Кальций, биологическая роль, обмен, регуляция
Биологическая роль:
1. структура костной ткани, зубов.
2. мышечное сокращение.
3. возбудимость нервной системы.
4. внутриклеточный посредник гормонов.
5. свертывание крови.
6. активация ферментов (трипсин, сукцинатдегидрогеназа).
7. секреторная активность железистых клеток.
В организме содержится около 1 кг кальция: в костях – около 1 кг, в мягких тканях, преимущественно внеклеточно – около 14 г. С пищей поступает 1 г в сутки, а всасывается 0,3 г/сутки. Т1/2 для кальция содержащегося в организме около 6 лет, для кальция костей скелета – 20 лет. В плазме крови кальций содержится в двух видах:
1. недиффундируемый, связанный с белками (альбумином), биологически неактивный – 40 %.
2. диффундируемый, состоящий из 2-х фракций:
- ионизированный (свободный) – 50 %;
- комплексный, связанный с анионами: фосфатом, цитратом, карбонатом – 10 %.
Все формы кальция находятся в динамическом обратимом равновесии. Физиологической активностью обладает только ионизированный кальций. Кальций выделяется из организма: с калом – 0,7 г/сутки; с мочой 0,2 г/сутки; с потом 0,03 г/сутки.
В регуляции обмена Са2+ и фосфатов имеют значение 3 фактора:
1. Паратгормон (гормон, вырабатываемый паращитовидными железами) – одноцепочечный полипептид, действие которого направлено на повышение концентрации ионов кальция и снижение концентрации фосфатов в плазме крови. Гормон секретируется в ответ на снижение концентрации кальция в крови. Органы-мишенидля ПТГ - кости и почки. В клетках почек и костной ткани локализованы специфические рецепторы, которые взаимодействуют с паратгормоном, в результате чего инициируется каскад событий, приводящий к активации аденилатциклазы.
|
|
|
В костной ткани рецепторы ПТГ локализованы на остеобластах и остеоцитах, но не обнаружены на остеокластах. При связывании паратгормона с рецепторами клеток-мишеней остеобласты начинают усиленно секретировать инсулиноподобный фактор роста 1 и цитокины. Эти вещества стимулируют метаболическую активность остеокластов. В частности, ускоряется образование ферментов, таких как щелочная фосфатаза и коллагеназа, которые воздействуют на компоненты костного матрикса, вызывают его распад, в результате чего происходит мобилизация Са2+ и фосфатов из кости во внеклеточную жидкость.
В почках ПТГ стимулирует реабсорбцию кальция в дистальных извитых канальцах, cнижает реабсорбцию фосфатов из почек и способствует уменьшению концентрации фосфатов во внеклеточной жидкости.
Кроме того, паратгормон индуцирует синтез кальцитриола (витамин D3 – активная форма витамина D), который усиливает всасывание кальция в кишечнике.
|
|
|
Таким образом, паратгормон восстанавливает нормальный уровень ионов кальция во внеклеточной жидкости как путём прямого воздействия на кости и почки, так и действуя опосредованно (через стимуляцию синтеза кальцитриола) на слизистую оболочку кишечника, увеличивая в этом случае эффективность всасывания Са2+ в кишечнике.
2. Кальцитриол (активная форма витамина D3) синтезируется из холестерола и оказывает воздействие на тонкий кишечник, почки и кости. Подобно другим стероидным гормонам, кальцитриол связывается с внутриклеточным рецептором клетки-мишени. Образуется комплекс гормон-рецептор, который взаимодействует с хроматином и индуцирует транскрипцию структурных генов, в результате чего синтезируются белки, опосредующие действие кальцитриола.
Так, например, в клетках кишечника кальцитриол 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, благодаря чему концентрация ионов кальция во внеклеточной жидкости поддерживается на уровне, необходимом для минерализации органического матрикса костной ткани.
В почках кальцитриол стимулирует реабсорбцию ионов кальция и фосфатов.
|
|
|
При недостатке кальцитриола нарушается образование аморфного фосфата кальция и кристаллов гидроксиапатитов в органическом матриксе костной ткани, что приводит к развитию рахита и остеомаляции. Обнаружено также, что при низкой концентрации ионов кальция кальцитриол способствует мобилизации кальция из костной ткани.
3. Кальцитонин (секретируется парафолликулярными К-клетками щитовидной железы или С-клетками паращитовидных желёз в виде высокомолекулярного белка-предшественника) – уменьшает выход Са2+ из костной ткани.
Секреция кальцитонина возрастает при увеличении концентрации Са2+ и уменьшается при понижении концентрации Са2+ в крови. Кальцитонин - антагонист паратгормона. Он ингибирует высвобождение Са2+ из кости, снижая активность остеокластов. Кроме того, кальцитонин подавляет канальцевую реабсорбцию ионов Са в почках, тем самым стимулируя их экскрецию почками с мочой.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 740; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!