Foszfo-kalcium anyagcsere Anatómia és fiziológia
kalcium és foszfor nélkülözhetetlen elemei az emberi test megfelelő működésének.
csont ez a fő tározó, a hidroxi-apatit pedig a tárolás fő formája. hidroxi-apatit (Ca10 (PO4) 6) a csontban és a fogakban a test kalciumának körülbelül 98% -át, a test foszforjának pedig 85% -át tartalmazza.
A vese a leggyorsabb módszer a szérum kalcium és foszfor szabályozására.
Parathormon a foszfo-kalcium anyagcsere legfontosabb szabályozója. A kalcium növekedését és a foszfor csökkenését okozza. A D-vitamin fokozza a kalcium bélben történő felszívódását.
A kalcium- és foszfor-anyagcserét együtt vizsgálják, mert a szabályozás fő mechanizmusai (mellékpajzsmirigy-hormon és D-vitamin) és a tárolás (hidroxi-apatit) közösek a két elemben.
A kalcium és a foszfor eloszlása a testben
kalcium
Élettől függően, kalcium csontban tárolva elérheti a test összes kalciumának (kb. 1000 g) 98-99% -át. Két formában tárolják: az egyik könnyen mobilizálható - a mellékpajzsmirigyhormon hatására gyorsan felhasználható a vér kalciumszintjének csökkenése esetén; egy másik nehezen mobilizálható, a csont felülete felől a csont kompakt szintjén tárolódik.
kalcium vér (kb. 1 g) háromféle formában kapható:
- ionizált, szabad forma (50%) - diffundálhat a membránokon keresztül; ez a legfontosabb, mivel a kalcium aktív formája, amely elvégzi a funkcionális attribútumokat (az alábbiakban bemutatjuk) és a csont átfordulását; (4)
- szabad, nem ionizált forma - kalcium szervetlen vegyületekkel (pl. foszfát) kombinálva;
- a szérumfehérjékkel kombinált forma - 41% (tehát a kötött, nem ionizált forma); a fő szérumfehérje, amelyhez a kalcium kötődik, az albumin; a vér összes kalciumának meghatározását a proteinémia összefüggésében kell értelmezni (alacsony az összes fehérje; az összes kalcium is csökken, de az ionizált, szabad forma normális lehet, és a beteg tünetmentes); logikus következménye az ionos kalcium közvetlen meghatározása lenne (csak az valóban aktív), de annak meghatározásának módszerei nehezebbek a teljes kalcium meghatározásához képest, így ha az összes fehérje normál határokon belül van, akkor az összes kalciumot meg kell határozni, ha a fehérjéket összesen módosított értéke van (példa - myeloma multiplexben nőnek) meghatározzuk az ionos kalciumot. (5)
Meg kell jegyezni, hogy az ionos kalcium szintje nagyon szorosan szabályozott, a kalciumértékek variációs tartománya nagyon szűk. Ez a szint nem a táplálékfelvételtől függ, hanem a tartalékok mozgósításával szabályozza.
Normál kalciumszint változó kortól és nemtől függően. Úgy gondolják, hogy egy 22 évesnél idősebb felnőtt szérum kalciumértékének (összes kalcium) 8. 9-10 között kell lennie. 1 mg/dl, és ionos kalcium 4, 8-5 között. 7 mg/dl. (13)
foszfor
A kalciumhoz hasonlóan a foszfor hidroxi-apatitként (főleg 85%) található a csontban.
A test teljes foszforának körülbelül 10% -a nukleotidokból, foszfolipidekből és foszfoproteinekből származó szerves foszfátokból áll.
A szérum foszfor (5%) a következő (szervetlen) foszfátionok formájában található: HPO4– és H2PO4–. A szérum foszfor meghatározása magában foglalja az összes olyan formát, amelyben megtalálható. A szérum pH-jától függően változik, mivel a foszfát puffer rendszerként működik. A 2 5–4 tartományba tartozó értékeket normálisnak tekintjük egy felnőttnél. 5 mg/dl. (14)
A kalcium és a foszfor szerepe a szervezetben
kalcium
A kalcium az emberi test alapvető eleme. Fontossága abban rejlik, hogy a szervezet számos olyan folyamatban van, amely kalciumot igényel, és annak hiányában nem valósulhat meg.
