Гормоны регулирующие уровень кальция в организме

Гормональная регуляция обмена кальция

Гормоны регулирующие уровень кальция в организме

ИоныСа2+принимают участие в формированиимногих структур организма, в регуляциитечения метаболических процессов.

Функции кальция

  1. Участие в контактном узнавании клеток за счет образования катионных Са2+мостиков.

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

  3. Регуляция проницаемости мембран нейронов и миоцитов.

  4. Участие в мышечном сокращении.

  5. Стимуляция биосинтетических и секреторных процессов.

  6. Регуляция активности ряда ферментов.

  7. Регуляция окислительного фосфорилирования.

  8. Стимуляция свертывания крови.

  9. Опосредование эффектов ряда гормонов.

КонцентрацияСа в крови стабильна, ее колебания непревышают 3%. В плазме крови содержится2,4 – 4 ммоль/л (9-11 мг%) кальция.

Уровенькальция зависит от функциональногосостояния 3 структур организма:

  1. Костного аппарата – резервуара Са.

  2. Тонкого кишечника, который обеспечивает всасывание Са и его реабсорбцию.

  3. Почек, в которых осуществляется реабсорбция ионов кальция и фосфора.

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

Паратгормонобладает гиперкальциемическим действиеми одновременно снижает концентрациюфосфатов в крови.

Вкости паратгормон стимулирует мобилизациюи выход в кровь Са2+.

Вкишечнике паратгормон усиливаетвсасывание Са2+в кровь.

Впочках паратгормон усиливает реабсорбциюСа2+в дистальных сегментах извитыхканальцев и тормозит реабсорбциюфосфатных ионов в проксимальных отделахканальцевого аппарата.

Паратгормонстимулирует в почках синтез 1,25 (ОН)2D3из малоактивного25-ОН-D3.

1,25(ОН)2D3витамин усиливает всасывание Са2+и фосфатов в слизистой тонкого кишечника,мобилизует Са2+и фосфаты из костнойткани и увеличивает реабсорбцию Са2+в почках.

Кальцитонин– гипокальцемический гормон.

Вкостной ткани кальцитонин способствуетотложению Са2+.

Замедляетвсасывание Са и фосфатов из кишечника.

Впочках кальцитонин препятствуетреабсорбции Са2+.

Вотношении уровня фосфатов в кровикальцитонин и паратгормон являютсясинергистами: оба гормона вызываютгипофосфатемию.

Отклоненияв концентрации Са2+в крови,превышающие 3-5%, приводят к специфическомуизменению интенсивности функционированияжелез, секретирующих паратгормон икальцитонин.

Повышениеуровня ионов Са2+в крови стимулируетсекрецию кальцитонина и торможениесекреции паратгормона и 1,25 (ОН)2D3.

Повышениеуровня ионов Са2+в крови стимулируетсекрецию паратгормона и витаминаD3и тормозит секрецию кальцитонина.

Гипокальцемия– онемение и покалывание в пальцах иоклоротовой области, гиперреактивныерефлексы, спазмы мышц, тетания, судороги.У новорожденных могут наблюдатьсялетаргия и плохое сосание.

Прихронической гипокальцемии происходятпереломы костей как следствие остеопороза.

Гиперкальцемияможет сопровождаться кальцификациеймягких тканей. Образуются фосфатыкальция, которые откладываются во всехорганах.

Билет 80.

Витамины.

Витамины – низкомолекулярные веществаорганической природы, необходимы длявыполнения биохимических и физиологическихфункций, необходимые в небольшихколичествах, не выполняющих пластическихи энергетических функций. Витаминыявляются активаторами биохимическихпроцессов, т.к.

обеспечивают выполнениекаталитических функций ферментов.

Витамины не синтезируются в организмеили синтезируются в таких количествах,которые не достаточны для выполненияфункций и поэтому должны поступать всоставе пищевых продуктов, при резкойнедостаточности витаминов в организмеразвивается характерный симптомокомплекс.

