Влияние кальцитонина на концентрацию кальция в плазме. Регуляция концентрации кальция в крови

Обновлено: 11.05.2024

Процесс остеогенеза сопровождается постоянным поддержанием оптимального уровня кальция в крови. Комплекс остеопротегерин - кальцитонин недостаточно изучен при рахите, хотя по отдельности влияние остеопротегерина и кальцитонина описали многие исследователи. Целью исследования была оценка роли системы остеопротегерин - кальцитонин в остеогенезе. Нами обследованы 2 группы детей: 68 детей с рахитом и группа контроля из 18 детей. В группе детей с признаками рахита выделены 4 подгруппы по степени тяжести и течению. Диагностика рахита была проведена с помощью объективных данных и биохимических показателей крови. Исследование уровней маркеров проходило методом ИФА. Обработка полученных в ходе исследования данных проведена с помощью программы Statistica 10,0 (StatSoft). Подгруппы попарно сравнивались при помощи критерия Манна-Уитни. Наряду с этим был проведен корреляционный анализ с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Выявлено значительное повышение концентрации остеопротегерина при остром течении II степени рахита (2-я подгруппа) до 44,82 [27,40; 77,50] (р

2. Гормональная регуляция фосфорно-кальциевого обмена

Основным гормоном ПЩЖ является паратгормон, который образуется в околощитовидных железах из предшественников препро- паратгормона и пропаратгормона. Биологическая активность человеческого паратгормона связана с фрагментами 1-29, 1-34 и 53-84 его аминокислотной цепи. В крови гормон циркулирует в трех основных формах: интактный паратгормон с молекулярной массой 9500, биологически активный карбоксильный фрагмент с молекулярной массой 7000—7500, биологически активный фрагмент с молекулярной массой 4000. Образование фрагментов происходит в печени и почках. Действие паратгормона опосредовано аденилатциклазной системой клеток-мишеней.

Паратгормон принимает участие в поддержании гомеостаза кальция, при снижении уровня которого секреция гормона стимулируется, а при повышении — тормозится. При повышенной потребности в кальции функция ПЩЖ усиливается.

Воздействуя непосредственно на остеокласты, паратгормон способствует высвобождению солей кальция из костной ткани, при этом в крови возрастает уровень кальция и фосфора. Под влиянием паратгормона увеличиваются число и активность остеокластов в результате непосредственного воздействия его на рецепторы остеобластов, продуцирующих местные тканевые факторы, активирующие клетки- предшественники остеокластов. Эффекты кратковременного и длительного воздействия паратгормона на кость различны: короткое прерывистое действие ведет к костеобразованию, длительное непрерывное— к деструкции. При избытке паратгормона возникает отрицательный костный баланс (уменьшение плотности костной ткани), что сопровождается избыточным выделением оксипролина.

Воздействуя на почечные канальцы, паратгормон понижает реабсорбцию фосфатов, вызывая фосфатурию. Кроме того, косвенно влияние паратгормона на фосфорно-кальциевый обмен связано сего активирующим влиянием на 1а-гидроксилазу почечных канальцев, в результате чего 25-оксихолекальциферол превращается в активный 1,25-диоксихолекаль-циферол [l,25-(OH)2-D3, кальцитриол].

Кальцитриол [l,25-(OH)2-D3] действует на резервуары кальция как синергист паратгормона. Его действие в первую очередь направлено на повышение всасывания кальция в кишечнике и усиление его реабсорбции в почечных клубочках. Холекальциферол (витамин D3) образуется в коже (мальпигиев слой эпидермиса) из 7-дегидрохолестерола под действием ультрафиолетовых лучей.

Далее холекальциферол связывается с D-связывающим белком и поступает в печень. В печени холекальциферол под действием 25- гидроксилазы превращается в 25-оксихолекальциферол (25-OH-D3) — основную форму, в которой этот витамин циркулирует в кровотоке в связи с тем же D-связывающим белком. В проксимальных извитых почечных канальцах под действием 1а-гидроксилазы 25-оксихолекальциферол гидроксилируется в Cl-положении, превращаясь в биологически активный 1,25-диоксихолекальциферол [1,25-(ОН)2- D3]. Повышение уровня кальцитриола в плазме тормозит активность 1а-гидроксилазы и повышает активность 24-гидроксилазы, что приводит к преимущественному образованию из 25-OH-D3 не 1,25- (OH)2-D3, а побочного продукта — 24,25-(OH)2-D3, который не обладает биологической активностью. Действие l,25-(OH)2-D3 на клеточном уровне аналогично таковому для других стероидных гормонов.

