Если удалить паратиреоидные железы, уровень кальция в крови падает с нормальных значений 9,4 мг/дл до 6-7 мг/дл за 2-3 сут, а концентрация фосфатов может удвоиться. Как только концентрация кальция достигает таких низких значений, появляются первые признаки развивающейся тетании. Среди всех мышц организма особенно склонны к развитию тетании мышцы гортани. Спазм этих мышц делает невозможной вентиляцию легких, что приводит к смерти от тетании, если не проводить соответствующее лечение.
Одновременно с механизмом, обеспечиваемым существованием обмениваемых солей кальция в костях, который работает как буферная система по отношению к концентрации ионов кальция в межклеточной жидкости, оба гормона (паратгормон и кальцитонин) начинают действовать в течение 3-5 мин после быстрого изменения концентрации ионов кальция. Скорость секреции ПТГ возрастает; как уже объяснялось, это запускает в действие многочисленные механизмы, направленные на снижение концентрации ионов кальция.
Гипопаратиреоидизм
Если паратиреоидные железы не секретируют достаточное количество паратгормона, это приводит к снижению вымывания остеоцитами легкообмениваемого кальция из костей при почти полной и повсеместной инактивации остеокластов. В результате абсорбция кальция из костей настолько уменьшается, что это приводит к снижению уровня кальция в жидких средах организма. Вследствие того, что кальций и фосфаты перестают вымываться из костей, кости обычно остаются прочными.
Если удалить паратиреоидные железы, уровень кальция в крови падает с нормальных значений 9,4 мг/дл до 6-7 мг/дл за 2-3 сут, а концентрация фосфатов может удвоиться. Как только концентрация кальция достигает таких низких значений, появляются первые признаки развивающейся тетании. Среди всех мышц организма особенно склонны к развитию тетании мышцы гортани. Спазм этих мышц делает невозможной вентиляцию легких, что приводит к смерти от тетании, если не проводить соответствующее лечение.
Лечение гипопаратиреоидизма ПТГ и витамином D. Паратгормон иногда используют для лечения гиполаратиреоидизма. Однако его высокая цена, а также непродолжительное действие (самое большее — несколько часов) и постепенное повышение в организме количества антител к нему делает применение препарата все менее перспективным. Гипопаратиреоидизм с помощью инъекций этого гормона обычно не лечат.
Большинству больных с гипопаратиреоидизмом вводят чрезвычайно большое количество витамина D — более 100000 единиц в сутки. Одновременно дают 1-2 г кальция, поддерживая концентрацию кальция на нормальном уровне. Иногда необходимо назначать 1,25-дигидроксихолекальциферол вместо менее активных форм витамина D, поскольку он активнее и действует быстрее. Это может вызвать нежелательные эффекты, т.к. иногда бывает трудно предупредить слишком сильные влияния этой активной формы витамина D.
Подавляют секрецию паратирина:
Кальцитонин — пептидный гормон щитовидной железы, состоящий из 32 аминокислот. Он получил свое название благодаря способности снижать концентрацию кальция в крови. Секретируется парафолликулярными С-клетками.
Паратгормон
человек имеет 2 пары околощитовидных желез, расположенных на задней поверхности или погруженных внутри щитовидной железы.
главные, или оксифильные, клетки этих желез вырабатывают паратгормон, или паратирин, или паратиреоидный гормон (ПТГ).
•паратгормон регулирует обмен кальция в организме и поддерживаетего уровень в крови.
•в костной ткани паратгормон усиливает функцию остеокластов, что приводит к деминерализации кости и повышению содержания кальция в плазме крови (гиперкальциемия).
•в почках паратгормон усиливает реабсорбцию кальция.
•в кишечнике повышение реабсорбции кальция происходит благодаря стимулирующему действию паратгормона на синтез кальцитриола –активного метаболита витамина D3.