Термин «Витамин» впервые был использовандля обозначения специфическогомикрокомпонента пищи органическойприроды, предотвращающего обусловленнуюнеполноценным питанием болезнь бери-бери,распространенную в странах, где населениеупотребляло в пищу много риса. Т.к. этотмикрокомпонент обладал свойствамиамина, польский биохимик Казимир Функ,получивший это вещество в чистом виде,назвал его «витамин», что означает«необходимый для жизни амин».

Витамины делят на 2 группы:

  1. Водорастворимые – к этой группе относятся витамины В1, В2, В3, В5, В6, В7(Н), В9(В10, Вс), В12, С, Р.

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

Выделяют группу витаминоподобныхвеществ. Это соединения, которые могутсинтезироваться в организме и недостатокне вызывает развитие симптомокомплекса.

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

Функции витаминов.

1.Водорастворимые витамины являютсякоферментами или составной частьюкоферментов.

2.Жирорастворимые витамины входят всостав липопротеидного слоя мембран.

Нарушение функций витаминов:

Нарушение обмена витаминов может бытьсвязано с нарушением всасывания витаминовили их транспорта с кровью. Витамин ворганизме должен превратиться в активнуюформу. Нарушение образования активнойформы кофермента или нарушение синтезаапофермента может привести к нарушениюфункций витаминов.

Этапы нарушений обмена витаминов.

Всасывание витаминов может нарушатьсяпри повышенной перистальтике, приотсутствии рецепторов для витаминов.

Транспорт витаминов связан с альбуминамикрови.

Синтез кофермента может быть нарушенпри отсутствии ферментов, обеспечивающихсинтез коферментов, отсутствие энергии.

При недостатке белков может быть нарушенсинтез апофермента, что приведет котсутствию апофермента.

Недостаточность витаминов в организмевызывает гиповитаминоз.

Авитаминоз – резко выраженнаянедостаточность витаминов в пище.

Диагностика гиповитаминозов

Концентрация витамина в крови или моче.

НормаСнижено (мало в пище,Нарушено всасывание)
Концентрация коферментов(в крови, клетках)
НормаСнижено (нарушен биосинтез)
Активность витаминзависимых ферментов в клетках
Снижено (апофермент синтезируется, но он аномален и связь с коферментом непрочная)НормаНе определяется (синтезируется не активный апофермент)

витаминов определяют влимфоцитах периферической крови ифибробластах кожи.

Причины возникновения и коррекцияавитаминозов.

  1. Оценка пищевого рациона (правильность обработки).

  2. Оценка всасывания витаминов.

Для устранения этих авитаминозов вводятдозы близкие к физиологическим.

  1. при снижении концентрации кофермента:

а) вводят кофермент и определяютконцентрацию кофермента в клетке

б) вводят большие дозы витаминов длясоздания концентрационного эффекта,т.е. для увеличения концентрациисубстрата. Доза витамина увеличиваетсяв 100 – 500 раз, т.е. проводят мегавитаминотерапию.Лечение направлено на активациюферментов, синтезирующих данныйкофермент.

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

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

Если недостаток витамина приводит кнедостаточности синтеза продукта В, толечат введением вещества В, а еслиотрицательный эффект связан с накоплениемвещества А, то нужно ограничить поступлениевещества А:

АВ

Причины нарушений обмена витаминов

  1. Недостаток витаминов в пище или неправильная обработка пищи.

  2. 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.

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

В транспорте витаминов в кровотокеучаствуют альбумины крови. Снижениеконцентрации альбуминов нарушаеттранспорт витаминов.

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

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

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

Авитаминоз, гиповитаминоз.

Авитаминоз– патологическое состояние, развивающеесявследствие длительного и полногоотсутствия витамина (ов) в организме.

Гиповитаминоз – патологическоесостояние, наступающее при неполной,частичной нехватке витамина (ов) ворганизме.

Причины возникновения гиповитаминозов.

  1. Алиментарные (отклонение фактического рациона от поглощаемы рационов).

