Нарушения метаболизма кальция

Кальций — основной минерал скелета человека и самый распространенный катион организма. Общее количество Са в организме составляет 1–1,5 кг. Примерно 99% Са находится в костях в твердых тканях зубов в виде кристаллов гидроксиаппатита, а около 1% содержится во внутри- и неклеточной жидкостях. До 1% Са скелета свободно обменивается с Са внеклеточной жидкости, что составляет обменивающийся пул Са (2% от общего количества Са в организме).

Суточная потребность в кальции составляет 0,8–1,0 г у взрослого человека. Са поступает в организм с пищей (особенно богаты Са молочные продукты); 60–80% его всасывается в кишечнике. Выводится Са из организма с мочой (100–200 мг/сут), с калом и небольшое количество с потом.

В плазме крови Са находится в ионизированной форме (~50% кальция плазмы), связанной с белками (~40%) (в основном с альбумином) и в комплексе с небелковыми анионами (до 10%).

Биологической активной формой кальция является только ионизированный кальций. На количество ионизированного Са влияют прежде всего рН плазмы крови и содержание в ней фосфора. При алкалозах оно снижается, и у больных могут появляться признаки гипокальциемии, несмотря на нормальное общее содержание кальция. Напротив, при ацидозах оно повышается. Отношения между фосфором плазмы и количеством ионизированного Са также реципрокные. Изменение уровня альбумина плазмы влияет на общее содержание Са в сыворотке, но содержание ионизированного кальция может не изменяться.

Функции Са в организме многообразны: кроме механической (минеральные соли костей и зубов), Са участвует в процессах гемостаза, в регуляции нервно-мышечной возбудимости, является стабилизатором клеточных мембран, а также выступает в качестве внутриклеточного посредника при трансдукции клеточного сигнала.

Специальные мембранные переносчики (Са²⁺–АТФазы) создают трансмембранный градиент, позволяющий при физиологических процессах с огромной скоростью входить ионам Са в клетку через открытые каналы и вызывать преходящее повышение их цитоплазматической концентрации (кальциевый транзит). Связываясь с разнообразными белковыми структурами клетки и меняя их конформацию, ионы кальция получают возможность запустить или модулировать практически все жизненные функции клетки.

Потенциалуправляемые мембранные каналы для ионов кальция могут быть разделены на две основные функциональные группы: низко- и высокопороговые. Низкопороговые каналы (Т-типа) чрезвычайно варьируют в различных типах клеток. Важной их особенностью является нечувствительность к основным типам кальциевых блокаторов. Напротив, L-тип высокопороговых каналов является мишенью для блокаторов кальциевых каналов, активируется при сильной деполяризации и отличается невысокой скоростью транспорта ионов.

Различают три фракции внутриклеточного кальция. Первая локализуется внутри органелл (саркоплазматическая, эндоплазматического ретикулума митохондрий, ядра); вторая связана с анионами и белками; третья — свободный (ионизированный) Са²⁺, обладает биологической активностью и контролируется специальными транспортными системами.

Повышенная внутриклеточная концентрация кальция через стимуляцию кальмодулинзависимой протеинкиназы активирует сокращение гладких мышц, например, бронхов, секрецию тучных клеток легких, образование трахеобронхиального секрета.

В концентрации 10^–4–10^–5 М ионы Са оказывают прооксидантное действие, вероятно, обусловленное увеличением содержания в клетке ионизированного Fe и модификацией фосфолипидного состава мембран. При повреждении мембран усиливается ток ионов кальция в клетку, и нарастает его концентрация в ней; создаются условия для нарушения метаболизма цАМФ, активации ПОЛ, что влияет на функции клеток.

Основными гомонами, регулирубщими обмен Са, являются:

¾ паратиреокринин, или паратгормон, секретируемымй паращитовидными железами;

¾ кальцитонин, продуцируемый С-клетками щитовидной железы;

¾ кальцитриол (активная форма витамина Д, образующаяся в почках).

