În corpul adult conține aproximativ 1,2 kg de calciu. Sărurile de calciu formează o componentă minerală a oaselor (99% din cantitatea totală de calciu din organism, 87% din fosfor). Calciul din oase este sub formă de Ca10 (PO4) 6 (OH) 2 mineral hidroxiapatită. Calciul este prezent în organism și sub formă de ioni de Ca 2+. dizolvate în lichide sau legate de proteinele de lichide și țesuturi. Între aceste două fonduri există un schimb constant de calciu.
Ioni de Ca 2+ sunt cofactori ai multor enzime, împreună cu proteine modulatoare servesc ca intermediar în semnalizare. Calciul este implicat în secreția, fertilizarea, permeabilitatea membranei, coagularea sângelui, contracția musculară.
În medie, un adult consumă 900-1000 mg de calciu pe zi, o femeie adultă - 600-700 mg, din care până la 20-40% este absorbită în tractul digestiv. O parte semnificativă a calciului care a ingerat cu alimente trece prin intestin și părăsește corpul împreună cu fecalele. Eliminarea calciului din organism se produce în principal în urină. În mod normal, organismul menține un echilibru stabil de calciu.
Absorbția calciului în intestin se realizează prin transport activ împotriva gradientului electrochimic datorită difuziei pasive. Prin membrana celulară, calciul este transferat cu ajutorul proteinei de legare a calciului dependentă de vitamina D (KSB). Absorbția calciului în intestin nu sunt în mod normal determinat de consumul său de la alimente și reglarea hormonală a sistemului de transport activ. Rinichii participă la schimbul de calciu prin filtrare și reabsorbție.
Schimbul de calciu este strâns legat de schimbul de acid fosforic, care formează săruri slab solubile cu calciu: fosfat, hidrofosfat, fosfat dihidrogen.
Fosfatul total al unui bărbat adult, cântărind 70 kg, este de aproximativ 700 g, din care
85% se găsește în oase și dinți,
14% este conținut în celulele în forma organică ca o componentă a ATP și a fosfolipidelor. În fluidele extracelulare, fosfatul este sub formă de fosfolipide (aproximativ 70%) și fosfat anorganic. În fosfații de plasmă din sânge se prezintă ioni liberi (80%) sau sunt asociate cu proteine. Una dintre funcțiile principale ale fosfatului anorganic din organism este funcția tampon.
O persoană obișnuită din punct de vedere statistic consumă zilnic 800-1200 mg de fosfor, din care aproximativ 80% este absorbit în intestin și aceeași cantitate este excretată de rinichi. Principalele mecanisme de transport al fosfatului în intestin: transport activ dependent de sodiu; transportul pasiv prin gradientul de concentrație. Gradul de adaptare a absorbției fosfatului în intestine la o modificare a aportului de fosfați este mic și, prin urmare, intestinul joacă un rol mic în homeostazia fosfaților.
Rinichii joacă un rol major în reglarea homeostatică a echilibrului de fosfați în organism. Aportul de fosfat în celula tubului proximal se realizează cu ajutorul unui conjugator Na / Pi.
Concentrația ionilor de Ca2 + în lichidul și sângele intercelular este de 9-11 mg / dl. Jumătate dintre ele - ioni de Ca2 + în stare dizolvată, cealaltă jumătate - împreună cu albumina. În fluidul intracelular, concentrația de calciu este de mii de ori mai mică. Diferența de concentrație este în principal creată de Ca-ATPază cu participarea sistemului de canale ionice. Concentrația de Ca2 + în sânge și în fluidul intercelular este reglementată de hormoni, în principal hormonul paratiroidian, calcitonina și calcitriolul.
Hormonul paratiroidian este un hormon peptidic format în glandele paratiroide. Conține 84 de resturi de aminoacizi. Activitatea biologică a hormonului paratiroidian (PTH) este determinată de numai primii 32-34 aminoacizi (numărând de la peptida N-închidere). Acesta este cel mai important regulator al homeostaziei calciului.
