Реферат по предмету "Медицина"


Кальций фосфорно магниевый метаболизм

Роль кальцияв жизни организманастольковелика, чтоневерно былобы просто сказать, что кальциевыйметаболизм, как и всякийминеральный, регулируетсяклетками — иэтим всё исчерпывается.Ведь множествоинтрацеллюлярныхпроцессов, отмитоза и рожденияклеток, до апоптозаи их гибели —в свою очередь— регулируютсякальцием, приучастии специфическираспознающихего белков(кальмодулина, кальэлектринов, кальпаинови т.д.). От кальциязависит гене­рацияпотенциаловдействия иэлектромеха­ническоесопряжение, передачагормональ­ногосигнала и клеточнаялокомоция.Каль­ций регулируети скоростьжизненно важныхвнеклеточныхпроцессов —например, свёр­тываниякрови.
Все клетки— от примитивныходноклеточныхорганизмов— до нейроновкоры большихполушарийчеловека жизненноза­висят отобмена кальция.По мнению К. иЧ. Р. Клеемен(1981), это связанос тем обсто­ятельством, что жизнь зародиласьв среде первичногоокеана, богатойкальцием.Ха­рактерно, что паратироидныйгормон впер­выеобнаруживаетсяу наземныхживотных, переселившихсяв среду, гдекальций сталменее доступен.Будучи важнымрегулятором, ион кальция, в то же время, ядовит дляклеток, и значительноеповышение еговнутриклеточ­нойконцентрациизапускаетмеханизмыкле­точнойгибели, участвуяв некробиозеи апоптозе.Внутри клетоккон­центрациякальция в10000-100000 раз меньше, нежели снаружи.Поэтому, уровенькальция внеи внутри клетокподлежитпреци­зионномуконтролю, а припопадании вцитозоль кальцийэффективносеквестрируетсямитохондриямии ЭПР.
Метаболизмкальция в организметесно пе­реплетёнс обменом фосфатов, связывающихбольшую частьвнеклеточногокальция в видекристалловгидроксиапатита(эмпирическаяформула которого— Са10(РО4)6(ОН)2), в ком­позитныхминерализованныхструктурах— ко­стях. Ворганизме около2 кг кальция иболее 1 кг фосфора.Это 2 его главныхминеральныхкомпонента.Из данногоколичества,98% каль­ция и85% фосфора связанов костях и зубах.
ПомнениюГ.Кретцинджера(1978), имен­но рольфосфата, какключевогоучастникаэнергетическогометаболизма, главноговнутриклеточногоаниона, концентрациикоторого вклетках в 100 разпревышаютнаружные, предопределилабиологическийвыбор кальцияна роль убиквитарногорегулятора, как и необходимостьподдерживатьна низ­ком уровневнутриклеточныйуровень этогокатиона. Кольскоро клеткистали поддержи­ватькальциевыйградиент, появиласьвоз­можностьиспользоватьего модуляциюв ин­формационныхцелях.
Близкаяфизико-химическаяаналогия двухщелочно-земельныхкатионов — Са2+и Мg2+привела к тесномупереплетениюих метаболизма.Магний — важныйкофактор некоторыхаденилатциклаз, фосфатаз ифосфорилаз, участниктрансфосфорилирования, что связываетего судьбу ворганизме ис фос­фором.Большая частьмагния (60%) тожедепонированав скелете.

Регуляциякальциево-фосфорно-магниевогогомеостаза
Судьба кальцияи фосфора ворганизмеотражена нарис.1.
Содержаниекальцияв диете нормируетсяи не должнобыть менее 0,6г за сутки. Обыч­но, у взрослыхлюдей за суткис пищей поступает0,6-1 г кальция, ноу любителейоздорав­ливающихпищевых добавоки витаминно-минеральныхкомпозицийэтот показательпорой превышает1,5 г. Кальций плоховса­сываетсяв ЖКТ. Всего125—200 мг в деньаб­сорбируютдвенадцатиперстнаякишка и вер­хняятреть тощей.Интересно, чтоодновре­менноопределённоеколичестводанного иона(до 0,2 г в сутки)экскретируетсяв под­вздошнойкишке. Кальцийвыводится такжепочками (до 0,3г в сутки) и, вмалом количе­стве, потовыми железами(до 0,1 г/сутки).Менее 1% всегокальция находитсяв интерстициальнойжидкости.
В плазме 40%кальция связанос белками, восновном, сальбумином(связаннаяформа кальция),15% — с кислымиорганическимианионами (комплекснаяформа кальция), а остальнойкальций свободен.Процент свя­занногокальция (СвСа)может бытьоценён поэмпирическойформуле:СвСа(%)= 0,8А (г/л)+0,2Г(г/л)+3
где: А — концентрацияв плазме альбумина, а Г — глобулинов.
Количествообщего кальцияв плазме понижаетсяпри гипоальбуминемии, но это не оказываетвлияния насодержаниекатио­на кальция.Содержаниеионизированногокальция в плазменаходится вобратной зави­симостиот рН и от концентрациифосфат-аниона: гиперфосфатемияалкалоз способ­ствуютпоявлениюпризнаковгипокальциемии, хотя уровеньобщего кальцияпри этом неменяется. Ацидози гипофосфатемия, на­оборот, повышают содержаниеионизиро­ванногокальция в плазме.
