина в крови методом ИФА 850 руб.
• Исследование уровня паратгормона в крови (ИХМ) 750 руб.
• Маркеры остеопороза (паратгормон, остеокальцин, кальцитонин, кальций ионизированный, кальций общий) 3200 руб.

Кальций является частью неорганических элементов, входящих в состав кости.

Кость – соединительная ткань, состоящая из органических и неорганических элементов. Органическая часть представлена белками коллагеном, а также остеокальцином, остеонектином и остеопонтином. Неорганическая часть состоит из кальция, магния, фосфора. На протяжении жизни в различных участках кости присходит удаление старой кости (резорбция), затем синтез нового участка кости — цикл ремоделирования костной ткани. Нарушения этих процессов в костной ткани приводят к метаболическим заболеваниям костной ткани: остеопорозу, гиперпаратиреозу, опухолевым процессам в костной ткани, остеомаляции, болезни Педжета.

Кальцитонин является регулятором обмена кальция. В клинической практике определение кальцитонина необходимо для диагностики медуллярной карциномы щитовидной железы, а также для комплексной оценки нарушений кальциевого обмена совместно с паратгормоном и витамином D.

Паратгормон (паратиреоидный гормон) ПТГ отвечает за регуляцию обмена кальция и фосфора в организме человека.

Остеокальцин влияет на активность формирования костной ткани, процессы её синтеза и распада. Имеет диагностическое значение при рахите, диффузном токсическом зобе, гипо- и гиперпаратиреозе, при метастазировании в кости, болезни Педжета.

Определение паратгормона с помощью иммунохимического исследования сыворотки крови на анализаторе «Архитект 2000».

Определение кальцитонина и остеокальцина в сыворотке крови с помощью иммуноферментного анализа.

Взятие крови предпочтительно проводить утром натощак, после 8-14 часов ночного периода голодания (воду пить можно), допустимо днем через 4 часа после легкого приёма пищи. Накануне исследования необходимо исключить психоэмоциональные и физические нагрузки (спортивные тренировки), приём алкоголя, за час до исследования – курение. Отказаться от приёма кортикостероидов.

Агзамову Джахангиру Салимовичу! Спасибо, доктор, вам большое! За то, что мне придали сил, Вы протянули свою руку, Когда недуг меня скосил. Поклон вам низкий за работу, За знания, за ваш талант, Вы — врач от Бога, — всем уж ясно, Вы — настоящий бриллиант! А в медицине вы — светило, И самый лучший в мире врач, Пускай Вам Бог подарит силы, И Защитит от неудач! Однако, с Вами не прощаюсь, Хирург мне в сердце так залез, Что оч.

Хочу выразить огромную благодарность зав. Отделением урологии и прекрасному специалисту Санжарову Андрею Евгеньевичу, а так же лечащему врачу Прохоренко Константину Анатольевичу. Лежала в отделении урологии с 30.06.19 по 5.07.19. Меня прооперировали двое этих замечательных врачей, лапароскопически удалив опухоль вместе с частью почки. Андрей Евгеньевич очень внимательный, профессиональный врач от Бога. Константин Анатольеви.

Хочу выразить благодарность всем врачам и мл. медицинскому персоналу хирургического отделения за их нелегкий труд, за доброту, понимание, внимание и профессионализм, а особую благодарность моему доктору Черепанину Андрею Игоревичу, который оперировал меня 5 июня 2019г., удалив огромную забрюшинную опухоль! Полгода до операции я ходила из кабинета в кабинет, от одного врача к другому, диагнозы были не утешительные, но никто не хотел за м.

Выражаю глубокую благодарность врачам урологического отделения Дейнего Виталию Геннадьевичу за первичную консультацию и лечащему врачу Шатиришвили Олегу Карловичу за оперативное обследование и эффективное лечение с учетом специфической жизненной ситуации пациентки.
С уважением Агабекова Е.Е.
(госпитализация 02.07.19-03.07.19)

Огромная благодарность хирургу-эндокринологу, доктору мед.наук Соловьеву Николаю Алексеевичу за его профессионализм, радушие, человеческое отношение к пациентам. Побольше бы таких людей. Настоящий доктор от Бога и человек с большой буквы. Ответил на все вопросы до и после операции, провел операцию ювелирно (остался шрам меньше, чем я ожидала), дважды в день справлялся о здоровье каждого пациента. Я очень рада, что именно ему дов.

Лечусь у замечательного доктора Лашкиной И.А. несколько лет. Хочется выразить большую благодарность за очень высокую квалификацию, за доброту, понимание, внимание и заботу о пациентах. Ирина Александровна это врач от Бога. Лечение проведенное ею и слова поддержки всегда помогают быстро справиться с недугом. Еще раз огромное Вам спасибо. Побольше бы таких врачей!

Хочу выразить благодарность Иплевичу Юрию Александровичу и Илькину Равилю Гумеровичу за профессиональную, слаженную работу, а также успешно проведенную операцию. Спасибо, что дали возможность жить без ограничений и дискомфорта. После операции уже прошел год, и вот, я уже снова в строю, занимаюсь спортом. Всех с прошедшим Днем Медицинского Работника! Желаю здоровья и долгих лет жизни!

Выражаю горячую признательность зав. отделением Коневу А.В., лечащему врачу Челомбитько Е.Г. и хирургу Кочаряну А.А., а также обслуживающему персоналу. Все было четко, профессионально, начиная от госпитализации, до обследования и операции. Желаю дальнейших достижений в Вашей необходимой деятельности.

Была на приеме у Владислава Павловича по поводу боли в коленях. Большое спасибо и за профессионализм, и просто за хорошее человеческое отношение.

Владислав Павлович внимательно выслушал все мои жалобы на колени, задал дополнительные вопросы, посмотрел результаты диагностики, которые я принесла с собой (причем не просто заключения диагноста, но и сам диск МРТ), сходу показал мне точки, где болят колени, и объяснил, п.

Как хорошо, что у нас есть такие врачи как Роман Викторович! Лежала в больнице в марте. Попала к этому замечательному человеку и настоящему профессионалу! За это я хочу сказать спасибо! Хирургическая операция прошла гладко и по плану, удалили опухоль (раняя стадия). Всем говорю, что лучше раньше чем позже и всем советую этого врача!