Паратирин является мощным кальций -регулирующим гормоном, вызывает повышение кальция в крови и его еще называют гиперкальциемическим гормоном
Регуляция секрециипаратирина происходит по обратной связи уровнем ионизированного кальция крови.
•низкая концентрация кальция
•симпатические влияния через бета-адренорецепторы.
Подавляют секрецию паратирина:
•высокий уровень кальция в крови и
•почечный гормон кальцитриол.
•Основные эффекты паратирина проявляются
•со стороны органов-мишеней гормона -костной ткани, почек и желудочно-кишечного тракта.
•Реализация действия паратирина осуществляется через цАМФ, и повышение уровня этого вторичного посредника в моче является важным диагностическим критерием избыточной секреции.
Эффект паратирина на костную ткань:
Обусловлен стимуляцией и увеличением количества остеокластов, резорбирующих кость.
В почках гормон снижает реабсорбцию кальция в проксимальных канальцах, но резко усиливает ее в дистальных канальцах, что предотвращает потери кальция с мочой и способствует гиперкальциемии. Реабсорбция фосфата в почках под влиянием паратирина угнетается, это приводит к фосфатурии и снижению содержания фосфата в крови —гипофосфатемии.
Повышенная секреция паратирина при гиперплазии или аденоме околощитовидных желез сопровождается
деминерализацией скелета с деформацией длинных трубчатых костей,
•образованием почечных камней,
•нарушениями памяти и концентрации внимания.
•Дефицит паратирина, особенно при ошибочном оперативном удалении или повреждении желез,
•повышает нервно-мышечную возбудимость вплоть до судорожных приступов, получивших название тетании.
Кальцитриол
активная форма витамина D животных стероидной природы. Работает как сигнальная молекула. Регулирует обмен фосфата и кальция в организме.
Кальцитриол контролирует обмен кальция. В клетках кишечника он индуцирует синтез Са2±переносящих белков, которые обеспечивают всасывание ионов кальция и фосфатов из полости кишечника в эпителиальную клетку кишечника и далее транспорт из клетки в кровь против концентрационного градиента на мембранах кишечника. В почках кальцитриол стимулирует реабсорбцию ионов кальция и фосфатов. При низкой концентрации ионов кальция кальцитриол способствует мобилизации кальция из костной ткани.
Первичный гиперпаратиреоз возникает при аденоме желез. Нарастающая гиперкальциемия вызывает повреждение почек, мочекаменную болезнь.
Кальцитонин
Строение
Представляет собой пептид, включающий 32 аминокислоты с молекулярной массой 3,6 кДа.
Синтез
Осуществляется в парафолликулярных клетках щитовидной железы.
Регуляция синтеза и секреции
Активируют: ионы кальция, глюкагон.
Механизм действия
Мишени и эффекты
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+ .
3) почек, в которых осуществляется реабсорбция кальциевого и фосфатного ионов. Функционирование этих эсрфекторных органов, определяющих кальциевый баланс в организме, специфически контролируется главным образом тремя — гормонами — паратгормоном, кальцитонином и 1,25 (ОН)2D3.
Ионы Са — жизненно важные компоненты животного организма, принимающие участие в формировании многих его структур и регуляции течения метаболических процессов.
При значительном снижении концентрации ионов Са2+ в крови и тканевой жидкости возникают дезинтеграция тканей, деформация клеток, нарушения проницаемости мембран, гиперактивность нейронов, спазм мышц (тетания), снижение свертывания крови, размягчение костей и т.д. При избытке ионов происходит кальцификация и склеротизация мягких тканей, снижение окислительного фосфорилирования в клетках и т.д.
В плазме крови различных видов позвоночных содержится 2,4-4 ммоль/л (9-11 мг%) кальция. Из этого количества более 50% находится в свободной ионизированной форме, остальная его часть связана с плазменными белками или находится в форме плохо диссоциирующего вторичного фосфата. Концентрация Са в крови стабильна. Ее суточные колебания не превышают 3%.