а) отсутствие витаминов в пищевыхпродуктах (однообразное питание, малорастительной пищи, сезонность).

б) неправильная кулинарная обработкапри приготовлении пищи (длительное,неправильное хранение, температурныйфактор, кислоты, щелочи при приготовленииконсервированных продуктов).

в) национальные, местные обычаи.

  1. Нарушения всасывания и транспорта витаминов

а) заболевания ЖКТ

б) заболевание печени (желчь – необходимоеусловие для всасывания жирорастворимыхвитаминов).

в) нарушение синтеза белков – переносчиков.

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

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

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

Для борьбы с состоянием гиповитаминозаможно воспользоваться:

  1. Витаминизацией продуктов питания.

  2. Индивидуальная профилактика состояния гиповитаминоза путем назначения физиологических доз витаминов.

Клиническая картина гиповитаминозов.

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

IIстадия – характернаклиническая картина для каждого витамина.

Определение недостатка витаминов.

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

  1. Активность Ферментных систем, в состав которых входит витамин.

  2. Определение концентрации метаболитов в реакции, катализируемой витаминзависимым ферментом

АВ

Если недостаток витамина приводит кнедостаточности синтеза продукта В, толечат введением вещества В, а еслиотрицательный эффект связан с накоплениемвещества А, то нужно ограничить поступлениевещества А.

С лечебной целью назначают физиологическиедозы витаминов, а также мегадозы. Выбордозы зависит от причины и для ееустановления проводят диагностику посхеме:

Источник: https://studfile.net/preview/4311182/page:7/

Физиология фосфорно-кальциевого обмена

Гормоны регулирующие уровень кальция в организме

Медицина / Физиология / Физиология (статья)

Фосфорно-кальциевый обменПищевые источники кальция и фосфора

Рекомендуемый минимум суточного потребления кальция для взрослого человека – 700 мг. В продуктах питания, входящих в ежедневный рацион питания людей, проживающих в развитых странах, содержится примерно 1000 мг кальция. Основными источниками кальция среди пищевых продуктов являются молоко и молочные продукты.

Кальций также содержится в бобах, орехах, овощах, зелени. Муку и некоторые продукты питания могут искусственно обогащать кальцием. В некоторых местах большое количества кальция содержится в водопроводной воде.

В кишечнике (в основном в двенадцатиперстной кишке) кальций усваивается менее чем на 50% – остальное выводится с фекалиями. Регуляция уровня кальция в организме происходит за счет эндокринной системы – гормоны контролируют кальциевый обмен, тем самым обеспечивая необходимый баланс между поступлением кальция в организм и его усвоением.

Фосфор содержится в большинстве продуктов питания. Ежедневное поступление этого элемента с пищей составляет примерно 100 мг. Высокое содержание фосфора в мясе и молочных продуктах.

Распределение кальция и фосфора в организме

Среднее содержание кальция(Ca) в организме здорового человека – 1 кг; фосфора (P) – 600 г (фосфор содержится в организме в виде оксида – PO4). Примерно 99% кальция и 85% фосфата содержится в костной ткани. Оба этих элемента в костной ткани входят в состав гидрооксиапатита – Ca10(PO4)6OH2.

Кристаллы гидрооксиапатита и белок коллаген – основные структурные элементы костей и зубов. Около 65% массы костной ткани составляют кальций и фосфор. Менее 1% кальция, который находится в костной ткани, участвует в обмене с кальцием крови.

Таким образом организм имеет возможность выводить этот элемент из костей в кровь, если его уровень в костной ткани выше необходимого, а также обеспечить обратный транспорт кальция, если его концентрация в крови понижена.

Примерно 8,7 ммоль (350 мг) кальция циркулирует в крови. В норме его концентрация составляет около 2,5 ммоль/л. Половина циркулирующего в крови кальция вступает в связь с альбумином (белком), а несвязанный с белком кальций находится в ионизированной (свободной) форме – Ca2+ (или Ca++).