источник

Тирео-Вит эффективный регулятор нарушений функции щитовидной железы и кальциевого обмена. Роль тиреоидных гормонов в регуляции обмена кальция

Авторы: В.И. Струков, Л.В. Курашвили,
А.Н. Лавров, М.Н. Максимова,
М.Н. Гербель, Д.Г. Елистратов, В.Н. Трифонов

Государственное бюджетное образовательное учреждение
дополнительного профессионального образования
«Пензенский институт усовершенствования врачей»
министерства здравоохранения
и социального развития Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пензенский государственный университет»

По данным ВОЗ заболевания щитовидной железы являются второй наиболее частой причиной среди эндокринных нарушений после сахарного диабета. Более 670 млн. людей имеют заболевания щитовидной железы! В некоторых регионах мира заболеваемость доходит до 95% всего населения в следствии дефицита йода и других неблагоприятных экологических условий. Нарушение функции ЩЖ могут обуславливать различные остеопатии тиреоидного генеза, в том числе рахит при гипотиреозе, остеомаляцию, остеопороз (В.И. Струков, 2009). В данном пособии акцент сделан на патологию ЩЖ характеризующуюся гиперминерализацией:

• гипертиреоз (гиперфункция, тиреотоксикоз, Базедова-Грейвса болезнь),
• аутоиммунный тиреоидит (тиреоидит Хашимото, аутоиммунный тиреоидит),
• эутиреоидный зоб (диффузный, узловой / многоузловой),
• гиперплазия щитовидной железы.

Известны три основных физиологических регулятора кальций-фосфорного обмена: паратгормон (паратиреоидный гормон ПТГ), кальцитонин, кальцитриол, и один патологический – паратгормоноподобный полипептид (ПТГПП).

Паратгормон (паратиреоидный гормон) — экстренный регулятор уровня Са. Синтезируется паращитовидными железами. Представляет собой белок, усиливающий резорбцию костной ткани. Мобилизуя Са из депо, повышает его концентрацию в крови. Кроме того, он усиливает всасывание Са в ЖКТ. В почечных канальцах ПТГ усиливает обратное всасывание ионов кальция и тормозит реабсорбцию фосфора. Все это приводит к повышению уровня Са и снижению концентрации фосфора (Р) в крови.

Недостаток паратгормона вызывает снижение концентрации ионизированного кальция в крови. При падении Са ниже 7мг% возникают судороги, которые купируются введением препаратов кальция. Избыток паратгормона приводит к деминерализации и рассасыванию костной ткани, отложению кальция в стенках кровеносных сосудов и выведению почками большого количества кальция, что служит причиной мочекаменной болезни.

ПТГПП – группа пептидных молекул, вырабатываемых солидными опухолями. Его структура аналогична концевой части молекулы ПТГ. Повышение ПТГПП является основным звеном патогенеза гиперкальциемии при злокачественных образований\ях в отсутствии непосредственного разрушения костной ткани метастазами.

Кальцитонин относят к кальций понижающим гормонам. Синтезируются С-клетками щитовидной железы. Увеличение секреции кальцитонина происходит в ответ на повышение концентрации кальция. Э­то делает кальцитонин главным анти гиперкальциемическим и гипофосфатемическим гормоном. В настоящее время его используют главным образом в лечении гиперкальциемических состояний. Кроме тиреоидных гормонов в регуляции Са обмена большую роль имеет гормон D.

Гормон D – третий важный регулятор кальций фосфорного обмена, представляет группу близких по строению,. поступающих с пищей витамина D2 и Витамина Dз, синтезируемого в коже из провитамина. В печени оба гидроксилируются (25-гидроксилазой) с образованием 25-гидроксивитамина D2 и Дз (25-OHD). В митохондриях проксимальных почечных канальцев 1-а-гидроксилаза превращает 25-OHD в 1,25(ОН)2. Все три активные гормональные формы витамина влияют на обмен кальция. Однако только 1,25(ОН)2 из них является достаточно сильнодействующим, чтобы оказывать заметное влияние на физиологический уровень сывороточного Са.

Под воздействием 1,25 (ОН)2 клетки кишечного эпителия усиливают синтез белка (протеин Васермана), обладающего большим сродством к ионам кальция, способного присоединять к себе ионы кальция и переносить их в кровь. В процессе всасывания кальция также большую роль играет активация ферментов, участвующих в переносе ионов через клеточные мембраны кишечного эпителия, осуществляемая паратгормоном. Физиологические концентрации гормона D в крови способствуют рассасыванию старой костной ткани и переносу ионов кальция в места образования новой костной ткани.

Половые железы, или гонады — семенники (яички) у мужчин и яичники у женщин относятся к числу желез со смешанной секрецией. Внешняя секреция связана с образованием мужских и женских половых клеток — сперматозоидов и яйцеклеток. Внутрисекреторная функция заключается в секреции мужских и женских половых гормонов и их выделении в кровь. Как семенники, так и яичники синтезируют и мужские и женские половые гормоны, но у мужчин значительно преобладают андрогены, а у женщин — эстрогены. К эстрогенам относятся эстрон, эстрадиол и эстриол. Эстрогены тормозят активность остеокласт-стимулирующих факторов и оказывают содействие продукции остеокластингибирующего фактора активными остеобластами. Это тормозит резорбцию костной ткани у женщин репродуктивного возраста. В постменопаузальный период при низкой продукции эстрогенов яичниками основным источником их образования становится периферическая конверсия из андростендиола коры надпочечников в жировой ткани. С этим связывают меньшую вероятность развития остеопороза у полных женщин. Физиологические эффекты эстрогенов: торможение активности остеокластов, увеличение продукции кальцитонина, уменьшение резорбционного действия кальцитриола, снижение синтеза ПТГ.

