Schody.  Grupa wpisowa.  Materiały.  Drzwi.  Zamki.  Projekt

Schody. Grupa wpisowa. Materiały. Drzwi. Zamki. Projekt

» Hormony regulujące gospodarkę fosforowo-wapniową. Jak zachodzi wymiana wapnia i fosforu i jak jest ona regulowana? Markery resorpcji kości

Hormony regulujące gospodarkę fosforowo-wapniową. Jak zachodzi wymiana wapnia i fosforu i jak jest ona regulowana? Markery resorpcji kości

Doświadczenia w pracy ze stażystami, młodymi lekarzami i kadetami zaawansowanych cykli szkolenia lekarzy wykazały znaczne luki w ich wiedzy w zakresie oceny podstawowych ogólnych wskaźników klinicznych, biochemicznych, immunologicznych i innych podczas badań. Zaczynać

Doświadczenia w pracy ze stażystami, młodymi lekarzami i kadetami zaawansowanych cykli szkolenia lekarzy wykazały znaczne luki w ich wiedzy w zakresie oceny podstawowych ogólnych wskaźników klinicznych, biochemicznych, immunologicznych i innych podczas badań.

Rozpoczynamy cykl recenzji i artykułów zawierających informacje do diagnostyki laboratoryjnej, klinicznej i różnicowej różnych stanów patologicznych.

Pierwsza publikacja poświęcona jest przemianie wody i soli: wymianie wapnia i fosforu w organizmie oraz jej zaburzeniom.

Metabolizm wapnia

Do funkcji wapnia w organizmie zalicza się:

  • strukturalne (kości, zęby);
  • sygnalizacja (drugi przekaźnik wewnątrzkomórkowy);
  • enzymatyczny (koenzym czynników krzepnięcia krwi);
  • nerwowo-mięśniowy (kontrola pobudliwości, uwalnianie neuroprzekaźników, inicjacja skurczu mięśni).

Główną rolę w metabolizmie wapnia w organizmie człowieka pełni tkanka kostna. W kościach wapń reprezentują fosforany - Ca 3 (PO 4) 2 (85%), węglany - CaCO 3 (10%), sole kwasów organicznych - cytrynowy i mlekowy (około 5%). Poza szkieletem wapń znajduje się w płynie zewnątrzkomórkowym i praktycznie nie występuje w komórkach. Gęsta macierz kości wraz z kolagenem zawiera fosforan wapnia, krystaliczny związek mineralny zbliżony do hydroksyapatytu Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2. Część jonów Ca 2+ zostaje zastąpiona jonami Mg 2+, niewielka część jonów OH – zostaje zastąpiona jonami fluoru, które zwiększają wytrzymałość kości. Składniki mineralne tkanki kostnej znajdują się w surowicy krwi w stanie równowagi chemicznej z jonami wapnia i fosforanami. Komórki kostne mogą przyspieszać odkładanie lub odwrotnie rozpuszczanie składników mineralnych pod wpływem lokalnych zmian pH, stężenia jonów Ca 2+, HPO 4 2- i związków chelatujących (D. Metzler, 1980). Organizm dorosłego człowieka zawiera 1-2 kg wapnia, z czego 98% znajduje się w kośćcu (A. White i in., 1981). Stanowi około 2% masy ciała (około 30 moli). Poziom wapnia we krwi wynosi 9-11 mg/100 ml (2,2-2,8 mmol/l), w płynie zewnątrzkomórkowym około 20 mg/100 ml. Za regulację wymiany wapnia pomiędzy płynami zewnątrz- i wewnątrzkomórkowymi odpowiadają hormon przytarczyc, kalcytonina i 1,25-dioksycholekalcyferol. Wraz ze spadkiem stężenia jonów wapnia zwiększa się wydzielanie hormonu stymulującego przytarczyce (PTH), a osteoklasty zwiększają rozpuszczanie związków mineralnych zawartych w kościach. PTH jednocześnie zwiększa wchłanianie zwrotne jonów Ca 2+ w kanalikach nerkowych. W rezultacie wzrasta poziom wapnia w surowicy krwi. Wraz ze wzrostem zawartości jonów wapnia wydzielana jest kalcytonina, co zmniejsza stężenie jonów Ca 2+ w wyniku odkładania się wapnia w wyniku aktywności osteoblastów. Witamina D bierze udział w procesie regulacyjnym, jest niezbędna do syntezy białek wiążących wapń, niezbędnych do wchłaniania jonów Ca 2+ w jelitach i ich wchłaniania zwrotnego w nerkach. Dla prawidłowego przebiegu procesów kalcyfikacji niezbędna jest stała podaż witaminy D. Zmiany poziomu wapnia we krwi mogą być spowodowane przez tyroksynę, androgeny, które zwiększają zawartość jonów Ca 2+ i glukokortykoidy, które ją zmniejszają. Jony Ca 2+ wiążą wiele białek, w tym niektóre białka układu krzepnięcia krwi. Białka układu krzepnięcia zawierają miejsca wiązania wapnia, których tworzenie zależy od witaminy K.

W produktach spożywczych wapń występuje głównie w postaci fosforanu wapnia, który przedostaje się do organizmu. W naturze wapń występuje w postaci węglanu, szczawianu, winianu, kwasu fitynowego (w zbożach).

Niedobór wapnia w organizmie według A. White i wsp. (1981), często wiąże się z niską rozpuszczalnością większości jego soli.

Autorzy wiążą zwapnienie ścian tętnic i tworzenie się kamieni w pęcherzyku żółciowym, miedniczkach nerkowych i kanalikach ze słabą rozpuszczalnością soli wapnia. Formy fosforanu wapnia według stopnia rosnącej rozpuszczalności są ułożone w następujący sposób: Ca 3 (PO 4) 2 > CaHPO 4 > Ca (H 2 PO 4) 2.

Fosforany wapnia łatwo rozpuszczają się w treści żołądkowej. Maksymalne wchłanianie wapnia występuje w proksymalnych odcinkach jelita cienkiego i zmniejsza się w dystalnych odcinkach.

Udział wchłaniania wapnia jest większy u dzieci (w porównaniu do dorosłych), u kobiet w ciąży i karmiących piersią. Wchłanianie wapnia zmniejsza się wraz z wiekiem i niedoborem witaminy D.

Osocze krwi zawiera frakcje wapnia związanego z białkami (niedyfundującego) (0,9 mmol/l) oraz dyfundujące: zjonizowane (1,1-1,4 mmol/l) i niezjonizowane (0,35 mmol/l). Wapń zjonizowany jest biologicznie aktywny, przenika do komórek przez błony, w formie niezjonizowanej jest związany z białkami (albuminą), węglowodanami i innymi związkami. Wewnątrz komórek stężenie wolnego wapnia jest niskie. Zatem całkowite stężenie jonów Ca2+ w cytoplazmie erytrocytów wynosi około 3 µM, z czego wolne jony stanowią mniej niż 1 µM. Gradient stężenia jonów wapnia wzdłuż różne strony z membrany (od 102 do 105) jest utrzymywana przez pompę wapniową. Bardzo powolna odwrotna dyfuzja jonów do komórki przeciwdziała działaniu pompy. Ca2+ odnosi się do przekaźników wtórnych – substancji wewnątrzkomórkowych, których stężenie jest kontrolowane przez hormony, neuroprzekaźniki i sygnały zewnątrzkomórkowe. Niski poziom wapnia w komórkach jest utrzymywany przez pompy wapniowe (ATPazy wapniowe) i wymienniki sodowo-wapniowe. Wysoka aktywacja Mg 2+ -, Ca 2+ -ATPazy jest związana ze zmianami konformacyjnymi w pompie wapniowej, co prowadzi do transferu Ca2+. Gwałtowny wzrost zawartości wapnia w komórce następuje, gdy otwierają się kanały wapniowe lub wewnątrzkomórkowe magazyny wapnia (stężenie wzrasta do 500-1000 nM przy 10-100 nM w komórce niestymulowanej). Otwarcie kanałów może być spowodowane depolaryzacją błon, działaniem substancji sygnalizacyjnych, neuroprzekaźników (glutaminian, ATP), przekaźników wtórnych (1,4,5-trifosforan inozytolu, cAMP) (Y. Kolman, K. G. Rehm, 2000). . Poziom wapnia w komórkach wzrasta (5-10 razy) w formie krótkotrwałych wahań (wysokie stężenia wapnia mają działanie cytotoksyczne). W organellach komórkowych i cytoplazmie komórek występuje duża liczba białka, które mogą wiązać wapń i działać jako bufor. W działaniu wapnia pośredniczą „czujniki wapnia” - specjalne białka wiążące wapń - aneksyna, kalmodulina, troponina. Kalmodulina występuje we wszystkich komórkach i po związaniu czterech jonów wapnia przekształca się w aktywną formę, która może oddziaływać z białkami. C2+ wpływa na aktywność enzymów, pomp jonowych i składników cytoszkieletu poprzez aktywację kalmoduliny.

Hipoalbuminemia nie wpływa na poziom wapnia zjonizowanego, który waha się w wąskim zakresie i tym samym zapewnia prawidłowe funkcjonowanie układu nerwowo-mięśniowego. Wraz ze wzrostem pH wzrasta udział związanego wapnia. Podczas zasadowicy jony wodoru oddzielają się od cząsteczki albuminy, co prowadzi do zmniejszenia stężenia jonów wapnia. Może to powodować objawy kliniczne hipokalcemii, mimo że stężenie całkowitego wapnia w osoczu nie ulega zmianie. Odwrotny obraz (zwiększone stężenie jonów wapnia w osoczu) obserwuje się w ostrej kwasicy. Globuliny wiążą także wapń, chociaż w mniejszym stopniu niż albuminy.

Elementy regulujące poziom wapnia w osoczu krwi obejmują:

  • szkielet (zbiornik wapnia);
  • nerki;
  • wydalanie wapnia przez jelita z żółcią;
  • hormon przytarczyc, kalcytonina (ich wydzielanie zależy od poziomu wapnia w osoczu);
  • 1,25-dioksycholekalcyferol.

Zewnątrzkomórkowa pula wapnia odnawia się około 33 razy w ciągu dnia (W. J. Marshall, 2002), przechodząc przez nerki, jelita i kości. Nawet niewielka zmiana któregokolwiek z tych przepływów ma znaczący wpływ na stężenie wapnia w płynie zewnątrzkomórkowym, w tym w osoczu krwi. Wapń, będący częścią wydzieliny przewodu pokarmowego, jest częściowo wchłaniany razem z wapniem z pożywienia.

Zaburzeniom metabolizmu wapnia towarzyszą zaburzenia metabolizmu fosforanów i klinicznie objawiają się zmianami w szkielecie kostnym i pobudliwością nerwowo-mięśniową.