Кальций ионизированный – очень маленькая часть общего пула кальция в организме, содержащаяся в каждой клетке организма, играет жизненно важную роль. Именно свободная фракция кальция (Ca++) физиологически активна. Значение уровня содержания кальция в клетках выражается в нмоль/л – это 1/1000 от уровня содержания в плазме крови.

Около 15% фосфатов не содержится в костях – они распределены между внеклеточным пространством и клетками (в том числе и кровь). Примерно 1% общего пула фосфатов в организме содержится в плазме крови (средний уровень содержания фосфора в крови – 1 ммоль/л).

Функции кальция и фосфата

Кальций и фосфаты являются основными компонентами костей и зубов. Ионизированный кальций, который циркулирует в плазме крови, является кофактором (кофактор – небелковое соединение, выполняющие роль активного центра, необходимого белку для выполнения его биологической функции).

Благодаря ионизированному кальцию ферменты, участвующие в процессе свертывания крови, могут выполнять свою функцию.

Кроме этого, ионизированная форма этого элемента выступает в роли источника кальция, необходимого для функционирования разных процессов, происходящих на клеточном уровне, например, сокращение миокарда (мышцы сердца), гладкой мускулатуры и скелетных мышц, нервно-мышечной передачи, электрического проведения нервных импульсов и др. Процессы регуляции процессов воздействия разных гормонов на клетки-мишени также проходят при участии кальция, который является неотъемлемым компонентом для их осуществления. То есть, эффективность действия гормонов зависит непосредственно от уровня ионизированного кальция. Очень мало физиологических процессов в организме человека могут осуществляться без хотя бы минимального количества ионов кальция внутри клетки.

Фосфаты входят в состав основных биологически активных молекул: фосфолипидов (структурных компонентов всех клеточных мембран), ДНК и РНК (нуклеиновых кислот) и других интермедиатов (промежуточных веществ с коротким промежутком существования, образующихся при разных химических реакциях и потом реагирующих далее до конечных продуктов химической реакции), в том числе АТФ (адезинтрифосфат) – основной источник клеточной энергии. Неорганический фосфат, который не входит в состав более крупных органических молекул, в крови и моче выступает в роли буфера, участвуя в процессе регуляции кислотно-щелочного баланса (pH) крови.

От поддержания уровня кальция и фосфата в довольно узких пределах зависят многие функции, выполняемые этими химическими элементами. Ниже мы рассмотрим механизмы, отвечающие за регуляцию уровня кальция в плазме крови. Отметим, что нарушение механизмов регуляции часто приводит к патологическим изменениям содержания кальция и фосфата.

Физиологический контроль уровня кальция в плазме

Уровень кальция в плазме крови помогает оценить баланс между поступлением этого элемента с пищей с последующим усвоением в желудочно-кишечном тракте и выведением его из организма с мочой. Также кальций циркулирует между плазмой и костной тканью.

Транспорт кальция и степень его концентрации в крови контролируют два гормона – паратгормон (ПТГ, паратиреоидный гормон) и кальцитриол (производное витамина D).

Паратгормон и кальцитриол также регулируют концентрация фосфата в плазме крови.

Паратгормон. Источник, секреция и действие

Паратгормон вырабатывается в паращитовидных железах (крошечные железы, расположенные возле щитовидной железы) и отвечает за регуляцию уровня кальция в крови.

Паращитовидные железы состоят их клеток, которые очень чувствительны к концентрации ионизированного кальция в крови, поступающей к железам.

Снижение концентрации кальция в крови способствует стимуляции паращитовидных желез и, как следствие, к повышению выработки паратгормона (см рисунок 1).

Рисунок 1. Действие паратгормона. Регуляция уровня кальция в плазме крови

Пратгормон с током крови поступает к органам мишеням – костям и почкам. В результате происходит высвобождение кальция из костной ткани и снижение уровня его выведения (экскреции) из организма почками с мочой. В случае повышения концентрации кальция в плазме, выработка паратгормона снижается. Таким образом восстанавливается нормальная концентрация кальция в крови.