В регуляции обмена кальция важную роль играет также кальцитонин — гормон, вырабатываемый С-клетками щитовидной железы. Кальцитонин является пептидом, состоящим из 32 аминокислот. Подавляя активность остеокластов, кальцитонин тормозит резорбцию костного матрикса и тем самым вызывает высвобождение кальция и фосфатов. Продукция кальцитонина и паратгормона связана обратной зависимостью. Основным стимулятором секреции кальцитонина является повышение концентрации ионизированного кальция в крови, ингибитором — снижение уровня кальция. Следует заметить, что удаление щитовидной железы (с парафолликулярными клетками) у человека и животных не приводит к гиперкальциемии, а введение кальцитонина здоровым лицам не приводит к снижению уровня кальция в крови.

В норме человек потребляет около 1 грамма кальция в сутки. От 25 до 50 % кальция всасывается при участии 1,25-диоксихолекальцифе- рола. В плазме крови кальций содержится в двух основных формах. Фракция кальция, связанная с альбумином, составляет несколько меньше половины общего количества кальция, определяемого рутинными методами. Биологически активной является фракция свободного (ионизированного) кальция. Гипокальциемия стимулирует синтез паратгормона, который усиливает резорбцию кальция из костной ткани в кровь, экскрецию фосфора с мочой, что позволяет поддерживать нормальное соотношение кальция и фосфора.

Основная масса (99 %) имеющегося в организме кальция находится в костях. Костная ткань представляет собой постоянно обновляющуюся динамическую систему, где в течение всей жизни происходят процессы ремоделирования: разрушение старой кости — костная резорбция и образование новой кости — костеобразование. Костная ткань состоит из клеточных элементов, межклеточного вещества — костного матрикса и минеральных компонентов.

71. Гормональная регуляция фосфорно-кальциевого обмена. Роль паратгормона, кальцитонина и кальцитриола.

Важнейшую роль в регуляции содержания Са2+ в крови играет паратгормон. Он повышает уровень Са2+ в крови в результате воздействия на кишечник, кости и почки. Паратгормон повышает скорость растворения кости, т.е. вымывание из нее как органических так и неорганических компонентов, что обеспечивает переход кальция во внеклеточную жидкость и его поступление в кровь. Паратгормон снижает выведение кальция с мочой, стимулируя его реабсорбцию, причем под влиянием паратгормона уровень реабсорбции Са2+ из первичной мочи может достигать 98 и более процентов. Паратгормон стимулирует также образование в почках 1,25дигидроксихолекальциферола, косвенным образом через наработку этого производного витамина Д увеличивая эффективность всасывания кальция в кишечнике.

Кальцитонин, выделяемый парафолликулярными Кклетками щитовидной железы, тормозит резорбцию матрикса кости и тем самым снижает высвобождение из кости кальция и фосфата. Одновременно кальцитонин оказывает стимулирующий эффект на поступление в клетки кости и периостальную жидкость фосфата, сопровождающееся и входом в них кальция. Совместное действие этих механизмов и приводит к результирующему эффекту снижению содержания Са2+ в крови.

Основным эффектом кальцитриола является стимуляция всасывания Са2+ в кишечнике

Обмен неорганического фосфора в организме контролируется гормонами: паратгормоном,кальцитонином и кальцитриолом. Паратгормон, под действием которого стимулируется резорбция кости, вызывает мобилизацию фосфора из костной ткани, в то же время паратгормон угнетает реабсорбцию фосфатов в канальцевом аппарате нефронов. Кальцитонин, наоборот, стимулирует вход фосфата в периостальную жидкость и клетки кости, способствуя тем самым отложению фосфата вместе с кальцием в костной ткани. Кальцитриол усиливает всасывание неорганического фосфата в кишечнике, он также оказывает влияние на отложение фосфора в костной ткани, однако механизм последнего эффекта остается не выясненным.