Кальцийэкскретируетсяпочками вколи­чествах, составляющих, примерно, 0,15-0,3 гв сутки, причемэтот процесслишь при оченьнизких содержанияхкальция в диетеопреде­ляетсяпоступлениемданного ионав орга­низм.При нерезкосниженном, нормальноми избыточномнасыщении диетыкальцием, междускоростьюэкскрециикальция с мочойи его содержаниемв рационе нетстрогогопараллелизма.Поэтому, можносказать, чтособственнопочечные механизмы, как со­хранениякальция, таки выведенияего из­быткане обладаютбольшой лабильностью.Они должныэффективновзаимодействоватьс кишечнымимеханизмами.Кальций реабсорбируетсяв почках в дисталънойчасти канальцев(15%) и, в ещё большеймере — в проксимальнойчасти (60%) и петлеГенле (25%).
Уровеньионизированногокальция в плазмерегулируетсявзаимодействующимигормонамипаратиреокрининоми кальцитонином, а также витаминомD.Под их конт­ролем, приблизительно0,5 г кальция всутки у взрослогоиндивида обмениваетсямежду скелетоми плазмой крови.
Фосфор,в отличие откальция, абсорби­руетсяв ЖКТ, напротив, очень активно.С пищей, в среднем, в день поступаетоколо 1,2 г фосфора.Для диагностикинарушенийфосфорно-кальциевогообмена, концентра­циифосфора в крови, следует определятьна­тощак, таккак, в отличиеот уровня кальция, они растутпосле еды.
В тощей кишкевсасываетсядо 90% суточ­ногопотребленияфосфатов. Почкиэкскретируют15% фильтрующихсяфосфатов смо­чой, в равновесномс поступлениемэтих ионоврежиме. Фосфатможет активносекретироватьсяв канальцах.Реабсорбцияфосфа­та происходитна 9/10 — в проксимальныхканальцах, ана 1/10 — в болеедистальныхчастях нефрона.
В дополнениек 85% фосфора, депони­рованным, как уже отмечалосьвыше, в ко­стяхи зубах, мягкиеткани содержатсуще­ственнуючасть связанногофосфора ифосфат-аниона(до 14%). Всего 1% фосфоранаходится вовнеклеточнойжидкости.Макроэргическиефосфатныесоединенияи фос-форилированныеактивные метаболитыв норме не могутсвободно покидатьклетки. Поэтому, только 12% фосфатовплазмы свя­занос белками, остальныепредставленысво­боднымифосфат-анионами.Уровень фос­форав плазме зависитот факторов, регули­рующихобмен кальция.Но, кальциевыйгомеостаз неявляется единственнойдетерминантойфосфорногообмена. Кромеэто­го, судьбафосфора определяетсяходом энергетическогометаболизмав клетках. В.С.Ильин, вообще, предпочиталговорить нео фосфорном, а об «углеводно-фосфор­номобмене», имеяв виду исключительнуюзависимостьсудьбы фосфатаот катаболизмауглеводов(1966). При активациисинтеза гликогенафосфаты переходятвнутрь клеток.Поэтому, глюкоза, инсулин, сахаристаяпища — вызываютгипофосфатемиюиз-за перемещенияфосфат-анионовв клетки. Алкалоз, особенно, дыхательный, также про­воцируетгипофосфатемию, как полагаютМ.М. Горн и соавт.(1999), в силу активацииклеточногогликолиза иобразованияфосфорсодержащихметаболитовглюкозы. Дыха­тельныйацидоз, послеторможениягликоли­залактатом, наоборот, приводит квыходу фосфатаиз клетки игиперфосфатемии.В си­лу этихнекальциевыхфакторов, влияющихна уровеньфосфора в плазме, концентрацияфосфатов имеетчёткий суточныйритм, тог­дакак у ионизированногокальция такойпе-риодизмотсутствует.Низший уровеньфос­фатов вплазме наблюдаетсяутром, а послеполудня и ночьюимеются 2 пика(М.Ф. Холик и соавт.,1994).
Процессыдепонированиякальция и фосфорав костях и ихабсорбции/экскре­циив кишечникеи почках взаимносбалан­сированытак, что концентрацияэтих ионов вкрови изменяетсяв весьма узкихпределах (8,8-10,4мг/дл или 22-26 мМ/лкальция и 2,5-4,5мг/дл или 9-13 мМ/лфосфата).
Магний— преимущественно, внутрикле­точныйкатион, четвертыйпо абсолютномусодержаниюв организме(Л.Г.Смит,1987). Тело взрослогочеловека содержитоколо 25 г магния.В интрацеллюлярнойжидкости егоконцентрацияв 8 раз выше, чемв интерстициальной.Взросломучеловеку в деньнужно не менее3,5—4,5 мг магния, чтобы не рас­ходоватьего костныерезервы. Богатымаг­нием зелень, где он выполняетключевую рольпри фотосинтезев составе хлорофилла, морепродуктыи мясо, орехии семечки, бо­бовые, бананы и цитрусовые, шоколад, пато­каи кокосы. Впрочем, если этих разносоловна столе нет, полезно помнить, что очень бо­гатыданным металломмаковые зерна, а так­же самыйобыкновенный…чай.