Principalele organe țintă ale hormonului patagon sunt oasele și rinichii. Membranele celulelor acestor organe conțin receptori specifici ai hormonului paratiroidian. Receptorii PTH se găsesc și în plămâni, în sistemul cardiovascular, în piele, în eritrocite etc.
Dezvăluit 2 mecanism de acțiune important al PTH: Activarea sistemelor adenilat ciclazei - AMP ciclic - Un sistem de protein kinază și fosfatidilinozitol - protein kinaza C.
În oase, activarea adenilat ciclazei stimulează activitatea metabolică a osteoclastelor, începe resorbția osului și intrarea Ca2 + și a fosfatului în sânge. În rinichi, hormonul paratiroidic crește reabsorbția Ca2 + și crește excreția fosfatului renal. PTH stimulează, de asemenea, exprimarea genelor și crește producția mai multor factori locali de proteine și a prostaglandinelor.
Sinteza și secreția de PTH sunt stimulate cu o scădere a concentrației de Ca2 + în sânge. Restaurarea concentrației normale de Ca 2+ în sânge duce la încetarea sintezei și secreției hormonului. Receptorii specifici de calciu se găsesc în celulele paratiroidiene. Ele asigură sensibilitatea glandelor paratiroide la modificările concentrației serice a calciului, ceea ce duce la modificări ale secreției de PTH. În rinichi, receptorul de Ca este un regulator important al excreției calciului în urină.
Vitamina D3 este precursorul unei substanțe care funcționează ca un hormon steroid - calcitriol. Formarea calcitriolului este stimulată în principal de PTH și de hipofosfatemie. Transformarea vitaminei D în calcitriol are loc cu implicarea ficatului și a rinichilor. Hidroxilazele specifice care catalizează aceste reacții sunt activate de hormonul paratiroidian.
Proteina de legare a vitaminei D din sinteza de proteine de 1,25 (OH) 2 D3 este transferată celulelor țintă, unde reacționează cu receptorul nuclear. Organele țintă ale calcitriolului sunt intestinul subțire și oasele. În intestinul subțire, hormonul stimulează absorbția de calciu și fosfat, în oase - mobilizarea calciului. Calcitriolul activează gene care controlează sinteza anumitor proteine, de exemplu, proteina care leagă calciu implicată în absorbția calciului. Calcitriolul poate stimula, de asemenea, reabsorbția de calciu (și fosfat) în tubulii renale.
Astfel. hormonul paratiroidian și vitamina D3 - sinergici în mobilizarea calciului din oase și creșterea concentrației sale în sânge.
Cu o lipsă de vitamina D, rahitismul se dezvoltă la copii. Există o scădere a aportului de calciu în sânge, o încălcare a mineralizării oaselor în creștere. Insuficienta calcifiere osoase duce la diferite deformări ale scheletului - curbura gambe, „margele“ de pe marginile „piept de pasăre“, etc Rahitismul este de obicei vindecat cu vitamina D. Cu toate acestea, există forme de rahitism, legate de încălcarea conversia vitaminei D3 în organism pentru a calcitriol .. În acest caz, introducerea vitaminei D este ineficientă.
aport excesiv continuu de vitamina D (de mai multe ori mai mare decât norma) duce la demineralizarea oaselor, pentru creșterea concentrației de calciu în sânge. Paralel calciu intens absorbit din intestin - aceasta duce la un total de hipercalcemie, depunerea de calciu în țesuturile moi, formarea de pietre la nivelul tractului urinar.
Calcitonina este un hormon peptidic sintetizat în celule C ale glandelor paratiroidiene și ale tiroidei. Conține 32 de resturi de aminoacizi. Secreția calcitoninei (CT) crește odată cu creșterea conținutului de calciu în sânge. Efectele CT se datorează efectului său asupra receptorilor specifici de calcitonină și sunt opuse efectelor PTH. Principalul organ țintă pentru calcitonină este osul, unde suprimă mobilizarea calciului. CT reduce concentrația de Ca în ser. Contribuția totală a calcitoninei la homeostazia de calciu este foarte mică în comparație cu rolul de PTH și vitamina D.