Istnieje odwrotna zależność pomiędzy zawartością wapnia i fosforu w surowicy krwi (jednoczesny wzrost obserwuje się w nadczynności przytarczyc, zmniejszenie krzywicy u dzieci). Wraz ze zwiększoną zawartością fosforu w żywności w przewodzie pokarmowym powstaje niewchłanialny trójzasadowy fosforan wapnia. Dzienne zapotrzebowanie na wapń u osoby dorosłej wynosi 20-37,5 mmol (0,8-1,5 g), u kobiet w ciąży i karmiących piersią jest dwukrotnie większe (M. A. Bazarnova i wsp., 1986). Codziennie do przewodu pokarmowego dostaje się 35 mmol wapnia, ale tylko połowa jest wchłaniana, 50 razy wolniej niż sód, ale intensywniej niż żelazo, cynk i mangan. Wchłanianie zachodzi w jelicie cienkim (maksimum w dwunastnicy). Najlepiej wchłaniają się glukonian i mleczan wapnia. Optymalną absorpcję obserwuje się przy pH=3,0. Wapń łączy się z kwasami tłuszczowymi i żółciowymi i dostaje się do wątroby przez żyłę wrotną. Transport przez błonę enterocytów do krwi ułatwia witamina D. Wchłanianie jest ograniczone przez brak fosforanów (istotny jest stosunek wapnia do fosforu). Na wchłanianie wpływa stężenie Na +, aktywność fosfatazy alkalicznej, Mg 2+ -, Ca 2+ -ATPazy i zawartość białka wiążącego wapń. Wapń jest zwykle wydalany z organizmu przez jelita. Każdego dnia około 25 mmol Ca 2+ jest wydzielane do przewodu pokarmowego przez gruczoły ślinowe, żołądkowe i trzustkowe (M. A. Bazarnova i in., 1986). Wydalanie wapnia z kałem utrzymuje się nawet przy diecie bezwapniowej (jako część żółci). Dziennie przez nerki filtrowane jest około 270 mmol Ca 2+. 90% wapnia przefiltrowanego w nerkach ulega reabsorpcji, więc ogólnie niewiele jest wydalane z moczem (wydalanie wzrasta wraz ze wzrostem stężenia wapnia we krwi i prowadzi do tworzenia się kamieni nerkowych). Dzienne wydalanie waha się od 1,5 do 15 mmol i zależy od rytmu dobowego (maksymalnie rano), poziomu hormonów, równowagi kwasowo-zasadowej i rodzaju pożywienia (węglowodany zwiększają wydalanie wapnia). W miarę ponownego wchłaniania mineralnego szkieletu kości zmniejsza się wchłanianie zwrotne wapnia. Kości są rezerwuarem wapnia: w przypadku hipokalcemii wapń pochodzi z kości i odwrotnie, w przypadku hiperkalcemii odkłada się w szkielecie.

Jony wapnia są ważne dla przebiegu wielu procesów:

  • pobudzenie nerwowo-mięśniowe;
  • skurcz mięśnia;
  • krzepnięcie krwi;
  • przepuszczalność błon komórkowych;
  • aktywność wielu enzymów i peroksydację lipidów.

Głównymi źródłami wapnia są mleko, przetwory mleczne (twarożek, sery twarde), ryby, jaja. Występuje także w zielonych warzywach i orzechach. Jednym ze źródeł wapnia jest woda pitna (aż 350-500 mg w 1 litrze). Z woda pitna Przychodzi 10-30% wapnia (V.I. Smolyar, 1991). Biodostępność wapnia poprawiają fermentowane produkty mleczne i białka zwierzęce, zmniejszana jest przez błonnik pokarmowy, alkohol, kofeinę, nadmiar tłuszczu (tworzą się związki nierozpuszczalne), fosforany i szczawiany. Zwiększona zawartość magnezu i potasu w pożywieniu utrudnia wchłanianie wapnia: konkurują one z wapniem o kwasy żółciowe. Suplementy witaminy D wspomagają wchłanianie wapnia. Podczas leczenia osteoporozy, jednocześnie przepisując suplementy wapnia, konieczne jest uzupełnienie niedoborów białek, kalcyferolu i witamin.

Hiperkalcemia jest wynikiem zwiększonego wchłaniania wapnia do płynu pozakomórkowego z wchłoniętej tkanki kostnej lub z pożywienia w warunkach zmniejszonej resorpcji zwrotnej w nerkach. Bardzo popularny przypadek hiperkalcemia (90% przypadków) to pierwotna nadczynność przytarczyc, nowotwory złośliwe. Często hiperkalcemia nie jest klinicznie widoczna. Do rzadkich przyczyn hiperkalcemii należą (W. Clutter, 1995) choroby ziarniniakowe (w tym sarkoidoza), hiperwitaminoza D, tyreotoksykoza, stosowanie tiazydowych leków moczopędnych, leków litowych, zespół mleczno-alkaliczny, długotrwały bezruch, dziedziczna hiperkalcemia hipokalciuryczna, niewydolność nerek. Objawy kliniczne hiperkalcemii obejmują:

  • brak apetytu, nudności, wymioty, bóle brzucha (wrzody żołądka i dwunastnicy, rozwija się zapalenie trzustki), zaparcia;
  • osłabienie, zmęczenie, utrata masy ciała, osłabienie mięśni;
  • zmiany osobowości, pogorszenie koncentracji, senność, śpiączka;
  • zaburzenia rytmu, skrócenie odstępu Q-T w EKG;
  • wapnica nerek, kamica nerkowa, zwapnienie naczyń, rogówka;
  • wielomocz, odwodnienie, niewydolność nerek.

Najczęstszą przyczyną zmniejszonego całkowitego stężenia wapnia w surowicy jest hipoalbuminemia.

Metabolizm wapnia w organizmie nie jest zaburzony, jeśli zawartość wolnego wapnia mieści się w granicach normy. Stężenie wolnego wapnia w surowicy zmniejsza się wraz z niedoczynnością przytarczyc, opornością na parathormon (rzekomą niedoczynnością przytarczyc), niedoborem witaminy D, niewydolnością nerek, ciężką hipomagnezemią, hipermagnezemią, ostrym zapaleniem trzustki, martwicą mięśni szkieletowych (rabdomiolizą), rozpadem guza i wielokrotnymi transfuzjami cytrynowana krew. Do klinicznych objawów hipokalcemii należą: parestezje, uczucie drętwienia, skurcze mięśni, skurcz krtani, zaburzenia zachowania, osłupienie, dodatnie objawy Chvostka i Trousseau, wydłużenie odstępu Q-T w EKG, zaćma. Umiarkowana hipokalcemia może przebiegać bezobjawowo.

Hiperkalciuria rozwija się w wyniku zwiększonego spożycia wapnia w diecie, przedawkowania witaminy D (zwiększona resorpcja jelitowa), zaburzeń kanalikowych (idiopatyczna hiperkalciuria, kwasica kanalików nerkowych), zwiększonego rozpadu tkanki kostnej (szpiczak, nowotwory kości, cukrzyca fosforanowa, osteoporoza, nadczynność przytarczyc).

Hipokalciurię obserwuje się w przypadku niedoczynności przytarczyc, hipowitaminozy D, hipokalcemii i zmniejszonej filtracji kłębuszkowej.

Rola fosforu w organizmie człowieka

Organizm dorosłego człowieka zawiera około 670 g fosforu (1% masy ciała), który jest niezbędny do tworzenia kości i metabolizmu energetycznego komórkowego. 90% fosforu, podobnie jak wapń, znajduje się w szkielecie - kościach i zębach (M.A. Bazarnova i in., 1986). Razem z wapniem stanowią podstawę twardej substancji kości. W kościach fosfor reprezentowany jest przez trudno rozpuszczalny fosforan wapnia (2/3) i związki rozpuszczalne (1/3). Większość pozostałej ilości fosforu znajduje się wewnątrz komórek, 1% znajduje się w płynie zewnątrzkomórkowym. Dlatego też poziom fosforu w surowicy krwi nie pozwala ocenić jego całkowitej zawartości w organizmie.

Fosforany są elementy konstrukcyjne tkance kostnej, uczestniczą w przenoszeniu energii w postaci wiązań makroergicznych (ATP, ADP, fosforan kreatyny, fosforan guaniny i inne). Fosfor i siarka to dwa pierwiastki występujące w organizmie człowieka, które wchodzą w skład różnych związków wysokoenergetycznych. Z Kwas fosforowy zachodzi glikoliza, glikogeneza i metabolizm tłuszczów. Fosfor jest częścią struktury DNA i RNA, która zapewnia syntezę białek. Bierze udział w fosforylacji oksydacyjnej, w wyniku której powstaje ATP, a także w fosforylacji niektórych witamin (tiaminy, pirydoksyny i innych). Fosfor jest również ważny dla funkcjonowania tkanki mięśniowej (mięśni szkieletowych i mięśnia sercowego). Nieorganiczne fosforany wchodzą w skład układów buforowych osocza i płynu tkankowego. Fosfor aktywuje wchłanianie jonów wapnia w jelicie. Dzienne zapotrzebowanie na fosfor wynosi 30 mmol (900 mg), u kobiet w ciąży zwiększa się o 30-40%, w okresie laktacji podwaja się (M. A. Bazarnova i in., 1986). Według V.I. Smolyara (1991) zapotrzebowanie na fosfor u dorosłych wynosi 1600 mg na dzień, u dzieci - 1500-1800 mg na dzień.

Fosfor dostaje się do organizmu człowieka wraz z pokarmami roślinnymi i zwierzęcymi w postaci fosfolipidów, fosfoprotein i fosforanów.

W produkty roślinne(w szczególności rośliny strączkowe) zawierają dużo fosforu, ale jego strawność jest niska. Jej ważnym źródłem jest mięso i ryby. W żołądku i jelitach oddziela się kwas fosforowy związki organiczne. W jelicie cienkim następuje wchłanianie 70-90% fosforu. Zależy to od stężenia fosforu w świetle jelita i aktywności fosfatazy alkalicznej (jej hamowanie zmniejsza wchłanianie fosforu). Aktywność fosfatazy zasadowej zwiększa witaminę D, a wchłanianie fosforanów zwiększa wydzielanie hormonu przytarczyc. Wchłonięty fosfor przedostaje się do wątroby, bierze udział w procesach fosforylacji i częściowo odkłada się w postaci soli mineralnych, które następnie przedostają się do krwi i są wykorzystywane przez tkankę kostną i mięśniową (syntetyzowany jest fosforan kreatyny). Prawidłowy przebieg procesów kostnienia i utrzymanie prawidłowej struktury kości zależą od wymiany fosforanów pomiędzy krwią a tkanką kostną.