Гипокальциемия стимулирует секрецию паратиреоидного гормона и тем самым увеличивает продукцию кальцитриола. В результате увеличивается мобилизация кальция и фосфатов из костей, их поступление из кишечника. Избыток фосфатов экскретируется с мочой (ПТГ оказывает фосфатурическое действие), а реабсорбция кальция в почечных канальцах возрастает, и концентрация его в крови нормализуется. Гипофосфатемия сопровождается усилением секреции только кальцитриола. Увеличение под действием кальцитриола его концентрации в плазме приводит к снижению секреции паратиреоидного гормона. Гипофосфатемия приводит к стимуляции абсорбции фосфата и кальция в кишечнике. Избыток кальция выводится с мочой, так как кальцитриол усиливает реабсорбцию кальция в незначительной мере (по сравнению с ПТГ). В результате описанных процессов нормальная концентрация фосфата в плазме крови восстанавливается независимо от концентрации кальция.

72. Волокнистые структуры соединительной ткани. Коллаген как главный белок коллагеновых волокон., особенности аминокислотного состава и структурной организации молекулы тропоколлагена., структура коллагенового волокна. Многообразие типов коллагена.

В межклеточном матриксе находятся 2 типа волокнистых структур: КОЛЛАГЕНОВЫЕ и ЭЛАСТИНОВЫЕ ВОЛОКНА. Основным их компонентом является нерастворимый белок КОЛЛАГЕН. Молекула тропоколлагена это белок коллаген. КОЛЛАГЕН - сложный белок, относится к группе гликопротеинов, имеет четвертичную структуру, его молекулярная масса составляет 300 kDa. Составляет 30% от общего количества белка в организме человека. Его фибриллярная структура - это спираль, состоящая из 3-х альфа-цепей. Выявлено около 30 различных видов цепей различающихся по аминокислотному состау. Сочетание а-цепей позволяет формировать различные типы коллагена. Нерастворим в воде, солевых растворах, в слабых растворах кислот и щелочей. Это связано с особенностями первичной структуры коллагена. В коллагене 70% аминокислот являются гидрофобными. Аминокислоты по длине полипептидной цепи расположены группами (триадами), сходными друг с другом по строению, состоящими из трех аминокислот. Каждая третья аминокислота в первичной структуре коллагена - это глицин. аминокислотные группы в полипептидной цепи многократно повторяются. Необычна и вторичная структура коллагена: шаг одного витка спирали составляют только 3 аминокислоты (даже немного меньше, чем 3), а не 3.6 аминокислоты на 1 виток, как это наблюдается у других белков. Такая плотная упаковка спирали объясняется присутствием глицина. Эта особенность определяет высшие структуры коллагена. Молекула коллагена построена из 3-х цепей и представляет собой тройную спираль. Эта тройная спираль состоит из 2-х альфа-1-цепей и одной альфа-2-цепи. В каждой цепи 1.000 аминокислотных остатков. Цепи параллельны и имеют необычную укладку в пространстве: снаружи расположены все радикалы гидрофобных аминокислот. Известно несколько типов коллагена, различающихся генетически.

4.2. Регуляция концентрации кальция в крови

Нормальная концентрация ионов Са 2+ в плазме составляет 2,1— 2,6 ммоль/л. Роль Са 2+ в организме: 1) участвует в формировании потенциалов действия сердечной и гладких мышц; 2) вторичный посредник действия многих биологически активных веществ (медиаторов, гормонов и др.); 3) запускает сокращение всех типов мышц, а также секрецию медиаторов, гормонов и продуктов экзокринных желез; 4) снижает возбудимость нервной ткани; 5) один из факторов свертывания крови; 6) соли кальция - основной компонент костей и зубов.

Поддержание постоянства концентрации кальция в плазме крови обеспечивают три гормона:

1) паратгормон (ПТГ, паратирин) - секретируется паращитовидными железами;

2) кальцитриол ( / ,25-дигидроксихолекальциферол, активная форма витамина D3) - стероидный гормон. Предшественник кальцитриола (витамин D3, холекальциферол) синтезируется из холестерина в коже под действием ультрафиолета солнечных лучей. Далее витамин D3 последовательно активируется (гидроксилируется) сначала в печени, а потом в почках, превращаясь в кальцитриол;

3) кальцитонин (тирокалъцитонин) - секретируется парафолликулярными клетками щитовидной железы.

Эти три «кальцийрегулирующих» гормона регулируют концентрацию Са 2+ в крови, влияя на три процесса: 1) всасывание Са 2+ в тонкой кишке; 2) реабсорбцию Са 24 в почках; 3) резорбцию костей и «вымывание» из них Са 2+ .