Alți hormoni sistemici afectează, de asemenea, scheletul, în special somatotropina, glucocorticoizii, hormonii tiroidieni și hormonii sexuali. Unii factori au efecte locale, de exemplu, prostaglandine, citokine.
Modificarea concentrației de calciu în lichidul extracelular duce la o schimbare a concentrației sale în celule. Ca rezultat, gradientele transmembranare ale concentrațiilor de Ca 2+ se modifică. funcționarea pompei de calciu, enzimele dependente de calciu, un număr de sisteme de reglementare este întrerupt.
Hipocalcemia este o scădere a conținutului de calciu din sânge. Aceasta se poate datora tulburărilor absorbției calciului în intestin, cum ar fi hipovitaminoza D, la niveluri ridicate în dieta compușilor care se leagă de calciu (de exemplu, oxalat). Hipocalcemia severă este rară. Cea mai comună cauză este hipoparathyroidismul cauzat de deteriorarea glandelor paratiroide în timpul intervenției chirurgicale pe glanda tiroidă.
Cu hipocalcemia, se observă convulsii, hiperreflexe și spasme ale laringelui datorită unei scăderi a pragului excitației celulelor nervoase și musculare.
Hipercalcemia este o creștere a conținutului de calciu din sânge. Cel mai adesea cauza este hiperparatiroidismul ca rezultat al unei tumori de glande paratiroide; o supradoză de vitamina D.
Simptomele tipice ale hipercalcemiei sunt calcificarea țesuturilor moi și formarea de pietre în tractul urinar. Reducerea excitabilității neuromusculare; există o defalcare a funcțiilor nervoase - psihoză, stupoare și chiar comă.
1. Descrieți metabolismul calciului și fosforului în organism.
2. Ce hormoni sunt implicați în reglarea metabolismului fosfor-calciu?
3. Ce fel de recepție predomină în hormonii care reglează metabolismul fosfor-calciu?
4. Cum apare conversia vitaminei D la calcitriol?
5. Listați simptomele care apar cu hipo- și hipercalcemie.
6. Care poate fi cauza modificării concentrației de calciu în sânge?
7. Ce organe joacă un rol important în metabolismul calciului și fosforului?
BIOCHIMIE DE ȚESUTE DE OCHI
Tesutul osoasă este un tip de țesut conjunctiv, caracterizat prin duritate mare și rezistență mecanică. Tesutul osoș, ca și alte tipuri de țesut conjunctiv, constă în celule și substanță extracelulară. Substanța extracelulară conține în esență o matrice organică structurată printr-o fază minerală. Tesutul osoan formează plăci osoase. În funcție de densitatea și dispunerea plăcilor, se disting o substanță osoasă compactă și spongioasă. În țesutul osos există trei tipuri principale de celule - osteoblaste, osteoclaste și osteocite.
Osteoblastia este o celula de tesut osos implicata in formarea de substanta intercelulara. În osteoblaste, există un aparat puternic de sinteză a proteinelor și un reticul endoplasmic foarte dezvoltat. In osteoblaste sintetiza substante organice ale matricei osoase - procolagen, glicozaminoglicani, proteoglicani, componente de proteine, enzime și altele.
Osteocitul este o celulă de țesut osos procesual matur care asigură integritatea matricei osoase implicată în reglarea homeostaziei sale și produce anumite componente ale substanței intercelulare. Osteocitele sunt formate din osteoblaste în timpul formării țesutului osos.
Osteoclastea este o celulară gigantică multinucleară a țesutului osos, care realizează resorbția țesutului osos: resorbția substanței intercelulare, demineralizarea cartilajului etc. Osteoclastele conțin o mulțime de lizozomi și mitocondri. Dar ele au un reticul endoplasmic slab dezvoltat și există un număr mic de ribozomi, prin urmare, sinteza ARN și este efectuată nesemnificativ.
Trimiteți-le prietenilor: