Глава 1. Паращитовидные железы

Функции кальция.

Регуляция поддержания нормального уровня

Кальция, магния и фосфата в сыворотке крови

Кальций (Са⁺⁺) - жизненно важный катион. Функции: участвует в поддер­жании нормального свертывания крови, ритма сердца, нервно-мышечной возбу­димости, мышечного сокращения, необходим для поддержания почечных канальцевых механизмов концентрации мочи. Кальций нужен для нормального раз­вития плода, лактации, входит в состав костей и зубов.

Метаболизм кальция и поддержание нормального уровня кальция в сыворотке крови тесно связаны с метаболизмом фосфата и магния. Эти минералы имеют об­щую регуляцию в поддержании нормального их уровня в сыворотке крови, всасы­вания в кишечнике, реабсорбции и экскреции в почках и метаболизма в кости.

Главными гормонами, регулирующими эти процессы, являются паратиреоидный гормон (ПТГ), витамин D и кальцитонин. Концентрация уровня кальция в сыворотке крови неразрывно связана с обменом фосфата и магния.

МЕТАБОЛИЗМ КАЛЬЦИЯ

Нормальное количество кальция, поступающее с пищей для обес­печения всех физиологических потребностей организма человека - 500 до 1500 мг в сутки. От 30% до 50% поступив­шего кальция всасывается во внеклеточную жидкость, преимущественно из две­надцатиперстной кишки, и около 150—200 мг поступает во внеклеточную жид­кость путем активного всасывания. Оставшееся количество кальция (больше поло­вины) экскретируется с калом.

Рис. 1. Схема обмена кальция.

Из кишечника кальций поступает во внеклеточную жидкость, в обменный пул (около 1000 мг). Из него: около 500 мг кальция поступает в кость и столько же кальция освобождается из кости. Равновесие между количеством поступающего в кость и освобождающегося из нее кальция является одним из механизмов ремодуляции кости.

В клубочках почек ежедневно фильтруется 8000мг. В сыворотке крови 40—50% кальция находится в связанном с белком (альбу­мином) состоянии, 10% связано с фосфатом и цитратом и 40—50% кальция нахо­дится в свободном биологически активном состоянии — ионизированный каль­ций.

Рис. 2. Фракции общего кальция плазмы.

Рис. 3. Схема реабсорбции кальция.

Метаболизм фосфата

В норме с пищей поступает около 1000—1500 мг фосфата в сутки. Согласно ре­комендациям ВОЗ, для обеспечения всех потребностей организма содержание фосфата в пище должно составлять не менее 800 мг/сут. Фосфат содержится в ос­новном в мясе, рыбе, яйцах, овощах и фруктах. Из поступившего с пищей фосфата 80% (500—600 мг) всасываются в тонком кишечнике и, также как кальций, всасы­вание осуществляется двумя путями: зависимым от витамина D₃ и независимым от витамина D₃, активным путем; 200—300 мг фосфата экскретируется с калом.

Таблица 1. Механизмы транспорта фосфатов в кишечнике.

активная натрий-зависимая насыщаемая абсорбция против концентрационного градиента на люминальной мембране эпителия, локализованная преимущественно в 12-перстной кишке;

пассивная парацеллюлярная абсорбция по концентрационному градиенту, имеющая место главным образом в тощей и подвздошной кишках, и

пассивная секреция.

Таблица 2. Влияние биологически активных веществ на экскрецию фосфатов.

Биоактивные вещества	Экскреция фосфатов
Паратгормон	Увеличение
Витамин Д	Увеличение (малые дозы), снижение (большие дозы)
Кальцитонин	Увеличение
Глюкагон	Увеличение
Глюкокортикоиды	Увеличение
Тироксин	Увеличение
Гормон роста	Увеличение
Инсулин	Снижение
Допамин	Увеличение
Серотонин	Снижение
Катехоламины	Снижение
Инсулиноподобный фактор роста 1	Снижение
Эпидермальный фактор роста	Увеличение
Трансформирующие факторы роста α и β	Увеличение

Фосфат является главным компонентом кости и других тканей. Он вовлечен во все метаболические процессы. Общее количество фосфата в организме — около одного килограмма, 25% из него находится в костях.