Паратгормон и кальцитриол повышают концентрацию Са 2+ в крови стимулируя все три процесса, а кальцитонин снижает концентрацию Са 2+ в крови, оказывая противоположное действие на органы-эффекторы. Следует отметить, что только кальцитриол оказывает прямое действие на всасывание Са 2+ в тонкой кишке, а паратгормон и кальцитонин делают это опосредованно - регулируя синтез кальцитриола в почках. Таким образом кальцитриол — главный гормон^ определяющий общее содержание Са 2+ в организме.

Кальциевый обмен тесно связан с фосфорным. Соответственно, указанные гормоны регулируют содержание в организме не только ионов Са2+, но и фосфатов. В частности, кальцитриол усиливает всасывание фосфатов в тонкой кишке, а также их реабсорбцию в почках; а паратгормон и кальцитонин угнетают реабсорбцию фосфатов в почках.

Регуляция секреции паратгормона, кальцитриола и кальцитонина, в основном, определяется концентрацией Са 2+ в крови по принципу отрицательной обратной связи. Снижение концентрации Са 2+ : а) усиливает секрецию паратгормона и кальцитриола, которые повышают уровень Са 2+ в крови; б) тормозит секрецию кальцитонина, снижающего этот уровень. Наоборот, повышение концентрации Са 2+ в крови приводит к противоположным сдвигам секреции кальцийрегулирующих гормонов. В результате концентрация Са 2+ поддерживается на относительно постоянном уровне.

Основной контроль фосфорно-кальциевого обмена обеспечивают паратгормон и кальцитриол (рис. 10).

Гипокальциемия немедленно активирует секрецию паратгормона, основное действие которого заключается в выведении Са 2+ и фосфатов из костей в кровь. Образующийся при этом в крови избыток фосфатов ликвидируется за счет усиления их выведения почками (паратгормон оказывает фосфатурическое действие). Таким образом, содержание Са 2+ в крови повышается, а фосфатов - нет, т.е. сохраняется нормальное соотношение между концентрацией Са 2+ и фосфатов в крови.


Рис. 10. Регуляция содержания ионов кальция в крови.

Паратгормон является фактором быстрого реагирования на угрожающую организму гипокальциемию. Однако он восстанавливает уровень Са 2+ в крови ценой выраженной деструкции костной ткани.

Гомеостатическое действие кальцитриола также направлено на восстановление сниженного уровня Ca 2+ в крови. При этом кальцитриол действует медленнее, чем паратгормон, но осуществляет более тонкую регуля цию фофорно-кальциевого обмена. Главное действие кальцитриола - повы шение общего содержания Са 2+ и фосфатов в организме за счет усиления их всасывания в тонкой кишке и реабсорбции в почках. Этот эффект преобладает над «вымыванием» Са 2+ и фосфатов из костей. Поэтому в целом кальцитриол способствует нормальному росту и минерализации костей, обеспечивая наличие необходимого кальций-фосфатного материала.

Патология. Гипокальциемия возникает при снижении секреции ПТГ (гипопаратироз) или при недостаточности витамина D у детей (рахит ) I. Гипокальцемия может представлять угрозу для жизни из-за возникновения судорог скелетных мышц (т ет ания). Судороги в этом случае возникают вследствие повышения возбудимости нервной ткани (Са 2+ снижает возбудимость).

Гиперкальциемия возникает при увеличении секреции ПТГ (гиперпаратироз) или при передозировке витамина D. Сопровождается отложением солей кальция в сосудах и почках (образование мочевых кам ней), снижением возбудимости нервной и мышечной тканей.

Влияние кальцитонина на концентрацию кальция в плазме. Регуляция концентрации кальция в крови

Научно-диагностический центр лабораторных технологий

Личный кабинет клиента


В корзине пусто!

