- Зачем Ca организму
- Фосфор – зачем он нужен?
- Гормональная система регуляции
- Почему отклонен фосфор?
- К чему приводит отклонение кальция
Почти все процессы, что происходят в человеческом организме, зависят от такого вещества, как кальций. Фосфор при этом – не менее важный элемент для слаженной работы всех систем. Например, ионы кальция (Ca) влияют на сокращения сердца и мышц, а также являются существенной частью нервной системы. Кроме того, Ca необходим для сворачиваемости крови. Что касается фосфора, то он необходим для образования различных веществ. Поэтому обмен кальция и фосфора в организме тесно взаимосвязаны. Вот почему при нарушении обмена кальция и фосфора изменение показателя одного электролита обычно приводит к изменению другого.
СОДЕРЖАНИЕ
Зачем Ca организму
Общее содержания кальция в организме взрослого человека составляет более одного килограмма (около 2% массы тела). Из всего этого количества 99% содержится в минерализованной форме гидроксиапатита Ca в костях. Меньше 1% находится во внекостном внутриклеточном пространстве или в межклеточном пространстве. 40% кальция, циркулирующего в крови, связано с белками, 10% — неорганический Ca, около 50% – ионизированный Ca в свободной, несвязанной форме.
В процессе выхода кальция в кровь и удаления его оттуда активно участвуют костная ткань, тонкий кишечник и почки. В этом процессе задействован очень сложный механизм, который затрагивает и другие органы, и системы.
Тонкий кишечник – это область, где Ca усваивается из пищи. Ключевым моментом в эффективном усвоении кальция является выделение эпителиальными клетками тонкого кишечника белков, которые связывают Ca.
Костная ткань является гигантским хранилищем кальция, где хранится более 99% его запаса, тогда как 1% активно участвует в метаболизме межклеточного Ca. Здесь происходят два противоположных процесса – стимуляция высвобождения Ca из костей, в процессе резорбции (растворения) костной ткани остеокластами, а также построение новых элементов костной ткани.
Почки – это главный орган, поддерживающий равновесие кальция. Если количество этого электролита в крови пребывает в норме, почти весь кальций, входящий в фильтрующую систему почечных клубочков, реабсорбируется (возвращается) через систему канальцев обратно в кровь. Это помогает поддержать количество этого электролита на нужном уровне. Если процесс обратного всасывания снижается, почки отфильтровывают Ca, и он уходит из организма в составе урины. При этом анализ мочи покажет повышающие значения.
Большое количество кальция размещается в митохондриях и эндоплазматическом ретикуле. Уровни межклеточного Ca подвержены сильным колебаниям из-за того, что электролит выполняет сигнальную функцию между клетками, активизируя различные ферменты и регулируя сокращения мускульных волокон. Также кальций пребывает в крови и внеклеточной жидкости. При этом половина Ca в плазме связывают белки, а концентрация фосфора в крови практически идентична уровню кальция.
Фосфор – зачем он нужен?
Фосфор, как и Ca, в основном содержится в минерализованном состоянии в костях (85%). Остальная часть пребывает в органических и неорганических соединениях, распределенных во внутриклеточном и межклеточном пространстве тканей организма.
Основная масса фосфора, содержащаяся в костях, называется гидроксиапатитом. Остальная часть используется в углеводном обмене и является физиологически необходимым веществом в образовании фосфолипидов, кислот, входящий в состав клеточных ядер и аденозина трифосфата.
Фосфор содержится в крови в неорганической форме фосфатов (неорганический фосфор) и связанной с органическими веществами фосфорной кислоты. Небольшие количества внеклеточного органического фосфора пребывают в организме в форме фосфолипидов. Концентрация неорганических фосфатов в крови зависит от состава пищи и деятельности гормонов, в первую очередь – паратгормона, и может колебаться в широких пределах.
Гормональная система регуляции
Поддержание нормального количества кальция и фосфора в крови происходит путем совместного действия паратгормона и кальцитонина, контролирующих потоки Ca из/в кровь и межклеточную жидкость. Также в этих процессах активно участвуют витамин Д, кальциевые каналы.
Гормон паращитовидной железы служит для того, чтобы увеличивать кальций в крови. Действие паратгормона заключается в трех механизмах:
- Стимуляция выработки биологически активной формы витамина Д.
- Облегчение выхода кальция и фосфора из костной ткани. Чтобы снизить накопление в организме ненужного фосфора, паратгормон оказывает на почки фосфатурическое действие (выделение фосфора с мочой).