We krwi fosfor występuje w postaci czterech związków: nieorganicznego fosforanu, organicznych estrów fosforu, fosfolipidów i wolnych nukleotydów. W osoczu krwi fosfor nieorganiczny występuje w postaci ortofosforanów, ale jego stężenie w surowicy oznacza się bezpośrednio (1 mg% fosforu = 0,32 mmol/l fosforanu). Przenika przez błony półprzepuszczalne i jest filtrowany w kłębuszkach. Stężenie nieorganicznego pirofosforanu w osoczu krwi wynosi 1-10 µmol/l. Zawartość fosforu nieorganicznego w osoczu krwi osób dorosłych wynosi 3,5-4 mg fosforu/100 ml, jest nieco wyższa u dzieci (4-5 mg/100 ml) i kobiet po menopauzie. Osocze zawiera również fosforany heksozy, fosforany triozy i inne. Szkielet jest rezerwuarem fosforu nieorganicznego: gdy jego zawartość w osoczu maleje, pochodzi on ze szkieletu i odwrotnie, odkłada się w szkielecie, gdy wzrasta jego stężenie w osoczu. Zaleca się oznaczanie stężenia fosforu w surowicy krwi na czczo: pokarmy bogate w fosfor zwiększają je, a węglowodany i napary glukozy zmniejszają. Fosfor jest wydalany z organizmu przez jelita i nerki w postaci fosforanu wapnia. Z moczem wydalane jest 2/3 rozpuszczalnych jedno- i dipodstawionych fosforanów sodu i potasu oraz 1/3 fosforanów wapnia i magnezu. Około 208 mmol fosforanów dziennie jest filtrowanych przez nerki, a wydalane jest 16-26 mmol. Stosunek mono- i dipodstawionych soli fosforu zależy od stanu kwasowo-zasadowego. W przypadku kwasicy monopodstawione fosforany są wydalane 50 razy więcej niż dwuzasadowe fosforany. Podczas zasadowicy intensywnie tworzą się i uwalniają dipodstawione sole fosforanowe.

Parathormon zmniejsza poziom fosforu w surowicy krwi, hamując jego wchłanianie zwrotne w kanalikach bliższych i dalszych, zwiększając wydalanie z moczem. Kalcytonina ma działanie hipofosfatemiczne, zmniejszając wchłanianie zwrotne i zwiększając wydalanie. 1,25(OH)2D3, nasilając wchłanianie fosforanów w jelitach, zwiększa jego poziom we krwi, sprzyja wiązaniu soli fosforowo-wapniowych przez tkankę kostną. Insulina stymuluje wnikanie fosforanów do komórek i tym samym zmniejsza ich zawartość w surowicy krwi. Hormon wzrostu zwiększa wchłanianie zwrotne fosforanów, wazopresyna zwiększa wydalanie.

Wymiana fosforu i wapnia jest ze sobą ściśle powiązana. Uważa się (V.I. Smolyar, 1991), że optymalny dla wspólnego wchłaniania z pożywienia stosunek fosforu do wapnia wynosi 1:1-1,5. Hiperkalcemia, zmniejszając wydzielanie parathormonu, stymuluje wchłanianie zwrotne fosforanów. Fosforany mogą łączyć się z wapniem i prowadzić do odkładania się wapnia w tkankach i hipokalcemii.

Jeśli metabolizm fosforu zostanie zakłócony, wykrywa się wzrost i spadek poziomu fosforu we krwi. Hiperfosfatemia jest często obserwowana w niewydolności nerek i występuje w niedoczynności przytarczyc, rzekomej niedoczynności przytarczyc, rabdomiolizie, rozpadzie nowotworu, kwasicy metabolicznej i oddechowej. Hiperfosfatemia hamuje hydroksylację 25-hydroksykalcyferolu w nerkach. Umiarkowanej hipofosfatemii nie towarzyszą znaczące konsekwencje. Ciężkiej hipofosfatemii (poniżej 0,3 mmol/l (1 mg%) towarzyszy dysfunkcja erytrocytów, leukocytów, osłabienie mięśni (zaburzenie tworzenia ATP, 2,3-difosfoglicerynianu). Obserwuje się to przy nadużywaniu alkoholu i odstawieniu, chorobach układu oddechowego zasadowica, zaburzenia wchłaniania jelit, przyjmowanie środków wiążących fosforany, wznawianie przyjmowania pokarmu po głodówce, przejadaniu się, ciężkich oparzeniach, leczenie cukrzycowej kwasicy ketonowej (W. Clutter, 1995). W cukrzycowej kwasicy ketonowej hipofosfatemia nie jest oznaką wyczerpania się zapasów fosforanów hipofosfatemię (1,0-2), 0,5 mg%) można zaobserwować przy wlewie glukozy, niedoborze witaminy D w pożywieniu lub zmniejszonym wchłanianiu w jelitach, przy nadczynności przytarczyc, ostrej martwicy kanalików nerkowych, po przeszczepieniu nerki, przy dziedzicznej hipofosfatemii, zespole Fanconiego, paraneoplastyce. osteomalacja, zwiększenie objętości płynu pozakomórkowego Zasadowica oddechowa może powodować hipofosfatemię poprzez stymulację aktywności fosfofruktokinazy i tworzenie fosforylowanych związków pośrednich glikolitycznych. Przewlekła hipofosfatemia prowadzi do krzywicy i osteomalacji.

Hipofosfatemia objawia się utratą apetytu, złym samopoczuciem, osłabieniem, parestezjami kończyn i bólami kości. Hipofosfaturię obserwuje się w przypadku osteoporozy, hipofosfatemicznej krzywicy nerek, chorób zakaźnych, ostrego żółtego zaniku wątroby, zmniejszonej filtracji kłębuszkowej, zwiększonego wchłaniania zwrotnego fosforu (z hiposekrecją PTH).

Hiperfosfaturię obserwuje się przy zwiększonej filtracji i zmniejszonym wchłanianiu zwrotnym fosforu (krzywica, nadczynność przytarczyc, kwasica kanalikowa, cukrzyca fosforanowa), nadczynności tarczycy, białaczce, zatruciu solami metali ciężkich, benzenem, fenolem.

Homeostaza wapnia i fosforanów

Hipokalcemia stymuluje wydzielanie parathormonu i tym samym zwiększa produkcję kalcytriolu. W efekcie zwiększa się mobilizacja wapnia i fosforanów z kości oraz ich podaż z jelit. Nadmiar fosforanów jest wydalany z moczem (PTH ma działanie fosforanowe), zwiększa się wchłanianie zwrotne wapnia w kanalikach nerkowych, a jego stężenie we krwi normalizuje się. Hipofosfatemii towarzyszy zwiększone wydzielanie samego kalcytriolu. Wzrost jego stężenia w osoczu pod wpływem kalcytriolu prowadzi do zmniejszenia wydzielania parathormonu. Hipofosfatemia prowadzi do stymulacji wchłaniania fosforanów i wapnia w jelicie. Nadmiar wapnia jest wydalany z moczem, gdyż kalcytriol w niewielkim stopniu (w porównaniu z PTH) nasila wchłanianie zwrotne wapnia. W wyniku opisanych procesów przywracane jest prawidłowe stężenie fosforanów w osoczu krwi, niezależnie od stężenia wapnia.

Literatura

  1. Clutter W. Zaburzenia metabolizmu minerałów i metabolizmu kości//Podręcznik terapeutyczny Uniwersytetu Waszyngtońskiego. wyd. M. Woodley i A. Whelan. M., Praktika, 1995, s. 25. 502-601.
  2. Kolman J., Rem K.G. Biochemia wizualna: przeł. z nim. M., Mir, 2000, 469 s.
  3. Marshall W.J. Biochemia kliniczna/Trans. z angielskiego M., St. Petersburg, Binom - gwara Newskiego, 2002, 348 s.
  4. Metzler D. Biochemia. Reakcje chemiczne w komórce zwierzęcej/W 3 tomach, t. 1, M., Mir, 407 s.
  5. Podręcznik klinicznej diagnostyki laboratoryjnej. Część 3. Biochemia kliniczna/wyd. MAMA. Bazarnova, V.T. Morozowa. K., Szkoła Wiszcza, 1986, 279 s.
  6. Smolar V.I. Zbilansowana dieta. K., Naukova Dumka, 1991, 368 s.
  7. White A., Handler F., Smith E., Hill R., Lehman I. Podstawy biochemii / W 3 tomach, t. 3, przeł. z języka angielskiego, M., Mir, 1981, 726 s.

Organizm dorosłego człowieka zawiera około 1,2 kg wapnia. Sole wapnia stanowią mineralny składnik kości (99% całkowitej zawartości wapnia w organizmie, 87% fosforu). Wapń w kościach występuje w postaci minerału hydroksyapatytu Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2. Wapń występuje również w organizmie w postaci jonów Ca 2+ rozpuszczonych w cieczach lub połączonych z białkami płynów i tkanek. Pomiędzy tymi dwoma fundamentami następuje ciągła wymiana wapnia.

Jony Ca 2+ są kofaktorami wielu enzymów i wraz z białkami modulatorowymi służą jako pośrednicy w transmisji sygnału. Wapń bierze udział w wydzielaniu, zapłodnieniu, przepuszczalności błon, krzepnięciu krwi i skurczu mięśni.

Przeciętny dorosły mężczyzna spożywa dziennie 900-1000 mg wapnia. dorosła kobieta- 600-700 mg, z czego aż 20-40% wchłania się w przewodzie pokarmowym. Znaczna część wapnia przyjętego z pożywieniem przechodzi przez jelita i opuszcza organizm wraz z kałem. Eliminacja wapnia z organizmu następuje głównie poprzez mocz. Zwykle organizm utrzymuje stabilną równowagę wapnia.

Wchłanianie wapnia w jelicie następuje w wyniku aktywnego transportu przeciw gradient elektrochemiczny, ze względu na bierną dyfuzję. Wapń jest transportowany przez błonę komórkową za pomocą białka wiążącego wapń zależnego od witaminy D (CBP). O wchłanianiu wapnia w jelicie decyduje zwykle nie jego spożycie z pożywieniem, ale hormonalna regulacja aktywnego układu transportu. Nerki biorą udział w metabolizmie wapnia poprzez filtrację i wchłanianie zwrotne.

Metabolizm wapnia jest ściśle powiązany z metabolizmem kwasu fosforowego, który tworzy z wapniem słabo rozpuszczalne sole: fosforan, wodorofosforan, diwodorofosforan.

