Обмен кальция в костной ткани

статьи

Обмен кальция в костной ткани

ОСТЕОПОРОЗ И НАРУШЕНИЯ КАЛЬЦИЕВОГО ОБМЕНА

«Когда о худшем слышать не хотим, оно обрушится неслышно»

В.Шекспир


Настоящее десятилетие провозглашено ВОЗ как «Костно-мышечная декада» Кальций для костей: как обмануть организм? Остеопороз относят сегодня к ведущим заболеваниям человека. Это заболевание по оценкам ВОЗ входит в десятку наиболее распространённых в мире болезней.

Остеопороз как причина смерти («тихий убийца») стоит на 4-ом месте после сердечнососудистых, онкологических заболеваний и сахарного диабета. Даже в благополучной Германии, по исследованиям экспертов, каждые 2,5 минуты фиксируется перелом костей, связанный с остеопорозом.

«Хрупкие» переломы представляют собой проблему, как для органов здравоохранения, так и для общества. Как правило, это заболевание больше характерно для женщин, но отмечается его увеличение и у мужчин старше 50 лет.

Данные последних научных исследований эффективности и безопасности различных препаратов для укрепления костной ткани позволили создать и новые подходы к профилактике и лечению остеопороза.

По данным института ревматологии РАМН, остеопорозом страдают 28% мужчин и женщин старше 50 лет; кроме того, практически у половины обследованных выявляется остеопения. Таким образом, только у 1 из 4 человек этой возрастной категории плотность костей остаётся в пределах нормы

Кальций-основа костей

Кальций – важнейший минерал организма, поэтому его концентрация в плазме отличается постоянством благодаря чёткой гормональной регуляции.

К основным биологическим функциям кальция относятся:
– минерализация костей и зубов
– регуляция нервной деятельности
– антирезорбтивный потенциал
– регуляция мышечных сокращений
– компонент свёртывающей системы крови
– проницаемость клеточных мембран
– рост и дифференцировка клеток В человеческом организме содержится приблизительно 1000 мг кальция.

Из них 99% находятся в скелете в форме гидроксиапатитов и 1% содержится во внеклеточной жидкости и мягких тканях. В среднем здоровые люди потребляют 800мг кальция. Размеры костей, а также масса костной ткани генетически запрограммированы.

Однако достижение и сохранение нормальной массы кости зависит также от внешних факторов: рационального питания, достаточной физической активности, отказа от вредных привычек, полноценного питания, богатого кальцием. Кальций нужен с первых дней жизни (для формирования скелета и костей ребёнка) и до преклонных лет.

Именно его дефицит (или вымывание) и приводит к снижению плотности костей и развитию остеопороза, особенно в условиях гормональной перестройки организма в период старше 50 лет.

Важную роль в процессе получения и удержания кальция играет правильное питание. Регулярное употребление молока, сыра, свежих овощей и зелени поставляет в организм столь необходимый элемент, а регулярное пребывание на солнце (следовательно, выработки витамина Д3) позволяет его удерживать.

Симптомы кальциевой недостаточности: парестезии, судорожные подёргивания, сведение мышц, боли в суставах, боли в позвоночнике, боли по ходу трубчатых костей (голеней), бессонница или нервозность, разрушение зубов, обострение кариозной болезни зубов, высокое кровяное давление. На первый взгляд, решение проблемы очевидно: раз кости теряют кальций – нужно компенсировать этот дефицит. Однако препараты, содержащие кальций, абсолютно неэффективны. Сразу после этого были созданы препараты, объединявшие кальций и витамин Д. Однако, возлагавшиеся на них надежды опять не оправдались. Последующие исследования позволили установить, что для укрепления костей необходимы ещё и другие минералы – цинк, магний, марганец, бор, а также витамины К и С. В результате дальнейших исследований удалось установить ещё одну закономерность: обмен кальция у женщин регулируется женскими половыми гормонами – эстрогенами, у мужчин – тестостероном. Итак:
– во-первых, несмотря на то, что кальция нам нужно около 1000мг в сутки, из лекарств мы можем получить 300 – 500мг, остальное только из пищи. Больше кальция мы просто не в силах усвоить в чистом виде – его избытки будут оседать в сосудах и в виде мочевых камней.
– во-вторых, кальций плохо усваивается в кишечнике, если он не уравновешен магнием в сочетании 1:2, или в организме есть дефицит витамина Д3.
– в-третьих, кальций, попав в кровь, будет использоваться для костей в последнюю очередь – ведь он гораздо более востребован для таких жизненно важных органов, как мозг, сердце и сосуды. Для того чтобы заставить его «идти» в кости, нам нужен цинк (он регулирует активность гормона кальцитонина) и эстрогены, чтобы удерживать кальций в костях.
– в-четвёртых, даже если кальций всё же попал в кости, новая костная ткань не будет образовываться без витамина К, который отвечает за синтез главного структурного белка костной матрицы – остеокальцитонина. Только при сочетании всех перечисленных выше биологически активных веществ адекватных дозах мы вправе надеяться на эффект.
Кость – не только орган опоры, но и важнейший участник минерального обмена. Костная ткань состоит из трёх важнейших компонентов: клеток (остеобластов и остеокластов), органического матрикса и минеральных веществ. У здорового человека за 10 лет происходит практически полное обновление скелета.