Т.о. для регуляции гомеостаза Са в организме имеется комплекс гормонов образующих кальций регулирующую систему. При этом абсорбция, резорбция и реабсорбция являются результатом сбалансированных функций различных гормонов, в первую очередь тиреоидных. Так ПТГ непосредственно стимулирует почечный синтез 1,25-D, увеличивает содержание кальция, стимулируя резорбцию кости и реабсорбцию в дистальных почечных канальцах. Повышенный уровень кальция увеличивает секрецию кальцитонина, а повышенная резорбция кости увеличивает уровень сывороточного фосфора. Увеличение содержания 1,25-D, ингибирует секрецию ПТГ. Однако 1,25-D стимулирует абсорбцию, резорбцию и реабсорбцию кальция и фосфата. В результате отмечается увеличение концентраций сывороточного кальция и фосфора. Повышенный уровень кальция тормозит синтез ПТГ и стимулирует секрецию кальцитонина. Кальцитонин тормозит резорбцию и реабсорбцию кальция и фосфора. Э­то приводит к уменьшению уровня сывороточного кальция и фосфора, которое, в свою очередь, увеличивает уровень 1,25-D. Пониженное содержание кальция увеличивает содержание ПТГ.

источник

Кальций имеется в составе костей скелета и зубов и участвует во многих процессах, крайне важных для жизнедеятельности человека. С помощью кальция регулируется степень проницаемости мембран клеток, контролируются процессы передачи нервных сигналов, механизмы сокращений мышц (в том числе и сердечных) и свертывание крови.

Недостаточное или избыточное количество кальция может вызывать в организме различные патологические изменения. Недостаток кальция (то есть гипокальциемия) может привести к различным патологическим изменениям в организме: тетании, разрушению зубов, остеопорозу и т.д. При гиперкальциемии (переизбытке кальция) также серьезно страдают различные органы и системы, поскольку избыточный кальций откладывается на стенках сосудов, в почках и мышцах.

Обмен кальция в организме осуществляется за счет гормонов кальцитонин и паратгормон.

Благодаря паратгормону происходит увеличение количества кальция в крови. Он синтезируется в железах, расположенных около щитовидной железы. Между выделением паратгормона и количеством ионов кальция существует взаимосвязь: при уменьшении количества ионов кальция паращитовидные железы увеличивают выработку данного гормона, а под его влиянием происходит высвобождение новых порций кальция из костных балок, что, в свою очередь, ведет к нормализации уровня кальция в крови.

Но один лишь этот гормон не способен поддерживать нужное количество кальция в крови. Различные гормоны-антагонисты приходят на помощь в регулировании многих процессов, происходящих в человеческом организме. В качестве напарника паратгормону выступает кальцитонин. Его выработка происходит в самой щитовидной железе при помощи парафолликулярных клеток. Эти клетки также называются «С-клетками».

Обмен кальция в организме осуществляется постоянно, поэтому С-клетки расходуют запасы кальцитонина. А каким образом осуществляется процесс его воспроизводства?

С-клетки, относящиеся к активно продуцирующим белкам, состоят из двух развитых мембранных систем: гранулярного цито-плазматического ретикулума и пластинчатого комплекса. Ретикулум представляет собой длинные каналы, трубочки, пузырьки, уплощенные мешочки, пронизывающие клетку. Его мембраны содержат рибосомы, которые осуществляют выработку белка. Здесь и осуществляется синтез кальцитонина, поступающего далее в просвет ретикулума, а затем продвигающегося по системе каналов в пластинчатый комплекс.

Этот комплекс является достаточно компактным и в клетке занимает намного меньше места, чем ретикулум. В пластинчатом комплексе не осуществляется процесс синтеза белков, однако продукты синтеза проходят здесь заключительный этап своего формирования. Таким образом, пластинчатый комплекс служит для созревания кальцитонина.

Ученые много и долго трудились, чтобы выяснить, какие клетки синтезирурют гормоны, регулирующие кальциевый обмен. Их труды были не напрасны – для современной медицины сведения о механизмах регуляции обмена кальция имеют огромное значение.

На основании сведений относительно обмена кальция были созданы методы диагностики и лечения различных заболеваний опорно-двигательного аппарата.

К примеру, некоторые болезни или физиологические состояния человека могут приводить к тому, что кости от недостатка кальция становятся ломкими и хрупкими. Кальцитонин же способствует накоплению кальция в костях, играет большую роль в ускорении костеобразования. А ведь такое его качество можно с успехом использовать для того, чтобы сокращать срок сращения костей в результате трещин и переломов!

Однако кальцитонин благотворно влияет не только на поврежденные кости и суставы. Также он способствует быстрому заживлению кожных ран, поскольку активизирует процесс размножения клеток в поврежденной зоне и стимулирует выработку коллагена. Это может предотвратить операцию по замене сустава.

источник

В организме взрослого человека содержится около 1,2 кг кальция. Соли кальция образуют минеральный компонент костей (99% всего кальция организма, 87% фосфора). Кальций в костях находится в форме минерала гидроксиапатита Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂. Другой фонд кальция в организме — это ионы Са 2+ , растворенные в жидкостях или соединенные с белками жидкостей и тканей. Между этими фондами происходит постоянный обмен кальцием.

Ионы Са 2+ являются кофакторами многих ферментов, вместе с белками-модуляторами служат посредником в передаче сигналов. Кальций участвует в секреции, оплодотворении, мембранной проницаемости, свертывании крови, мышечном сокращении.

В среднем взрослый мужчина потребляет 900-1000 мг кальция/день, взрослая женщина — 600-700 мг кальция/день, из которых в пищеварительном тракте всасывается до 20-40 %. Значительная часть попавшего с пищей кальция проходит через кишечник и покидает организм вместе с калом. Оставшиеся 200 мг всосавшегося в кишечнике кальция элиминируются из организма преимущественно с мочой. В норме в организме сохраняется устойчивое равновесие кальция.

Всасывание кальция в кишечнике осуществляется за счет активного транспорта против электрохимического градиента, за счет пассивной диффузии. Через клеточную мембрану кальций переносится при помощи зависимого от витамина Д кальцийсвязывающего белка (КСБ). Всасывание кальция в кишечнике в норме определяется не его поступлением с пищей, а гормональной регуляцией системы активного транспорта. Почки участвуют в обмене кальция посредством фильтрации и реабсорбции.