Całkowita zawartość fosforanów u dorosłego samca o masie ciała 70 kg wynosi około 700 g, z czego ~85% występuje w kościach i zębach, ~14% występuje wewnątrzkomórkowo w postaci organicznej jako składnik ATP i fosfolipidów. W płynach pozakomórkowych fosforan występuje w postaci fosfolipidów (około 70%) i fosforanu nieorganicznego. W osoczu krwi fosforany występują w postaci wolnych jonów (80%) lub związanych z białkami. Jedną z głównych funkcji nieorganicznego fosforanu w organizmie jest jego funkcja buforująca.

Statystycznie dorosły człowiek spożywa dziennie 800-1200 mg fosforu, z czego około 80% wchłania się w jelitach, a taka sama ilość jest wydalana przez nerki. Główne mechanizmy transportu fosforanów w jelicie: aktywny transport zależny od sodu; transport bierny wzdłuż gradientu stężeń. Stopień przystosowania jelitowego wchłaniania fosforanów do zmian w spożyciu fosforanów jest niewielki, dlatego jelito odgrywa niewielką rolę w homeostazie fosforanowej.

Nerki odgrywają główną rolę w homeostatycznej regulacji równowagi fosforanowej w organizmie. Wejście fosforanu do komórki kanalika proksymalnego odbywa się za pośrednictwem kotransporterów Na/Pi.

Fosforan może wiązać wolny zjonizowany wapń; dlatego też, jeśli poziom nieorganicznych fosforanów w osoczu wzrasta, poziom wapnia spada.

Stężenie jonów Ca 2+ w płynie międzykomórkowym i krwi wynosi 9-11 mg/dl. Połowa z nich to jony Ca 2+ w stanie rozpuszczonym, druga połowa jest połączona z albuminą. W płynie wewnątrzkomórkowym stężenie wapnia jest tysiące razy mniejsze. Różnicę stężeń tworzy głównie Ca-ATPaza przy udziale układu kanałów jonowych. Stężenie Ca 2+ we krwi i płynie międzykomórkowym regulowane jest przez hormony, głównie hormon przytarczyc, kalcytoninę i kalcytriol.

Hormon przytarczyc jest hormonem peptydowym wytwarzanym w przytarczycach. Zawiera 84 reszty aminokwasowe. O aktywności biologicznej parathormonu (PTH) decydują jedynie pierwsze 32-34 aminokwasy (licząc od N-końca peptydu). Jest najważniejszym regulatorem homeostazy wapnia.

Głównymi narządami docelowymi parathormonu są kości i nerki. Błony komórkowe tych narządów zawierają specyficzne receptory hormonu przytarczyc. Receptory PTH znajdują się także w płucach, układzie sercowo-naczyniowym, skórze, czerwonych krwinkach itp.

Zidentyfikowano dwa główne mechanizmy działania parathormonu: aktywację układu cyklazy adenylanowej – cyklicznego AMP – układu kinazy białkowej A oraz układu fosfatydyloinozytol – kinaza białkowa C.

W kościach aktywacja cyklazy adenylanowej stymuluje aktywność metaboliczną osteoklastów, rozpoczyna się resorpcja kości i napływ Ca 2+ i fosforanów do krwi. W nerkach parathormon zwiększa wchłanianie zwrotne Ca 2+ i zwiększa wydalanie fosforanów przez nerki. PTH stymuluje także ekspresję genów i zwiększa produkcję kilku lokalnych czynników białkowych i prostaglandyn.

Synteza i wydzielanie PTH są stymulowane przez zmniejszenie stężenia Ca 2+ we krwi. Przywrócenie prawidłowego stężenia Ca 2+ we krwi prowadzi do zaprzestania syntezy i wydzielania hormonu. Specyficzne receptory wapniowe znajdują się w komórkach przytarczyc. Uwrażliwiają przytarczyce na zmiany stężenia wapnia w surowicy, co prowadzi do zmian w wydzielaniu PTH. W nerkach receptor Ca jest ważnym regulatorem wydalania wapnia z moczem.

Witamina D3 jest prekursorem substancji pełniącej funkcję hormonu steroidowego - kalcytriol. Tworzenie kalcytriolu jest stymulowane głównie przez PTH i hipofosfatemię. Konwersja witaminy D do kalcytriolu zachodzi przy udziale wątroby i nerek. Specyficzne hydroksylazy, które katalizują te reakcje, są aktywowane przez hormon przytarczyc.

Białko wiążące witaminę D, syntetyzowane w nerkach przez 1,25(OH) 2 D 3, transportowane jest do komórek docelowych, gdzie reaguje z receptorem jądrowym. Narządami docelowymi kalcytriolu są jelito cienkie i kości. W jelicie cienkim hormon stymuluje wchłanianie wapnia i fosforanów, a w kościach - mobilizację wapnia. Kalcytriol aktywuje geny kontrolujące syntezę niektórych białek, na przykład białka wiążącego wapń, które bierze udział w wchłanianiu wapnia. Kalcytriol może również stymulować wchłanianie zwrotne wapnia (i fosforanów) w kanalikach nerkowych.

Zatem hormon przytarczyc i witamina D 3 działają synergicznie w odniesieniu do mobilizacji wapnia z kości i zwiększania jego stężenia we krwi.

Przy braku witaminy D dzieci rozwijają się krzywica. Następuje zmniejszenie przepływu wapnia do krwi, naruszenie mineralizacji rosnących kości. Niedostateczne zwapnienie kości prowadzi do różnych deformacji szkieletu - skrzywienia nóg, „różańca” na żebrach, „ptasiej piersi” itp. Krzywicę zwykle leczy się witaminą D. Istnieją jednak formy krzywicy związane z naruszeniem przemiana witaminy D 3 w organizmie w kalcytriol. W w tym przypadku Podawanie witaminy D jest nieskuteczne.

Długotrwałe przyjmowanie nadmiernych ilości witaminy D (kilkukrotnie większych niż normalnie) prowadzi do demineralizacji kości i wzrostu stężenia wapnia we krwi. Jednocześnie wapń jest intensywnie wchłaniany z jelit - prowadzi to do ogólnej hiperkalcemii, odkładania się wapnia w tkankach miękkich i powstawania kamieni w drogach moczowych.

Kalcytonina– hormon peptydowy syntetyzowany w komórkach C przytarczyc i tarczycy. Zawiera 32 reszty aminokwasowe. Wydzielanie kalcytoniny (CT) wzrasta wraz ze wzrostem poziomu wapnia we krwi. Działanie CT wynika z jego wpływu na specyficzne receptory kalcytoniny i jest odwrotne do działania PTH. Głównym narządem docelowym dla kalcytoniny są kości, gdzie hamuje ona mobilizację wapnia. CT zmniejsza stężenie Ca w surowicy. Ogólny udział kalcytoniny w homeostazie wapnia jest bardzo mały w porównaniu z rolą PTH i witaminy D.

Inne hormony ogólnoustrojowe, zwłaszcza hormon wzrostu, glukokortykoidy, hormony tarczycy i hormony płciowe, również wpływają na szkielet. Niektóre czynniki mają działanie lokalne, na przykład prostaglandyny, cytokiny.

Zmiana stężenia wapnia w płynie zewnątrzkomórkowym prowadzi do zmiany jego stężenia wewnątrz komórek. W rezultacie zmieniają się transbłonowe gradienty stężeń Ca 2+, zostaje zakłócone funkcjonowanie pompy wapniowej, enzymów zależnych od wapnia i szeregu układów regulacyjnych.

Hipokalcemia– zmniejszone stężenie wapnia we krwi. Może to być konsekwencją upośledzonego wchłaniania wapnia w jelicie, na przykład przy hipowitaminozie D, przy dużej zawartości związków wiążących wapń (na przykład szczawianów) w pożywieniu. Ciężka hipokalcemia występuje rzadko. Jej najczęstszą przyczyną jest niedoczynność przytarczyc, spowodowana uszkodzeniem przytarczyc podczas operacji tarczycy.

W przypadku hipokalcemii obserwuje się drgawki, hiperrefleksy i skurcze krtani z powodu obniżenia progu pobudzenia komórek nerwowych i mięśniowych.

Hiperkalcemia– zwiększone stężenie wapnia we krwi. Najczęściej jego przyczyną jest nadczynność przytarczyc w wyniku guza przytarczyc; przedawkowanie witaminy D.

Charakterystycznymi objawami hiperkalcemii są zwapnienia tkanek miękkich i tworzenie się kamieni w drogach moczowych. Pobudliwość nerwowo-mięśniowa maleje; dochodzi do zaburzenia funkcji nerwowych - psychozy, otępienia, a nawet śpiączki.

Pytania kontrolne

1. Opisz metabolizm wapnia i fosforu w organizmie.

2. Jakie hormony biorą udział w regulacji metabolizmu fosforu i wapnia?

3. Jaki rodzaj odbioru dominuje w hormonach regulujących metabolizm fosforu i wapnia?

4. Jak witamina D przekształca się w kalcytriol?

5. Wymień objawy występujące w hipo- i hiperkalcemii.

6. Jaka może być przyczyna zmian stężenia wapnia we krwi?

7. Które narządy odgrywają ważną rolę w metabolizmie wapnia i fosforu?


BIOCHEMIA TKANKI KOSTNEJ

Kość- rodzaj tkanki łącznej charakteryzujący się dużą twardością i siła mechaniczna. Tkanka kostna, podobnie jak inne rodzaje tkanki łącznej, składa się z komórek i substancji zewnątrzkomórkowej. Substancja zewnątrzkomórkowa zawiera zasadniczo macierz organiczną zbudowaną z fazy mineralnej. Tkanka kostna tworzy płytki kostne. W zależności od gęstości i umiejscowienia płytek rozróżnia się zwarte i gąbczaste substancje kostne. W tkance kostnej występują trzy główne typy komórek: osteoblasty, osteoklasty i osteocyty.

Osteoblast– komórka tkanki kostnej biorąca udział w tworzeniu substancji międzykomórkowej. Osteoblasty zawierają potężny aparat do syntezy białek i wysoce rozwiniętą siateczkę śródplazmatyczną. Osteoblasty syntetyzują substancje organiczne macierzy kostnej - prokolagen, glikozaminoglikany, składniki białkowe proteoglikanów, enzymy itp.

Osteocyt– dojrzała komórka procesowa tkanki kostnej, zapewniająca integralność macierzy kostnej, uczestnicząca w regulacji jej homeostazy i wytwarzająca niektóre składniki substancji międzykomórkowej. Osteocyty powstają z osteoblastów podczas tworzenia tkanki kostnej.