Факторы риска остеопороза:

1. Генетические:
– семейная предрасположенность
– хрупкое телосложение (рост в 25 лет менее 155см, индекс массы тела менее 24кг/м2)
– пожилой возраст.

2. Гормональные:

– женский пол
– позднее начало менструаций (после 16 лет), аменорея, бесплодие
– ранняя менопауза (до 45 лет)
– гипогонадизм у женщин и у мужчин.

3. Сопутствующие заболевания:

– эндокринные: СД 1 и 2 типа при длительности более 10 лет, тиреотоксикоз, гиперкортицизм, гиперпаратиреоз.
– хронические воспалительные заболевания кишечника (язвенный колит, болезнь Крона)
– трансплантация неполых органов (печень, лёгкие, сердце, почки, костный мозг)
– ревматоидный артрит
– СКФ (скорость клубочковой фильтрации) менее мл/мин
– лучевая терапия любой локализации
– кифоз (искривление) позвоночника в грудном отделе

4. Длительное употребление лекарств:

– системные глюкокортикоиды в любой дозе более 3мг
– Д тироксина более 150мг
– нефракционированный гепарин
– антикольвульсанты
– антидепрессанты
– спиронолактон (Верошпирон)
– антациды с алюминием
– тетрациклины

5. Стиль жизни и особенности питания:

– низкая или избыточная физическая нагрузка
– низкое потребление кальция
– алкоголь более 2 «дринков» в сутки (1 «дринк» – 18мл спирта = около 360мл пива = около 45мл крепких спиртных напитков)
– курение
– злоупотребление кофе (более 4 чашек в сутки)
– дефицит витамина Д

6. Предшествующие переломы в возрасте более 40 лет, не связанные с серьёзной травмой (автомобильная катастрофа, падение с большой высоты, спортивные травмы)

7. Склонность к падениям

Диагностика остеопороза

Клиническая диагностика остеопороза складывается из кифотической деформации позвоночника (кифоз – горб), снижение роста больного, компрессионных переломов тел позвонков.

Характерным признаком остеопороза является боль в позвоночнике, снижение высоты роста более 2см за 1 – 3 года наблюдения и на 4см в сравнении с ростом в 25 лет – повод для RG-графии позвоночника с целью выявления переломов тел позвонков.

Денситометрическое исследование с целью диагностики минеральной плотности костной ткани – МПКТ.
Лабораторные исследования.

Профилактика остеопороза и питание

Один из самых эффективных способов – правильное питание, борьба с кислотой. Четыре тысячи лет назад основатель современной медицины и один из величайших врачей античности Гиппократ писал: «Без сомнения, из всех компонентов и жидкостей организма самая опасная – кислота».

На примере зубов можно проследить, как кислая среда способна разрушить такую прочную ткань, как зубная эмаль, богатую кальцием. Сходные процессы происходят и в костной ткани. Они обусловлены тем, что в нашем рационе около 80% – продукты, образующие кислоту, это мясо, хлебопродукты из белой муки, сладости и кофе.

И лишь 20% – овощи, фрукты, зелень, молочные продукты, создающие щелочную среду. Подобный режим питания приводит к ацидозу (закислению внутренней среды организма), которая медленно разрушает кости скелета.
Ацидоз часто называют болезнью цивилизации и проблемой, связанной со старением населения.

