Регуляция обмена кальция
В организме взрослого человека содержится в среднем 1000 г кальция. Основным депо кальция в организме являются кости. В костях около 99% кальция присутствует в малорастворимой форме кристаллов гидроксиапатита. В виде фосфатных солей в костях находится лишь 1% кальция, который может легко обмениваться и играть роль буфера при изменениях концентрации кальция в плазме крови. Другой фонд кальция - кальций плазмы крови.
Ионы кальция играют ключевую роль в мышечном сокращении, увеличивают проницаемость мембраны клеток для ионов калия, влияют на натриевую проводимость клеток, на работу ионных насосов, способствуют секреции гормонов, участвуют в каскадном механизме свёртывания крови. Кроме этого, они служат важнейшими посредниками во внутриклеточной передаче сигналов. Изменение уровня кальция может привести к нарушению многих процессов: изменению порога возбудимости нервных и мышечных клеток, нарушению функционирования кальциевого насоса, снижению активности ферментов и нарушению гормональной регуляции метаболизма.
Основными регуляторами обмена Са 2+ в крови являются паратгормон, кальцитриол и кальцитонин. Паратгормон одноцепочечный полипептид, состоящий из 84 аминокислотных остатков, действие которого направлено на повышение концентрации ионов кальция и снижение концентрации фосфатов в плазме крови. Синтез ПТГ синтезируется в паращитовидных железах в виде предшественника - препрогормона. Далее образующийся прогормон транспортируется в аппарат Гольджи, где происходит превращение в зрелый гормон. ПТГ упаковывается и хранится в секреторных гранулах. Скорость распада гормона уменьшается при низкой концентрации ионов кальция и увеличивается, если концентрация ионов кальция высока. Секреция ПТГ регулируется уровнем ионов кальция в плазме: гормон секретируется в ответ на снижение концентрации кальция в крови.
Роль ПТГ в регуляции обмена кальция Оганы-мишени для ПТГ - кости и почки. В костной ткани рецепторы ПТГ локализованы на остеобластах и остеоцитах. При связывании паратгормона с рецепторами клеток-мишеней остеобласты начинают усиленно секретировать инсулиноподобный фактор роста 1 и цитокины В почках ПТГ стимулирует реабсорбцию кальция в дистальных извитых канальцах и тем самым снижает экскрецию кальция с мочой, уменьшает реабсорбцию фосфатов.
Гиперпаратиреоз нарушение механизма подавления секреции паратгормона в ответ на гиперкальциемию. Гипопаратиреоз основной симптом гипопаратиреоза, обусловленный недостаточностью паращитовидных желёз, - гипокальциемия.
Кальцитриол синтезируется из холестерола. Синтез В коже провитамин D 3 превращается в витамин D 3. В ходе этой неферментативной реакции под влиянием УФ-излучения связь между девятым и десятым атомами углерода в молекуле холестерола разрывается и образуется холекальциферол. В эпидермисе витамин D 3 связывается со специфическим витамин Dсвязывающим белком поступает в кровь и переносится в печень, где происходит гидроксилирование с образованием кальцидиола. В комплексе с витамин Dсвязывающим белком кальцидиол транспортируется в почки и гидроксилируется по первому углеродному атому с образованием кальцитриола.
Механизм действия кальцитриола Кальцитриол оказывает воздействие на тонкий кишечник, почки и кости. Он связывается с внутриклеточным рецептором клетки-мишени. В клетках кишечника кальцитриол индуцирует синтез Са 2+переносящих белков, которые обеспечивают всасывание ионов кальция и фосфатов из полости кишечника в эпителиальную клетку кишечника и далее транспорт из клетки в кровь. В почках кальцитриол стимулирует реабсорбцию ионов кальция и фосфатов.
Рахит - заболевание детского возраста, связанное с недостаточной минерализацией костной ткани. Нарушение минерализации кости - следствие дефицита кальция. Рахит может быть обусловлен следующими причинами: недостатком витамина D 3 в пищевом рационе, нарушением всасывания витамина D 3 в тонком кишечнике, снижением синтеза предшественников кальцитриола из-за недостаточного времени пребывания на солнце, дефектом 1α-гидроксилазы, дефектом рецепторов кальцитриола в клетках-мишенях. Всё это вызывает снижение всасывания кальция в кишечнике и снижение его концентрации в крови, стимуляцию секреции паратгормона и вследствие этого мобилизацию ионов кальция из кости.
Кальцитонин - полипептид, состоящий из 32 аминокислотных остатков с одной дисульфидной связью. Гормон секретируется парафолликулярными К-клетками щитовидной железы или С-клетками паращитовидных желёз в виде высокомолекулярного белка-предшественника. Секреция кальцитонина возрастает при увеличении концентрации Са 2+ и уменьшается при понижении концентрации Са 2+ в крови.
Кальцитонин - антагонист паратгормона. Он ингибирует высвобождение Са 2+ из кости, снижая активность остеокластов. Кроме того, кальцитонин подавляет канальцевую реабсорбцию ионов кальция в почках, тем самым стимулируя их экскрецию почками с мочой. Скорость секреции кальцитонина у женщин сильно зависит от уровня эстрогенов. При недостатке эстрогенов секреция кальцитонина снижается. Это вызывает ускорение мобилизации кальция из костной ткани, что приводит к развитию остеопороза.
Скачать презентацию Регуляция обмена кальция В организме взрослого человека
регуляция Са.ppt