Обмен кальция тесно связан с обменом фосфорной кислоты, образующей с кальцием плохо растворимые соли: фосфат, гидрофосфат, дигидрофосфат.

Общий фосфат взрослого мужчины массой 70 кг составляет около 700 г, из которых

85% находится в костях и зубах,

14% содержится внутри клеток в органической форме как компонент АТФ и фосфолипидов. Во внеклеточных жидкостях фосфат находится в форме фосфолипидов (около 70%) и неорганического фосфата. В плазме крови фосфаты представлены в виде свободных ионов (80%) либо связаны с белками. Одной из основных функций неорганического фосфата в организме является буферная функция.

Средний статистически взрослый человек ежедневно потребляет 800-1200 мг фосфора, из которых около 80% абсорбируется в кишечнике, и такое же количество экскретируется почками. Основные механизмы транспорта фосфатов в кишечнике: активный натрий-зависимый транспорт; пассивный транспорт по градиенту концентрации. Степень адаптации всасывания фосфатов в кишечнике к изменению потребления фосфатов мала, и поэтому кишечник играет небольшую роль в гомеостазе фосфатов.

Почки играют главную роль в гомеостатической регуляции баланса фосфатов во всем организме. Поступление фосфата в клетку проксимального канальца осуществляется посредством Na/Pi- котранспортеров.

Фосфат может связывать свободный ионизированный кальций; поэтому, если уровень плазменного неорганического фосфата увеличивается, содержание кальция уменьшается.

Концентрация ионов Са 2+ в межклеточной жидкости и крови равна 9-11 мг/дл. Половина из них – ионы Са 2+ в растворенном состоянии, другая половина – в соединении с альбумином. Во внутриклеточной жидкости концентрация кальция в тысячи раз меньше. Разность концентраций создается главным образом Са-АТФазой при участии системы ионных каналов. Концентрация Са 2+ в крови и межклеточной жидкости регулируется эндокринными гормонами, в основном паратгормоном, кальцитонином и кальцитриолом.

Паратгормон– это пептидный гормон (84 аминокислотных остатка), образующийся в паращитовидных железах. Биологическая активность паратгормона (ПТГ) определяется только первыми 32-34 аминокислотами (считая от N-окончания пептида). Это наиболее важный регулятор гомеостаза кальция.

Основными органами-мишенями пapaтгормона являются кости и почки. Мембраны клеток этих органов содержат специфические рецепторы паратгормона, связанные с аденилатциклазой. ПТГ-рецепторы обнаружены также в легких, сердечно-сосудистой системе, коже, эритроцитах и т.д.

Выявлены 2 основных механизма действия паратгормона: активация системы аденилатциклаза — циклический АМФ (аденозинмонофосфат) — протеинкиназа А и системы фосфатидилинозитол — протеинкиназа С.

В костях активация аденилатциклазы стимулирует метаболическую активность остеокластов, начинается резорбция кости и поступление Са 2+ и фосфатов в кровь. В почках паратгормон увеличивает реабсорбцию Са 2+ и увеличивает экскрецию почечных фосфатов. ПТГ также стимулирует экспрессию генов и увеличивает производство нескольких местных белковых факторов и простагландинов.

Синтез и секреция ПТГ стимулируются при снижении концентрации Са 2+ в крови. Восстановление нормальной концентрации Са 2+ в крови приводит к прекращению синтеза и секреции гормона. В паратиреоидных клетках обнаружены специфические кальциевые рецепторы. Они обеспечивают чувствительность околощитовидных желез к изменениям сывороточной концентрации кальция, что ведет к изменениям секреции ПТГ. В почках Са-рецептор является важным регулятором экскреции кальция с мочой.

Витамин D₃ является предшественником вещества, функционирующего как стероидный гормон – кальцитриола. Образование кальцитриола стимулируется преимущественно ПТГ и гипофосфатемией. Превращение витамина в кальцитриол происходит с участием печени и почек. Специфические гидроксилазы, которые катализируют эти реакции, активируются паратгормоном.

Синтезированный в почках 1,25(OH)₂Д₃ витамин Д-связывающим белком переносится к клеткам-мишеням, где реагирует с ядерным рецептором. Органы-мишени кальцитриола – тонкий кишечник и кости. В тонком кишеч нике гормон стимулирует всасывание кальция и фосфатов, в костях – мобилизацию кальция. Кальцитриол активирует гены, контролирующие синтез определенных белков, например, кальцийсвязывающего белка, участвующего во всасывании кальция. Кальцитриол может также стимулировать реабсорбцию кальция (и фосфата) в канальцах почек.

Т. о., паратгормон и витамин D₃ — синергисты в отношении мобилизации кальция из костей и повышения его концентрации в крови.

При недостаточности витамина D у детей развивается рахит. Происходит нарушение минерализации растущих костей, они не имеют нормальной жесткости, наблюдаются различные деформации скелета – выгнутые наружу голени, вывернутые внутрь колени, «четки» на ребрах, «птичья грудь» и др. Рахит обычно излечивается витамином D, однако есть формы, не поддающиеся такому лечению: они связаны с нарушением превращения витамина D₃ в организме в кальцитриол.

Продолжительное поступление избыточного количества витамина D (в несколько раз больше нормы) приводит к деминерализации костей, к повышению концентрации кальция в крови и его отложению в мягких тканях, к образованию камней в мочевых путях.

Кальцитонин – пептидный гормон (32 аминокислотных остатка), синтезируется в С-клетках паращитовидных и щитовидной желез. Секреция кальцитонина увеличивается при возрастании содержания кальция в крови. Эффекты КТ обусловлены его воздействием на специфические кальцитониновые рецепторы (КТР) и противоположны эффектам ПТГ. Основной орган-мишень для кальцитонина — кости, где он подавляет мобилизацию кальция. Он снижает концентрацию Са в сыворотке. Общий вклад кальцитонина в гомеостаз кальция очень мал по сравнению с ролью ПТГ и витамина Д.