Osteoklast– olbrzymia wielojądrzasta komórka tkanki kostnej, która przeprowadza resorpcję tkanki kostnej: resorpcję substancji międzykomórkowej, demineralizację chrząstki itp. Osteoklasty zawierają wiele lizosomów i mitochondriów. Mają jednak słabo rozwiniętą siateczkę endoplazmatyczną i niewielką liczbę rybosomów, dlatego synteza RNA odbywa się w niewielkim stopniu.

6349 0

Zwykle głównymi regulatorami metabolizmu fosforowo-wapniowego są PG, kalcytonina i witamina D. Oddziałując na układ kostny, nerki i wchłanianie wapnia w jelitach, PG zapewnia stałe stężenie wapnia zjonizowanego w płynie zewnątrzkomórkowym. Nawet niewielki, fizjologiczny wzrost poziomu PG w surowicy prowadzi do aktywacji dojrzałych osteocytów i resorpcji kości.

Proces ten (osteocytowa osteoliza) jest głównym przejawem ostrego wpływu PG na szkielet. Przy długotrwałym nadmiernym wydzielaniu PG liczba osteoklastów wzrasta w wyniku ich proliferacji z mezenchymalnych komórek kości, a ich aktywność wzrasta wraz ze wzrostem długości życia każdego osteoklastu. Towarzyszy temu osteoklastyczna resorpcja tkanki kostnej, obserwowana z reguły u pacjentów z przewlekłą niewydolnością nerek.

Równolegle z resorpcją zachodzą procesy tworzenia nowej kości, a nowo powstająca tkanka kostna jest bogatsza w elementy komórkowe i mniej zorganizowana niż normalna tkanka kostna. W wyniku procesów resorpcji i tworzenia nowych, następuje nasilenie metabolizmu tkanki kostnej podczas nadmiernego wydzielania PG. Działając na nerki, PG zmniejsza proksymalną i dystalną resorpcję fosforanów w kanalikach, co prowadzi do fosfaturii i hipofosfatemii, a także Na, HCO3¯ i szeregu aminokwasów, w szczególności proliny. Jednocześnie PG stymuluje syntezę 1,25-dihydroksycholekalcyfarolu w miąższu nerek.

W przeciwieństwie do PG, kalcytonina wydzielana w komórkach międzypęcherzykowych tarczycy zapobiega hiperkalcemii, zmniejsza stężenie wapnia we krwi i płynie zewnątrzkomórkowym, zmniejsza liczbę i aktywność osteoklastów w tkance kostnej oraz hamuje osteolizę osteocytarną. W nerkach kalcytonina zmniejsza resorpcję fosforanów, powodując fosfaturię i kalciurię oraz według N. Rasmussena i wsp. (1972), zakłóca syntezę 1,25(OH)2D3. W małych stężeniach kalcytonina zmniejsza wchłanianie wapnia w jelicie.

Witamina D3 normalnie powstaje w skórze pod wpływem światła ultrafioletowego ze swojego poprzednika, 7-dehydrocholesterolu. Powstała witamina D3, która nie posiada jeszcze aktywności biologicznej, częściowo odkłada się w depozycie tkanki tłuszczowej i mięśniowej, a częściowo ulega dalszym przemianom metabolicznym.

W mikrosomach komórek wątroby witamina D3 ulega hydroksylacji do 25-hydroksycholekalcyferolu (25ОHD3), biologicznie aktywnej formy witaminy D3 znajdującej się w krążeniu. Cząsteczka 25ОHD3 przenoszona jest przez α2-globulinę surowicy do mitochondriów komórek kory nerek, gdzie ulega wtórnej hydroksylacji przy udziale cytochromu P450 i w zależności od potrzeb organizmu ulega przemianie lub w l,25(OH)2D3 - aktywny metabolit witaminy D3, wpływający na wchłanianie wapnia w jelicie i jego mobilizację z tkanki kostnej, lub stosunkowo nieaktywny metabolit 24,25 (OH)2D3. Syntezę l,25(OH)2D3 przez tkankę nerkową wzmaga hipofosfatemia, która warunkuje spadek stężenia fosforu nieorganicznego w komórkach kory, a syntezę hormonu hamuje hiperfosfatemia i kalcytonina, co zwiększa poziom fosforu w korze nerek.

Zawartość l,25(OH)2D3 w tkance nerkowej zmienia się dwojako: albo poprzez kilkugodzinną syntezę i degradację 1-hydroksylazy i 24-hydroksylazy, albo poprzez zmianę aktywności już istniejących hydrolaz , co następuje bardzo szybko pod wpływem wewnątrzkomórkowego wapnia, pH, przejściowego wzrostu PG i innych czynników. Pierwszy szlak zapewnia trwałą regulację homeostazy mineralnej na skutek zmian wchłaniania wapnia i fosforu w jelicie oraz aktywności osteoblastów. Drugi szlak, gdyż 1,25(OH)2D3 wpływa bezpośrednio na osteocyty, jest ważny dla zapewnienia reakcji organizmu na różne czynniki wapniowe.

W połączeniu z PG witamina D3 bierze udział w resorpcji kości, nasila wchłanianie zwrotne wapnia, fosforu i sodu w nerkach oraz wpływa na wchłanianie wapnia w jelicie cienkim.

W przypadku niewydolności nerek wszystkie ogniwa hormonalnej regulacji metabolizmu fosforu i wapnia zostają zakłócone. Już we wczesnych stadiach przewlekłej niewydolności nerek, w wyniku zwiększonego wydzielania i wolniejszej degradacji w nerkach, wzrasta poziom immunoreaktywnej PG we krwi pacjentów. Równocześnie ze spadkiem CP następuje retencja fosforu, co powoduje spadek poziomu wapnia zjonizowanego w surowicy i dodatkowo nasila produkcję PG. Wzrost stężenia PG w surowicy wywołuje fosfaturię i przywraca prawidłowy poziom fosforu, czemu towarzyszy wzrost stężenia wapnia w surowicy. Zatem kosztem nadmiernego wydzielania PG ustala się nowy stan równowagi fosforu.

Przy dalszym spadku filtracji cykl ten się powtarza. Jeśli spożycie fosforu zostanie zmniejszone proporcjonalnie do spadku CP, wówczas nie obniży się poziom wapnia zjonizowanego w surowicy i nie zwiększy się wydzielanie PG.

Oprócz retencji fosforu przyczyną nadmiernego wydzielania PG w przewlekłej niewydolności nerek jest odporność układu kostnego na działanie wapniowe endogennego lub egzogennego PG. Oporność objawia się obniżonym lub prawidłowym poziomem wapnia w surowicy pacjentów z przewlekłą niewydolnością nerek, pomimo niskiego lub prawidłowego poziomu fosforanów i zwiększonego wydzielania PG.

Przyczynami oporności są wtórna nadczynność przytarczyc, niedobór witaminy D3, hipermagnezemia i obniżony wewnątrzkomórkowy poziom magnezu. Wchłanianie w jelitach i dystrybucja witaminy D3 w tkankach nie jest zaburzona w przypadku mocznicy. U pacjentów z przewlekłą niewydolnością nerek, normalny poziom 25ОHD3 w surowicy, a pewien spadek obserwuje się jedynie w przypadku masywnego białkomoczu, długotrwałego ograniczenia spożycia białka w diecie i ciężkiej nadczynności przytarczyc.

Jednocześnie l,25(OH)2D3 nie jest wykrywany w osoczu pacjentów lub jego zawartość znacznie się zmniejsza. To zmniejszenie poziomu l,25(OH)2D3 w mocznicy i przywrócenie jego produkcji: po udanym przeszczepie nerki potwierdza wyłączną rolę nerek w tworzeniu l,25(OH)2D3. Przy niedoborze l,25(OH)2D3 dochodzi do dojrzewania kolagenu tkanki kostnej, zaburzeniu ulegają procesy mineralizacji osteoidów i zmniejsza się wchłanianie wapnia w jelitach. Ostatni proces zasługuje na bardziej szczegółowy opis.

Sód, potas i fosfor wchłaniają się niemal całkowicie w jelicie, a wapń - 25-45% ilości przyjmowanej z pożywieniem. Najwięcej wapnia wchłania się u ludzi i zwierząt w dwunastnicy, jednakże w wyniku szybkiego przejścia pokarmu większość wapnia wchłaniana jest w jelicie czczym. Wapń może być transportowany przez komórkę lub na połączeniach komórkowych, a procesami jego wejścia i wyjścia z komórki steruje l,25(OH)2D3. Wejście wapnia do komórki odbywa się za pomocą białka wiążącego wapń, którego powstawanie na powierzchni mikrokosmków indukowane jest przez 3,25(OH)2D3. Dostając się do komórki, l,25(OH)2D3 stymuluje tworzenie mRNA, co zapewnia syntezę szeregu białek na rybosomach, w tym białek wiążących wapń. Jednocześnie metabolit ten wzmaga aktywność fosfatazy alkalicznej i stymulowanej Ca ATPazy zlokalizowanej na granicy zasadowej.

Mniej danych jest na temat mechanizmów transportu wapnia przez komórkę i jego przedostawania się do krwi. Zakłada się, że proces ten wymaga energii, ponieważ uwalnianie wapnia z komórki następuje wbrew gradientowi stężeń i zachodzi przy udziale dwóch ATPaz. Działanie jednego z nich hamuje kwas etakrynowy, a drugiego ouabaina.

Zwykle wchłanianie wapnia zależy od jego spożycia z pożywieniem i mineralizacji kośćca. Wchłanianie wspomagają laktoza oraz niektóre aminokwasy – lizyna, arginina i tryptofan. Wchłanianie wapnia hamują glukokortykoidy, które mają hamować konwersję 25ОHD3 do l,25(OH)3D3, a także tworzące z nim nierozpuszczalne kompleksy fityniany i szczawiany.

Wchłanianie wapnia jest lepsze, gdy jest przyjmowany podczas posiłków.

Wchłanianie wapnia w mocznicy jest znacznie zmniejszone, ale o jego ujemnym bilansie decydują także inne czynniki – niewystarczające spożycie wapnia z pożywienia, które u pacjentów na diecie niskobiałkowej stanowi około 1/3 ilości spożywanej przez osoby zdrowe, ilość resztkowa czynność nerek, kwasica, zawartość wapnia w roztworze dializacyjnym u pacjentów poddawanych hemodializie, niektóre leki, w szczególności propranolol, powodują hipokalcemię poprzez hamowanie wydzielania PG i przezkomórkowego transportu wapnia. S. Liu i H. Chu (1943), którzy nie zaobserwowali poprawy wchłaniania wapnia w przypadku przepisania pacjentom z mocznicą normalnych dawek witaminy D3, jako pierwsi zasugerowali, że upośledzenie wchłaniania wapnia w przewlekłej niewydolności nerek wiąże się z nabytą opornością na fizjologiczne działanie tej witaminy.