Паратгормон также участвует в регуляции концентрации фосфата в крови. Действие паратгормона на почки усиливает экскрецию фосфата с мочой, что приводит к снижению концентрации его уровня в плазме. Таким образом, конечный результат действия паратгормона – повышение уровня кальция и снижение уровня фосфата в плазме.

Кальцитриол. Источник, секреция и действие

Кальцитриол (1,25-дигидроксихолекальциферол) – производное витамина D; гормон секостероидной структуры, высвобождаемый почками, который отвечающий за регуляцию концентрации кальция в плазме.

Витамин D может поступать в организм с пищей и синтезироваться под действием ультрафиолетового излучения в коже из 7-дегидроксихолестерина (холестериноподобного компонента).

В независимости от источника поступления, витамин D в ходе двухступенчатого процесса превращается в кальцитриол (рисунок 2).

Преобразование витамина D в кальцитриол

Рисунок 2. Процесс преобразования витамина D в кальцитриол

Первая реакция преобразования витамина D происходит в печени путем гидроокислирования, что приводит к образованию кальцидиола.

Затем кальцидиол вступает в связь с витамин D-связывающим белком и транспортируется в почки, где происходит вторая реакция, в результате которой образуется кальцитриол – активная форма витамина D. Паратгормон контролирует поступление кальцитриола из почек в кровь.

При снижении концентрации кальция в крови, уровень паратгормона увеличивается, что также приводит к повышению секреции кальцитриола.

Процесс повышения уровня образования кальцитриола, как и образования паратгормона, активируется при снижении концентрации ионизированного кальция в плазме, А при высоком уровне концентрации ионизированного кальция в крови или фосфата, процесс секреции этих двух гормонов замедляется (ингибируется).

Основное действие кальцитриола направлено на регуляцию функции желудочно-кишечного тракта – гомон стимулирует процесс усвоения кальция и фосфора, поступающих в организм с питанием. Эффект кальцитриола – повышение концентрации кальция и фосфата в крови. Как и паратгормон, кальцитриол отвечает за регуляцию физиологического баланса концентрации кальция и фосфата в плазме крови.

Поддержание физиологической концентрации кальция и фосфора в крови зависит от следующих факторов:

  • Рацион питания, который должен включать продукты с необходимым содержанием кальция, фосфора и витамина D
  • Полноценная функция желудочно-кишечного тракта, благодаря чему происходит усвоение организмом этих нутриентов
  • Инсоляция (действие ультрафиолетового излучения на кожу). Для адекватного эндогенного синтеза витамина D, человек должен принимать солнечные ванны
  • Секреция паратгормона, которая зависит от полноценной функции паращитовидных желез
  • Функция печени и почек, в которых витамин D преобразуется в кальцитриол
  • Здоровье почек, в которых происходит не только выработка кальцитриола, но и процесс экскреции кальция и фосфата с мочой
  • Процесс метаболизма (обмена) костной ткани, позволяющий поддерживать необходимый обмен кальция и фосфата между костной тканью и кровью

Отметим, что для поддержания процесса жизнедеятельности организма определенная концентрация ионизированного кальция в крови гораздо важнее, чем в костной ткани. Поэтому, при ограничении запасов кальция, организм, чтобы обеспечить необходимую концентрацию ионов кальция в плазме, жертвует минерализацией костей.

Источник: https://medqueen.com/medicina/fiziologiya/fiziologiya-statya/1968-fiziologiya-fosforno-kalcievogo-obmena.html

Гормоны кальциевого обмена

Гормоны регулирующие уровень кальция в организме

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.

Физиология эндокринной системы

Гормоны регулирующие уровень кальция в организме

Фосфатные соли Ca2+ составляют основной минеральный компонент костной ткани. Ca2+ необходим для сокращения мышечных волокон, внутриклеточного траффика и экзоцитоза везикул (включая синаптические пузырьки).

