Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
7
Добавлен:
03.02.2024
Размер:
12.59 Mб
Скачать

VIII. Гормональная регуляция обмена кальция

Кальций является важнейщим химическим элементом для организма человека, выполняющим многообразные функции:

структурную – входит в состав костей, зубов; нейромышечную – инициирует мышечное сокращение, обеспечивает контроль возбудимости;

ферментативную – является кофактором многих ферментов; сигнальную – является внутриклеточным вторичным мессенджером; участвует в свертывающей системе крови регулирует проницаемость клеточных мембран.

Организм взрослого человека содержит около 1 кг кальция, из которых 99% входит в состав скелета. Внеклеточная жидкость содержит около 20 ммоль кальция, из которых

почти половина – в плазме крови.

 

 

 

 

 

 

 

 

Концентрация кальция в плазме крови

является важной гомеостатической

 

констатной:

2,25 – 2,85 ммоль/л . Кальций в плазме крови находится в виде трех

 

основных форм:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ионизированный кальций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

связанный с белками (сывороточными альбуминами)

 

 

 

 

 

в виде солей с анионами органических и неорганических кислот

 

 

 

 

 

остеоциты

 

 

 

Гомеостаз кальция определяется функционированием

 

 

 

остео-

следующих анатомо-физиологических систем.

 

 

 

 

Костная ткань – резервуар кальция -

не инертна в

 

 

 

бласты

метаболическом отношении, между нею и внеклеточной

 

 

 

 

жидкостью происходит активный

обмен кальцием .

 

 

 

 

Благодаря деятельности остеобластов образуется новая

остеокласты

 

 

 

костная ткань, происходит минерализация остеоида (1);

 

 

 

остеокласты участвуют в резорбции кости, т.е.

 

 

 

 

 

обеспечивают выход кальция в кровь (2).

 

 

 

 

 

1

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кости

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

Тонкий кишечник, в верхних

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отделах которого происходит

 

 

 

 

4

 

 

Са2+

 

 

всасывание

(5) пищевого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кальция. Кальций, входящий в

 

Почки, в клубочках которых

 

 

 

 

 

состав секретов желудочно-

 

происходит

фильтрация ионов

 

 

 

 

 

кишечного тракта, частично

 

кальция (3), но большая часть этих

 

 

 

 

 

реабсорбируется

(6) вместе с

ионов затем

реабсорбируется в

 

 

 

 

пищевым кальцием.

 

почечных канальцах (4).

 

кровь

 

 

180

 

 

 

 

 

 

 

 

Постоянная концентрация кальция в крови поддерживается в узких пределах благодаря гормональному контролю.

 

Паратиреоидный гормон

Паратгормон

(паратиреоидный гормон) вырабатывается в С-клетках

паращитовидной железы в ответ на снижение концентрации ионов кальция в плазме крови. Одноцепочечный полипептид (84 аминокислоты), образуется из прогормона путем частичного протеолиза. Деградация в печени через 30 мин.

Влияние на обмен - повышает концентрацию кальция в крови и снижает

концентрацию фосфора.

Механизм действия - мембранно-внутриклеточный.

Ткани-мишени: кости, почки, кишечник.

Костная ткань:

снижает синтез коллагена в остеобластах; повышает активность остеокластов, что приводит к резорбции кости и выходу кальция в кровь;

через ц-АМФ ингибирует активность изоцитратдегидрогеназы (фермент ЦТК), что ведет к накоплению изоцитрата и цитрата, которые связывают кальций и выводят его в кровь; усиливаютнакопление лактата, что также выводит кальций из кости.

Почки

повышает реабсорбцию кальция и выведение фосфора, сохраняя кальций для организма; стимулируетвыработку 1,25 холекальциферола - активного витамина Д

Кишечник

опосредовано стимулирует всасывание кальция в кровь через активацию синтеза кальцитриола, (который непосредственно активирует всасывание кальция).