Уровень тотального и ионизированного Са в плазме и соответственно в клетках находится преимущественно в зависимости от функционального состояния трех структур организма:
1) костного аппарата — резервуара Са, в котором остеобласты и остеоциты способствуют минерализации кости и отложению в ней неионизированного Са, а остеокласты обусловливают деминерализацию кости и выход из нее Са2+ в кровь;
2) тонкого кишечника, который обеспечивает всасывание Са и его реабсорбцию;
3) почек, в которых осуществляется реабсорбция кальциевого и фосфатного ионов. Функционирование этих эсрфекторных органов, определяющих кальциевый баланс в организме, специфически контролируется главным образом тремя — гормонами — паратгормоном, кальцитонином и 1,25 (ОН)2D3.
От уровня данных гормонов в крови зависят в конечном счете характер и интенсивность обмена кальция и поддержание кальциевого гомеостаза, столь важного для организма (рис. 94). Динамика этих гормонов взаимосвязана и зависит, в свою очередь, от концентрации ионов Са2+ в крови.
Кроме того, паратгормон стимулирует в почке синтез l,25-(OH)2D3 — гормональноактивной формы витамина D3 из малоактивного 25-OH-D3. В свою очередь 1,25 (OH)2D3 оказывает существенное влияние на кальциевый обмен, взаимосвязанное с эффектами паратгормона (Де Люка, 1963, 1974).
Определение паратгормона с помощью иммунохимического исследования сыворотки крови на анализаторе ARCHITECT 8000.
Кальций является частью неорганических элементов, входящих в состав кости.
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.
Методика
Определение паратгормона с помощью иммунохимического исследования сыворотки крови на анализаторе ARCHITECT 8000.
Определение кальцитонина и остеокальцина в сыворотке крови с помощью иммуноферментного анализатора.
Подготовка
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.
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].
ОБМЕН КАЛЬЦИЯ И ЕГО ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
Ахполова В.О., Брин В.Б.
Северо-Осетинская государственная медицинская академия Россия, 362019, Владикавказ, ул. Пушкинская, 40 [email protected]
Ключевые слова: кальций, кальцитриол, паратгормон, кальцитонин, клото, транспортные системы.
CALCIUM EXCHANGE AND ITS HORMONAL REGULATION
Akhpolova V.O., Brin V.B.
North-Ossetian state medical Academy 40 Pushkinskaya str., Vladikavkaz, 362019, Russia [email protected]
Keywords: calcium, calcitriol, parathyroid hormone, calcitonin, klotho, transport systems.
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].
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].
сти тощей кишки и до средней части подвздошной кишки [12].
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].
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].
Регуляция обмена кальция в кишечнике и почках осуществляется практически одними и теми же гормонами и биологически активными веществами. Так, например, модуляция парацеллюлярной
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
Синтез
За обмен кальция и фосфатов в организме отвечают три гормона – кальцитриол, кальцитонин и паратиреоидный гормон.
Кальцитриол
| Строение кальцитриола |
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 печени по С25и в почках по С1. В результате формируется 1,25-диоксикальциферол (кальцитриол).
Регуляция синтеза и секреции
Активируют: Гипокальциемия повышает гидроксилирование по С1 в почках.
Уменьшают: Избыток кальцитриола подавляет гидроксилирование по С1 в почках.
Механизм действия
Мишени и эффекты
Эффект кальцитриола заключается в увеличении концентрации кальция и фосфорав крови:
· в кишечнике индуцирует синтез белков, отвечающих за всасывание кальция и фосфатов,
· в почках повышает реабсорбцию кальция и фосфатов,
· в костной ткани усиливает резорбцию кальция.
Патология
Гипофункция
Соответствует картине гиповитаминоза D.
Паратиреоидный гормон
Строение
Представляет собой пептид из 84 аминокислот с молекулярной массой 9,5 кДа.