Другие системные гормоны также оказывают влияние на скелет, особенно соматотропин, глюкокортикоиды, гормоны щитовидной железы и половые гормоны. Некоторые факторы имеют местные эффекты, например, простагландины, цитокины.

Изменение концентрации кальция во внеклеточной жидкости приводит к изменению его концентрации внутри клеток: изменяются трансмембранные градиенты концентраций Са 2+ , нарушается функционирование кальциевого насоса, зависимых от кальция ферментов и регуляторных систем.

При гипокальциемии наблюдаются судороги, гиперрефлексы, спазмы гортани. Это – следствие снижения порога возбуждения нервных и мышечных клеток. Гипокальциемия может быть следствием нарушения всасывания кальция в кишечнике, например, при гиповитаминозе D, при большом содержании в пище оксалата или других соединений, связывающих кальций. Тяжелая гипокальциемия бывает редко. Наиболее частая ее причина – гипопаратиреоз, вызванный повреждением паращитовидных желез при операциях на щитовидной железе. При гиперкальциемии снижается нервно-мышечная возбудимость; наступает е расстройство нервных функций – психозы, ступор и даже кома. Характерные симптомы – кальцификация мягких тканей и образование камней в мочевых путях. Чаще всего причиной гиперкальциемии бывает гиперпаратиреоз как результат образования опухоли из клеток паращитовидных желез; передозировка витамина D.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Обмен кальция и его гормональная Регуляция Текст научной статьи по специальности « Медицина и здравоохранение»

Кальций – один из наиболее важных элементов человеческого организма. Едва ли можно назвать физиологический процесс, протекающий без его участия – прямого или опосредованного. Известно, что кальций необходим для передачи нервного импульса, мышечного сокращения, свертывания крови, секреторной активности, дифференцировки и гибели клетки, реализации иммунного ответа и т.д. Концентрация кальция в крови может изменяться не более чем на 3% и подвергается жесткому контролю. Обмен кальция в организме складывается из трех основных последовательных этапов: всасывание из пищеварительного тракта и поступление его в кровоток; поступление из кровотока в ткани организма (и обратно); экскреция с мочой и калом. Все эти процессы регулируются большим спектром гормональных факторов и биологически активных веществ. К классическим регуляторам кальциевого обмена относятся кальцитриол , паратгормон и кальцитонин . Изучаются и новые гормоноподобные факторы, влияющие на гоместазис элемента, например, клото . Кроме того, уровень кальция в крови может изменяться под влиянием тяжелых металлов. Известно, что двухвалентные металлы способны к так называемой «мимикрии» или подражанию действию кальция и могут вытеснять его в некоторых физиологических процессах, а также использовать его специфические транспортные системы для проникновения в клетку.

Похожие темы научных работ по медицине и здравоохранению , автор научной работы — Ахполова В О., Брин В.Б.,

Calcium is one of the most important elements of the human body. One can hardly call a physiological process, proceeding without its participation direct or indirect. It is known that calcium is necessary for the transmission of a nerve impulse, muscle contraction, blood clotting, secretory activity, differentiation and death of a cell, the realization of an immune response, etc. Blood calcium concentration can lightly vary by no more than 3% and is subjected to strict control. The calcium exchange in the body consists of three main stages: absorption from food and its entry into the bloodstream; the flow from the bloodstream into the body tissues (and back); excretion with the urine and feces. All these processes are regulated by a large spectrum of hormonal factors and biologically active substances. >calcium metabolism include calcitriol , parathyroid hormone and calcitonin . Also, new hormone-like factors are being studied that affect the homeostasis of the microelement, for example, Klotho . In addition, the level of calcium in the blood can change under the influence of heavy metals. It is known that divalent metals are capable of the so-called «mimicry» or calcium action imitation and can displace it in certain physiological processes, and also use its specific transport systems to penetrate into the cell.

ОБМЕН КАЛЬЦИЯ И ЕГО ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ

Северо-Осетинская государственная медицинская академия Россия, 362019, Владикавказ, ул. Пушкинская, 40 tshabria@yandex.ru

Кальций — один из наиболее важных элементов человеческого организма. Едва ли можно назвать физиологический процесс, протекающий без его участия — прямого или опосредованного. Известно, что кальций необходим для передачи нервного импульса, мышечного сокращения, свертывания крови, секреторной активности, дифференцировки и гибели клетки, реализации иммунного ответа и т.д. Концентрация кальция в крови может изменяться не более чем на 3% и подвергается жесткому контролю. Обмен кальция в организме складывается из трех основных последовательных этапов: всасывание из пищеварительного тракта и поступление его в кровоток; поступление из кровотока в ткани организма (и обратно); экскреция с мочой и калом. Все эти процессы регулируются большим спектром гормональных факторов и биологически активных веществ. К классическим регуляторам кальциевого обмена относятся кальцитриол, парат-гормон и кальцитонин. Изучаются и новые гормоноподобные факторы, влияющие на гоместазис элемента, например, клото. Кроме того, уровень кальция в крови может изменяться под влиянием тяжелых металлов. Известно, что двухвалентные металлы способны к так называемой «мимикрии» или подражанию действию кальция и могут вытеснять его в некоторых физиологических процессах, а также использовать его специфические транспортные системы для проникновения в клетку.

Ключевые слова: кальций, кальцитриол, паратгормон, кальцитонин, клото, транспортные системы.

CALCIUM EXCHANGE AND ITS HORMONAL REGULATION

North-Ossetian state medical Academy 40 Pushkinskaya str., Vladikavkaz, 362019, Russia tshabria@yandex.ru

Calcium is one of the most important elements of the human body. One can hardly call a physiological process, proceeding without its participation — direct or indirect. It is known that calcium is necessary for the transmission of a nerve impulse, muscle contraction, blood clotting, secretory activity, differentiation and death of a cell, the realization of an immune response, etc. Blood calcium concentration can lightly vary by no more than 3% and is subjected to strict control. The calcium exchange in the body consists of three main stages: absorption from food and its entry into the bloodstream; the flow from the bloodstream into the body tissues (and back); excretion with the urine and feces. All these processes are regulated by a large spectrum of hormonal factors and biologically active substances. Classic regulators of calcium metabolism include calcitriol, parathyroid hormone and calcitonin. Also, new hormone-like factors are being studied that affect the homeostasis of the microelement, for example, Klotho. In addition, the level of calcium in the blood can change under the influence of heavy metals. It is known that divalent metals are capable of the so-called «mimicry» or calcium action imitation and can displace it in certain physiological processes, and also use its specific transport systems to penetrate into the cell.