Магнийвсасываетсяв тонком кишечни­ке, при участиивитамина D, примерно на40% от его поступленияс пищей. Избытокфитиновойкислоты и жирныхкислот, а так­жеалкоголь отрицательновлияют на егоаб­сорбцию.Высокие концентрациимагния в кишечномсодержимоммешают всасываниюкальция, но ненаоборот. Магнийэкскретируетсяпочками, причёмэффективностьего реабсорбцииможет достигать95%. Почки ва­рьируютэкскрециюмагния в равновесном, по отношениюк поступлениюэтого электроли­та, режиме, в широчайшемдиапазоне —от 1 до 250 мМ в день.Алкоголь препятствуетре­абсорбциимагния в нефронах.Кальций и магнийконкурируютпри реабсорбции.Маг­ний — составнаячасть минеральноговеще­ства костей, участник работытрансфосфорилирующихферментов иамино-ацил-т-РНК-синтетаз, обеспечивающихусловия длятрансляциибелков. Вэлектрофизиологичес­кихпроцессахопределённоезначение имеетроль магния, как антагонистакальция, прояв­ляющаясяв их различномвлиянии на ЦНС.
Центральныеорганы, регулирующиекальций-фосфорно-магниевыйобмен — паратиреоидныежелезы.
В гистологииданные органыназываютсяоколощитовиднымиили паратиреоидными.
Нижниепаращитовидныежелезы возни­каютиз того же третьегоглоточногокармана, которыйдают началои тимусу (см.выше), а верхниеявляются дериватамичетвёртогоглоточногокармана. Такимобразом, у верх­нихи нижних полюсовкаждой из долейщи­товиднойжелезы, внекапсулы последней, но под её фасцией, в норме, обнаруживаетсяпо одной паращитовиднойжелезе.
Однако, топографияданного эндокрин­ногооргана, бытьможет, наиболееизменчи­васреди всехэндокринныхжелез. У оченьзначительнойчасти людей(более 10%) до­полнительныепаращитовидныетельца об­наруживаютсяпо всему ходуэмбриональноймиграции глоточныхкарманов: в томчисле, в тимусе, переднем средостении, близ каротидныхартерий. Онислужат нередкоисточ­никомэктопическихгормонообразующихопухолей.
Паращитовидныежелезы — наиболее«молодое»органное открытиеэндокрино­логов.Верхние наружныепаращитовидныежелезы впервыеописал шведскийанатом И.К.Сундстрём, только в 1880 г.
Паращитовидныежелезы состоятиз кап­сулы, стромы и недольчатойпаренхимы, вкоторой представленымелкие главныеклет­кидвух подвидов:тёмные,содержащиесек­реторныегранулы и, вероятно, покоящиеся; и светлые— лишённыетаких гранули секреторноактивные, последниетакже богатыгликогеном.В железе имеютсятакже болеекрупные оксифильныеклетки, появляющи­еся, очевидно, путёмтрансформацииглав­ных в периодпубертата ис возрастомвсё бо­леемногочисленные.Оксифильныеклетки рассматриваютсякак результатинволюцииглавных. Функцияоксифильныхклеток точноне известнадоныне. По последнимдан­ным, парат-гормонможет синтезироватьсяи в них.
Главные клеткиобладают оченьразвитым гладкимэндоплазматическимретикулюмом(ГЭР), в оксифильныхГЭР представленслабее. Оксифильныеклетки богаты, а главные —относительнобедны митохондриями.Инте­реснаяособенностьнормальнойструктурыпаращитовидныхжелез — наличиев каждой из нихбольшого количестважира, накапли­ваемогос возрастом(у пожилых — до70% объема желез).При гиперплазиии опухоляхколичествожира в паращитовидныхжелезах резкоснижается.
Основнойпродукт паращитовиднойже­лезы —паратиреокринин(прежние назва­ния— паратиринили парат-гормон).Струк­турупаратироидногогормона расшифровалив 1970 г. Х.Д.Найели соавторы. Еговыделя­ют главныеклетки.
Парат-гормон— это пептидныйрегуля­тор,(рис. 2), состоящийиз 84 аминокислот(молекулярноймассой чутьболее 9,5 кД).
Рис. 2. Структурапарат-гормонаи кальцитониначеловека.

Парат-гормонвозникает изпрепрогормонадлиной в 131 аминокислотныйостаток (молекулярноймассой около12,5 кД, синте­зируетсяна полисомах), через стадиюпрогормона(90 аминокислот, образуетсяв ЭПР под действиемклипазы), причемего процессингмодулируетсяферментомфурином.Прогормонпоступает засчет энергозависи­могомеханизма вкомплекс Гольджи, где протеолитическиймембранно-связанныйкомплекс(триптическаяклипаза) вычленяетиз него активныйгормон. Препрогормонкодируетсяв 11 -и хромосоме, а фурин — в 15-й.Оба экспрессируютсясовместно. Весьпроцесс синтезаи секреции(которая можетпроисходитькак в виде экзоцитозаспециаль­ныхгранул, так ив безгранулярномрежиме.) занимаетоколо 30 мин., причём15 мин. тратит­сяна упаковкуготового гормонав гранулы.