Funkcionális szerep
Sejtszinten a kalcium szerepet játszik:
Strukturális szerep
A hidroxiapatit révén a kalcium és a foszfor a csontok és a fogak szerkezeti eleme.
foszfor
A foszfor részt vesz az emberi test számára nélkülözhetetlen vegyületek képződésében. Szerepe kettős, mind szerkezetileg, mind funkcionálisan.
Strukturális szerep
A foszfolipidek révén a foszfor bejut a sejtmembránok összetételébe; kalciummal együtt hidroxiapatit - Ca10 (PO4) 6 (OH) 2 képződik a csontból és a fogakból.
Funkcionális szerep
A nukleotidképződésnek szerepe van az energia-anyagcserében - az adenozin-trifoszfáton (ATP) keresztül és a sejt genetikai anyagának tárolásában és továbbításában, a nukleinsavak - dezoxiribonukleinsav (DNS) és ribonukleinsav (RNS) - képződésén keresztül; szerepet játszik az intercelluláris szignalizációban is (például ciklikus adenozin-monofoszfát - a cAMP egy másodrendű hírvivő, amely egy olyan alfa-G-alegység fehérjével párosuló receptor stimulálására jön létre, amely aktiválja az ATP-t cAMP-vé alakító adenilát-ciklázt. Egyes enzimek foszforilezésével vagy defoszforilezésével aktiválódásuk, illetve inaktiválásuk megy végbe.
Kalcium és foszfor felszívódása
A vér kalcium- és foszforkoncentrációja az első fázisban nem függ az étrendi bevitelüktől. A magyarázat az lenne, hogy a bél felszívódása olyan folyamat, amely fokozatosan megy végbe, és sok tényezőtől függ, és a hirtelen csökkenést gyorsan be kell állítani, hogy megakadályozzuk a szervezet számára fontos ezen elemek hiányának súlyos következményeit, ezt vese és csont okozza.
A kalcium felszívódását a belekben főleg az aktiv szállitás (1:25 ellenőrzött mechanizmus - dihidroxi-D-vitamin), hanem az is egyszerű diffúzió. Ha a bevitt kalcium mennyisége kevesebb, mint 1 g, a kalcium körülbelül 30% -a felszívódik. A felszívódáshoz a kalciumnak oldható formában kell lennie; A kalcium sóinak oldása alacsony pH-n történik, ezért a gyomor savassága elengedhetetlen a kalcium felszívódásában. A kalciumhoz hasonlóan a foszfor felszívódását a belekben a aktív mechanizmus a D-vitamin és egy szabályozza passzív, a belekben jelenlévő foszfor mennyiségétől függően. A bevitt foszfor körülbelül 60-80% -a felszívódik.
A szervezet kalcium- és foszforszintjének szabályozása
A kalciumnak és a foszfornak van közös alkalmazkodási mechanizmusok, de ezeknek a mechanizmusoknak a kiváltása eltérő a két elemnél. Így a kalcium szintje nagyon pontosan szabályozott, enyhe csökkenés váltja ki a szervezetben a változásokat, mivel a kalcium közvetlenül részt vesz az alábbiakban ismertetett számos élettani folyamatban.
Másrészt a foszforszint hirtelen a normális szint kétszerese alá csökkenhet, anélkül, hogy a beteg ezt érezné.
egyensúlyi A vér kalcium- és foszforszintje között azért fontos, mert ha mindkét elemnek magas a szintje, foszfo-kalcium-sók képződnek, amelyek kicsapódnak a lágy szövetekben vagy a vesékben. Így nyilvánvaló, hogy a két elem egyidejű növekedése az ionos (aktív) kalcium csökkenéséhez vezet a foszfo-kalcium sók képződésén keresztül, és ennek következtében a hipokalcémia klinikai megnyilvánulásai jelennek meg.