Главные органы-мишени и эффекты действия кальций-регулирующих гомонов представлены на рис. 12.

 

Рис. 12. Гормональная регуляция кальций-фосфорно-магниевого обмена

 

В норме содержание кальция в плазме крови составляет 2,1–2,5 ммоль/л, а ионизированного кальция (Са²⁺) — 0,84–1,26 ммоль/л.

Гипокальциемия — уменьшение содержания кальция в сыворотке крови ниже 2,1 ммоль/л.

Причины гипокальциемиии:

¾ снижение всасывания Са в кишечнике:

— недостаточное поступление с пищей Са и витамина Д;

— нарушение метаболизма витамина Д (снижение образования кальцитриола);

— хронические энтериты, синдром мальабсорбции;

— гипопаратиреоз (врожденный или приобретенный);

— гиперфосфатемия (например, при почечной недостаточности);

— гипомагниемия (тормозит секрецию партагормона и эффекты его и витамина Д в костной ткани);

— повышенное потребления кальция в периоды беременности и лактации, особенно при недостаточном его введении;

— снижение количества ионизированного кальция:

— хронический некомпенсированный алкалоз;

— переливание большого количества цитратной крови;

— гемодилюция (возмещение потери крови введением физиологического раствора внутривенно).

Проявления гипокальциемии

Ранними признаками гипокальциемии являются парестезии губ, носа, пальцев и повышение нервно-мышечной возбудимости. Отмечаются головокружение, резкая слабость, пароксизмальная тахикардия, гиперактивные рефлексы и судороги мышц. Частыми клиническими проявлениями являются тетания — спастическое сокращение мышц рук, ног и спазмофилия — спазм бронхов, пищевода, желудка, кишечника, проявляющиеся рвотой, болью в животе, запорами.

При нарушении обмена Са отмечаются системный остеопороз, эрозия зубной эмали; зубы декальцинируются, развивается резорбция корней. Повышается хрупкость костей скелета (переломы); зубы, лишенные дентина и эмали, легко и рано инфицируются, вплоть до альвеолярной пиореи. Кожа сухая, грубая, волосы ломкие (проявление дистрофии). Отмечаются гипокоагуляция и геморрагический синдром.

Гиперкальциемия — увеличение содержания кальция в плазме крови более 2,6 ммоль/л.

Причины гиперкальциемии:

— увеличение количества ионизированнго кальция:

— ацидоз;

— повышение поступления Са в организм:

— чрезмерная инфузия растворов солей Са;

— увеличение всасывания кальция в кишечнике:

 

— гиперпаратиреоз;

— передозировка витаминов Д и А;

— Повышенный выход Са из костей в кровь:

— гиперпаратиреоз;

— злокачественные опухоли (продукция клетками ПППГ и цитокинов, активирующих остеокласты);

— длительная иммобилизация;

— ацидоз (в обмен на Н+);

— Снижение экскреции Са с мочой:

— почечная недостаточность;

— прием тиазидных диуретиков.

Клинические проявления

В острых случаях гиперкальциемии возникают снижение нервно-мышечной возбудимости, слабость скелетных и гладких мышц, ухудшение координации, изменение походки, адинамия. Появляется заторможенность, нарушается память, отмечается спутанность сознания и другие нервно-психические расстройства вплоть до изменения личности, ступора и комы.

Гиперкальциемия потенцирует эффект сердечных гликозидов, поэтому возможны симптомы дигиталисной интоксикации, а также нарушения возбудимости и проводимости на ЭКГ.

Отмечаются общая слабость, анорексия, тошноста, рвота, полиурия, боли в костях. Регистрируются остеопороз, переломы костей, а также отложения солей фосфата кальция в почках и других органах, очагах некроза и хронического воспаления (тромбы, атеросклеротические бляшки), кальциноз сосудов, характерны нарушения функций почек с развитием почечной недостаточности.