Паратгормон повышает концентрацию кальция в крови

Гипопаратиреоз

Может развиться в результате ошибочного удаления паращитовидных желез при операции на щитовидной железе. В крови резко снижается концентрация кальция и возрастает концентрация фосфора. Ощущение онемелости конечностей, многие мышцы вовлекаются в тетанические судорожные сокращения (от фибриллярных подергиваний до сильных судорог). Характерны спазмы гортани.

Гиперпаратиреоз - болезнь Реклингаузена

Развивается при гормонально активных опухолях паращитовидных желез. При этом повышается концентрация кальция в крови и снижается концентрация фосфора, фосфатурия. Резкое поражение костной ткани, остеопороз - деминирализация костей (до нарушения матрикса костной ткани, т.к. нарушен синтез коллагена). Кальций накапливается в почках, развивается мочекаменная болезнь (оксалаты кальция).

181

Кальцитриол

 

Кальцитриол - 1,25 диоксихолекальциферол - 1,25(ОН) 2D3

- активная форма

жирорастворимого витамина D3 (холекальциферола), который может как поступать с продуктами животного происхождения (экзогенный витамин), так и синтезироваться в

организме человека из холестерина .

холестерин

Ткань-мишень: кишечник

 

 

 

 

 

 

 

 

Механизм взаимодействия с клеткой –

 

 

 

 

7-дегидрохолестерин

цитозольный. Как стероидный

 

 

 

кожа

липофильный гормон, кальцитриол

УФ-свет

 

проникает в клетку, где находится его

 

 

 

 

кальциол (D3)

рецептор. Гормон-рецепторный комплекс

 

 

 

печень

связывается с хроматином и стимулирует

 

 

 

экспрессию генов, ответственных за

 

 

 

 

кальцидиол (25-ОН-D3)

синтез Са-связывающих белков . Эти

белки способствуют всасыванию кальция

 

 

 

почки

в кишечнике

против градиента

кальцитриол

 

(1,25-(ОН)2-D3)

 

концентрации.

 

 

 

 

 

 

Кальцитриол обеспечивает физиологические

 

 

 

 

концентрации кальция и фосфатов в крови

 

 

 

 

 

 

 

Рахит – заболевание, которое вызывается недостатком поступления с пищей или нарушением синтеза в организме витаминов D (гипоили авитаминоз D). Основным проявлением является гипокальциемия и гипофосфатемия, что приводит к нарушению кальцификации костей и специфическим изменениям скелета.

 

 

Кальцитонин

 

Кальцитонин

вырабатывается в С-клетках

щитовидной железы . Одноцепочечный полипептид (32 аминокислоты), вырабатывается в виде прогормона, активируется частичным протеолизом. Секреция регулируется ионами кальция, глюкагоном и гастрином.

Ткани-мишени:

костная ткань. Кальцитонин угнетает функцию остеокластов и тормозит их образование из клетокпредшественников (моноцитов). Таким образом, ингибирует резорбцию как органической, так и неорганической части костного матрикса.

фолликул

коллоид

С-клетки

капилляр

Кальцитонин понижает концентрацию кальция в крови

182

IX. Эйкозаноиды

Эйкозаноиды - это гормоны местного действия , производные С20-полиеновых жирных кислот, главным образом, арахидоновой кислоты . Они образуются в небольших количествах во всех органах и тканях человека (кроме эритроцитов), где оказывают весьма разнообразное и кратковременное биологическое действие

Источником эйкозаноидов является линолевая кислота , которая является

незаменимым пищевым фактором . В организме она превращается в арахидоновую кислоту, которая быстро включается в состав фосфолипидов (ФЛ) практически всех тканей. Свободная арахидоновая кислота также является биологически активным соединением. Однако гораздо большее значение имеют ее метаболиты:

простагландины, простациклины, тромбоксаны и лейкотриены

, которые носят

групповое название эйкозаноиды (от греч. eikosi — 20).