С возрастом ослабевает функция почек, которые не могут выполнять свои прямые обязанности по нейтрализации кислоты. Следствие этого – накопление кислых продуктов метаболизма в тканях.
В ответ на это организм пытается за счёт высвобождения из костей кальция нейтрализовать кислоту. Кальций усиленно поступает в кровь и затем выводится из почек.

Остеокласты (клетки, разрушающие костную ткань) работают интенсивней, чем остеобласты (клетки, формирующие костную ткань). Выход из этой ситуации в перестройке питания, оздоровлении рациона. Главным должен стать переход на овощи и фрукты, снижение потребления сладостей, мучного из белой муки, разумное потребление мяса и мясопродуктов.

Из лекарственных препаратов в подобных случаях применяют цитраты кальция, витаминные и минеральные комплексы, а также бикарбонаты натрия. Применение таких помощников считается одним из способов борьбы с остеопорозом. Другой путь – снижение вероятности падения. Обычная его причина – ослабление мышечной массы и приступы головокружения.

Самый эффективный метод борьбы с этим – приём различных препаратов, предотвращающих головокружения, увеличение мышечной массы за счёт правильного питания (богатого белком), а также достаточная физическая активность и достаточное количество жидкости.

Укреплению мышц способствуют физические упражнения.

Физическая активность, тренирующая выносливость, способна устранить проявления мышечной слабости, обусловленные возрастными гормональными изменениями. Надо регулярно подниматься пешком по лестнице (если это не последний этаж и сердечнососудистая система позволяет), и постоянно гулять на свежем воздухе. В сочетании с другими факторами заботы о себе и укреплением костной ткани эти меры позволяют получать удовольствие от жизни в пожилом возрасте.

Врач-терапевт высшей категории Сычевая Ольга Ивановна

ИМЕЮТСЯ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ, ТРЕБУЕТСЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ СПЕЦИАЛИСТА

Вернуться к общему списку

Источник: https://www.sanitas.ru/publication/id395

Лабораторное обследование при подозрении на остеопороз

Обмен кальция в костной ткани

Метод исследования

Электрохемилюминесцентный иммуноанализ (ECLIA):

N-Остеокальцин, Витамин D, 25-гидрокси.

Кинетический колориметрический метод:

Фосфатаза щелочная.

Ионселективный анализ:

Кальций ионизированный.

Твердофазный хемилюминесцентный иммуноферментный анализ:

Паратиреоидный гормон.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

  • Не принимать пищу в течение 12 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
  • Полностью исключить (по согласованию с врачом) прием лекарственных препаратов в течение 24 часов перед исследованием.
  • Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение в течение 30 минут до исследования.
  • Не курить в течение 3 часов до исследования.

Остеопороз – метаболическое заболевание, характеризующееся снижением костной массы и микроструктурной перестройкой костной ткани, в связи с чем снижается прочность кости и повышается риск переломов.

Кость формируется остеобластами. Основная их функция – синтез остеоида (протеинового матрикса), который на 90-95 % состоит из коллагена 1-го типа, на 5 % – из белка остеокальцина и затем минерализуется кальцием и фосфатом из внеклеточной жидкости.

Остеобласты содержат фермент щелочную фосфатазу, несут рецепторы к паратиреоидному гормону и кальцитриолу и способны к пролиферации.

Минеральная часть кости состоит из гидроксиапатита и аморфного фосфата кальция, которые связаны с белками органического матрикса.

В костях непрерывно происходят процессы ремоделирования, включающие в себя резорбцию (разрушение) существующей костной ткани и образование новой. Резорбция кости осуществляется остеокластами.

Это подвижные клетки, которые выделяют протеолитические ферменты и кислую фосфатазу, вызывая деградацию коллагена, разрушение гидроксиапатита и выведение минералов из матрикса.

Ежегодно в организме человека обновляется 8-10  % всей костной ткани.

В детстве формирование костей происходит значительно интенсивнее процессов резорбции. Максимальная костная масса достигается в возрасте 25-30 лет. Затем начинают преобладать процессы резорбции и костная масса постепенно уменьшается.

Метаболизм костной ткани регулируется витамином D, кальцием, эстрогенами, андрогенами, паратиреоидным гормоном, кальцитонином. Дисбаланс между разрушением и восстановлением плотности костей может возникнуть при гормональных или диетических изменениях, недостаточном употреблении кальция.

Преобладание процессов резорбции приводит к остеопении (снижении плотности костей), которая прогрессирует и переходит в остеопороз.