A foszfo-kalcium anyagcsere szabályozását bizonyos szervekre ható szerek révén érik el. Az alábbiakban felsoroljuk azokat a tényezőket (szereket), amelyek figyelemmel kísérik a foszfo-kalcium homeosztázist, nevezetesen a mellékpajzsmirigy-hormont, a D-vitamint és más alacsonyabb részvételű hormonokat, amelyeknél a kalcitonin reprezentatív, valamint a célszervekkel, amelyekre hat. Ezek a célpontok a vesék (amelyek a leggyorsabban reagálnak a test két elemének szintjének változására), a csont (tartály) és a belek (ahol a kalcium és a foszfor felszívódik a D-vitamin hatására).
Parathormon (PTH)
Ez egy polipeptid hormon, amelyet a mellékpajzsmirigy fő sejtjei szintetizálnak. Feladata a kalciumszint növelése és a foszforszint csökkentése.
A váladék szabályozása
A PTH szekréció fő szabályozója a kalcium. A csökkent kalcium serkenti a PTH szekrécióját és szintézisét (a fő sejtekben lévő kalcium receptorok stimulálásával az ezen a szinten tárolt PTH molekulák felszabadulnak a keringésbe, majd megkezdődik az új molekulák szintézise); a hatás addig tart, amíg el nem éri a normál kalciumszintet, amely felett a kalcium gátolja a PTH felszabadulását (negatív visszacsatolás). (6)
A foszfor a PTH szekrécióját a kalciummal ellentétes irányban befolyásolja: a megnövekedett foszfor serkenti a mellékpajzsmirigy hormon szekrécióját.
A D-vitamin (az alábbiakban látható), amelynek aktív formája PTH stimuláció után keletkezik, szintén negatív visszacsatolást fejt ki.
A magnézium PTH-szekrécióra gyakorolt hatása hasonló a kalciumhoz, de a szekréciót stimuláló képessége alacsonyabb; így a magnézium csökkenése egy kivétellel serkenti a PTH felszabadulását: a magnézium hatalmas mértékű csökkenése gátolja a mellékpajzsmirigy hormon felszabadulását, egymást követő hipokalcémiával.
A mellékpajzsmirigy hormon szerepe
Hipokalcémia esetén a PTH első hatása a vesére irányul. (8) Serkenti a Henle-hurok felemelkedő ágában és a disztális ellencsőben a kalcium (ionos kalcium és szervetlen vegyületekhez kötött kalcium) újrafelszívódását a vérben. A foszforra a hatás megfordul: elősegíti a visszaszívódás blokkolását és következésképpen a kiválasztódás növekedését.
A PTH hatása a csontra összetett, serkenti mind az oszteolízist, mind az osteogenezist, a hatás a hormon növekedésének módjától függően változik. A csont kötőszövet, amely sejtekből és csontmátrixból áll. Funkcionális szempontból a csontsejtek két típusát különböztetjük meg: az oszteoformereket (oszteoblasztok és oszteociták) és a destruktív sejteket vagy oszteoklasztokat. Ha a PTH szint hirtelen, rövid ideig növekszik, a nettó hatás kettős mechanizmus révén serkenti a csontmátrix termelését:
- 1. aktiválja az oszteociták kalciumcsatornáit, amelyek az oszteociták által végzett oszteolízis folyamata révén kalciumot visznek át a csontmátrixot csontosító oszteoblasztokba;
- 2. stimulálja az oszteoklasztokat aktiváló és csontfelszívódást okozó oszteoblasztokat, de ez a stimuláció meghatározza az oszteogenezis stimuláló tényezőinek szintézisét is, amely közvetett módon vált ki.