Этот ион является внутриклеточным посредником многих сигнальных соединений, участвует в процессах деления и апоптоза.

Концентрация Ca2+ в крови поддерживается на постоянном уровне с высокой точностью за счет действия ряда гормонов, наиболее значимыми из которых являются паратгормон, кальцитонин и гормональная форма витамина D (кальцитриол).

Паратгормон

Паратгормон (паратиреоидный гормон, ПТГ) – полипептид клеток паращитовидных желез, увеличивающий концентрацию Ca2+ и уменьшающий концентрацию фосфатов в крови.

Регуляция продукции

Между ПТГ, ионами Ca2+ и гормональной формой витамина D существуют реципрокные регуляторные связи (рис.

68): увеличение секреции паратгормона повышает содержание Ca2+ в крови и ускоряет синтез кальцитриола в почке; по механизму отрицательной обратной связи повышенные концентрации Ca2+ и кальцитриола угнетают продукцию паратгормона.

Это происходит в результате угнетения экспрессии гена ПТГ и/или торможения его секреции клетками паращитовидных желез. Рост концентрации паратгормона приводит также к снижению концентрации фосфатов в крови. Секреция паратгормона снижается после приема пищи с высоким содержанием Ca2+.

Рис. 68. Прямые и обратные связи в регуляции продукции паратгормона

Рецепторы

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.

Функции

Костная ткань

Гиперкальциемический эффект паратгормона достигается за счет:

  • угнетения работы остеобластов
  • активации остеоцитов, остеокластов
  • увеличении пула остеокластов

Это способствует резорбции кости и поступлению Ca2+ и фосфатов из костной ткани в кровь.Паратгормон также индуцирует рецепторы кальцитриола в костной ткани.

Кишечник

Паратгормон опосредованно усиливает всасывание Ca2+ в кишечнике за счет стимуляции биосинтеза гормональной формы витамина D в почке.

Почки

Паратиреоидный гормон, действуя в восходящем колене петли Генле нефрона, стимулирует реабсорбцию Ca2+ и угнетает реабсорбцию фосфатов, увеличивая их выведение с мочой.

В проксимальных канальцах нефрона он индуцирует экспрессию 1α-гидроксилазы, ключевого фермента биосинтеза кальцитриола, и уменьшает количество мРНК 24-гидроксилазы, катализирующей образование малоактивного метаболита витамина D.

Суммарный эффект паратгормона на кости и почки сводится к увеличению концентрации Ca2+ и снижению концентрации фосфата во внеклеточной жидкости. Разница их концентраций обеспечивает дополнительную диссоциацию фосфатных солей Ca2+ в костях. В почках паратгормон также ингибирует реабсорбцию бикарбонатов, натрия и жидкости.

Частой 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 продукции

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.

Рецепторы

Рецептор кальцитриола относится к надсемейству ядерных рецепторов и экспрессируется в классических органах-мишенях кальцитриола (кишечник, кости, почки, паращитовидные железы) и многих других.

Функции

Кальцитриол способствует поддержанию постоянной концентрации внеклеточного Ca2+, действуя на кишечник, кости, почки и паращитовидные железы.

Кишечник

Кальцитриол – основной стимулятор всасывания Ca2+ и фосфатов в тонком кишечнике. Регуляция всасывания под действием кальцитриола может затрагивать различные механизмы (облегчённую диффузию, везикулярный транспорт) в зависимости от отдела кишечника.

Костная ткань

Кальцитриол стимулирует накопление Ca2+ в остеоцитах и остеобластах, участвует в развитии и минерализации костной ткани, ремоделировании костей (совместно с паратгормоном, потенциируя действие последнего).

Почки

Кальцитриол стимулирует реабсорбцию Ca2+ в дистальных почечных канальцах, снижая его экскрецию с мочой. Это происходит за счет увеличения экспрессии генов системы трансцеллюлярного транспорта Ca2+. Снижение выведения ионов Ca2+ почками приводит к повышению их концентрации в крови.