Паратиреоиднаясекрецияактивируется, в основном, вответ на снижениеконцентрацииионизированного(свободного)кальцияв крови.Опосредованно, гиперфосфатемиятак­же активируетпаращитовидныежелезы, сни­жаяконцентрациюионизированногокальция. Также, как кальций, но значительнослабее, на секрециюпарат-гормонавлияет и магний.Однако тяжелаядлительнаягипомагниемияпарадоксальнымобразом подавляетсекре­циюпарат-гормона, так как магнийнеобхо­димсамим паратиреоцитамдля выделенияих гормонов(см. ниже). Главныеклетки рас­полагаюткальциевымсенсором —трансмемб­раннымгликопротеином, вмонтированнымв их плазматическуюмембрану. Такимже сенсоромобладают, кромепаратироцитов, С-клетки щитовиднойжелезы и некоторыеклетки мозгаи почек. Этотрецептор кодиру­етсяв хромосоме3, при повышенииуровня экстрацеллюлярногоионизированногокаль­ция онблокируетэкспрессиюгенов гормонапаращитовидныхжелез и ключевогофермен­та егоактивации. Внастоящее времядоказа­но, чтовыработкапарат-гормона, преимуще­ственно, регулируетсяinvivoнапосттранск­рипционномуровне. Приповышенииуровня ионакальция в кровипроисходитстимуляциярецептора, активацияпострецепторногоСq-белкаи нарастаниеконцентрациикаль­ция вцитозоле, блокирующеефункцию глав­ныхклеток. Мутацииданного сенсорадают при гомозиготноститяжелый наследствен­ныйнеонатальныйгиперпаратиреоз,а у гетерозигот— доброкачественнуюсемейнуюгипо-кальциурическуюгиперкальциемию(см. ниже).
Кальциевыйсенсор можетмодулиро­ватьне только быстрыйвыброс из клетокготового гормона.Установлено, что к каль­циючувствительныпротеазы, разрушающиев норме около90% образующегосяпаратиреокринина.Таким образом, изменяя ихактив­ность, кальциевыйсигнал способенвлиять надолговременныйпул гормона, через ско­ростьего разрушения.При избыткекальция возможна, практически, полная деградацияпарат-гормонав главных клеткахпод дей­ствиемнейтральныхкальций-зависимыхпротеаз, с секрециейего неактивныхС-концевыхпептидов.
Клеткипаращитовиднойжелезы выраба­тываюттакже пептид, подобныйпаратиреокрининуи закодированныйв 12-й хромосомегеном, произошедшим, вероятно, отобщего спаратиреокрининовымгеном предше­ственника.
Этоубиквитарныйпептид, к синтезуко­торогоспособны имногие апудоцитарныеклетки, и неопластическиеклоны, а такжеразличныеорганы плодаи взрослого— сосу­ды, плацента, мозг, лёгкие, сердце, молочнаяжелеза. Поэтому, основная частьданного паракринногорегуляторапроизводитсязапределамисобственнопаращитовидныхже­лез. Именнопаратиреокринин-подобныйпептид, а несам парат-гормон, как считалиранее, ответствененза большуючасть случа­евэктопическойпродукциигиперкальциемическихрегуляторов.Данный пептидиме­ет 141 аминокислоту, первые 30 из которыхвысокогомологичнысоответствующимами­нокислотампарат-гормонаи обеспечиваютсходство ихбиологическогодействия.
Таккак его экспрессия— не редкостьпри многихапудомах и иныхнеопластическихпроцессах, сизбыткомпаратирокринин-подобногопептида связываютостеопороз,со­провождающиймногие злокачественныеновообразования.В норме у взрослыхпептид не занятрегуляциейкальциевогообмена. Однако, делеция генапаратиреокринин-подобногополипептидаприводит ктяжелойостеохондродисплазиии даже гибелиплодов крыс.Пептид необходимдля роста хондроцитови задерживаетминерализациюхря­щей. Большоезначение имеетнедавно от­крытыйфакт, что у животныхи человекаименно данныйпептид обеспечиваеттранс­плацентарныйперенос кальцияк плоду, зах­ваткальция молочнымижелезами инасыще­ниеим грудногомолока. В женскоми, осо­бенно, в коровьеммолоке этогопептида исключительномного. Возможно, он как-то связани с сокращениямиматки.
Интереснойособенностьюданного био­регулятораслужит егоспособностьподав­лятьпролиферациюэпидермиса, причём изучаютсяего потенциальныеантипсориатическиесвойства. Вэтой связивспомним о том, что молочныеванны и грудноемолоко эмпирическииздавна применялисьв косметологиидля улучшениявида и свойствкожи. Есть сведения, что данныйрегуляторнеобхо­димдля развитияволосяныхфолликулови молочныхжелез (Д.М. Шёбек, Г.Дж. Стрюлер,1997).
Возможно, дефицит этогопептида связанс патогенезомкожного кандидозау больных сгипофункциейпаращитовидныхжелез.
В дальнейшемизложении рольи функ­циипаратиреокринин-подобногопептида большене обсуждаются.