Obecnie istnieją liczne dane eksperymentalne wskazujące, że występowanie tej oporności wiąże się z niedoborem nerkowego metabolitu witaminy D3 – 1,25(OH)2D3.

Wytwarzanie l,25(OH)2D3 i przywrócenie prawidłowego wchłaniania wapnia obserwuje się u pacjentów po prawidłowo funkcjonującym przeszczepieniu nerki, a u pacjentów poddawanych hemodializie wchłanianie wapnia pozostaje z reguły zmniejszone.

Zaburzony metabolizm fosforu i wapnia w mocznicy objawia się różnymi patologiami kości, które rozwijają się u pacjentów z przewlekłą niewydolnością nerek: osteomalacja, włókniste zapalenie kości, osteoskleroza itp., Jednak częściej występują zmiany złożone, dla których termin „osteodystrofia nerkowa” Jest używane. Uszkodzenie tkanki kostnej wykrywa się już we wczesnych stadiach przewlekłej niewydolności nerek.

Pierwsze objawy osteodystrofii nerkowej rozwijają się w wyniku wtórnej nadczynności przytarczyc i wyrażają się pojawieniem się jam resorpcyjnych wypełnionych niezorganizowanym osteoidem; jego liczba wzrasta, gdy CF spada poniżej 40 ml/min. Pojawiają się pierwsze objawy osteomalacji, która charakteryzuje się zaburzeniem mineralizacji tkanki kostnej z nadmiernym gromadzeniem substancji międzykomórkowej (macierzy białkowej), kilkukrotnym spowolnieniem dojrzewania osteoidu i jego mineralizacji oraz spadkiem aktywności osteoblastów, obserwuje się we wczesnych stadiach przewlekłej niewydolności nerek, jednak wyraźny obraz zmian osteomalacyjnych w kościach pojawia się dopiero po spadku EF poniżej 30 ml/min.

Specjalna postać osteodystrofii nerkowej - hiperostoza (osteoscleroza) jest konsekwencją wzrostu masy kostnej, głównie na skutek kości śródkostnej i rzadziej korowej, co prowadzi do wzrostu gęstości kości. Osteosklerozę określa się radiologicznie, gdy nowo powstały osteoid ulega zwapnieniu. Osteosklerozę obserwuje się w różnych stadiach przewlekłej niewydolności nerek, ale szczególnie często u pacjentów z przewagą wtórnej nadczynności przytarczyc. Ponieważ osteoskleroza występuje stosunkowo rzadko w pierwotnej nadczynności przytarczyc, znaczącą rolę w jej powstaniu przypisuje się hiperfosfatemii, która może przyspieszać przejście osteoklastów do osteoblastów i zwiększać ich aktywność.

Należy podkreślić, że z osteosklerozą mówimy o o tworzeniu się nowej kości o zaburzonej strukturze, która pod nieobecność aktywnych metabolitów witaminy D3 ulega mineralizacji, a nawet ulega hipermineralizacji, co nigdy nie zachodzi w tkance kostnej o prawidłowej budowie. Osteoskleroza występuje znacznie częściej u dzieci. Ich szkielet zawiera więcej nieuporządkowanych kości niż u dorosłych. Ponieważ zaburzona kość zatrzymuje duże ilości wapnia i fosforu, zwapnienie tkanek miękkich u dzieci występuje stosunkowo rzadko.

Podczas leczenia hemodializami, w wyniku narażenia na szereg dodatkowych, niekorzystnych czynników, pacjenci nie tylko przyspieszają rozwój głównej patologii kości – włóknistego zapalenia kości czy osteomalacji, ale także często rozwijają się Nowa forma-osteopenia dializacyjna, która nie występuje w naturalnym przebiegu osteodystrofii nerkowej.

Osteopenia rozwija się, gdy równowaga między resorpcją kości a tworzeniem nowej kości przesuwa się w kierunku resorpcji. Rozwojowi osteopenii sprzyja stosowanie roztworu dializatu o zawartości wapnia poniżej 1,5 mmol/l, zmniejszenie aktywności fizycznej na skutek choroby i leczenia, a co za tym idzie, mniejsze promieniowanie ultrafioletowe oraz stosowanie heparyna podczas zabiegu hemodializy, która ma właściwości osteopeniczne i zdolność do redukcji wapnia zjonizowanego, zwiększa wydzielanie PG, często długotrwałe ograniczenie białka w diecie przed zabiegiem hemodializy.

Pewną rolę odgrywa obecność fluoru w wodzie użytej do przygotowania roztworu dializatu, a także stężenie fosforu w surowicy pacjentów. Przy poziomach fosforu powyżej 2 mmol/L A. Parfitt i in. (1971) zaobserwowali szybki postęp osteodystrofii, natomiast A. Fornier i wsp. (1971) przy utrzymaniu stężenia fosforu w surowicy poniżej 2 mmol/l zaobserwowali poprawę stanu układu kostnego. Interesujące jest to, że objawy osteopenii dializacyjnej nie ustępują po subtotalnej paratyreoidektomii.

Histologicznie osteopenia charakteryzuje się zmniejszeniem kości śródkostnej w przeciwieństwie do wzrostu kości śródkostnej u pacjentów niepoddawanych hemodializie.

Głównymi objawami klinicznymi osteodystrofii nerkowej są ból kości i osłabienie mięśni.

Jeśli dominuje osteomalacja, niedostateczne zwapnienie dużej masy osteoidu prowadzi do zmiękczenia kości, rozwoju deformacji i złamań patologicznych. U młodych osób z osteomalacją wzrost spowalnia, kifoza, kifoskolioza i deformacja kości miednicy i kończyn rozwijają się w wyniku restrukturyzacji stref przynasadowych kości rurkowych. U osób dojrzałych deformacje kości występują rzadziej, ale zespół bólowy jest bardziej wyraźny. W badaniu rentgenowskim dzieci i młodzieży stwierdza się poszerzenie strefy śródnasadowej tymczasowego zwapnienia, najbardziej widoczne w obszarze intensywnego wzrostu (przynasada dalsza kości udowej).

Typowe dla osteomalacji są strefy luźniejsze – symetryczne obszary oczyszczania kości w miejscach maksymalnego obciążenia mechanicznego: kości łonowe i kulszowe, przyśrodkowy brzeg szyjki kości udowej, krętarz mniejszy, obojczyk. Te pseudozłamania obserwuje się także w żebrach i kościach długich.

Za najwcześniejszy radiologiczny objaw nadczynności przytarczyc nerek uważa się nadżerki podokostnowe, rozwijające się zwykle po stronie promieniowej paliczka środkowego palców II i III ręki prawej. Początkowo nieregularności krawędzi kości są trudne do odróżnienia od normalnej wersji. Następnie nasilają się, pojawiają się po przeciwnej (łokciowej) stronie paliczka i rozprzestrzeniają się na dalsze i bliższe paliczki. W zaawansowanych przypadkach warstwa korowa może całkowicie zaniknąć, a proces erozji może pogłębić się do połowy grubości paliczka. Według V. Wolbacha (1947) osteoid chroni zmineralizowaną kość przed działaniem osteoklastów. Osteoid odkłada się nierównomiernie wzdłuż powierzchni okostnej, dlatego obszar podokostnowy jest najczęstszym miejscem erozji.

Inne typowe lokalizacje nadżerek to boczny koniec obojczyka, staw krzyżowo-biodrowy, zrost łonowy, tylno-górny brzeg żeber, przednio-przyśrodkowy brzeg kości piszczelowej oraz krętarze większy i mniejszy kości udowej.

Nadżerki podokostnowe charakteryzują się utratą zwartości warstwy korowej, obszarami przerzedzania kości podkorowej, a czasami łączą się ze zwyrodnieniem torbielowatym. Pacjenci z włóknistym zapaleniem kości często doświadczają złamań żeber, szyjki kości udowej (na przykład podczas napadu), ucisku kręgów itp.

W przypadku osteosklerozy poszczególne beleczki najpierw gęstnieją, ale później granice poszczególnych beleczek łączą się, tworząc radiologicznie gęstą, jednorodną powierzchnię. Obszary osteosklerozy występują w kręgosłupie, kościach miednicy, żebrach, kościach policzkowych i kościach długich kończyn. W kręgosłupie zagęszczone obszary górnej i dolnej powierzchni każdego kręgu, na przemian z rzadkimi obszarami w trzonach kręgów, tworzą swoisty obraz „pasiastego” kręgosłupa.

Prawdziwa osteoporoza występuje rzadko u pacjentów z mocznicą niepoddawanych hemodializie. U pacjentów poddawanych hemodializie znacznie częściej obserwuje się zmiany przypominające osteoporozę - ścieńczenie warstwy korowej, zanik beleczek, ścieńczenie przystawowe, ale reprezentujące osteopenię dializacyjną.

Klinicznie osteopenia dializacyjna charakteryzuje się silnym bólem i licznymi złamaniami, które powoli ulegają konsolidacji.

Do diagnostyki osteopenii bardzo ważne Oprócz metod rentgenowskich istnieją metody densytometrii radiowej i rentgenowskiej, które pozwalają monitorować gęstość mineralną tkanki kostnej.

W przypadku wtórnej nadczynności przytarczyc częściej niż w przypadku osteomalacji, złogi soli fosforanów wapnia stwierdza się w tkankach miękkich, różnych narządach i ścianach naczyń. Zwiększenie zawartości fosforu w surowicy pacjentów, gdy iloczyn stężenia wapnia i fosforu przekracza 75, hipermagnezemia, zasadowica rozwijająca się podczas hemodializy oraz miejscowe uszkodzenie tkanek predysponują do wytrącania się soli.

S. Contiguglia i in. (1973) wykazali, że zwapnienia tkanek miękkich i naczyń krwionośnych składają się z kryształów hydroksyapatytu, podczas gdy amorficzne mikrokryształy wapnia, magnezu i fosforu zwykle występują w mięśniach, sercu i płucach. Różny skład zwapnień może wynikać z lokalnych czynników tkankowych – stężenia jonów wodorowych, magnezu, wapnia i fosforu. Utracie kryształów hydroksyapatytu towarzyszy wyraźna reakcja zwłókniająca, natomiast amorficzne kryształy wapnia, magnezu i fosforu jej nie powodują. W naczyniach obwodowych zwapnienia występują głównie w błonie przyśrodkowej, w przeciwieństwie do zmian miażdżycowych zlokalizowanych w błonie wewnętrznej. Zwapnieniem najczęściej ulegają zwapnienia tętnice promieniowe, łokciowe, naczynia nóg, stóp i dłoni.