Костная щелочная фосфатаза и остеокальцин отображают активность остеобластов в костной ткани. Стимуляция остеобластов происходит при интенсивных процессах деструкции костей, которые сопровождают остеопороз, болезнь Педжета, переломы, опухоли костей.

При остеопорозе уровни остеокальцина и щелочной фосфатазы увеличиваются согласованно, причем нарушения метаболизма костной ткани возникают раньше первых изменений плотности костей, которые можно выявить при денситометрии (метод лучевой диагностики). В костях щелочная фосфатаза играет важную роль в формировании и обновлении костной ткани.

Чем выше активность остеобластов, тем выше активность щелочной фосфатазы в крови, поэтому у детей и лиц, перенесших переломы костей, активность щелочной фосфатазы на высоком уровне.

Витамин D и его активные метаболиты являются компонентами гормональной системы, регулирующей фосфорно-кальциевый обмен, и участвуют, с одной стороны, в минерализации костной ткани, с другой – в поддержании гомеостаза кальция.

Биологическое действие активных метаболитов витамина D заключается, главным образом, в стимуляции кишечной абсорбции кальция и фосфора, активации обмена и усилении экскреции кальция с мочой.

При дефиците витамина D уровень кальция компенсируется за счет его мобилизации из костной ткани, что может привести к остеомаляции, рахиту у детей и остеопорозу у взрослых.

Уровень паратиреоидного гормона (ПТГ) тесно связан с количеством кальция, витамина D, фосфора и магния в организме.

Регуляция его секреции осуществляется по принципу обратной связи, поэтому важно одновременно с ПТГ оценивать уровень свободного или ионизированного кальция в крови, учитывать клинические проявления и результаты других лабораторных и инструментальных исследований.

При снижении концентрации кальция в крови (гипокальциемии) выделение ПТГ паращитовидными железами усиливается, а при повышении (гиперкальциемии) – снижается. Данные механизмы направлены на поддержание стабильного уровня кальция в крови.

Повышение ПТГ способствует активации остеокластов, резорбции костной ткани и высвобождению кальция из костей, усиливает всасывание кальция из кишечника, задерживает выделение кальция почками и ингибирует обратную реабсорбцию фосфора. Антагонистом ПТГ является гормон кальцитонин, секретируемый С-клетками щитовидной железы. В норме при достижении нормальной концентрации кальция в крови продукция ПТГ снижается.

Ионизированный кальций – катион, свободно циркулирующий в крови и составляющий 46-50  % от всего кальция крови. Его уровень возрастает при понижении pH крови и снижается при защелачивании.

На каждые 0,1 единицы понижения pH ионизированный кальций отвечает повышением на 1,5-2,5  %.

Так как уровень ионизированного кальция не зависит от количества белка крови, он иногда является более надежным показателем первичного гиперпаратиреоза для людей с низким уровнем альбумина, чем уровень общего кальция крови.

Несмотря на то что показателя общего кальция крови часто хватает для предварительной оценки кальциевого обмена, так как часто баланс между связанным и свободным кальцием – величина стабильная и достаточно предсказуемая, у некоторых людей это соотношение нарушено, поэтому уровень общего кальция не является критерием для оценки всего кальциевого обмена. В таких случаях проверка ионизированного кальция становится необходимой.

Раннее выявление остеопороза и лечение позволяют предотвратить прогрессирование заболевания и переломы, что значительно улучшает качество жизни людей старших возрастных групп.

  • Для оценки риска развития остеопороза у пациентов с отягощенным анамнезом:
    • семейный анамнез остеопороза;
    • предшествующие переломы в анамнезе;
    • возраст (65 лет и старше);
    • женщины в период менопаузы и постменопаузы;
    • ранняя менопауза (у женщин моложе 45 лет);
    • курение, злоупотребление алкоголем;
    • первичный или вторичный гипогонадизм;
    • низкая масса тела или низкий индекс массы тела;
    • иммобилизация;
    • прием глюкокортикоидов (более 3 месяцев), психотропных препаратов, бета-блокаторов;
    • дефицит гормона роста;
    • гипо- или гипертиреоз;
    • хронические заболевания печени, почек и кишечника.
  • Для мониторинга пациентов с хроническим нарушением обмена кальция.
  • Для мониторинга костного метаболизма у женщин при заместительной гормональной терапии и терапии агонистами гонадотропин-рилизинг-гормона.
  • Чтобы оценить эффективность антирезорбтивной терапии (через 3-6 месяцев с начала терапии).
  • При изменении уровня кальция в крови (гипер- или гипокальциемии).
  • При лечении нарушений кальциевого обмена.
  • При остеопорозе и изменениях структуры костной ткани.
  • Женщинам в пре- и постменопаузу, а также при заместительной гормональной терапии.
  • При некоторых эндокринных заболеваниях – дефиците гормона роста, гипо- или гипертиреозе.