Дополнительно, стимулирующуюроль в паратироиднойсекреции могутиграть сим­патическиеβ-адренергическиенервные воздействияи гистаминергическиевлияния наН2-рецепторы.Таким образом, регуляцияпаращитовидныхжелез осуществляется, на­сколькоизвестно наданный момент, по парагипофизарномупринципу. Впрочем, как и для гормонов, секреция которыхподлежитгипоталамическойрегуляции, имеется циркадныйритм паращитовиднойактивности, со­гласнокоторому акрофазасекрециипарат-гор­монанаступает послевосьми часоввечера. Секрецияпарат-гормонаночью втроевыше, чем днёми, на протяжениивсех суток, имеет импульсныйхарактер. Учеловека необнару­женогипофизарныхрегуляторовсекрециипа­ращитовидныхжелез, но у рыб, которые неимеют отдельныхпаращитовидныхтелец, пролактингипофиза идругой аденогипофизарныйпаратоподобныйгиперкальциемическийгор­мон выполняютфункции парат-гормона.Ин­тересно, что и у человекапарат-гормони пролактинимеют общиеэффекты — например, оба стимулируютактивациювитамина D.Име­ются предпосылкик существованиюгипоталамо-гипофизарнойрегуляциифункций пара­щитовидныхжелез и у человека.Ведь паращитовидныежелезы и аденогипофизблизки поэмбриональномупроисхождению.
Благодарявышеописанныммеханизмам, паращитовидныежелезы могутосуществлятьсрочные (выбросготовогопарат-гормона), отсроченные(синтез гормонаdenovo)и от­далённые(гиперплазия)аспекты реакциина гипокальциемию.
Активнаяформа витаминаD- кальцитриол — подавляетэкспрессиюгена парат-гормона, реализуядополнительнуюобратную связьв данной системе.Этот эффектне зависит отгиперкальциемии, вызываемойкальцитриолом.Секреция готовогопарат-гормонаингибируетсятакже черезα-адренорецепторы
Время полувыведенияпарат-гормонаиз плазмы кровисоставляет20-30 мин. и, на­сколькоизвестно, онне имеет существеннойсвязанной сбелками плазмыфракции. Интактныйпарат-гормонподвергаетсяпротеолизув паратиреоцитахи в плазме, причёмон расщепляетсяна короткийамино-конпевойпептид, которыйвысокоактивен(вся био­логическаяэффективностьчеловеческогопарат-гормонасосредоточенав его первых34-х аминокислотахМ-конца, а большаяеё часть — впервых двухаминокислотах), и бо­лее длинныйнеактивныйкарбокси-концевойпептид. По некоторымданным, можетобразовыватьсятакже среднийпептид. Печеньпоглощает иразрушаетнативныйпаратиреокринин, но не захватываетсредний и С-концевойпептиды — продуктыего дегра­дации.
N-концевойпептид парат-гормонаимеет оченькороткий срокполувыведенияиз цир­куляции(до 10 мин.), так какинактивируетсяклетками-мишенями, путём эндоцитоза, а также на 45%экскретируетсяс мочой. С-кон-цевойпептид паратиреокрининадлительноевремя циркулируетв крови и в нормена 60% выводитсяпочками. Припочечнойнедоста­точностиэкскрецияС-концевогопептида парат-гормонаособенно сильнозамедляет­ся, он накапливаетсяв крови и создаётлож­ное впечатлениегиперпаратиреоза, которое, однако, чаше всего неравнозначноизбытку биологическиактивногогормона. Делов том, что многиеиммунологическиеметоды определенияпарат-гормона, особенно —разработанныедавно, основываютсяна при­мененииантисывороток, опознающихего среднийпептид илиС-конец. Такиеметоды определяютнеактивнуюформу гормонав сумме с активной.При диагностикенарушений, связанных спарат-гормоном, важно использоватьметоды, определяющиесодержаниеинтактногогормона илиже применятьдвойное определение— с антителамипротив какN-концевого, так и С-концевогопептидов. Среднийи С-концевойпептиды паратиреокрининаобладают определённымпатофизиологическимдействием ирасце­нивались, отчасти — преувеличенно, как одни изважных «уремическихтоксинов».
Имприписывалосьнейротоксическоеи антигонадноедействие (К.Клеемен, Ч. Клеемен,1981).
Парат-гормон(как и его аналогпаратиреокринин-подобныйполипептид)оба взаи­модействуютс гликопротеиднымрецепто­ромна клетках-мишенях, принадлежащимк семейству, ассоциированномус G-белками.Рецептор кодируетсяв хромосоме3, имеет более400 аминокислоти гомологиченре­цепторукальцитонина(см. выше). Пострецепторнаяпередача отэтого рецептораосу­ществляетсяс участиемциклонуклеотид-протеинкиназногопосредника, а также фосфолипазыС, инозит-фосфатидови каль­ция.Дефект данногорецептораприводит кнаследственнойостеодистрофииОлбрайта.Рассматриваемыездесь рецепторыв изоби­лиипредставленыв костях и почках, а в ЖКТ, по-видимому, большее значениеиме­ют не прямые, а кальцитриол-опосредованныеэффекты парат-гормона.
Для пониманиямеханизмовдействияпа­рат-гормонаи патогенезанарушенийкаль­ций-фосфорногогомеостазаполезно вспом­нитьосновы гистофизиологиикостной ткани, которая служитглавной мишеньюкальций-фосфорорегулирующихгормонов.