Zwapnienie naczyń może komplikować umieszczenie przeszczepu tętniczo-żylnego i powodować dodatkowe trudności podczas przeszczepiania nerki. Zwapnienia tętnicze ustępują powoli po subtotalnej paratyreoidektomii oraz u pacjentów z dobrze funkcjonującym przeszczepem.

Nefrologia kliniczna

edytowany przez JEŚĆ. Tarejewa

Na początku dzieciństwo(zwłaszcza w pierwszym roku życia) czołowe miejsce zajmują choroby (lub stany) związane z zaburzoną przemianą materii fosforowo-wapniową.

Wynika to z niezwykle wysokiego tempa rozwoju dziecka: w pierwszych 12 miesiącach życia masa ciała wzrasta średnio 3-krotnie, długość 1,5.

Tak intensywnemu wzrostowi masy ciała bardzo często towarzyszy bezwzględny lub względny niedobór wapnia i fosforu w organizmie.

Do rozwoju schorzeń wapniowych i fosfopenicznych prowadzą różne czynniki: niedobór witamin (głównie witaminy D), zaburzenia metabolizmu witaminy D na skutek niedojrzałości szeregu układów enzymatycznych, zmniejszone wchłanianie fosforu i wapnia w jelitach, a także ich wchłanianie zwrotne w nerkach, zaburzenia układu hormonalnego, regulacja gospodarki fosforowo-wapniowej, zaburzenia w stanie mikroelementów i wiele innych.

Stany hiperkalcemiczne występują znacznie rzadziej. Z reguły mają charakter jatrogenny, ale stanowią nie mniejsze zagrożenie dla organizmu niż hipokalcemia.

Trzy kluczowe punkty determinują metabolizm fosforu i wapnia w organizmie:

  1. wchłanianie fosforu i wapnia w jelicie;
  2. ich wymiana między krwią a tkanką kostną;
  3. uwalnianie Ca i P z organizmu – resorpcja w kanalikach nerkowych.

Głównym wskaźnikiem charakteryzującym metabolizm Ca jest jego poziom we krwi, który zwykle wynosi 2,3–2,8 mmol/l (zawartość P we krwi wynosi 1,3–2,3 mmol/l).

Wszystkie czynniki upośledzające wchłanianie wapnia w jelitach i zmniejszające jego wchłanianie zwrotne w nerkach powodują hipokalcemię, którą można częściowo kompensować wypłukiwaniem Ca z kości do krwi, co prowadzi do rozwoju osteomalacji lub osteoporozy.

Nadmierne wchłanianie Ca w jelitach prowadzi do hiperkalcemii, która jest kompensowana przez zwiększone odkładanie się w kościach (strefach wzrostu) i wydalanie z moczem.

Niezdolność organizmu do utrzymania prawidłowego poziomu Ca we krwi powoduje albo ciężką hipokalcemię z objawami tężyczki, albo prowadzi do hiperkalcemii z obrazem zatrucia, odkładania się Ca w różnych tkankach i narządach.

Dzienne zapotrzebowanie na wapń u niemowląt wynosi 50 mg na 1 kg masy ciała, tj. dziecko w drugiej połowie życia powinno otrzymać około 500 mg.

Jego najważniejszym źródłem są produkty mleczne: 100 ml mleka kobiecego zawiera 30 mg Ca, a taka sama ilość mleka krowiego zawiera 120 mg.

Ważny jest stan błony śluzowej jelita cienkiego: zespołom złego wchłaniania i zapaleniu jelit towarzyszy pogorszenie wchłaniania. Głównym regulatorem wchłaniania wapnia jest witamina D.

Większość (ponad 90%) wapnia i 70% fosforu występuje w kościach w postaci sole nieorganiczne. Przez całe życie tkanka kostna podlega ciągłemu procesowi tworzenia i niszczenia, spowodowanemu oddziaływaniem trzech typów komórek: osteoblastów, osteocytów i osteoklastów. Kości aktywnie uczestniczą w regulacji metabolizmu Ca i P, utrzymując ich stabilny poziom we krwi. Wraz ze spadkiem poziomu wapnia i fosforu we krwi (iloczyn Ca x P ma wartość stałą i równą 4,5-5,0) rozwija się resorpcja kości w wyniku aktywacji działania osteoklastów, co zwiększa przepływ tych jony do krwi; Gdy współczynnik ten wzrasta, następuje nadmierne odkładanie się soli w kości.

Połowa Ca zawartego we krwi wiąże się z białkami osocza (głównie albuminą), a pozostała część, ponad 80%, to wapń zjonizowany, zdolny przedostać się przez ścianę naczyń włosowatych do płynu śródmiąższowego. Jest regulatorem różnych procesów wewnątrzkomórkowych, m.in. przewodzenia określonego sygnału przezbłonowego do wnętrza komórki i utrzymywania określonego poziomu pobudliwości nerwowo-mięśniowej. Ca związany z białkami osocza stanowi rezerwę pozwalającą na utrzymanie wymaganego poziomu wapnia zjonizowanego.

Rozporządzenie

Głównymi regulatorami metabolizmu fosforu i wapnia, obok witaminy D, są hormon przytarczyc (PG) i kalcytonina (CT), hormon tarczycy.

Witamina D

„Witamina D” - ergokalcyferol (witamina D 2) i cholekalcyferol (witamina D 3). Ergokalcyferol występuje w małych ilościach w oleju roślinnym i kiełkach pszenicy; cholekalcyferol – w oleju rybnym, mleku, maśle, jajach. Fizjologiczne, dobowe zapotrzebowanie na witaminę D jest w miarę stałe i wynosi 400-500 IU. Podczas ciąży i laktacji mleko matki wzrasta o 1,5, maksymalnie 2 razy.

Prawidłowe zaopatrzenie organizmu w witaminę D wiąże się nie tylko z jej przyjmowaniem z pożywieniem, ale także z jej powstawaniem w skórze pod wpływem promieni UV o długości fali 280-310 mm. W tym przypadku ergokalcyferol powstaje z ergosterolu (prekursora witaminy D2), a cholekalcyferol powstaje z 7-dehydrocholesterolu (prekursora witaminy D3). Przy wystarczającym nasłonecznieniu (według niektórych danych wystarczy 10 minut naświetlania dłoni) niezbędna dla organizmu ilość witaminy D jest syntetyzowana w skórze. Przy niewystarczającym naturalnym nasłonecznieniu: cechy klimatyczne i geograficzne, warunki życia (obszar wiejski lub miasto przemysłowe), czynniki domowe, pora roku itp. Brakująca ilość witaminy D musi pochodzić z pożywienia lub w postaci leki. U kobiet w ciąży witamina D odkłada się w łożysku, które przez pewien czas po urodzeniu dostarcza noworodkowi substancji przeciwkrzywicowych.

Główną fizjologiczną funkcją witaminy D (czyli jej aktywnych metabolitów) w organizmie jest regulacja i utrzymanie homeostazy fosforowo-wapniowej w organizmie na wymaganym poziomie. Osiąga się to poprzez wpływ na wchłanianie wapnia w jelicie, odkładanie się jego soli w kościach (mineralizacja kości) oraz na wchłanianie zwrotne wapnia i fosforu w kanalikach nerkowych.

Mechanizm wchłaniania wapnia w jelicie związany jest z syntezą białka wiążącego wapń (CaBP) przez enterocyty, których jedna cząsteczka transportuje 4 atomy wapnia. Synteza CaSB jest indukowana przez kalcytriol poprzez aparat genetyczny komórki, tj. Mechanizm działania 1,25(OH) 2 D 3 jest podobny do działania hormonów.

W stanach hipokalcemii witamina D czasowo zwiększa resorpcję kości, nasila wchłanianie Ca w jelicie i jego wchłanianie zwrotne w nerkach, zwiększając w ten sposób poziom wapnia we krwi. W normokalcemii aktywuje aktywność osteoblastów, zmniejsza resorpcję kości i jej porowatość korową.

W ostatnich latach wykazano, że komórki wielu narządów posiadają receptory dla kalcytriolu, który tym samym bierze udział w uniwersalnej regulacji wewnątrzkomórkowych układów enzymatycznych. Aktywacja odpowiednich receptorów przez cyklazę adenylanową i cAMP mobilizuje Ca i jego połączenie z białkiem kalmoduliny, co sprzyja przekazywaniu sygnału i poprawia funkcjonowanie komórki, a co za tym idzie, całego narządu.

Witamina D pobudza reakcję pirogronianowo-cytrynianową w cyklu Krebsa, działa immunomodulująco, reguluje poziom wydzielania hormonu tyreotropowego z przysadki mózgowej oraz bezpośrednio lub pośrednio (poprzez kalcemię) wpływa na produkcję insuliny przez trzustkę.

Hormon przytarczyc

Drugim najważniejszym regulatorem metabolizmu fosforu i wapnia jest hormon przytarczyc. Produkcja tego hormonu przez przytarczyce wzrasta w przypadku hipokalcemii, a zwłaszcza gdy zmniejsza się stężenie wapnia zjonizowanego w osoczu i płynie zewnątrzkomórkowym. Głównymi narządami docelowymi parathormonu są nerki, kości i, w mniejszym stopniu, przewód pokarmowy.

Wpływ parathormonu na nerki objawia się zwiększeniem wchłaniania zwrotnego wapnia i magnezu. Jednocześnie zmniejsza się wchłanianie zwrotne fosforu, co prowadzi do hiperfosfaturii i hipofosfatemii. Uważa się również, że hormon przytarczyc zwiększa zdolność nerek do wytwarzania kalcytriolu, zwiększając w ten sposób wchłanianie wapnia w jelitach.

W tkance kostnej pod wpływem parathormonu wapń z apatytu kości zamienia się w postać rozpuszczalną, dzięki czemu jest mobilizowany i uwalniany do krwi, czemu towarzyszy rozwój osteomalacji, a nawet osteoporozy. Zatem hormon przytarczyc jest głównym hormonem oszczędzającym wapń. Dokonuje szybkiej regulacji homeostazy wapnia, stała regulacja jest funkcją witaminy D i jej metabolitów. Tworzenie się PG jest stymulowane przez hipokalcemię; przy wysokim poziomie Ca we krwi jego produkcja maleje.

