ВОДНО-ЭЛЕКТРОЛИТНЫЙ И ФОСФАТНО-КАЛЬЦИЕВЫЙ ОБМЕН

Под действием карбоксидипептидилпептидазы, или антиотензин-

превращающего фермента (АПФ), выявленного в эндотелиальных клетках,

лёгких и плазме крови, с С-конца ангиотензина I удаляются 2 аминокислоты и образуется октапептид - ангиотензин II.

Ангиотензин IIвызывает изменение внутриклеточной концентрации диацилглицерола и инозитолтрифосфата. Инозитолтрифосфат стимулирует высвобождение ионов кальция, совместно с которым активирует протеинкиназу С.

Ангиотензин II оказывает стимулирующее действие на продукцию и секрецию альдостерона клетками клубочковой зоны коры надпочечников,

который, в свою очередь, вызывает задержку ионов натрия и воды, в

результате чего объём жидкости в организме восстанавливается.

Ангиотензин II, присутствуя в крови в высоких концентрациях, оказывает мощное сосудосуживающее действие и тем самым повышает АД.

ФОСФОРНО-КАЛЬЦИЕВЫЙ ОБМЕН.

В организме взрослого человека содержится в среднем 1000 г

кальция.Основным депо кальция в организме (99% всего кальция от общей массы) являются кости. В костях около 99% кальция присутствует в малорастворимой форме кристаллов гидроксиапатита [Са10(РО4)6(ОН)2Н2О].

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 (1% от общей массы кальция) - кальций плазмы крови. Содержание кальция в плазме —

2,29—2,99 ммоль/л.В плазму крови кальций поступает из кишечника (с водой и пищей) и из костной ткани (в процессе резорбции).

С пищей в сутки должно поступать кальция - 0,7-0,8г, магния - 0,22-0,26г,

фосфора – 0,7-0,8г. Кальций всасывается плохо на 30-50%, фосфор хорошо – на 90%.

Помимо ЖКТ, кальций, магний и фосфор поступают в плазму крови из костной ткани, в процессе ее резорбции.

Выводится кальций, магний и фосфор из организма через почки с мочой,

через ЖКТ с калом и через кожу с потом.

Функции кальция в организме:

1.Неорганический компонент костей и зубов (гидроксиаппатит);

2.Внутриклеточный посредник ряда гормонов (инозитолтрифосфатная система);

3.Участвует в генерации потенциалов действия в нервах и мышцах;

4.Участвует в свертывании крови;

5.Запускает мышечное сокращение, фагоцитоз, секрецию гормонов,

нейромедиаторов и т.д.;

6.Участвует в митозе, апоптозе и некробиозе;

7.Увеличивает проницаемость мембраны клеток для ионов калия, влияет на натриевую проводимость клеток, на работу ионных насосов;

8.Кофермент множества ферментов;

9.Обеспечивает целостность мембран (влияет на проницаемость), так как способствует плотной упаковке белков, стабилизируя клеточные мембраны;

пищеварительных соков

Функции магния в организме:

1.Является коферментом многих ферментов (транскетолаз (ПФШ),

глюкозо-6ф дегидрогеназы, 6-фосфоглюконат дегидрогеназы,

глюконолактон гидролазы, аденилатциклазы и т.д.);

2.Неорганический компонент костей и зубов.

Функции фосфата в организме:

1.Неорганический компонент костей и зубов (гидроксиаппатит);

2.Входит в состав липидов (фосфолипиды, сфинголипиды);

3.Входит в состав нуклеотидов (ДНК, РНК, АТФ, ГТФ, ФМН, НАД,

НАДФ и т.д.);

4.Обеспечивает энергетический обмен т.к. образует макроэргические связи (АТФ, креатинфосфат);

5.Входит в состав белков (фосфопротеины);

6.Входит в состав углеводов (глюкозо-6ф, фруктозо-6ф и т.д.);

7.Регулирует активность ферментов (реакции фосфорилирования /

дефосфорилирования ферментов, входит в состав инозитолтрифосфата

– компонента инозитолтрифосфатной системы);

8.Участвует в катаболизме веществ (реакция фосфоролиза);

9.Регулирует КОС т.к. образует фосфатный буфер. Нейтрализует и выводит протоны с мочой.

РЕГУЛЯЦИЯ ФОСФОРНО-КАЛЬЦИЕВОГО ОБМЕНА.

ПАРАТГОРМОН

Паратгормон (ПТГ) - одноцепочечный полипептид, состоящий из 84

аминокислотных остатков (около 9,5 кД), действие которого направлено на повышение концентрации ионов кальция и снижение концентрации фосфатов в плазме крови.

ПТГ синтезируется в паращитовидных железах в виде предшественника -

препрогормона, содержащего 115 аминокислотных остатков. Образующийся прогормон транспортируется в аппарат Гольджи, где происходит превращение предшественника в зрелый гормон, включающий 84

аминокислотных остатка.

Роль паратгормона в регуляции обмена кальция и фосфатов.

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. Внутри клетки возрастает концентрация молекул цАМФ, действие которых стимулирует мобилизацию ионов кальция из внутриклеточных запасов. Ионы кальция активируют киназы, которые фосфорилируют особые белки, индуцирующие транскрипцию специфических генов.

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. Ускоряется образование ферментов, таких как щелочная фосфатаза и коллагеназа, 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 и тем самым снижает экскрецию кальция с мочой, уменьшает реабсорбцию фосфатов.

Кроме того, паратгормон индуцирует синтез кальцитриола (1,25(OH)2D3),

который усиливает всасывание кальция в кишечнике.

Биологическая роль паратгормона– увеличение концентрации кальция в крови.

КАЛЬЦИТОНИН

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 Са2+ и

уменьшается при понижении концентрации Са2+ в крови.

Кальцитонин - антагонист паратгормона. Он ингибирует высвобождение Са2+

из кости, снижая активность остеокластов. Кальцитонин подавляет канальцевуюреабсорбциюионов кальция в почках, тем самым стимулируя их

экскрецию почками с мочой. При недостатке эстрогенов секреция кальцитонина снижается. Это вызывает ускорение мобилизации кальция из костной ткани, что приводит к развитию остеопороза.

КАЛЬЦИТРИОЛ

Кальцитриол синтезируется из холестерола. Действие гормона направлено на повышение концентрации кальция в плазме крови.

Строение и синтез кальцитриола

Схема синтеза кальцитриола.

В коже 7-дегидрохолестерол неферментативно превращается в холекальциферол; в печени 25-гидроксилаза превращает холекальциферол в кальцидиол; в почках образование кальцитриола катализируется 1α-

гидроксилазой.

Механизм действия кальцитриола Кальцитриол оказывает воздействие на тонкий кишечник, почки и кости.

Кальцитриол связывается с внутриклеточным рецептором клетки-мишени.

Образуется комплекс гормон-рецептор, который индуцирует транскрипцию структурных генов, в результате чего синтезируются белки, опосредующие действие кальцитриола. 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. При низкой концентрации ионов кальция кальцитриол способствует мобилизации кальция из костной ткани.

Недостаточность выработки кальцитриола. Рахит - заболевание детского возраста, связанное с недостаточной минерализацией костной ткани. Рахит может быть обусловлен следующими причинами: недостатком витамина D3 в

пищевом рационе, нарушением всасывания витамина D3 в тонком кишечнике, снижением синтеза предшественников кальцитриола, снижение всасывания кальция в кишечнике и снижение его концентрации в крови,

стимуляцию секреции паратгормона и вследствие этого мобилизацию ионов кальция из кости.