Гормоны и кальциевый обмен

Видео: С.В. Савельев: Кальциевый обмен

Ионы Са — жизненно важные компоненты животного организма, принимающие участие в формировании многих его структур и регуляции течения метаболических процессов.

К числу разнообразных функций Са относятся:
1) участие в контактном узнавании клеток и их интеграции благодаря образованию катионных Са2+-мостиков между анионными группами макромолекулярных компонентов мембран соседних клеток;
2) обеспечение стабилизации формы клеток и ее структуры в результате взаимодействия с компонентами клеточных мембран и цитоскелета;
3) регуляция проницаемости мембран нейронов и миоцитов к одновалентным катионам и стабилизация потенциала покоя;
4) участие в инициации мышечного сокращения за счет образования комплекса с тропонином С;
5) стимуляция многих секреторных и биосинтетических процессов в экзо- и эндокринных клетках;
6) регуляция каталитической активности многих ферментов (Са-АТФазы, ФДЭ, Ац, фруктозо-дифосфатазы, многих др.);
7) регуляция окислительного фосфорилирования в митохондриях;
8) стимуляция свертывания крови посредством активации ряда стадий, запускающих превращение протромбина в тромбин;
9) опосредование эффектов ряда гормонов и нейромедиаторов;
10) формирование эндоскелета позвоночных (образование Са5(РО4)3ОН и Са2СО3 в костях;
11) формирование скорлупы у птиц и некоторых рептилий (Кретсингер, 1974).



При значительном снижении концентрации ионов Са2+ в крови и тканевой жидкости возникают дезинтеграция тканей, деформация клеток, нарушения проницаемости мембран, гиперактивность нейронов, спазм мышц (тетания), снижение свертывания крови, размягчение костей и т.д. При избытке ионов происходит кальцификация и склеротизация мягких тканей, снижение окислительного фосфорилирования в клетках и т.д.

В плазме крови различных видов позвоночных содержится 2,4-4 ммоль/л (9-11 мг%) кальция. Из этого количества более 50% находится в свободной ионизированной форме, остальная его часть связана с плазменными белками или находится в форме плохо диссоциирующего вторичного фосфата. Концентрация Са в крови стабильна. Ее суточные колебания не превышают 3%.

Уровень тотального и ионизированного Са в плазме и соответственно в клетках находится преимущественно в зависимости от функционального состояния трех структур организма:



1) костного аппарата — резервуара Са, в котором остеобласты и остеоциты способствуют минерализации кости и отложению в ней неионизированного Са, а остеокласты обусловливают деминерализацию кости и выход из нее Са2+ в кровь-

2) тонкого кишечника, который обеспечивает всасывание Са и его реабсорбцию;

3) почек, в которых осуществляется реабсорбция кальциевого и фосфатного ионов. Функционирование этих эсрфекторных органов, определяющих кальциевый баланс в организме, специфически контролируется  главным  образом тремя - гормонами  — паратгормоном, кальцитонином и 1,25 (ОН)2D3.

От уровня данных гормонов в крови зависят в конечном счете характер и интенсивность обмена кальция и поддержание кальциевого гомеостаза, столь важного для организма (рис. 94). Динамика этих гормонов взаимосвязана и зависит, в свою очередь, от концентрации ионов Са2+ в крови.


Паратгормон обладает гиперкальциемическим действием и одновременно снижает концентрацию фосфатов в крови (Коллип, 1925, 1932). Гиперкальциемический эффект гормона — следствие его взаимодействия со всеми тремя эффекторными органами. В кости он стимулирует мобилизацию и выход в кровь Са2+ , активируя, с одной стороны, деятельность остеокластов и тормозя, с другой — работу остеоцитов. В результате этого двойного действия на ткань происходит резорбция костного материала. В кишечнике паратгормон усиливает всасывание Са2+ в кровь. В почках же он усиливает реабсорбцию Са в дистальных сегментах извитых канальцев и тормозит реабсорбцию фосфатных ионов в проксимальных отделах канальцевого аппарата (Расмуссен и др., 1970- Аурбах и др., 1972).

Кроме того, паратгормон стимулирует в почке синтез l,25-(OH)2D3 — гормональноактивной формы витамина D3 из малоактивного 25-OH-D3. В свою очередь 1,25 (OH)2D3 оказывает существенное влияние на кальциевый обмен, взаимосвязанное с эффектами паратгормона (Де Люка, 1963, 1974).

В.Б. Розен