Keywords: calcium, calcitriol, parathyroid hormone, calcitonin, klotho, transport systems.

Кальций — один из наиболее распространенных и важных элементов человеческого организма. Едва ли можно назвать физиологический процесс, протекающий без его участия — прямого или опосредованного. Известно, что кальций необходим для передачи нервного импульса, секреторной активности, дифференцировки и гибели клетки, сокращения мышцы, свертывания крови, реализации иммунного ответа и т.д. Концентрация кальция в крови может изменяться не более чем на 3% и подвергается жесткому контролю. Общий кальций крови, составляющий в норме 2,1-2,6 ммоль/л, — это сумма комплексированного кальция (связанного с бикарбонатами, лактатом, цитратами, фосфатами), доля которого равна 7%, связанного с белками плазмы крови (преимущественно с альбумином) кальция — 46% и ионизированной фракции кальция (около 47%) [1, 2].

Основная масса кальция сосредоточена в костной ткани, служащей своеобразным буфером для циркулирующих с кровотоком ионов. Костный ма-трикс и внеклеточная жидкость непрерывно обмениваются кальцием, при этом за сутки обменивается более 500 ммоль минерала. Различают быстро обменивающийся пул кальция, составляющий примерно 500 ммоль, и медленно обменивающийся пул — 7-7,5 ммоль [3].

Общее содержание элемента в клетках тканей может достигать 10 ммоль/кг, причем большая часть из этого количества связана с растворимыми лигандами и клеточными мембранами, а также аккумулирована во внутриклеточных депо. Выделяют три состояния внутриклеточного кальция: 1) кальций, локализованный внутри клеточных органелл; 2) кальций хелатированный (ассоциированный с анионом или молекулой цитоплазматического белка); 3) кальций ионизированный (свободный) [4].

Обмен кальция в организме складывается из трех основных последовательных этапов: 1) всасывание из пищеварительного тракта и поступление его в кровоток; 2) поступление из кровотока в ткани организма (и обратно); 3) экскреция с мочой и калом [5].

Человек зрелого возраста нуждается в 20-37,5 ммоль (0,8-1,5 г) кальция ежедневно, у беременных и кормящих женщин эта потребность вдвое выше [1, 6]. В желудочно-кишечном тракте всасывается только половина всего поступившего кальция. Транспорт его через энтероциты в кровь осуществляется в 50 раз медленнее, чем транспорт натрия, но интенсивнее, чем перенос железа, цинка и марганца. Считается, что всасывание кальция у человека и других млекопитающих происходит в основном в тонком кишечнике, прежде всего, в двенадцатиперстной кишке, где интенсивность этого процесса на единицу длины наиболее высока, хотя большее количество кальция всасывается в тощей и подвздошной кишке из-за их значительной протяженности. Кроме того, всасывание кальция происходит и в толстом кишечнике [7].

Имеются и определенные различия в механизмах абсорбции элемента на протяжении всего кишечника. Так, трансцеллюлярный путь всасывания кальция, осуществляемый по градиенту концентра-

ции, протекает в основном в двенадцатиперстном и тощей кишке. Пассивный парацеллюллярный путь транспорта кальция протекает по всему длиннику кишечника, находясь в зависимости от концентрации кальция. Общее количество реабсорбиро-ванного кальция зависит от его потребления, количества растворенного кальция, доступного для всасывания, что в основном определяется уровнем рН среды в каждом из сегментов. Кислая среда в желудке растворяет кальциевые соли с образованием ионов кальция [8].

Трансцеллюлярный путь всасывания кальция включает 3 последовательных этапа: 1) вход кальция через эпителиальные кальциевые каналы щеточной каемки апикальной мембраны энтероцитов;

2) продвижение кальция от апикальной мембраны к базолатеральной мембране в связи с кальбайнди-нами (белками с высоким сродством к кальцию);

3) перенос кальция в кровь через базолатеральную мембрану с помощью кальциевой АТФ-азы и Na+/ Са2+ обменника [9].

Участвующие в транспорте кальция через эн-тероцит эпителиальные кальциевые каналы относятся к семейству каналов с транзиторным рецеп-торным потенциалом (transient receptor potential channels, TRPs) и представлены типами TRPV6 и TRPV5. Известно, что надсемейство TRP включает 29 различных белков, и что все они формируют катионные каналы [10].

TRP-каналы участвуют во множестве физиологических процессов, начиная от сенсорных функций и заканчивая пролиферацией гладкомышечных клеток, эндотелиальной проницаемостью и эпителиальным транспортом двухвалентных ионов. Выяснено, что TRP-каналы состоят из 730-ти аминокислот, пронизывают мембрану 6 раз, имеют гидрофобную образующую пору область между 5-ым и 6-ым трансмембранными сегментами (ТМ5 и ТМ6) и содержат большие внутриклеточные ами-но- (N-) и карбоксил- (С-) «хвосты». Экспрессия каналов TRPV6 и TRPV5 наблюдается как в кишечнике, так и в почках человека, только TRPV6 преимущественно находятся в кишечнике, а TRPV5 — основная изоформа для почек. У мышей с нокаутом гена TRPV6 все равно наблюдается довольно значительное всасывание кальция, что делает вероятным предположение, что существуют и иные транспортные механизмы для кальция в кишечнике. TRPV6 и TRPV5 также находятся и в других органах, таких, как поджелудочная железа, простата, молочные железы и т.д. [11]

В апикальной мембране энтероцитов имеются кальциевые каналы L-типа, так же участвующие, как предполагается, в процессах всасывании кальция в кишечнике. Вероятно, они действуют в дополнение к TRPV-каналам. Показано, что TRPV6 каналы активируются при реполяризации апикальной мембраны и регулируются в основном витамином D, каналы L-типа активируются в условиях деполяризации и избытка кальция. Глюкоза, аминокислоты, белки могут активировать каналы L-типа, но подавлять TRPV6. TRPV6 преимущественно находятся в двенадцатиперстной кишке, а каналы L-типа — в промежутке от начальной ча-

сти тощей кишки и до средней части подвздошной кишки [12].