 

пищевые

 

 

 

 

фосфолипиды

 

глюкокортикоиды

незаменимые жирные

 

мембран

 

кислоты (витамины F):

 

 

 

 

 

 

линолевая

 

 

 

 

 

 

 

фосфолипаза А2

 

линоленовая

 

 

арахидоновая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аскорутин

аспирин

 

метиндол

арахидоновая кислота С20

 

простагландин-

липооксигеназа

синтаза

 

эндопероксиды

лейкотриены

 

183 простагландины

простациклины

тромбоксаны

Биосинтез эйкозаноидов начинается с высвобождения арахидоновой кислоты из ФЛ под действием тканевых фосфолипазы А2 или фосфолипазы С. Затем под действием полиферментного комплекса - простагландинсинтазы, в состав которого входит циклооксигеназа (ЦОГ), образуются биоактивные промежуточные продукты - эндопероксиды, из которых затем синтезируются различные простагландины (ПГ).

В стенке сосудов из эндопероксида образуется особый тип - ПГI2 простациклин

(ПЦ);

в тромбоцитах и тучных клетках из эндопероксида синтезируются тромбоксаны (ТХ) - соединения с шестичленным кольцом; в лейкоцитах арахидоновая кислота с помощью липооксигеназы превращается в

нециклические ненасыщенные лейкотриены (ЛТ).

Поразительное разнообразие метаболических эффектов и высокую активность ПГ связывают с их действием на метаболизм через клеточных посредников. Эйкозаноиды действуют как локальные биорегуляторы путем связывания с мембранными рецепторами в непосредственной близости от места их синтеза как на синтезирующие их клетки (аутокринное действие), так и на соседние клетки (паракринное действие).

В некоторых случаях их действие опосредовано цАМФ и цГМФ.

Эйкозаноиды обладают чрезвычайно разносторонней физиологической активностью. Они служат вторичными мессенджерами гидрофильных гормонов, контролируют сокращение гладко мышечной ткани (кровеносных сосудов, бронхов, матки), принимают участие в высвобождении продуктов внутриклеточного синтеза (гормонов, HCl, мукоидов), оказывают влияние на метаболизм костной ткани, периферическую нервную систему, иммунную систему, передвижение и агрегацию клеток (лейкоцитов и тромбоцитов), являются эффективными лигандами болевых рецепторов.

Действие многих противовоспалительных препаратов основано на торможении синтеза этих медиаторов. Глюкокортикоиды и их синтетические аналоги блокируют фосфолипазу А 2, негормональные средства - метиндол, аспирин, диклофенак и др. ингибируют ЦОГ. Этим объясняется болеутоляющее, жаропонижающее и антиревматическое действие подобных препаратов. В желудке такие препараты подавляют биосинтез простагландинов, которые стимулируют выделение мукоидов, защищающих слизистую оболочку от действия протеолитических ферментов. Поэтому продолжительный прием ацетилсалициловой кислоты может вызвать язвенную болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки.

Важную роль в развитии тромбоза играет соотношение простациклин / тромбоксан в стенке сосудов. ТХ А способствует тромбированию сосудов, т.к. вызывает агрегацию тромбоцитов и оказывает самое мощное сосудосуживающее действие, ПЦ препятствуют образованию тромбов и активирует фибринолиз. Этим объясняется антитромботический эффект нестероидных противовоспалительных препаратов (аспирина, метиндола). Аскорутин ингибирует липооксигеназу, в связи с чем влияет на

проницаемость сосудов.

184

X. Изменение метаболизма в зависимости от режима питания

Постоянное поступление в организм с едой (питание) определенного количества питательных веществ является необходимым условием жизни человека. Благодаря этому обеспечивается нормальный метаболизм и динамическое состояние всех молекул и клеточных структур.

При этом питание бывает нерегулярным, а, значит, поступление питательных веществ в организм – неравномерным. Чтобы компенсировать перерывы в питании, органы и ткани организма выполняют депонирующие функции.