Синтез
Идет в паращитовидных железах. Реакции синтеза гормона высоко активны.
 Регуляция синтеза паратирина |
Регуляция синтеза и секреции
Высокие концентрации кальция активируют кальций-чувствительную протеазу, гидролизующую один из предшественников гормона, и тем самым снижается образование паратиреоидного гормона.
Механизм действия
Мишени и эффекты
Эффект паратиреоидного гормона заключается в увеличении концентрации кальция и снижении концентрации фосфора в крови.
Это достигается тремя способами:
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.
Гипофункция
Возникает при случайном удалении железы при операциях на щитовидной железе, 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.
Гиперфункция
Первичныйгиперпаратиреоз возникает при аденоме желез. Нарастающая гиперкальциемия вызывает повреждение почек, мочекаменную болезнь.
Вторичныйгиперпаратиреоз является результатом почечной недостаточности, при которой происходит нарушение образования кальцитриола, снижение концентрации кальция и компенсаторное возрастание синтеза паратиреоидного гормона.
Кальцитонин
Строение
Представляет собой пептид, включающий 32 аминокислоты с молекулярной массой 3,6 кДа.
Синтез
Осуществляется в парафолликулярных клетках щитовидной железы.
Регуляция синтеза и секреции
Активируют: ионы кальция, глюкагон.
Механизм действия
Мишени и эффекты
Эффект кальцитонина заключается в уменьшении концентрации кальция и фосфорав 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+ .
Патология
Гормоны тиреоидной функции
Тиреотропный гормон
Строение
Представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 30 кДа, состоит из двух субъединиц α- и β, α-субъединица схожа с таковой гонадотропных гормонов, β-субъединица специфична для ТТГ.
Синтез
Осуществляется в базофильных тиреотрофах гипофиз.
При терапии гиперкальциемии совместное использование витамина D или кальцийсодержащих препаратов может снижать эффективность кальцитонина; при терапии других состояний кальцийсодержащие средства можно использовать через 4 часа после кальцитонина. При совместном использовании кальцитонин снижает эффект альфакальцидола. При одновременном использовании кальцитонина с препаратами лития возможно снижение концентрации лития в плазме крови.
Применение при беременности и кормлении грудью
Использование кальцитонина при беременности возможно только тогда, когда ожидаемый эффект лечения превышает возможный риск для плода (строго контролируемые и адекватные исследования безопасности применения кальцитонина у беременных женщин отсутствуют). В период грудного вскармливания кальцитонин применять не следует, так как неизвестно, выделяется ли кальцитонин с грудным молоком женщин. У животных кальцитонин ингибирует лактацию.
Передозировка
- Исключить из рациона алкоголь в течение 24 часов до исследования.
- 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.
Комплексное обследование, включающее исследование маркеров метаболизма костной ткани и маркеров состояния минерального обмена и его регуляции. Обследование будет полезно как для ранней диагностики остеопороза, так и для выбора метода адекватной терапии и оценки ее эффективности.
Электрохемилюминесцентный иммуноанализ (ECLIA):
N -Остеокальцин, Витамин D , 25-гидрокси.
Кинетический колориметрический метод:
Твердофазный хемилюминесцентный иммуноферментный анализ:
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Как правильно подготовиться к исследованию?
- Исключить из рациона алкоголь в течение 24 часов до исследования.
- 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.
Общая информация об исследовании
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.
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 чего используется исследование?
Когда назначается исследование?
- 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:
Паратгормон опосредованно усиливает всасывание Ca 2+ в кишечнике за счет стимуляции биосинтеза гормональной формы витамина D в почке.
Паратгормон (паратиреоидный гормон, ПТГ) – полипептид клеток паращитовидных желез, увеличивающий концентрацию Ca 2+ и уменьшающий концентрацию фосфатов в крови.