При хронических заболеваниях почек;

При лечении глюкокортикоидами (выявление супрессии костного метаболизма).

Что означают результаты?

N-Остеокальцин:

Референсные значения

ПолВозрастРеференсные значения
Женский11 – 43 нг/мл
В постменопаузу15 – 46 нг/мл
Мужской18-30 лет24 – 70 нг/мл
30-50 лет14 – 42 нг/мл
> 50 лет14 – 46 нг/мл

Фосфатаза щелочная общая:

Референсные значения:

ВозрастРеференсные значения
Меньше 4 лет104 – 345 Ед/л
4-7 лет93 – 309 Ед/л
7-10 лет86 – 315 Ед/л
10-13 лет42 – 362 Ед/л
13-16 лет74 – 390 Ед/л
16-18 лет52 – 171 Ед/л
Больше 18 лет30 – 120 Ед/л

Если показатели, полученные в результате других анализов (билирубин, аланинаминотрансфераза (АЛТ), аспартатаминотрансфераза (АСТ), тоже повышены, то увеличение активности щелочной фосфатазы в крови, возможно, связано с повреждением печени.

Если изменены уровни кальция и фосфора, наиболее вероятная причина повышения щелочной фосфатазы – патология костной ткани.

Повышение активности щелочной фосфатазы почти всегда означает поражение или вовлечение в патологический процесс печени, желчевыводящих путей или костей.

Кальций ионизированный: 1,16 – 1,32 ммоль/л.

Витамин D, 25-гидрокси (кальциферол): 30 – 70 нг/мл.

Паратиреоидный гормон, интактный: 15 – 65 пг/мл.

Интерпретация результатов (причины повышения или снижения уровня) подробно:

[06-045] Фосфатаза щелочная общая

[06-002] N-остеокальцин (маркер костного ремоделирования)

[06-051] Кальций ионизированный

[06-106] Витамин D, 25-гидрокси (кальциферол)

[08-033] Паратиреоидный гормон, интактный

Что может влиять на результат?

На уровень ионизированного кальция:

  • длительный контакт образца крови с открытым воздухом (за счет повышения pH);
  • наблюдаются суточные колебания уровня показателя (самые низкие значения – в утренние часы; максимально высокие – в вечерние);
  • у женщин, принимающих оральные контрацептивы, результаты могут быть ниже средних значений;
  • повышают уровень ионизированного кальция соли кальция, гидралазин, соли лития, тироксин, тиазидные диуретики, понижают его антиконвульсанты, даназол, фоскарнет, фуросемид.

На уровень N-Остеокальцина:

  • наиболее высокие уровни наблюдаются в конце лютеиновой фазы;
  • диализ у пациентов с почечной недостаточностью способствует ложнозавышенным результатам.

На уровень щелочной фосфатазы:

  • при беременности в норме активность щелочной фосфатазы повышена, так как она содержится в плаценте;
  • у детей и юношей активность ЩФ выше, чем у взрослых, что обусловлено ростом костей;
  • препараты и вещества, повышающие уровень ЩФ в крови: пероральные контрацептивы, метилтестостерон, фенотиазины, пероральные сахароснижающие, эритромицин, противоэпилептические, многие антибактериальные и противогрибковые препараты, метотрексат, сульфаниламиды, большие дозы витамина С, нестероидные противовоспалительные (аспирин, диклофенак), барбитураты, дилтиазем;
  • активность щелочной фосфатазы может быть завышенной, если кровь после взятия охлаждалась.

На уровень паратиреоидного гормона:

  • употребление молока до исследования может привести к заниженным показателям ПТГ;
  • повышение ПТГ наблюдается в период беременности и лактации;
  • ложное снижение ПТГ отмечается при молочно-щелочном синдроме (болезни Бернетта);
  • введение радиоизотопных препаратов за неделю до исследования искажает результат теста;
  • лекарственные препараты, повышающие уровень ПТГ в крови: фосфаты, диуретики, литий, рифампицин, фуросемид, изониазид, стероиды, тиазидные или противосудорожные препараты;
  • снижают уровень ПТГ циметидин, пропанодол;
  • уровень ПТГ подвержен циркадным ритмам и в норме изменяется в течение дня, достигая максимума к 14-16 часам и базального значения к 8 часам утра.