A krónikus PTH-szekréció kiváltja az oszteolízist, aminek következtében megnő a szérum kalciumszintje. A mechanizmus az közvetett, az oszteoblasztok (csontképző sejtek) stimulálásával, mivel az oszteoklasztoknak nincsenek receptorai a PTH-ra. Az oszteoklasztokat az oszteoblasztok és a D-vitamin szekretált citokinek stimulálják. Miután az oszteolízis bekövetkezik, a vér kalcium- és foszfátszintje megnő.
A mellékpajzsmirigy-hormon közvetett módon hat a kalcium és a foszfor bélfelszívódására is, serkenti az 1,25-dihidroxi-D-vitamin termelését a vesékben. Ez növeli az alábbiakban bemutatott mechanizmusok által említett elemek abszorpcióját.
D-vitamin
A termelés mechanizmusa
A D-vitamin zsírban oldódó vitamin, amelynek hiányában az angolkórnak nevezett betegség fordul elő. Kétféle formája van:
- D2 ergokalciferol - amely nem szintetizálható a szervezetben, a fő forrás a zöldség;
- D3 kolekalciferol - a bőr szintjén szintetizálódik ultraibolya sugarak hatására a bőrsejtek által termelt vagy tőkehalmáj, tojás bevitelével nyert 7-dehidrokoleszterinre.
A testben a zsírszövetben lerakódásokként tárolódik.
A foszfo-kalcium anyagcserén belüli hatása kifejtése érdekében a D-vitamin még két módosításon megy keresztül: az első a máj szintjén, ahol a hidroxilezés a 25. pozíció szintjén megy végbe; másodszor, a vese szintjén, ahol az 1-alfa-hidroxiláz enzim hatására a D-vitamin-25-hidroxi átalakul D-1,25-dihidroxi-vitaminná, amely maximális vitamin-aktivitással bír. Az 1-alfa-hidroxiláz aktivitást szorosan szabályozza a PTH-növelő enzim- és foszfátaktivitás, valamint az 1,25-dihidroxi-D-vitamin csökkenti az aktív D-vitamin termelését.
- a beleken: a D-vitamin fő hatása a vékonybélben zajlik, ahol növeli a kalcium és a foszfor felszívódását, mind közvetlenül elősegítve a két elem felszívódásában részt vevő fehérjék szintézisét, mind közvetve az enterociták növekedésének serkentésével. abszorpció);
- a vesére: a D-vitamin hatása alacsonyabb a PTH-hoz képest; elősegíti a kalcium visszaszívódását (akárcsak a PTH), de emeli a visszaszívódott foszfátok szintjét is (szemben a PTH-val);
- a csonton: a D-vitamin szerepe a csontban hiányosan ismert, mind a csontmátrix növelésének, mind az oszteolízis stimulálásának szempontjából; a két hatás között nehéz határvonalat húzni, mert a D-vitamin növeli a kalciumot, tehát szubsztrátot biztosít az oszteoszintézishez, de van közvetlen stimulációja az oszteoklasztoknak is (amelyeknek a PTH-val ellentétben D-vitamin-receptorai vannak), egyidejűleg bekövetkező oszteolízissel; összességében elmondhatjuk, hogy a D-vitamin fokozza a csontszövet megújulását.
Fontos megemlíteni a D-vitamin kevésbé ismert hatását, a megelőző szer különféle betegségek esetén, a mozgásszervektől a szív- vagy autoimmunig. (9)
A foszfo-kalcium anyagcserében résztvevő egyéb szerek
kalcitonin a pajzsmirigy parafollikuláris sejtjei (más néven C-sejtek) által szintetizált peptid hormon. A kalcitonin szerepe a kalcium és a foszfor homeosztázisában hiányosan ismert. Kezdetben úgy gondolták, hogy a kalcitonin gátolja az ostolízist és csökkenti a kalciumszintet. Szekrécióját a szérum kalciumfelesleg stimulálja. Ezt követően ezt a szerepet megkérdőjelezték, mivel a pajzsmirigy-eltávolításon átesett betegeknél a kalcium normális értéken maradt; A medulláris pajzsmirigyrákban (C-sejtes rák) szenvedő betegeknél, noha magas a kalcitonin szintjük, a kalcium normális értékekkel rendelkezik. (10)
A hatásmechanizmus az oszteoklasztok aktivitásának gátlásával történik, ezért alkalmazzák Paget-kórban, amelyben túlzott oszteolízis lép fel. Vese szinten fokozza a foszfátok, a kalcium és a nátrium eliminációját. Ezek a hatások alacsony intenzitásúak és átmenetiek. (11)
Szomatotrop hormon (STH) serkenti a kalcium bél felszívódását D-vitamin hiányában. A mechanizmust valószínűleg az IGF-1 (inzulinszerű növekedési faktor 1) közvetíti.