Рис. 68. Прямые и обратные связи в регуляции продукции паратгормона
Рецепторы паратгормона – белки надсемейства рецепторов, сопряженных с G-белками. Передача сигнала осуществляется преимущественно по аденилатциклазному пути за счет увеличения продукции цАМФ. Классические органы-мишени – остеобласты и клетки проксимальных канальцев нефрона, где экспрессируются рецепторы паратиреоидного гормона.
Гиперкальциемический эффект паратгормона достигается за счет:
- угнетения работы остеобластов
- активации остеоцитов, остеокластов
- увеличении пула остеокластов
Это способствует резорбции кости и поступлению Ca 2+ и фосфатов из костной ткани в кровь.Паратгормон также индуцирует рецепторы кальцитриола в костной ткани.
Паратгормон опосредованно усиливает всасывание Ca 2+ в кишечнике за счет стимуляции биосинтеза гормональной формы витамина D в почке.
Ч астой причиной развития остеомаляции у женщин в постменопазе является дефицит эстрогенов. Эти и другие проявления менопаузы хорошо поддаются коррекции с помощью гормональной заместительной терапии. Для этого используют препараты с вариабельным содержанием эстрогенов и прогестинов, имитирующие естественные колебания этих гормонов во время менструального цикла.
Гормональная форма витамина D (Кальцитриол)
Гормональная форма витамина D (1α,25-дигидроксивитамин D, кальцитриол) синтезируется последовательным гидроксилированием холекальциферола (витамина D): сначала в печени по 25-му положению с образованием малоактивного 25-гидроксивитамина D, затем в почке по 1α-положению с образованием 1α,25-дигидроксивитамина D.
Регуляция образования кальцитриола осуществляется преимущественно на уровне 1α-гидроксилазы проксимальных почечных канальцев. Биосинтез этого фермента стимулируется паратгормоном и/или пониженным содержанием фосфата крови. Активный гормон не только ингибирует свою продукцию по механизму отрицательной обратной связи (подавляя продукцию ПТГ и экспрессию 1α-гидроксилазы), но и усиливает собственную деградацию, стимулируя транскрипцию 24-гидроксилазы.
Витамин D и его гидроксилированные метаболиты, включая кальцитриол, транспортируются в комплексе с транспортным белком крови, связывающим витамин D (транскальциферином). Причем образовавшийся в печени 25-гидроксивитамин D обладает наивысшим сродством к этому белку. В отличие от большинства гормонсвязывающих белков, витамин D-связывающий белок не регулирует биодоступность, а направленно транспортирует 25-гидроксивитамин D из первичной мочи в проксимальные трубочки для 1α-гидроксилирования и активации.
Рецептор кальцитриола относится к надсемейству ядерных рецепторов и экспрессируется в классических органах-мишенях кальцитриола (кишечник, кости, почки, паращитовидные железы) и многих других.
Кальцитриол способствует поддержанию постоянной концентрации внеклеточного Ca 2+ , действуя на кишечник, кости, почки и паращитовидные железы.
Кальцитриол – основной стимулятор всасывания Ca 2+ и фосфатов в тонком кишечнике. Регуляция всасывания под действием кальцитриола может затрагивать различные механизмы (облегчённую диффузию, везикулярный транспорт) в зависимости от отдела кишечника.
Кальцитриол стимулирует накопление Ca 2+ в остеоцитах и остеобластах, участвует в развитии и минерализации костной ткани, ремоделировании костей (совместно с паратгормоном, потенциируя действие последнего).
Кальцитриол стимулирует реабсорбцию Ca 2 + в дистальных почечных канальцах, снижая его экскрецию с мочой. Это происходит за счет увеличения экспрессии генов системы трансцеллюлярного транспорта Ca 2+ . Снижение выведения ионов Ca 2+ почками приводит к повышению их концентрации в крови.
Кальцитриол подавляет транскрипцию гена паратгормона. Действуя на другие ткани, кальцитриол стимулирует секрецию кальцитонина С-клетками щитовидной железы и адреналина мозговым слоем надпочечников.