Костьсостоит из такна­зываемыхосновныхмногоклеточныхединиц ремоделирования,ответственныхза локаль­ныеформообразованиеи местныеконцент­рациикальция и фосфора.В составе такихединиц имеютсямононуклеарныепотомкинедифференцированныхмезенхимальныхклеток — остеобласты.Они синтезируютколлаген 1 типа, располагаютрецепторамипарат-гормонаи ответственныза отложениеорганическогоостеоидаи его последующуюминерализацию.Маркером ихактивностислужит секретируемыйими энзим —щелоч­наяфосфатаза.Минерализацияобеспечива­етсяпри участииминорныхнеколлагеновыхкальций-связывяющихбелков остеобластов, которые содержатостаткиα-карбоксиглютаминовойкислоты, фиксирующиекальций. К нимотносятсяостеокальцини матриксныйкарбоксиглютамил-содержащийбелок.Карбоксиглютаминированиеобоих белковзави­сит отвитамина К.Остеокальцинуникален длякостей и зубови его уровеньв крови отражаетскорость остеогенеза.
Параллельно, через тромбоспондин, остеонектини остеопонтин,эти фиксаторыкаль­ция (имагния) закрепляютсяна коллагеновойматрице. Окружаясебя минерализован­нымостеоидом, остеобластыпревращаютсяв остеоциты,цитоплазмакоторых образуетотростки, черезгаверсовыканальцыостеоида связанныес соседнимиостеоцитами.Остео­цитыучаствуют влокальнойперилакунарнойдеструкциикости и могутвлиять на бы­стрыеколебанияуровня кальцияв крови. Однако, основнуюостеолитическуюфунк­цию вединицахремоделированиякости вы­полняютпотомки моноцитов— гигантскиемногоядерныемакрофагикостей — остеок­ласты.Остеокластыперемещаютсяи образу­ютв участкахрезорбируемойкости, в особыхлакунахХоушипа(Дж.Хоушип,1820), актив­ныйслой, прикрепляясьчерез специальныйадаптер — αvβ3-интегрин - к остеопонтину.Они выделяютна своей активнойгофриро­ваннойкаёмкеколлагеназуи маркерныйфер­мент — кислуюфосфатазу,лизируя минера­лизованныйостеоид и растворяякристаллыгидроксиапатита.Для этого, спомощью спе­циальныхпротонногоАТФазногонасоса и карбоангидразыIIтипа, ими локальносозда­ётсязона кислогорН=4 (М.Ф.Холики со-авт., 1994). Молодойнеминерализованныйостеоид устойчивк их действию.Повреждён­наякость при воспалениирезорбируетсяими и заменяетсяостеобластамина новую. Моло­дыеостеокластыимеют рецепторыпарат-тормонаи кальцитонина, но на зрелыхоста­ются лишьпоследние. Нету них и рецепто­ровкальцитриола.Дифференцировкаостеокластовзависит отгранулоцитарно-моноцитарногоколониестимулирующегофак­тора, ИЛ-6и парат-гормона.
Остеобластыи остеокластыфункциони­руютсогласованно, что приводитк обнов­лениювсего кальциякостей за период, при­мерно, в5-6 лет. Рост костейв длину зави­ситот энхондральногообразованиякостной тканина месте метаэпифизарногохряща, а в ширину(толщину) — отпериосталыюгоокостенения.
Костная тканьнаходится подконтролеммногих гормонов.Так, СТГ, пролактин, ин­сулин иандрогеныспособствуютсинтезу ос­теоида.Глюкокортикоидыснижают в костяхсинтез коллагена, а также, препятствуядей­ствиюкальцитриолав кишечникеи умень­шаяпочечную реабсорбциюкальция, спо­собствуютпотере этогоиона и остеопорозу.Эстрогеныспособствуютсинтезу остеоидаи отложениюкальция в костях, как опосредо­ванночерез главныерегуляторыкальциево­гообмена, так инепосредственно.
Мощнымипаракриннымистимулятора­миостеогенезаслужат различныефакторы роста(фибробластов, тромбоцитов, а также трансформирующийи инсулиноподобный).Резорбция костистимулируется, через простагландины, такими паракриннымирегуля­торами, как ИЛ-1, кахексии, лимфотоксини интерферон-7.
Но решающейостаётся регуляцияс помо­щьюкальцитонина, кальцитриолаи парат-гормона.
Пират-гормонспособен осуществлятьв организмеследующиеэффекты, определяю­щиеход вышеописанныхпроцессов:
стимуляцию второго гидроксилирования витамина D в почках, превращающего этот прогормон в активный гормон 1,25-ди-гидроксивитамин D. Кальцитриол — не полный синергист действия парат-гормона. Он, подобно парат-гормону, стимулирует нарастание содержания кальция и магния в плазме, но, в отличие от паратиреокринина, за­держивает и фосфаты.
активацию остеокластов, остеолиза и освобождения кальция из костей (НА. Барникот, 1948). Гормон способству­ет появлению у молодых остеокластов специфической гофрированной каёмки, с помощью которой они резорбируют ко­стное вещество, а также, в более отдалён­ные сроки, увеличивает само количество остеокластов, ускоряя их дифференцировку из моноцитов. Гормон стимулиру­ет перилакунарный остеолиз глубокими остеоцитами. В последнее время показа­но, что активирующее действие гормона на зрелые остеокласты носит непрямой характер. Оно паракринно опосредовано цитокинами, выделяемыми в ответ на гормон в остеобластах и фибробластах (ИЛ-1, кахексином и лимфотоксином, а также, возможно, ИЛ-6 и гранулоцитарно-моноцитарным колониестимулирующим фактором). Параллельно этому, парат-гормон, через остеобластические ре­цепторы, стимулирует и остеогенез. При высоких концентрациях гормона преоб­ладает стимуляция остеолиза, при низких — остеогенеза. Периодические курсовые воздействия небольших доз парат-гормона оказывают анаболический эффект на костную ткань.