Абсорбтивный период

Абсорбтивный период (всасывание) длится от двух до четырех часов (начиная с приема пищи). При этом за счет всасывания в кишечнике повышается концентрация в плазме крови глюкозы, аминокислот и жиров (ТАГ). В результате в ряде органов и тканей усиливаются анаболические процессы, направленные на депонирование питательных веществ. Характеризуется высоким соотношением инсулин/глюкагон.

Печень. Поступившая в печень глюкоза превращается преимущественно в гликоген, который депонируется в печени, и триацилглицериды (жиры), которые в виде ЛПОНП поступают в кровь.

Жировая ткань . Липопротеины доставляют в жировую ткань ресинтизированные жиры из кишечника (в составе хиломикронов) и синтезированные в печени ТАГ (в составе ЛПОНП).

Мышечная ткань . Поступающие с током крови аминокислоты запасаются в виде белков, а глюкоза – в виде гликогена.

Мозг и сердечная мышца . Эти органы используют в качестве основного источника энергии глюкозу, поступающую с кровью от кишечника.

аминокислоты

глюкоза

 

белки

гликоген

гликоген

жиры

жиры

жиры

 

185

Постабсорбтивный период

Через несколько часов после прекращения поступления пищи начинается использование организмом запасенных энергетических резервов. Сигналом для мобилизации запасов является изменение секреции гормонов поджелудочной железой. Если в абсорбционную фазу было высоким соотношение инсулин /глюкагон, то в постабсорбтивном периоде уменьшается секреция инсулина и возрастает-

глюкагона. В результате начинается расщепление запасных веществ: жиров, белков, гликогена.

Печень. Усиливается распад гликогена, в результате чего образуется глюкоза, которая выходит в кровь и потребляется прежде всего мозгом и эритроцитами, т.е. клетками, не имеющими собственных резервов глюкозы. При дальнейшем голодании в печени активируется глюконеогенез – синтез глюкозы из аминокислот, поступивших из мышц (вследствие распада белков) и глицерина, доставленного из жировой ткани (в

результате распада жиров). Высшие жирные кислоты (

ВЖК), которые также

приносятся кровью в печень из жировой ткани, превращаются в

кетоновые тела

основной энергетический субстрат для внепеченочных тканей в постабсорбтивном периоде (особенно для сердечной мышцы и мозга, если другие энергетические резервы исчерпаны, например, при длительном голодании).

 

 

аминокислоты

белки

 

 

глюкоза

гликоген

 

 

гликоген

глицерин

глицерин

 

глюкоза

 

 

 

 

ВЖК

кетоновые

 

жиры

тела

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энергетические

 

 

 

резервы исчерпаны

ВЖК

 

 

 

Мышцы . Запасы гликогена снижаются, образующаяся при этом глюкоза используется мышечной тканью для собственных нужд. Белки распадаются до аминокислот, которые с кровью поступают в печень и превращаются в глюкозу (глюконеогенез).

Жировая ткань. Усиливается липолиз, образовавшиеся свободные жирные кислоты транспортируются кровью (в комплексе с альбуминами) во многие ткани, где

являются источниками энергии (кроме мозга и эритроцитов).

186

Задания для самопроверки и самокоррекции

Задание 1

У пожилой женщины обнаружен остеопороз. Ей назначена диета с необходимым

количеством кальция, а также гормональная терапия. Какой гормон, использумый в качестве рекальцификатора при заболеваниях костной системы, можно назначить в данном случае?

А. Паратгормон В. Кортизол С. Альдостерон D. Адреналин

Е. Кальцитонин

Задание 2.При кретинизме нарушается дифференцировка нервных клеток в

эмбриональном периоде. Назовите гормон, концентрация которого снижена при данном заболевании.

А. Тестостерон В. Кортизол С. Адреналин D. Тироксин

Е. Кальцитонин Задание 3

При уменьшении объема циркулирующей крови (например, при кровопотерях)

активизируется ренин-ангиотензиновая система. Синтез какого гормона надпочечников регулируется этой системой?