Кальцитонин – гипокальциемический и гипофосфатемический гормон, синтезируемый С-клетками щитовидной железы.
Продукцию кальцитонина стимулируют гастрин, Ca 2+ , глюкагон и GLP 115 , секреция которых растет в ответ на прием пищи. Наибольшим эффектом обладает гастрин. Предполагают, что увеличение секреции кальцитонина в ответ на эти гормоны является защитой от пищевой гиперкальциемии. В этом проявляется его основная функция, поскольку удаление щитовидных желёз практически не меняет содержание Ca 2+ и фосфата в крови. Повышение концентраций Ca 2 + и кальцитриола в крови также стимулирует секрецию кальцитонина.
Рецепторы кальцитонина – белки надсемейства рецепторов, сопряженных с Gs-белками. Cигнал передаётся по аденилатциклазному пути за счет увеличения продукции цАМФ.
В норме вклад кальцитонина в регуляцию уровня Ca 2+ в крови относительно невелик и заключается в защите от пищевой гиперкальциемии, однако при аномалиях работы паращитовидной железы эффекты кальцитонина отчётливо видны. Это позволяет считать кальцитонин антагонистом паратгормона.
Кальцитоин тормозит дифференцировку предшественников-остеокластов, ослабляет резорбцию костей и высвобождение из них Ca 2+ и фосфатов.
Кальцитонин снижает трансцеллюлярный транспорт Ca 2+ в кишечнике.
В почках кальцитонин подавляет реабсорбцию и Ca 2+ , и фосфата. Однако этот эффект выражен только при сверхфизиологических концентрациях гормона. Как и паратгормон, в почках кальцитонин усиливает экспрессию 1α-гидроксилазы, ключевого фермента синтеза кальцитриола.
Кроме вышеописанных гормонов, в регуляции гомеостаза Ca 2+ участвуют глюкокортикоиды, тормозящие ремоделинг костей (подавляют дифференцировку остеобластов, всасывание Ca 2+ кишечником и его реабсорбцию почками), эстрогены, увеличивающие прочность костей (стимулируют продукцию кальцитонина, работу остеобластов) и некоторые другие 116 . Взаимосязи гормонов, регулирующих отмен кальция представлены на рис. 69.
Рис. 69. Гормоны, влияющие на концентрацию Ca 2+ , и связи между ними
1. Briot K., Roux C.//Glucocorticoid-induced osteoporosis. -RMD Open. -2015-V. 1 (1): e000014.
2. Cheloha R.W., Gellman S.H., Vilardaga J.P., Gardella T.J. // PTH receptor-1 signalling-mechanistic insights and therapeutic prospects. -Nat Rev Endocrinol. 2015-V.11 (12):712-24.
3. Hendy G.N., Canaff L. Calcium-sensing receptor, proinflammatory cytokines and calcium homeostasis Semin Cell Dev Biol. 2015- S1084-9521 (15) 30006-9.
4. Jeon U.S. // Kidney and calcium homeostasis. -Electrolyte Blood Press. -2008 -V.6 (2): 68-76.
5. Nagano N //Pharmacological and clinical properties of calcimimetics: calcium receptor activators that afford an innovative approach to controlling hyperparathyroidism. – Pharmacol Ther. 20 06 — V.109 (3): 339–65.
6. Naot D., Cornish J. // The role of peptides and receptors of the calcitonin family in the regulation of bone metabolism. – Bone. 2008-V.43 ( 5): 813-8.
7. Taylor C.W., Tovey S.C. // From parathyroid hormone to cytosolic Ca 2+ signals. – Biochem Soc Trans. 2012 -V.40 (1): 147-52.
113 Главным образом гидроксиапатиты (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ).
114 Через сенсоры Ca 2+ , представляющие собой рецепторы, сопряженные с G-белками.