В целом, паратиреокрининспособствуетотрицательномукостному балансу, то есть соотношениютемпов остеогенезаи остеоли­за, с преобладаниемпоследнегопоказателемчего служатнаблюдаемыепри гиперпаратиреозеповышениевыведенияоксипролинаи сиаловыхкислот с мочой.Кальцитриолдей­ствуетсинергичнос паратиреокринином.а 24,25-дигидроксивитаминD(секальциферол)стимулируетостеогенез.
Паратиреокринин уменьшает клиренс кальция и магния в почках. Причина это­го — повышение эффективности реабсорбции кальция (и магния) в дистальных канальцах нефронов; кальцитриол дей­ствует синергично. Следует учесть, что в проксимальных канальцах реабсорбция кальция под действием паратиреокринина снижается, хотя этот эффект по абсо­лютной величине менее значим, чем дис-тальная активация обратного всасывания.
Усиление экскреции фосфата с мочой; это сопровождается также понижением реабсорбции сульфата, бикарбоната, на­трия, хлоридов и аминокислот. В силу подобных эффектов, парат-гормон спо­собствует развитию выделительного аци­доза. Кальцитриол вы­ступает частичным антагонистом и час­тичным синергистом паратиреокринина задерживая и фосфат, и кальций.
Увеличение всасывания кальция (маг­ния) в ЖКТ. Этот эффект, по-видимому, отчасти, опосредован через кальцитриол, который действует аналогично, но, вдо­бавок — способствует еще и абсорбции фосфатов.
Парат-гормон сильный положительный инотропный регулятор, стимулирующий сердечные, сокращения. Он также повы­шает кровяное давление и, в связи с этим, клубочковую фильтрацию.
Парат-гормон оказывает нерезко выра­женное контринсулиновое действие на углеводный обмен.
Имеются сообщения о его угнетающем действии на сперматогенез, индукции парат-гормоном гиперлипопротеинемии и провокации им кожного зуда. Но все эти наблюдения относятся к нефизиоло­гически высоким дозам гормона.
У парат-гормонасуществуетгормональ­ныйфизиологическийантагонист, реципрокновлияющий накальций-фосфатныйметаболизм.
ГормонС-клеток щитовиднойжелезы — кальцитонин(ранее называвшийсятирокаль-цитонином)был открыт в1962 г. Д. Коппом исоавторами, которые полагали, что он произ­водитсятам же, где ипарат-гормон.Этим авторамудалось заметить, что искусственноповышеннаяконцентрациякальция в кровиснижаетсябыстрее, еслищитовидно-пара-щитовидныйкомплекс интактен, чем если онудалён. ЗатемП.Ф. Хирши соавт. (1963) доказалитиреоидноепроисхождениекальцитонина.У рыб, амфибий, рептилий инеко­торыхптиц кальцитонинпроизводятспеци­альныежелезы —ультимобранхиальныетельца, а умлекопитающихих клеткипогру­жаютсяв щитовиднуюжелезу, то естьс ними происходитпримерно тоже, что и с хромаффиннойтканью мозговоговещества, котораяоказываетсявнутри другойэндокриннойжелезы (А.А. Булатов,1976). Наконец, бла­годаряиммунофлюоресцентномуанализу, А.Г.Пирс и Г. Буссолати(1967) показали, чтоисточникомгормона в щитовиднойжелезе служатименно происходящиеиз нервногогребешкапарафолликулярныесветлые клетки(С-клетки).
Кальцитонин— пептид (молекулярноймассой 3421 Д) из32-х аминокислот, из ко­торых7 остатков наамино-концезамкнуты дисульфиднойсвязью в кольцо(см. рис. 2 выше).
Гормонсинтезируетсяиз прокальцитонина(15 кД). Соответствующийген нахо­дитсяв 11-й хромосомеи известен какген кальцитонина/кальцитонин-ассоциированногопептида-1 или«ген а». Транскрипциятого же генаа, который кодируеткальцитонин, ведет, приальтернативномпроцессинге, к синтезукокальцигенина— пептида, ассо­циированногос геном кальцитонина(37 амино­кислот).НормальныеС-клетки выделяют, практически, только кальцитонин, но опу­холевыепроизводятоба пептида.Физиоло­гическаяпродукциякокальцигенина, в от­личие откальцитонина, присуща многимнейросекреторнымклеткам диффузнойэн­докриннойсистемы, в связис чем он обна­руживаетсяв мозге, слизистойбронхов и вдругих органах.Дело в том, чтов мозге и апудомахэкспрессировандругой ген 11-йхромосомы —ген β, транскрипткоторого даётпри процессингетолько м-РНКко­кальцигенина, но не кальцитонина.