Кальбайнидины — это белки, ответственные за перенос кальция от апикальной к базолательной мембране энтероцита. Основная роль в транспорте кальция принадлежит двум их представителям: кальбайндину 28К и кальбайндину 9К. Первый из них преимущественно представлен в почках, а второй — в кишечнике. Кроме того, существуют и видовые различия в экспрессии генов, ответственных за синтез этих белков. Так, например, у мышей в почках обнаруживается кальбайндин 9К, а у крыс — нет. Кальбайндины не только переносят кальций от апикальной части к базолатеральной, но и связывают, поддерживая его внутриклеточную концентрацию в количестве 10-7 ммоль/л. Избыточное количество элемента приводит к нарушению функционирования кальбайндинов и может включить процесс апоптоза клетки. Экспрессия кальбайндинов 9К преимущественно имеет место в двенадцатиперстной кишке, снижаясь по ходу желудочно-кишечного тракта, достигая едва различимых концентраций в подвздошной кишке и толстом кишечнике. Установлено, что TRPV 6 и кальбайн-дины 9К регулируются однотипно: активация их наблюдается при низком содержании кальция и под влиянием витамина D [13, 14].

Ещё один способ транспорта кальция был описан «везикулярной» моделью, в которой эпителиальные клетки, используя лизосомы, секвестрируют кальций и ускоряют его продвижение к базолатеральной мембране. Формирование каль-цийсодержащих везикул запускается входящим током кальция через каналы в апикальной мембране. Быстрое увеличение концентрации кальция вблизи апикальной мембраны активирует актиновые фила-менты и запускает формирование внутриклеточных везикул. Кальцийсодержащие везикулы транспор-тирутся микротрубочками и сливаются с лизосома-ми. Однако описанный способ не является основным, он лишь дополняет действие кальбайндинов.

Выведение кальция из энтероцита осуществляется двумя белками — кальциевой АТФ-азой и №+/Са2+ обменником. Кальциевая АТФ-аза 1-го типа впервые была обнаружена в мембране эритроцитов. Различают 4 ее изоформы, имеющие дополнительные подтипы. 1-ый тип кальциевой АТФ-азы является преобладающим и обнаруживается во всех тканях организма, в кишечнике находится ее 1Ь подтип [15, 16]. Кальциевые АТФ-азы активируются кальций-кальмодулином, кислыми фосфоли-пидами и взаимодействуют с многими молекулами. Цитоплазматическая кальциевая АТФ-аза обладает способностью ингибировать саму себя, так как ее С-конец, экспонированный в цитоплазму, загибается и блокирует центры связывания кальция. Кальмодулин связывается с участком вблизи С-конца и снимает ингибирование кальциевой АТФ-азы, лишая полипептидный хвост способности связываться с активным участком АТФ-азы. Таким образом кальмодулин реактивирует ауто-ингибированную цитоплазматическую Са-АТФазу. Белок 4.1 R считается синергистом кальциевой АТФ-азы 1Ь и обычно расположен вблизи нее.

Нокаут гена, кодирующего этот белок, вызывает нарушение абсорбции кальция в кишечнике и снижение экспрессии кальциевой АТФ-азы в энтеро-цитах. Возможно, он является специфическим регулятором активности АТФ-азы [17].

Кальциевые АТФ-азы — основной путь удаления кальция из энтероцитов. Напротив, Na+/Са2+ обменник участвует в удалении из клетки около 20% всего прошедшего через апикальную мембрану кальция. Его роль значительна для почек, сердечной мышцы, гладкой мускулатуры сосудов, нервных волокон, где он является основным способом выведения кальция через мембрану. Na+/ Са2+ обменник является электрогенным — он удаляет из клетки три Na+ в обмен на один Са2+, однако он может работать не только в прямом, но и в обратном направлении (на вход и выход кальция) в зависимости от градиента концентрации ионов и величины мембранного потенциала [18, 19].

Движение молекул и ионов парацеллюлярным путем регулируется особенностями плотных контактов, которые являются специализированными участками мембраны клеток, расположенными ближе к апикальной части клетки. Плотные контакты — это области, где плазматические мембраны соседних клеток значительно сближены. Трансмембранные белки, которые составляют плотные контакты, образуются в прилежащих клетках и представлены окклюдинами и клаудинами. Эти белки сближают клетки и препятствуют свободному продвижению молекул через межклеточные области. Недавними исследованиями показано, что плотные контакты проявляют все свойства ионных каналов: селективность, зависящую от концентрации ионов проницаемость, чувствительность к рН, конкурентные ионные взаимоотношения и т.д. Кроме того предполагается, что ионные каналы встроены в структуру плотных контактов и именно по ним осуществляется парацеллюлярный транспорт кальция. Клаудины 2, 12 и 15 ответственны за транспорт кальция в кишечнике [20, 21]. Участие окклюдинов в парацеллюлярном транспорте кальция остается под вопросом. Кальциевый транспорт через плотные контакты — это пассивный процесс, который зависит от концентрационного и электрохимического градиента. Скорее всего, имеется перекрестное влияние трансцеллюлярного и пара-целлюлярного транспорта. Экспрессия большинства белков плотных контактов значительно повышается у крыс с нокаутом гена, ответственного за синтез кальбайндина 9. Очевидно, существует определенная преемственность в функционировании трансцеллюлярного и парацеллюлярного путей транспорта кальция [22].