Кто назначает исследование?

Эндокринолог, терапевт, онколог, ревматолог, ортопед, травматолог.

[06-001] Бета-CrossLaps (маркер костной резорбции)

[06-046] Фосфор в сыворотке

[08-027] Кальцитонин в сыворотке

[41-004] Профилактика остеопороза

[06-075] Pyrilinks-D (маркер резорбции костной ткани)

[06-179] Маркер формирования костного матрикса P1NP

[08-043] Соматотропный гормон

Литература

  • Кишкун А. А. Руководство по лабораторным методам диагностики / А. А. Кишкун. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. – 822 с.
  • Энциклопедия клинических лабораторных тестов / перевод с англ. под ред. В. В. Меньшикова; М.: Издательство “Лабинформ”, 1997. – 960 с.
  • Климова Ж.А., Зафт А.А., Зафт В.Б. Современная лабораторная диагностика остеопороза / Международный эндокринологический журнал. – №7. 2014. – С. 75-84.

Источник: https://helix.ru/kb/item/40-493

Регуляция обмена витамина D, паратгормона и костной ткани

Обмен кальция в костной ткани

Физиология паратгормона настолько сильно связана с витамином D и метаболизмом костной ткани, что рассматривать эти вопросы по отдельности, не потеряв их сути, невозможно. Графически взаимоотношения представлена на рисунке ниже.

Паратгормон в первую очередь регулирует содержание ионов кальция в межклеточном пространстве.

Витамин D контролирует всасывание кальция из пищи, а также косвенно отвечает за минерализацию костной ткани, которая содержит в себе 99% всего кальция организма.

«Можно ли считать кость органом?» Да! Поскольку костная ткань проявляется очень высокую метаболическую активность, а также содержит большие запасы кальция, она напрямую включена в процессы регуляции содержания кальция в межклеточном пространстве и плазме крови.

Нормальная концентрация кальция в межклеточном пространстве необходима для выполнения множества клеточных функций, среди которых передача сигнала между клетками, секреция гормонов, нормальная работа мышц и нервов, поэтому необходимо строгое ее сохранение в определенных пределах.

Гипокальциемия ведет к нервно-мышечной гипервозбудимости; умеренное снижение уровня кальция проявляется гиперестезиями с положительными симптомами Хвостека и Труссо; тяжелая гипокальциемия ведет к развитию тетании, судорог и смерти. Гиперкальциемия проявляется летаргией, слабостью, комой и, наконец, смертью.

Около 50% внеклеточного кальция находится в ионизированной форме, но точное соотношение зависит от pH. кальция внутри клеток на порядки меньше, чем вне ее, но некоторые органеллы, например, митохондрии, содержат в себе повышенные концентрации кальция.

Колебания уровня внеклеточного ионизированного кальция обычно не превышают ± 10%.

а) Физиология обмена паратгормона.

Паратгормон (паратиреоидный гормон, ПТГ, РТН) по химическому строению является 84-аминокислотным полипептидом; было выяснено, что за биологическую активность гормона ответственны первые 34 аминокислотных остатка паратгормона, именно они используются в клинической практике, например, в лечении остеопороза. Определение последовательности классического рецептора ПТГ показало его связь с G-белком и наличие семи трансмембранных сегментов, проявляющих одинаковое сродство как с паратгормоном, так и с ПТГ-родственным пептидом (ПТГ-рП).

Но ПТГ-рП не обладает таким же активирующим действием на 1-гидроксилазы почек, как сам ПТГ.

Наибольшее количество рецепторов к ПТГ находится в костной ткани и в почках, хотя в других органах они также присутствуют в меньших количествах.

Недавно был обнаружен новый подвид ПТГ-рецептора, который связывается с карбоксильным остатком паратгормона. Ранее считалось, что данные рецепторы находятся в неактивном состоянии. Этот недавно обнаруженный рецептор не связывается с ПТГ-рП.

Неизвестно, играет ли он какую-либо роль в метаболизме костной ткани или имеет какие-либо другие функции.