- Увеличение канальцевого обратного всасывания кальция почками, что приводит ко снижению потерь Ca с мочой.
Витамин Д способствует концентрации кальция в крови. Наиболее важными эффектами этого витамина является облегчение всасывания Ca из тонкого кишечника. При взаимодействии с паратгормоном, витамин Д увеличивает выход кальция из костей.
Кальцитонин – это гормон щитовидки, который контролирует уровень Ca в крови, понижая его количество. Он активно выделяется в плазму в ответ на гиперкальцемию и имеет два основных эффекта. Первый – кальцитонин увеличивает выделение Ca с мочой. Второй – гормон задерживает процесс резорбции костной ткани, снижая выход кальция из кости в кровь.
Анализы Ca в крови необходимы для диагностики и мониторинга целого ряда заболеваний, включая болезни костей, почек, щитовидной и паращитовидных желез, пищеварительного тракта. Кроме того, уровень кальция в крови отражает отклонение от нормы витамина Д и белка.
Почему отклонен фосфор?
Норма фосфора в крови здорового человека – 0,81-1,45 ммоль/л (в некоторых лабораториях приняты другие единицы измерения). Если в анализе крови фосфор понижен, этот недостаток (гипофосфатемия) имеет 4 основные причины:
- Переход фосфора из межклеточной жидкости во внутриклеточную.
- Пропуск фосфатов в мочу почками.
- Потеря фосфора в желудочно-кишечном тракте.
- Истощение внутриклеточных запасов фосфора.
Когда анализ крови на фосфор показывает его увеличение (гиперфосфатемию), обычно это является вторичным результатом неспособности почек выделять фосфор. Другими причинами того, что повышенный фосфор, может быть увеличенное употребления фосфора с пищей и выделение его из тканей в межклеточную жидкость. Кальцификация мягких тканей является одним из серьезных проявлений повышенного уровня фосфора в крови у женщин и мужчин.
Наиболее часто встречающейся проблемой, связанной с повышением фосфатов в плазме крови, является гипокальциемия (низкий Ca), сопровождающаяся судорогами и пониженным давлением. Очень низкий уровень фосфора может представлять опасность для жизни и считается критическим значением.
Фосфор подвержен сильным колебаниям суточного циркадного ритма. Наименьшие значения фосфора в крови наблюдаются рано утром. Первый пик наибольшего значения фосфора после обеда, второй раз наблюдается состояние, когда повышен фосфор в крови больше всего – поздно вечером. Значения второго пика достаточно велики и могут выходить за рамки нормальных значений.
К чему приводит отклонение кальция
Отклонения в верхнюю или нижнюю сторону может привести к серьезным заболеваниям. Гипокальцемия – это термин, обозначающий недостаточную концентрацию кальция в крови. Клиническими признаками гипокальцемии являются:
- нейромышечная возбудимость;
- спазмы мускулатуры;
- тетанические судороги;
- нарушения работы сердца;
- остеомалакия (размягчение костей).
Гипокальцемия возникает из-за нарушения функции паращитовидных желез или синтеза витамина Д. Также тут может сыграть роль обратное соотношение кальция и фосфора. Это значит, что причинами гипокальцемии может быть гиперфосфатемия и сопротивления скелетной системы к воздействию гормона паращитовидных желез.
Если исследования на кальций показывают, что он повышается выше нормы, значит у пациента гиперкальцемия.
Кальций и фосфор в крови и внеклеточной жидкости в нормальном состоянии находится около точки насыщенности раствора. Это значит, что превышения этого уровня ведет к тому, что это вещество не может раствориться в крови и тканях. Это, в свою очередь, вызывает нарушение работы органов и их разрушение.
Гиперкальциемия наблюдается при увеличении вывода Ca из скелетной системы или увеличении усвоения кальция в кишечнике. Большинство случаев, когда высокий Ca, вызвано первичным гиперпаратиреоидизмом (повышенной выработки паратгормона). Кроме того, спровоцировать патологию способы метастазы карциномы груди, простаты, щитовидной железы или легких. Сильная гиперкальциемия приводит к аритмии сердца.
Высокий кальций в крови может стать причиной появления камней почек, которые образуются при соединении Ca с оксалатами. Эту проблему способен обнаружить анализ урины. Во время исследования тестируются кислотность, оксалаты, кальций, натрий, цитрат, креатинин и мочевая кислота. В случае обнаружения образований, лечение зависит от их размеров. Если камни слишком крупные, они могут закупорить протоки и стать причиной смерти. Поэтому врачи рекомендуют их удалить.