Nemi hormonok, A tesztoszteron és az ösztradiol a kalcium lerakódásának stimulálásával javítja a csont minőségét. A csökkent ösztradiol felelős a posztmenopauzális osteoporosisért a nőknél.
Glükokortikoidok negatív hatással vannak a csontok egészségére. A hatásmechanizmus az oszteoklasztok aktivitásának serkentésén (a RANK ligandum expressziójának növelése és az oszteoprotegerin csökkentése) és az oszteoblasztok proliferációjának blokkolásán alapul. (11)
A foszfo-kalcium anyagcsere zavarai
A kalcium és a foszfor koncentrációjának változását nevezzük hiperkalcémia, illetőleg hiperfoszfatémia, amikor növekedés tapasztalható benne és hipokalcémia, illetőleg a foszfát amikor csökken.
kalcium
hipokalcémia a szérum kalciumszintjének csökkenését jelenti 8,9 mg/dl alatt, ha a fehérjék normális értékekkel rendelkeznek, vagy az ionos kalcium 4,8 mg/dl alatt van.
- Csont - minden olyan betegség, amely csökkenti a kalcium mobilizálódását a csontokban (hypoparathyreosis, súlyos hypomagnesaemia).
- Vese. Veseelégtelenség esetén a hipokalcémia a kalcium visszaszívódásának csökkenésével és a foszfát eliminációjának csökkenésével jár (foszfo-kalcium sók képződése révén csökken az ionos kalcium), csökken az alfa 1-hidroxiláz szintézise (csökken a D-vitamin aktivitása).
- Bél. Gyenge D-vitamin-hiány a csökkent bevitel, alacsony felszívódás (lipid felszívódási zavar), a D-vitamin hiányos aktiválása miatt, amelyet az ultraibolya sugárzás vagy a vesebetegség csökkentett hatása okoz.
- Hipokalcémia az ionos kalcium foszfátokkal, szabad zsírsavakkal (pl. Hasnyálmirigy-gyulladásban) vagy plazmafehérjékkel (a vér pH-értékének csökkenése esetén) történő összekapcsolásával.
foszfor
A plazma foszfor 4,5 mg/dl fölötti növekedését jelzi. Az okok számosak lehetnek: megnövekedett bevitel, fokozott felszívódás (a D hipervitaminózisban), extracelluláris migráció (felgyorsult sejtpusztulásban, traumás vagy nem traumás), csökkent vese elimináció (hypoparathyreoidizmus, vesebetegség).
A plazma foszfor 2,5 mg/dl alatti csökkenését jelzi. Az inkriminált okok a következők lehetnek: csökkent foszfortartalmú ételek bevitele, csökkent felszívódás (akár D-vitamin-hiány, akár hashajtók alkalmazásával - növeli a székletürítést - vagy antacidok - foszfor-komplexeket képeznek, és a székletben eliminálódnak), túlzott intracelluláris (a foszfor elengedhetetlen az intracelluláris glükóz-anyagcseréhez, így a túlzott szénhidrátbevitel vagy az inzulin utáni adagolás hiperglikémiás állapotokban a foszfor hatalmas intracelluláris behatolását igényli), fokozott veseműködési elimináció (hiperparatiroidizmus, hurok diuretikumok),.