А. Тестостерона В. Кортизола С. Эстрадиола

D. Альдостерона Е. Кортикостерона

Задание 4

Синтез липидов является важным звеном анаболизма, обеспечивающим организм человека запасом энергетического материала. Назовите гормон, стимулирующий этот процесс.

А. Адреналин В. Кортизол С. Эстрадиол

D. Инсулин Е. Глюкагон

Правильность решения проверьте, сопоставив их с эталонами ответов.

1-B, 3-D, 5-B.

187

РАЗДЕЛ 10. БИОХИМИЯ КРОВИ

Функции крови

Транспортная функция:

 

перенос

газов

(дыхательная функция) -

 

кислорода и углекислого газа. т.е.

 

обеспечение тканей кислородом и

выведение СО2;

питательных веществ

перенос

 

(трофическая функция) к печени и другим

 

органам после всасывания в кишечнике.

 

Такой транспорт обеспечивает снабжение

 

органов и тканей необходимыми

 

веществами для жизнедеятельности;

перенос метаболитов , обеспечивающий

обмен веществ в тканях и органах;

последующий перенос

конечных

 

продуктов метаболизма

(экскреторная

 

функция)

для их выведения из организма

легкими, печенью и почками;

 

перенос гормонов (регуляторная функция)

 

от эндокринных желез к тканям-мишеням.

Поддержание гомеостаза:

поддержание водного баланса между клеточным пространством и внеклеточной средой;

поддержание температуры тела путем контроля кровью транспорта тепла;

поддержание кислотно-основного равновесия, т.е. рН крови, которое регулируется легкими, почками и печенью.

Защитная функция:

в крови содержатся клетки иммунной системы и антитела, защищающие организм от чужеродных молекул и клеток;

свертывающая система крови защищает организм от кровопотерь при повреждении кровеносных сосудов;

антисвертывающая система крови предотвращает образование тромбов путем растворения

188 кровяных сгустков (фибринолиз).

газы в крови

питательные вещества, метаболиты, конечные продукты метаболизма

гормоны

клетка внеклеточное пространство

клетки иммунной

антитело

системы

 

свертывание крови

фибринолиз

 

Кровь человека составляет примерно 8% от массы тела. Она состоит из клеток, клеточных фрагментов и водного раствора, т.е. плазмы. Доля клеточных элементов в общем объеме называется гематокритом и составляет примерно 45%.

 

 

 

 

 

СОСТАВ КРОВИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

плазма (55 – 60%)

 

 

 

форменные элементы

 

 

 

 

 

 

 

 

(40 – 45%)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вода (90 – 92%)

 

сухой остаток (8 – 10%)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неорганические

 

органические

вещества

 

вещества

 

 

 

+, К+, Са2+, Mg2+, F2+

Сl-, НСО3-, НРО42- и др.

эритроциты 44%

59% 6,5%

нейтрофильный моноцит гранулоцит

31%

небелковые соединения

белки (7 – 8%)

азотистые

безазотистые

 

 

мочевина

 

 

 

мочевая кислота

 

альбумины

глобулины

креатин,креатинин

глюкоза

(4,5%)

(2–3,5%)

аминокислоты

 

 

аммиак, индикан

пируват

 

 

билирубин

лактат

фибриноген

(остаточный

ТАГ

 

(0,3%)

азот)

холестерин

 

малый большой лимфоцит

2,4% 0,6%

эозирофил базофил гранулоцит

лейкоциты

тромбоциты

Электролиты плазмы крови . Неорганические вещества плазмы представлены катионами (основной из них натрий) и анионами (основные – хлор и бикарбонат), причем, сумма анионов и катионов практически одинакова, т.е. вся система электронейтральна. Электролитный состав плазмы крови близок к таковому в морской воде.

Минеральные вещества, прсутствующие в крови в очень малых количествах, называются микроэлементами. К ним относятся иод, медь, цинк, кобальт, селен и др.

Как правило, они находятся в плазме в связанном с белками состоянии.

189