1.2.14 Гормоны, регулирующие гомеостаз кальция

Во всем организме и особенно в крови под строгим гормональным контролем находится концентрация биологически важного иона - Са²⁺. Кальций необходим для секреторной активности практически всех железистых клеток, как с эндо-, так и экзокринной активностью. Самостоятельно или вместе с кальмодулином кальций является вторым посредником влияния на клетку биологически активных соединений. В то же время поступление в цитоплазму клеток большого количества свободного кальция является неблагоприятной ситуацией, так как образуется малорастворимая соль фосфата кальция, под влиянием чего прекращается продукция и утилизация АТФ. Поэтому в клетках, где используется кальций для обеспечения функций (например, в мышечной - для сокращения) имеется системы депонирования его - саркоплазматический ретикулум. Кроме того, на мембранах клеток находится кальциевая помпа, откачивающая излишки кальция наружу.

В цитоплазме нестимулированной клетки концентрация кальция составляет менее 0,1 мкМ. Внешний сигнал приводит к увеличению концентрации кальция путем:

а) повышения проницаемости кальциевых каналов внешней мембраны и поступления его из внешней среды;

б) торможения оттока из клетки;

в) мобилизации внутриклеточных резервов из эндоплазматического ретикулума, митохондрий.

Многообразие функций кальция определяет необходимость поддержания гомеостаза его в крови на уровне 10 мг% (5 мЭкв/л). Немногим более половины его в крови находится в ионизированном состоянии, большая часть остального связана с белками, а меньшая - с веществами типа цитрата.

Кроме указанных выше регулирующих функций кальций является одним из основных компонентов костного скелета, где он обеспечивает создание прочности кости. Это кальций одновременно является мощным депо его в организме. Поэтому когда появляется необходимость в увеличении поступления кальция в кровь, то он вымывается из скелета. Другим механизмом роста кальция в крови является усиление всасывания иона в кишечнике и снижение выведение его с мочой. Для уменьшения уровня кальция в крови все указанные процессы идут в обратном направлении.

Все пути метаболизма кальция регулируют три основных гормона: кальцитонин, паратгормон и витамин D₃. Кроме них на кальциевый обмен влияют: глюкокортикоиды, женские и мужские половые гормоны, гормон роста и соматомедины, инсулин и глюкагон, тиреоидные гормоны и простагландины.

Нарушение гомеостаза кальция

Гипокальциемия. Наиболее наглядные изменения в организме при уменьшении концентрации ионов кальция в крови и внеклеточной жидкости происходят со стороны возбудимости нервной системы. Ее структуры постепенно становятся все возбудимее, так как при этом повышается проницаемость мембран к ионам натрия, а это облегчает генерацию потенциалов действия. И, к примеру, при падении концентрации кальция до уровня 50% нормы возбудимость периферических нервных волокон становится настолько высокой, что они начинают спонтанно разряжаться. Это приводит к возникновению потенциалов действия в мотонейронах, которые достигая скелетные мышц, вызывают тетанические сокращения их. Тетания возникает при снижении концентрации кальция в крови с 9,4 мг/дл уже до 6 мг/дл, а уровень в 4 мг/дл может привести к летальному исходу.

Гипокальциемия, повышая возбудимость нейронов мозга, иногда провоцирует эпилептические приступы. Нарушаются так же процессы свертывания крови, в которых существенную роль играют эти ионы, находящиеся в крови.

Гиперкальциемия. При возрастании концентрации кальция в крови возбудимость структур нервной системы снижается. В целом это приведет к замедлению рефлекторных ответов. Эти депрессивные процессы происходят при росте концентрации кальция до 12 мг/дл, а при 15 мг/дл становятся весьма заметными.

Гиперкальциемия приводит так же к изменению возбудимости со стороны сердца и даже гладкомышечных клеток стенки желудочно-кишечного тракта, что может проявиться нарушением перистальтики и запорами.