В отличие от кальция, содержание которого внутри клетки очень низкое, фос­фат в клетках составляет 15% от общего его количества. В сыворотке крови 12% неорганического фосфата связано с белком, а 85% находится в комплексе с цитра­том, НР0₄ и NaHP0₄. Фосфат увеличивает синтез витамина D₃ в почках и тормозит всасывание кальция в кишечнике. В свою очередь, увеличение содержания каль­ция в пище тормозит всасывание фосфата в кишечнике, уменьшает его концентра­цию в сыворотке крови, но увеличивает реабсорбцию фосфата в почках. ПТГ и ви­тамин D₃ регулируют величину экскреции фосфата с мочой. ПТГ тормозит реаб­сорбцию фосфата в проксимальных канальцах почек и снижает уровень фосфата в 'воротке крови. Витамин D₃ увеличивает всасывание фосфата в кишечнике и повышает его уровень в крови, концентрация фосфата в сыворотке крови в норме колеблется от 0,8 до 2,5моль/л. В каналь­цах почек кальций почти полностью реабсорбируется. Экскреция его в моче со­ставляет примерно 200 мг/сут. Около 60% кальция реабсорбируется в прокси­мальных канальцах почек, 25% — в восходящем колене петли Генле (это объясня­ет положительный эффект петлевых диуретиков на кальциурез) и около 8% реабсорбируется в дистальных канальцах почек.4,5 мг%.

Рис. 4. Схема обмена фосфатов в организме человека.

Рис. 5. Почечный транспорт фосфатов.

Рис. 6. Влияние гормонов на транспорт фосфатов

МЕТАБОЛИЗМ МАГНИЯ

Ежедневная потребность - 200—400 мг/сут. Он содер­жится в большом количестве в растительной и животной пище. Ежедневно с пи­щей поступает около 300 мг. Около 100 мг всасывается в кишечнике и поступает во внеклеточную жидкость. Остальные 200 мг экскретируются с ка­лом. Всасывание магния увеличивается под влиянием витамина D₃. В клубочках почек фильтруется 2400 мг магния в сутки и практически весь он (2300 мг) реаб-сорбируется в канальцах.

Более 50% магния находится в костях, около одной трети — в сыворотке крови в связи с белком, а остальное — в свободном, не связанном, биологически активном виде.

ПАРАТИРЕОИДНЫЙ ГОРМОН

Паратиреоидный гормон (ПТГ) синтезируется в паращитовидных железах. Паратиреоидные железы, в количестве четырех, расположены на задней поверх­ности щитовидной железы, по две в верхней части щитовидной железы, по две внизу у нижнего края железы. Средний вес каждой железы составляет 40 мг.

Рис .7. Щитовидная и паращитовидные железы

ПТГ — полипептид состоит из 84 аминокислот. Стимулом для его секреции является снижение уровня кальция в сыворотке крови, а тормозит секрецию ПТГ повышение уровня кальция в крови.

Эффекторными органами для ПТГ, через которые он осуществляет свои эф­фекты, являются кость, почки, кишечник (действие на кишечник осуществляется косвенно, путем усиления действия витамина D₃).

Рис. 8. Эффекты паратиреоидного гормона

Таблица 3. Основные эффекты ПТГ на фосфорно-кальциевый обмен.

Стимулирует резорбцию кости, делая доступными огромные запасы кальция и фосфата, находящиеся в костной ткани

Стимулирует цАМФ-зависимым способом активацию витамина Д (второй этап гидроксилирования в почках), который в свою очередь увеличивает абсорбцию кальция и фосфата в кишечнике

Увеличивает почечную реабсорбцию кальция преимущественно в дистальном извитом канальце, таким образом, уменьшая экскрецию кальция с мочой

Уменьшает реабсорбцию фосфата в проксимальном канальце и поэтому увеличивает экскрецию фосфата с мочой и уменьшает концентрацию фосфата во внеклеточной жидкости

Тормозит секрецию иона водорода в проксимальном канальце (через воздействие на Na/H - антипорт в люминальной мембране) и поэтому реабсорбцию бикарбоната. Результирующее увеличение концентрации ионов водорода во внеклеточной жидкости (ацидоз) дополнительно усиливает резорбцию кости и увеличивает выход кальция.

В норме концентра­ция ПТГ в сыворотке крови составляет 18—73 пг/мл (1,8—7,3 пмоль/л). Падение экстрацеллюлярной рН стимулирует секрецию ПТГ и последующее увеличение экспрессии фосфата может соответственно повысить суммарную экскрецию кислоты буферированием водородных ионов. ПТГ также минимизирует падение рН вторым механизмом, активируя костное буферирование избытка кислоты.