Клетки паращитовидных желез также экспрессируют рецепторы, чувствительные к кальцию. И они являются рецепторами, связанными с G-белками, и имеют в своем составе семь трансмембранных доменов.

Данные рецепторы могут соединяться с различными катионами, но физиологически подходящими для них являются только двухвалентные катионы кальция и магния.

Снижение уровня ионизированного кальция ведет к повышению секреции ПТГ, повышение уровня ионизированного кальция ведет к снижению секреции ПТГ.

Таким образом, и концентрация ионизированного кальция, и концентрация ПТГ в плазме крови колеблются лишь в узких пределах.

Были описаны различные мутации данных рецепторов, некоторые из них приводят к повышению их активности, другие — к понижению.

Данные мутации являются ключом к пониманию семейной гипокальциурической гиперкальциемии и некоторых гипокальциемических синдромов, например, семейного гипопаратиреоидизма.

Паратгормон (ПТГ) повышает резорбцию кальция в почках, усиливает резорбцию костной ткани, повышает активность D1-гидроксилазы почек. Эти механизмы помогают восстановить уровень кальция в плазме крови.

Пути метаболизма витамина D, паратгормона и костной ткани. Предшественники витамина D синтезируются в коже под действием ультрафиолета. Превращение 25-ОН витамина D, депонированной формы витамина, в активную форму, т.е. 1,25-(ОН)2 витамин D, регулируется паратгормоном. 1,25-(ОН)2 витамин D повышает всасывание кальция в желудочно-кишечном тракте. Кальций и фосфор плазмы крови регулируют содержание паратгормона крови, а также участвуют в минерализации новообразованного костного матрикса. При повышении уровня паратгормона усиливается резорбция костной ткани, поскольку это необходимо для поддержания необходимого уровня кальция в плазме,

а также стимулируется синтез 1,25-(ОН)2 витамина D почками.

б) Физиология обмена витамина Д. Синтез провитамина D (холекальциферола) происходит в коже из 7-дегидрохолестерола в результате фотокатализа под действием ультрафиолетовых лучей с длиной волны 290-315 нм.

Ультрафиолетовые лучи именно с такой длиной волны могут преодолеть атмосферу, поэтому у жителей возвышенностей синтез провитамина D подвержен сезонным колебаниям.

Синтез предшественников провитамина D тоже зависит от воздействия солнечных лучей, поэтому избыточное пребывание на солнце не приводит к гипервитаминозу.

Следовательно, скорость продукции провитамина D в долгосрочной перспективе не зависит от пигментации кожи; но она может снижаться у темнокожих лиц, которые мало подвергаются воздействию солнечных лучей. Провитамин D связывается с транскальциферином (витамин – D – связывающим белком) и транспортируется в печень, где в результате 25-гидроксилирования он превращается в кальцидиол.

Возможности получения витамина D с пищей очень ограничены, лишь крайне малое число продуктов содержит в себе витамин D. Молоко и молочные продукты, производимые в США и Европе, дополнительно обогащаются витамином D.

Одна их порция содержит около 100 ME витамина. К сожалению, необогащенные молочные продукты и человеческое грудное молоко содержат крайне малое количество витамина. В желтке яйца содержится около 20 ME витамина D, в белке витамина D нет.

Рыба является источником, богатым витамином D.

В порции консервированного тунца содержится 250 ME витамина, а в одной порции свежевыловленного лосося может содержаться до 1000 ME. В растительных продуктах витамина D нет, но он может содержаться в грибах в количестве до 1500 МЕ/100 г, если грибы росли в присутствии солнечного света.

Витамин D представляет из себя провитамин, активной формой которого является 1-25-(ОН)2 витамин D (кальцитриол). В норме кальцитриол продуцируется почками из витамина D, кальцидиола, в результате реакции 1-гидроксилирования.

Активность 1-гидроксилазы почек контролируется ПТГ, поэтому уровень 1-25-(ОН)2 витамина D напрямую коррелирует с уровнем ПТГ. Высокий уровень ПТГ, как правило при гипокальциемии, стимулирует образование 1-25-(ОН)2 витамина D.

В результате происходит повышение абсорбции кальция в кишечнике и нормализация его уровня в плазме крови.

При определенных патологических состояниях некоторые другие ткани также могут проявлять 1-гидроксилазную активность, иногда независимо от действия ПТГ.