116 Андрогены, пролактин, факторы роста, инсулин, ИФР, IL-1.
Следствия избытка кальция
Передозировка кальция более 2 г может вызывать гиперпаратиреоз.
Начальные признаки: задержка роста, анорексия, запоры, жажда, полиурия, мышечная слабость, депрессия, раздражение, гиперрефлексия, головокружение, нарушение баланса при ходьбе, угнетение коленного рефлекса (и других), психоз, провалы памяти.
При длительной гиперкальциемии развивается кальциноз, артериальная гипертензия, нефропатия.
нарушение кальциевого обмена —
В крови кальций (Са) находится в трех различных формах. Приблизительно половина кальция находится в виде нефильтрующихся, плохо растворимых соединений с белками. Другую половину составляет свободный ультрафильтруемый кальций, способный проходить через клеточные мембраны, при этом 1/3 его часть находится в ионизированной форме. Именно ионизированному кальцию принадлежит основная роль в регулировании всех физиологических процессов.
Состояния, требующие назначения кальция, в связи с его повышенными затратами организмом:
— занятия спортом, повышенные физические нагрузки;
— беременность, кормление грудью;
— менопауза;
— периоды бурного роста у детей и подростков;
— стресс;
— иммобилизация;
— зимний период;
— предоперационный и послеоперационный.
При каких заболеваниях возникает нарушение кальциевого обмена:
Причины нарушения кальциевого обмена:
Причины избытка кальция
Передозировка витамина Д, некоторые заболевания с нарушением минерального обмена (рахит, остеомаляция), саркоидоз костей, болезнь Иценко-Кушинга, акромегалия, гипотиреоз, злокачественные опухоли.
Следствия избытка кальция
Передозировка кальция более 2 г может вызывать гиперпаратиреоз.
Начальные признаки: задержка роста, анорексия, запоры, жажда, полиурия, мышечная слабость, депрессия, раздражение, гиперрефлексия, головокружение, нарушение баланса при ходьбе, угнетение коленного рефлекса (и других), психоз, провалы памяти.
При длительной гиперкальциемии развивается кальциноз, артериальная гипертензия, нефропатия.
Причины дефицита кальция
— Гипопаратиреоз, спазмофилия, заболевания желудочно-кишечного тракта, эндокринные заболевания, почечная недостаточность, сахарный диабет, гиповитаминоз витамина Д.
К каким врачам обращаться, если возникает нарушение кальциевого обмена:
Вы заметили нарушение кальциевого обмена? Вы хотите узнать более детальную информацию или же Вам необходим осмотр? Вы можете записаться на прием к доктору – клиника Euro lab всегда к Вашим услугам! Лучшие врачи осмотрят Вас, изучат внешние признаки и помогут определить болезнь по симптомам, проконсультируют Вас и окажут необходимую помощь. Вы также можете вызвать врача на дом. Клиника Euro lab открыта для Вас круглосуточно.
Как обратиться в клинику:
Телефон нашей клиники в Киеве: (+38 044) 206-20-00 (многоканальный). Секретарь клиники подберет Вам удобный день и час визита к врачу. Наши координаты и схема проезда указаны здесь. Посмотрите детальнее о всех услугах клиники на ее персональной странице.
Если Вами ранее были выполнены какие-либо исследования, обязательно возьмите их результаты на консультацию к врачу. Если исследования выполнены не были, мы сделаем все необходимое в нашей клинике или у наших коллег в других клиниках.
Если Вы хотите задать вопрос врачу – воспользуйтесь разделом онлайн консультации, возможно Вы найдете там ответы на свои вопросы и прочитаете советы по уходу за собой. Если Вас интересуют отзывы о клиниках и врачах – попробуйте найти нужную Вам информацию на форуме. Также зарегистрируйтесь на медицинском портале Euro lab, чтобы быть постоянно в курсе последних новостей и обновлений информации на сайте, которые будут автоматически высылаться Вам на почту.