Паращитовидная железа

Кальцитриол подавляет транскрипцию гена паратгормона. Действуя на другие ткани, кальцитриол стимулирует секрецию кальцитонина С-клетками щитовидной железы и адреналина мозговым слоем надпочечников.

Кальцитонин

Кальцитонин – гипокальциемический и гипофосфатемический гормон, синтезируемый С-клетками щитовидной железы.

Регуляция продукции

Продукцию кальцитонина стимулируют гастрин, Ca2+, глюкагон и GLP, 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 Ca2+ и фосфата в крови. Повышение концентраций Ca2+ и кальцитриола в крови также стимулирует секрецию кальцитонина.

Рецепторы

Рецепторы кальцитонина – белки надсемейства рецепторов, сопряженных с Gs-белками. Cигнал передаётся по аденилатциклазному пути за счет увеличения продукции цАМФ.

Функции

В норме вклад кальцитонина в регуляцию уровня Ca2+ 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.

Костная ткань

Кальцитоин тормозит дифференцировку предшественников-остеокластов, ослабляет резорбцию костей и высвобождение из них Ca2+ и фосфатов.

Кишечник

Кальцитонин снижает трансцеллюлярный транспорт Ca2+ в кишечнике.

Почки

В почках кальцитонин подавляет реабсорбцию и Ca2+, 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 Ca2+ участвуют глюкокортикоиды, тормозящие ремоделинг костей (подавляют дифференцировку остеобластов, всасывание Ca2+ кишечником и его реабсорбцию почками), эстрогены, увеличивающие прочность костей (стимулируют продукцию кальцитонина, работу остеобластов) и некоторые другие. Взаимосязи гормонов, регулирующих отмен кальция представлены на рис. 69.

Рис. 69. Гормоны, влияющие на концентрацию Ca2+, и связи между ними

Рекомендуемая литература

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. 2006 -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 Ca2+ signals. – Biochem Soc Trans. 2012 -V.40 (1): 147-52.

Источник: https://bookonlime.ru/lecture/gormonalnye-regulyatory-obmena-kalciya-i-fosfora

Гормоны, регулирующие обмен кальция в организме (кальцитонин, паратгормон, кальцитриол)

Гормоны регулирующие уровень кальция в организме

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Кальцитонин – пептидный гормон щитовидной железы, состоящий из 32 аминокислот. Он получил свое название благодаря способности снижать концентрацию кальция в крови. Секретируется парафолликулярными С-клетками.

Кальцитонин – это главный антагонист паратиреодиного гормона, основным механизмом действия которого является торможение остеокластической костной резорбции. Уровень кальцитонина в крови резко повышается при подозрении на медуллярный рак щитовидной железы.

Однако не существует костных заболеваний, в генезе которых нарушения секреции кальцитонина играло бы исключительную роль. И хотя у женщин наблюдаются более низкие уровни кальцитонина, чем у мужчин, данные о снижении секреции этого гормона в формировании первичного остеопороза остаются противоречивыми.

Зато доказано, что у больных с высоким уровнем костного обмена кальцитонин вызывает временную гипокальциемию и гипофосфатемию.

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.

Стимулирует секрецию:

•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.

Под влиянием паратирина в костной ткани из-за нарушения цикла Кребса накапливаются лимонная и молочная кислоты, вызывающие местный ацидоз.

Кислая реакция среды в костной ткани тормозит активность щелочной фосфатазы —фермента, необходимого для образования основного минерального вещества кости —фосфорнокислого кальция.

Избыток лимонной и молочной кислот ведет к образованию растворимых в воде солей кальция —цитрата и лактата, вымыванию их в кровь, что приводит к деминерализации кости. Избыток цитрата выводится с мочой, что является важным диагностическим признаком повышенного уровня паратирина.

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,

•мышечной слабостью,

•депрессией,

•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.

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Дата добавления: 2015-11-05; просмотров: 6887 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Источник: https://lektsii.org/3-50581.html

Моя щитовидка
Добавить комментарий