в) Метаболизм минеральных веществ в костной ткани.

Мы часто воспринимаем кости лишь как опорные структуры, но на самом деле костная ткань играет важную роль в метаболизме, выступая в качестве депо кальция, фосфатов и карбонатов, также она участвует в поддержании кислотно-щелочного равновесия.

Матриксом кости является частично минерализованная ткань и специфические костные клетки. Костную систему человека разделяют на осевой скелет, к которому относят череп, позвоночный столб, грудину, ребра и таз, и на скелет конечностей, от их проксимальных отделов до кончиков пальцев.

Также костная ткань подразделяется на губчатую (трабекулярную), которая обладает высокой метаболической активностью, и кортикальную, которая имеет большую плотность и меньшую метаболическую активность. Изменения в кортикальной костной ткани наступают при тяжелых или длительно текущих заболеваниях. В осевом скелете преобладает содержание трабекулярной кости, в скелете конечностей — кортикальной.

К костным клеткам относят остеобласты, остеокласты и остеоциты.

Остеобласты происходит из мезенхимальных стволовых клеток, они образуют соединительнотканный матрикс кости, который затем минерализуется, формируя новую костную ткань.

Большинство остеобластов подвергаются апоптозу, но часть из них остается включенной в костный матрикс и превращается в остеоциты, а другая часть остается на поверхности кости, формируя надкостницу.

Трансформируясь в остеоциты, эти клетки образуют длинные отростки, которыми они создают щелевой контакт с соседними клетками и с клетками надкостницы. Остеоциты воспринимают механическое давление, оказываемое на кость, и играют важную роль в моделировании костной ткани.

Остеокласты представляют собой крупные многоядерные клетки, происходящие из одноядерных макрофагов.

Процесс дифференцировки клеток в остеокласты происходит под контролем ядер-ного фактора кВ (каппа-Б, RANKL), продуцирующего в ходе апоптоза остеобластов, и под контролем колониестимулирующего фактора макрофагов.

Остеокласты участвуют в резорбции костной ткани, разрушая минеральный компонент и коллагеновый матрикс костной ткани посредством протеолиза.

В норме костная ткань постоянно разрушается остеокластами и одновременно заново синтезируется остеобластами. Этот процесс получил название ремоделирования костной ткани.

В здоровом организме процессы разрушения и синтеза костной ткани находятся в равновесии. Ремоделирование костной ткани крайне важно для поддержания структурной целостности (прочности) скелета, т. к.

с ее помощью постоянно восстанавливаются микропереломы костей, возникающие от каждодневных физических нагрузок.

г) Кальций-чувствительные рецепторы. Как уже упоминалось выше, паращитовидные клетки экспрессируют кальций-чувствительные рецепторы.

Первоначально данные рецепторы были выделены из паращитовидных клеток крупного рогатого скота, затем их наличие было подтверждено и у человека.

Кроме паращитовидных желез, где они и были впервые обнаружены, данные рецепторы экспрессируются в почках, костях, желудке, легких, головном мозге и других тканях.

Как мутации, так и приобретенные дисфункции данных рецепторов могут стать причиной появления различных заболеваний, связанных как с повышением, так и с понижением кальция крови. Более подробно эти заболевания будут рассмотрены ниже.

Скачать данное видео и просмотреть с другого видеохостинга можно на странице: Здесь.

– Также рекомендуем “Причины увеличения кальция в крови – гиперкальциемии”

Оглавление темы “Болезни щитовидной железы и опухоли мягких тканей шеи”:

Источник: https://meduniver.com/Medical/otorinolaringologia_bolezni_lor_organov/obmen_vitamina_d_paratgormona_kostnoi_tkani.html

Гормоны кальциевого обмена

Обмен кальция в костной ткани

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

Строение

Представляет собой производное витамина D и относится к стероидам.

Синтез

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).

Активность 1α-гидроксилазы обнаружена во многих клетках и значение этого заключается в активации 25-оксихолекальциферола для собственных нужд клетки (аутокринное и паракринное действие).

Регуляция синтеза и секреции

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.

Мишени и эффекты

См также биохимические функции витамина D.

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 Ca2+ 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.

Гипофункция

Соответствует картине гиповитаминоза D.

Костная ткань

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

Почки

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

Кишечник

  • при участии кальцитриола усиливается всасывание кальция и фосфатов.

Гиперфункция

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.

Лечение Костей
Добавить комментарий