Считается, что пептид, ассоциированныйс кальцитониновымгеном, можетвыполнятьпаракринныефункции. У негообнаруженбронхоспастическийэффект, а такжекардиотропноеи нейротропноедействие, нов фар­макологическихдозах. Егогормональнаяроль неизвестна.В последнеевремя найденеще один пептид, кодируемыйгеном, сосед­нимс геном кальцитонинаи освобождаемыйвместе с кальцитонином— катакальцин(21 аминокислота).Он сходен скальцитони­номпо биологическомудействию.Предпола­гается, что все этирегуляторымогут находитьсяс полигормональнымпредшественникомпрокальцитониномв тех же соотношениях, что гормоныкортиколипотрофовс проопиомеланокортином.
С-клетки, представляющиеклассическиеэлементы APUD-системы(Б.В. Алёшин,1981), располагаюткальциевымсенсором, основнаяроль в стимуляциивыработкикальцитонинапринадлежитповышениюконцентрацииионизированногокальция.
Кальцитонинсекретируетсяв кровь, при­чёмвремя егополувыведения2-15 минут. В крови, особенно, пригиперкальцитонинемииопухолевогогенеза, обнаруживаютсяне только мономер, но и различныеолигомерыкальцитонина.
Гормон воздействуетна кальцитониновыйрецептор. Восновном, такиерецепторынаходятся вкостях (остеокласты), почках (каймаклеток корковоговосходящегоколе­на петлиГенле) и ЖКТ(желудок, кишеч­ник).Кальцитониндействует такжев мозге и в иммуннойсистеме, предположительно, через рецепторывышеописанногород­ственногоему пептида.Рецепторыкальци­тонина, вместе с рецепторамипарат-гормона, пептида, ассоциированногос геном кальцитонина, составляютособое подсемей­створецепторов, связанных сС-белками. Кним примыкаютсходные рецепторысек­ретина, амилина, соматолиберина, ВИП и ЖИП. Внутриклеточноеопосредованиеэф­фектовкальцитонинавовлекаетциклонуклеотид-протеинкиназныйпосредник, ино-зит-фосфатидыи кальций.
Уровень кальцитонинау женщин мень­ше, чем у мужчини сильно снижаетсяв постменопаузальномпериоде, что, возможно, частичнообъясняетпатогенезклимактери­ческогоостеопорозау женщин.
Эффектыкальцитонинасводятся ктому, что этотрегулятор:
Подавляет резорбцию костного вещества остеокластами, а при хроническом введе­нии — и остеогенез остеобластами.
Подавляет реабсорбцию кальция и фос­фата, а также натрия, калия и магния в почках.
Снижает секрецию гастрина и соляной кислоты в желудке, трипсина и амилазы — в экзокринной части поджелудочной же­лезы, повышает секрецию натрия, калия, хлорида и воды в кишечнике. Интерес­но, что пентагастрин стимулирует сек­рецию кальцитонина так же сильно, как гиперкальциемия. Следовательно, су­ществует ось С-клетки-желудок, где имеется сервомеханизм обратной связи концентраций гастрина и кальцитонина. Часть гастроинтестинальных эффек­тов, возможно, зависит от отмечавшей­ся выше общности строения рецепторов кальцитонина и некоторых энтериновых гормонов.
Обладает выраженным прямым анальгетическим действием на уровне гипо­таламуса и лимбической системы, через рецепторы кокальцигенина и, возмож­но, амилина.
Возможно, тормозит активацию макро­фагов.
Общее направлениеэтих эффектовде­лает кальцитонинглавнымантигиперкальциемическими гипофосфатемическимгормоном. Умногих животныхон очень активен.Кальцитонинылосося и угря, не­смотря наотличия в антигеннойспеци­фичности, у человека в100 раз более мощ­нодействуют наобмен кальцияи фосфора, чемгомологичныйсобственныйкальцито­нин.У людей, по-видимому, кальцитонинменее важен, как регуляторметаболизмаэтих ионов. Покрайней мере, при интактнойпаратиреоиднойфункции, нигиперкальцитонинемияни тиреоидэктомияу че­ловекане сопровождаютсясколько-нибудьвыраженнымипроявлениямирасстройствкальциевогообмена. Однако, при медул­лярныхопухолях щитовиднойжелезы, продуцирующихмного кальцитонинаи кокальцигенина, ремоделированиекост­ной тканизамедлено.Очевидно, приано­малияхпаратиреоиднойфункции состоя­ниекальцитониновойрегуляции упациен­товприобретаетбольшее значение.По крайнеймере, как фармакологическийпрепарат, кальцитонинс успехом использу­ютпри терапииостеопороза, гиперпаратиреозаи болезни Педжета.


Списоклитературы:

А.Ш.Зайчик, Л.П.Чурилов. Патофизиология. т.1. Общая патофизиология. Изд-е 2-е//СПб: Элби, 2001, 624 с.
А.Ш.Зайчик, Л.П.Чурилов. Основы общей патологии. т.2. Основы патохимии. Изд-е 2-е//СПб: Элби, 2000, 688 с.
Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. Биохимия для врача. Екатеринбург: Издательско-полиграфическое предприятие «Уральский рабочий». — 1994 – 384 с.
Гринстейн Б., Гринстейн А. Наглядная биохимия. – М.: «Медицина» 2000 – с.68-69, 84-85
Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: В2-х т. Т.1.Пер с англ.: — М.: Мир – 1993 – 384 с.
Николаев А.Я. Биологическая химия. Учеб. для мед. спец. Вузов – М.: Высшая школа. – 1989 – 495с.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.