Kalcytonina

Trzecim regulatorem metabolizmu wapnia jest kalcytonina, hormon wytwarzany przez komórki C aparatu przypęcherzykowego tarczycy. Pod względem wpływu na homeostazę wapnia jest antagonistą hormonu przytarczyc. Jego wydzielanie zwiększa się, gdy wzrasta poziom wapnia we krwi, i maleje, gdy się zmniejsza. Dieta z duża ilość wapń zawarty w pożywieniu stymuluje także wydzielanie kalcytoniny. W działaniu tym pośredniczy glukagon, który jest zatem biochemicznym aktywatorem wytwarzania CT. Kalcytonina chroni organizm przed stanami hiperkalcemii, zmniejsza liczbę i aktywność osteoklastów, zmniejszając resorpcję kości, nasila odkładanie Ca w kości, zapobiegając rozwojowi osteomalacji i osteoporozy oraz aktywuje jego wydalanie z moczem. Zakłada się możliwość hamującego wpływu CT na powstawanie kalcytriolu w nerkach.

Na homeostazę fosforowo-wapniową, oprócz trzech opisanych powyżej (witamina D, hormon przytarczyc, kalcytonina), wpływa wiele innych czynników. Mikroelementy Mg, Al są konkurentami Ca w procesie absorpcji; Ba, Pb, Sr i Si mogą zastąpić go w solach znajdujących się w tkance kostnej; hormony tarczycy, hormon somatotropowy, androgeny aktywują odkładanie się wapnia w kościach, zmniejszają jego zawartość we krwi, glukokortykoidy przyczyniają się do rozwoju osteoporozy i wypłukiwania wapnia do krwi; Witamina A jest antagonistą witaminy D podczas wchłaniania w jelitach. Jednak patogenny wpływ tych i wielu innych czynników na homeostazę fosforowo-wapniową objawia się z reguły znacznymi odchyleniami w zawartości tych substancji w organizmie.

Zaburzenia metabolizmu fosforu i wapnia

Naruszenia metabolizmu fosforu i wapnia najczęściej występują u małych dzieci.

Za Ostatnio wzrosła liczba pacjentów z przewlekłą patologią nerek. Przewlekła choroba nerek (CKD) to pogorszenie czynności nerek lub uszkodzenie nerek w ciągu 3 miesięcy. i więcej. Współczynnik filtracji kłębuszkowej (GFR) jest jednym z głównych markerów pogorszenia czynności nerek.

Wzrost liczby pacjentów z PChN na świecie charakteryzuje się starzeniem się społeczeństwa, wzrostem liczby chorych na cukrzycę i wzrostem liczby pacjentów z patologią układu sercowo-naczyniowego.

Dlatego też specjaliści różnych dziedzin medycyny coraz częściej spotykają się z pacjentami nefrologicznymi. Leczenie pacjenta z PChN wiąże się z wieloma wyzwaniami. Jednym z tych problemów jest odpowiednia korekta metabolizmu fosforowo-wapniowego.

Krótko o metabolizmie fosforu i wapnia

W najwcześniejszych stadiach choroby następuje wzrost poziomu fosforu w organizmie, co prowadzi do zmniejszenia stężenia wapnia, a to z kolei stymuluje syntezę parathormonu. Ten hormon przytarczyc może zmniejszać i faktycznie zmniejsza wchłanianie zwrotne fosforu w nerkach. Pobudzona zostaje synteza kalcytriolu, aktywnej formy witaminy D3. Witamina D3 powstaje w wyniku hydroksylacji cholekalcyferolu. W rezultacie powstają kalcydiol i kalcytriol. W nerkach kalcydiol pod wpływem 1-hydroksylazy ulega przemianie do kalcytriolu, który pobudza wapń w jelitach, a także w pewnym stopniu powoduje usuwanie wapnia z kości.

Z powyższego wynika, że ​​parathormon i kalcytriol przyczyniają się do normalizacji metabolizmu fosforowo-wapniowego.

Zaburzenia metabolizmu fosforu i wapnia u pacjentów z PChN

W miarę postępu PChN fosforany zatrzymują się w organizmie i po pewnym czasie zwiększona ilość wapnia we krwi utrzymuje się na stałym poziomie. Fosforany stymulują syntezę parathormonu i zmniejszają aktywność 1-hydroksylazy. Nefroskleroza zmniejsza również produkcję tego enzymu. W ten sposób zmniejsza się synteza kalcytriolu, rozwija się hipokalcemia i wzrasta wydzielanie hormonu przytarczyc.

Wraz z rozwojem wtórnej nadczynności przytarczyc dochodzi do osteodystrofii z dużą szybkością przebudowy kości, powstawaniem cyst, zmniejszeniem ilości związków mineralnych w kości, osteomalacją i osteosklerozą.

Osteopatia staje się najbardziej widoczna u pacjentów poddawanych hemodializie. Osteodystrofia objawia się głównie osłabieniem mięśni i bólem kości. W osteodystrofiach często występują złamania patologiczne.

Wpływ nadczynności przytarczyc

Obecnie ustalono, że zwiększone stężenie parathormonu we krwi przyczynia się do zmian w kośćcu i odgrywa ważną rolę w patogenezie zwapnień naczyń, zwapnień zastawek serca, zaburzeń odporności, rozwoju anemii i przerostu lewej komory.

Obserwacja i kontrola parametrów gospodarki fosforowo-wapniowej u pacjentów z chorobami m.in przewlekłą chorobę nerek.

U pacjentów z GFR poniżej 60 ml/min takie monitorowanie jest obowiązkowe. Badane i monitorowane są następujące wskaźniki:

  • Wapń i fosfor we krwi;
  • Parathormon we krwi;
  • Fosfataza alkaliczna we krwi.

Metody korygowania gospodarki wapniowo-fosforanowej u chorych na PChN

Korekta następuje poprzez zapisanie odpowiedniej diety i farmakoterapii. Jeśli GFR wynosi poniżej 30-40 ml/min, należy ograniczyć żywność zawierającą fosfor: ryby, jaja, wątrobę, orzechy, kawę, czekoladę, piwo, colę. Jeżeli dieta jest nieskuteczna, a poziom parathormonu i fosforanów we krwi utrzymuje się, stosuje się leki wiążące fosforany w jelitach. Najczęściej stosowane to węglan wapnia lub octan wapnia. Najpierw przepisuje się 1-1,5 g trzy razy dziennie. Lek przyjmuje się z posiłkami. Organizm powinien otrzymywać nie więcej niż 2 g pierwiastkowego wapnia dziennie. U dzieci dawka ta zwiększa się do 2,5 g dziennie. Działania lecznicze prowadzone są pod ścisłą kontrolą poziomu parathormonu, wapnia i fosforu.

W przypadku ciężkiej hiperfosfatemii stosuje się leki zobojętniające, które adsorbują nadmiar fosforu, ale leków zobojętniających nie można stosować przez długi czas, ponieważ leki zawierające glin mogą gromadzić się w postaci wodorotlenku w kościach, co prowadzi do zatrucia aluminium.

Podczas leczenia stężenie wapnia powinno być w normie. W przypadku zmniejszenia jego ilości zwiększa się dawkę leku i dodaje się witaminę D. Witaminę D należy stosować wyłącznie wtedy, gdy znana jest ilość kalcydiolu.

Kalcydiol

Okres półtrwania kalcydiolu wynosi od 25 do 30 dni. Poziom kalcydiolu we krwi wskazuje na zaopatrzenie organizmu w witaminę D. Gdy stężenie kalcydiolu spadnie poniżej 30 ng/ml, mogą pojawić się kliniczne objawy niedoboru witaminy D, którymi są osteomalacja i hipokalcemia.

U chorych hemodializowanych niedobór kalcytriolu i kalcydiolu stwierdzono u 78%, a u prawie 20% pacjentów niedobór witaminy D w ciężkiej postaci.
Jeżeli stężenie kalcydiolu spadnie poniżej 30 ng/ml, stosuje się leczenie zastępcze erkogalcyferolem. Jeśli poziom przekracza 30 ng/ml, stosuje się kalcytriol (witaminę D3).

Kalcytriol

Gdy CKD postępuje do stadium 5, jako terapię zastępczą stosuje się wyłącznie kalcytriol lub jego analogi. Najczęściej stosowanym prekursorem kalcytriolu jest alfakalcydiol.

Alfakalcydiol

Związek ten reprezentowany jest przez cholekalcyferol, hydroksylowany w pierwszej pozycji. Kiedy alfakalcydiol dostanie się do żołądka, jest wchłaniany i przekształcany do postaci kalcytriolu. Lek ten nie jest hydroksylowany przez nerki, co umożliwia jego stosowanie u pacjentów z PChN.

Eliminując niedobór kalcytriolu, w chorobie pojawia się błędne koło rozwoju wtórnej nadczynności przytarczyc przewlekłą chorobę nerek.

Schematy podawania alfakalcydiolu u pacjentów poddawanych hemodializie

  1. Codziennie lub stale;
  2. Przerywany, to znaczy lek przyjmuje się w dni bez dializy lub po sesjach dializy trzy razy w tygodniu. Doustne i dożylne podawanie leku w tym trybie najskuteczniej obniża poziom parathormonu;
  3. Terapia pulsacyjna – dawkę tygodniową podaje się 1-2 razy w tygodniu;

Alfakalcydiol stosuje się na początku terapii w dawce 0,25 mcg dziennie. Dawkowanie leku odbywa się pod ścisłą kontrolą poziomu parathormonu, fosforu i wapnia w osoczu krwi.

Kiedy poziom hormonu przytarczyc zmniejsza się o jedną trzecią, a poziom wapnia i fosforu jest w normie, dawkę alfakalcydiolu zwiększa się dwukrotnie. Kiedy hormon przytarczyc osiągnie normalne wartości, dawkę leku zmniejsza się o połowę. W przypadku zmniejszenia się stężenia hormonu przytarczyc poniżej dolnej granicy normy, leczenie alfakalcydiolem należy zakończyć.

Hiperkalcemia i hiperfosfatemia podczas leczenia preparatami witaminy D

Podczas leczenia preparatami witaminy D należy unikać rozwoju hiperkalcemii i hiperfosfatemii.

Hiperkalcemia objawia się:

  • nudności i wymioty;
  • ból głowy i anoreksja;
  • ból mięśni i podwyższone ciśnienie krwi;
  • zmniejszenie objętości moczu.

Przewlekłe zatrucie witaminą D powoduje zwapnienie tkanek miękkich, narządów wewnętrznych i naczyń krwionośnych. Jeżeli w trakcie leczenia rozwinie się hiperkalcemia, należy czasowo odstawić leki. Jeśli utrzymuje się wzrost stężenia wapnia we krwi, stosuje się dializę przez 3 tygodnie, wymuszoną diurezę, kalcytoninę.

Interakcje lekowe alfakalcydiolu

Lek może wchodzić w interakcje z innymi leki. Na przykład ryzyko hiperkalcemii wzrasta, gdy wraz z tiazydowymi lekami moczopędnymi przepisuje się suplementy wapnia. Alfakalcydiol i digoksyna zwiększają ryzyko zatrucia glikozydami nasercowymi.