Всосавшись, кальций попадает в общий кровоток, разносясь к различным тканям организма. Основная часть катиона поступает в костную ткань, где накапливается, увеличивая минерализацию кости. Кальций и фосфор являются основными компонентами костного матрикса. Они образуют кристаллы гидроксиаппатита, которые откладываются в матриксе, обеспечивая опорно-структурную роль скелета. Другим важным компонентом костной ткани является более растворимый аморфный

кальция фосфат, который является лабильным резервом ионов кальция и фосфора. Кроме того, эти элементы могут регулировать клеточный состав кости: кальций способен непосредственно стимулировать образование остеобластов, одновременно ингибируя образование остеокластов через кальций-зависимые рецепторы (CaSR), фосфат же может непосредственно способствовать апоптозу остеокластов и ингибировать их дифференциров-ку, воздействуя на активатор рецептора ядерного фактора — кВ (RANK) и остеопротегерин [23].

Выведение кальция из организма обеспечивается в основном секрецией его из крови в просвет кишечника и последующим удалением с экскрементами, на долю чего приходится 70-80%. Однако важную роль в экскреции кальция играют и почки. У человека фильтруется в почках около 240 ммоль кальция в сутки, реабсорбируется клетками тубулярного эпителия 97-99% профильтровавшегося кальция (около 234 ммоль) и только 6 ммоль экскретируется с мочой [24].

Проксимальные отделы канальцев нефронов ответственны за реабсорбцию основного объема (около 70%) профильтровавшегося кальция. Транспорт кальция на всем протяжении проксимальных канальцев — изоосмотический пассивный процесс, сопряженный с обратным всасыванием натрия и воды. Тонкий нисходящий и восходящий отделы петли Генле нефрона характеризуются низкой проницаемостью для кальция. Транспорт катиона здесь практически отсутствует. В свою очередь в восходящем колене петли Генле реабсорбция кальция вновь возрастает, достигая примерно 20%. Здесь основную роль в всасывании электролита играет пассивный транспорт по электрохимическому градиенту. Реабсорбция кальция в дистальных отделах канальцев является регулируемой, составляя 10% профильтровавшегося кальция. Здесь кальций транспортируется активно, против электрохимического градиента. На долю собирательных трубочек приходится незначительное количество реабсорби-руемого кальция — около 3%. Предполагается, что реабсорбция кальция здесь может быть активной, но специфические внутриклеточные транспортные системы до сих пор не установлены [25, 26].

Механизмы транспорта кальция на уровне желудочно-кишечного тракта и почек сходны. Кальций здесь всасывается как парацеллюлярно, так и трансцеллюлярно. Первый из этих видов транспорта так же, как и в кишечнике, осуществляется через плотные контакты. Трансцеллюлярный транспорт включает уже описанные выше три этапа: поступление через апикальные эпителиальные кальциевые каналы (в данном случае преимущественно TRPV5 изоформы); цитозольный транспорт кальмодулинами (здесь типа 28 К); выведение через базолатеральную мембрану с использованием Na+/Ca2+ обменника (имеющего приоритетное значение) и Са2+АТФ-азы [27].

Регуляция обмена кальция в кишечнике и почках осуществляется практически одними и теми же гормонами и биологически активными веществами. Так, например, модуляция парацеллюлярной

проницаемости осуществляется бактериальными токсинами, факторами роста, цитокинами и др. Показано, что паратиреоидный гомон стимулирует пассивный транспорт кальция, увеличивая электродвижущую силу и повышая этим эффективность межклеточного транспорта [28]. Каль-цитриол снижает электрическое сопротивление в области плотных контактов клеток, усиливая проведение кальция [29]. Обнаружено, что кальцитри-ол значительно повышает экспрессию клаудинов 2 и 12, а также оказывает стимулирующий эффект на кадгерин 17 и аквапорин 8 [30, 31].

Регуляцию трансцеллюлярного транспорта кальция в кишечнике и почках целесообразно рассматривать по уже указанным трем основным этапам ее реализации. Основным фактором, регулирующим активность TRPV каналов, является внутриклеточная концентрация кальция, которая, при достижении пороговых значений вблизи TRPV5 и TRPV6 — каналов, по принципу отрицательной обратной связи инактивирует каналы на всей поверхности клетки. Кроме того, широкий спектр физических и химических факторов способен влиять на активность каналов [32]. Так, например, внеклеточная концентрация протонов обладает мощным обратным эффектом на проницаемость TRPV, связываясь с глютаматом — 522 (Е522), находящимся в составе внеклеточной части канала. Предполагается, что Е522 является рН-сенсором, который при увеличении внеклеточной концентрации протонов снижает активность канала, вызывая конформаци-онные изменения в структуре поры. Установлено, что рН определяет экспрессию TRP-каналов на поверхности клетки (при ацидозе уменьшает, при алкалозе увеличивает) [33]. Паратиреоидный гормон и кальцитриол вызывают усиленное образование мРНК кодирующих TRPV5, TRPV6- каналов, увеличивая транспорт кальция через апикальную мембрану. Мыши с нокаутом гена, ответственного за образование рецептора к кальцитриолу, в раннем постнатальном периоде не отличаются от животных контрольной группы, а в возрасте 10 недель у них начинают появляться симптомы гипокаль-циемии, связанные со значительным снижением экспрессии эпителиальных кальциевых каналов и кальбайндинов [34].

Многие годы считалось, что прямого действия на абсорбцию кальция в желудочно-кишечном тракте паратгормон не оказывает, а влияет на нее путем усиления образования активной формы витамина D3. Однако некоторые последние исследования в модели in vivo с выключением рецептора к паратгор-мону указывают на снижение всасывания кальция и захвата его энтероцитами, что позволяет предположить возможность и прямого действия [35].

Тканевой калликреин прямо активирует TRPV5 фосфорилированием протеинкиназы С. Эстрогены увеличивают экспрессию TRPV5 1,25 (ОН)2 D3 — независимым путём (у овариэктомированных крыс с гиповитаминозом D заместительная терапия 17р-эстрадиолом увеличивает экспрессию TRPV5 в эпителии канальцев, приводя к нормализации уровня кальция в крови) [36]. Тиреоидные гор-

моны усиливают геномное действие кальцитриола торных влияний на TRPV каналы представлен в на TRPV каналы. Сравнительный анализ регуля- таблице 1.

Сравнительный анализ влияний регуляторов на ТЯРУ каналы

источник