Кальцитонин (Calcitonin)

Кальцитонин (Calcitonin) - Кальцитонин гормон щитовидной железы, образующийся в парафолликулярных клетках (С-клетках), один из важнейших регуляторов кальций-фосфорного обмена. Образование кальцитонина напрямую зависит от уровня кальция в крови: при его повышении концентрация кальцитонина увеличивается, а при падении - снижается. Попав в кровь, кальцитонин быстро исчезает из нее, период его полураспада, по разным данным, составляет от 2 до 15 минут. На остеоцитах (клетках костей) есть специальные рецепторы, действуя на которые, кальцитонин усиливает поступление кальция из крови в кости, что тормозит резорбцию (разрушение, снижение минеральной плотности) кости. Таким образом, действие кальцитонина направлено на снижение уровня кальция крови, торможение деминерализации костей. Кальцитонин является прямым антагонистом паратгормона (ПТГ) - гормона околощитовидных желез. Действие ПТГ прямо противоположно влиянию тиреокальцитонина, хотя тоже регулируется концентрацией кальция в крови. Он выводит кальций из костей, чтобы поддерживалась его нужная концентрация в крови. Кальцитонин и ПТГ у здорового человека, взаимодействуя друг с другом, находятся в сбалансированных количествах для нормального регулирования кальций-фосфорного обмена, отвечающего главным образом за плотность костей. В регулировании связи ПТГ-кальцитонин немаловажную роль играет витамин D3. Таким образом, измерение уровня кальцитонина в первую очередь целесообразно при нарушении кальций-фосфорного обмена, вызванного первичным остеопорозом. Следует помнить, что уровень кальцитонина необходимо оценивать в совокупности с другими маркерами костного ремоделирования. При вторичном остеопорозе (к которому привел гиперкортицизм, гипогонадизм, тиреотоксикоз, гиперпаратиреоз) уровень кальцитонина не снижается. Тест на кальцитонин чрезвычайно важен для диагностики медуллярного рака щитовидной железы, в том числе для выявления синдрома множественной эндокринной неоплазии (МЭН-IIа, болезни Сиппла), который может проявляться как медуллярный рак, опухоль мозгового слоя надпочечников (феохромоцитома) или гиперплазия паращитовидных желез и гиперпаратиреоз. Повышение концентрации кальцитонина в сыворотке крови при проведении теста с пентагастрином - основной диагностический критерий наличия медуллярной карциномы щитовидной железы, по результатам исследования судят о стадии заболевания и размерах опухоли. После введения пентагастрина уровень кальцитонина повышается почти у всех больных медуллярным раком щитовидной железы. Если он и так был повышен, то при тесте с пентагастрином возрастет в 10-20 раз. Когда уровень кальцитонина находится у нижних границ нормы или вообще не определяется, а после стимуляции пентагастрином значительно повышается, но не выходит за пределы нормы, подозревают раннюю стадию медуллярного рака либо гиперплазию С-клеток щитовидной железы. У некоторых больных в качестве стимуляции следует использовать внутривенное введение препаратов кальция, так как опухоли могут не реагировать на пентагастрин. Анализ на кальцитонин назначается после оперативного лечения медуллярной карциномы щитовидной железы для оценки результатов операции. В том числе, рекомендуется сдавать его в позднем послеоперационном периоде, чтобы следить, не дала ли медуллярная карцинома метастазы и нет ли рецидива опухоли. Так как на секрецию кальцитонина могут влиять ферменты желудочно-кишечного тракта (пепсин), глюкагон, вырабатываемый поджелудочной железой, заболевания данных органов (панкреатит, острый холецистит, цирроз печени) могут опосредованно повлиять на синтез кальцитонина.

Подготовка к исследованию

Не принимать пищу в течение 12 часов до сдачи крови.
Прекратить прием пероральных контрацептивов за месяц до анализа.
Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение за сутки до исследования.
Не курить в течение 3 часов до сдачи крови.

Показания к исследованию

Для диагностики медуллярного рака щитовидной железы;

Чтобы выяснить, есть ли метастазы медуллярного рака щитовидной железы;

Для косвенной оценки размеров медуллярной карциномы;

Чтобы оценить результат операции по удалению медуллярного рака щитовидной железы;

Для диагностики первичного остеопороза

Интерпретация

На результаты могут влиять

Интенсивная физическая нагрузка.

Внутривенное введение препаратов кальция.

Гиперинсулинемия, вызванная употреблением большого количества углеводов.

Чрезмерное употребление алкоголя, предшествующее тесту.

Лечение препаратами женских половых гормонов (заместительная гормональная терапия эстрогенами).

Назначается в комплексе с

Кальций
Тиреотропный гормон (ТТГ)
Тироксин свободный (Т4 свободный)
Трийодтиронин свободный (Т3 свободный)

Читайте также: