Какой витамин дает кальций и фосфор

Само погружение в глубину кальциево-фосфорного обмена и связанные с ним гормоны требует некоторой информации из области физиологии (науки о нормальном функционировании организма), о чем ниже. Тем не менее, если Вы – человек нетерпеливый, и ищите информацию о повышенном уровне паратгормона (паратиреоидного гормона, гормона паращитовидной железы), посмотрите сразу в статье Паратгормон и гиперпаратиреоз.

Как это работает?

Всасывание кальция из желудочно-кишечного тракта осуществляется при помощи активной формы витамина D – гормона под названием 1,25-гидроксихолекальциферолом (другие термины: кальцитриол, 1,25-OH-D3). О других формах витамина D в соответствующем разделе.

С фосфатами и их усвоением нет такой проблемы, так как они могут всасываться без участия кальцитриола, и сами эти вещества более доступны и широко распространены.

Активная форма витамина D образуется из неактивной преимущественно в в почках, под влиянием гормона под названием паратгормон (ПТГ).

• Паратгормон выделяется паращитовидными железами – мелкими железами в количестве 4–6 штук у человека. Расположены они, как само название говорит, рядом со щитовидной железой.
• На продукцию ПТГ основное влияние имеет уровень кальция в сыворотке крови: снижение концентрации кальция увеличивает выработку этого гормона, что, в свою очередь, повышает уровень активной формы D3 и всасывание кальция. Это создает типичную петлю отрицательной обратной связи.
• Повышение уровня ПТГ приводит к деминерализации костей, высвобождению кальция из костной ткани.
• С фосфатами ситуация обратная – увеличение их концентрации (опосредованно, через ряд многоэтапных механизмов), стимулирует секрецию ПТГ, а он усиливает выведение фосфатов почками.
• Конечной целью является нормализация уровня кальция и фосфатов.

Из этого следует, что главным регулятором уровня кальция является ПТГ, который стремясь к его нормальному содержанию не только (опосредованно) усиливает всасывание кальция, а и может привести к разрушению костей. Почему так происходит? Так, кальций – это не только компонент костей, а и один из самых важных элементов многих соединений, необходимых для метаболизма живого организма. Кальций также выполняет важную сигнализирующую роль, участвуя, например в каскаде свертывания крови или сокращении мышечных волокон. Поэтому сохранение нормального уровня кальция является «более важным» вопросом, и для этого организм «жертвует» костями.

В прошлом акцентировалась важность еще одного гормона, влияющего на кальциево-фосфорный обмен – кальцитонина, но в настоящее время мы знаем, что его участие как раз в области кальциево-фосфорного обмена минимальна. Этот гормон находит применение, но для обнаружения медуллярного рака щитовидной железы. Больше информации о риске лечения лососевым кальцитонином находится в блоге.

Нарушения кальциево-фосфорного обмена и их симптомы

Вышеизложенное введение позволяет понять, в чем могут заключаться нарушения кальциево-фосфорного обмена и его гормонов.

• Недостаток кальция и фосфора в рационе питания, хотя это редко, чаще всего у людей, придерживающихся «чудодейственных диет для похудения», может привести к деминерализации костей (остеомаляции).
• Дефицит витамина D или нарушение его активации, например вследствие болезни почек и применения различных медицинских препаратов, которое также приводит к выше описанным осложнениям. Это явление, не просто частое, а повсеместное, особенно в старческом возрасте, когда уменьшается способность к синтезу витамина D в коже под воздействием ультрафиолета. Остеомаляцию, вызванную дефицитом витамина D, обычно путают с другим заболеванием костей – остеопорозом.
• Чрезмерная активация витамина D (это происходит в случае некоторых видов опухолевых и воспалительных заболеваний) или его избыточное поступление (прием фармакологических препаратов) является частой причиной увеличения концентрации кальция, которое может проявляться различными симптомами – от нефролитиаза (почечных камней) до опасного для жизни обезвоживания (кальций подавляет способность организма сгущать мочу).
• Заболевание паращитовидных желез – гиперпаратиреоз (избыток ПТГ) вызывает хрупкость костей, увеличение концентрации кальция в крови и много связанных с этим нарушений, как описано выше.
• Гипофункция паращитовидных желез (дефицит ПТГ) вызывает снижение концентрации кальция и повышение уровня фосфатов, что проявляется в назойливых спазмах мышц и (как ни парадоксально) образовании кальциево-фосфатных отложений из-за высокого уровня фосфатов.
• Почечная недостаточность связана с нарушением выделения фосфатов и активацией витамина D. Это в свою очередь приводит к увеличению уровня ПТГ и разрушению костей.

Предостережения

Как мы видим, на уровни кальция, фосфатов и гормонов оказывают влияние разнообразные и взаимно противоположные факторы. Часто гормональные механизмы понимаются слишком упрощенным образом. Например, пациенты испытывают чрезмерные опасения, связанные с повышенным у них уровнем паратгормона, интерпретируя его как заболевание паращитовидных желез. Однако повышение уровня этого гормона не всегда свидетельствует о нарушении функционирования паращитовидных желез, а иногда имеет компенсационный характер и возникает вследствие других заболеваний.

Неоправданно употребляется также диагноз остеопороз, связанный только с ограниченными выводами по результатам денситометрического обследования и невниманием к другим возможным причинам деминерализации костей. Описанные здесь расстройства поэтому требуют вдумчивого обследования эндокринолога-практика, который должен быть знаком с полной клинической картиной, включая диету, которой придерживается пациент.

О подводных камнях, связанных с неправильным применением препаратов, содержащих кальций, написано в блоге.

Минералы — это неорганические вещества, которые нужны организму в небольших количествах. Они выполняют различные функции, которые включают формирование костей и зубов, поддержание оптимального состава жидкостей организма, компонентов различных ферментов. Минералы не образуются в организме. По этой причине их нужно доставлять с едой.

Кальций и фосфор

Кальций и фосфор являются ключевыми минералами для поддержания гомеостаза. Почти все физиологические процессы зависят от кальция в организме. Отклонения от его оптимальных значений приводят к серьезным клиническим проявлениям. Гипокальциемия вызывает повышение нервно-мышечной возбудимости, мышечные спазмы, тетанию и сердечную дисфункцию. При более высоком, чем обычно, уровне кальция развивается гиперкальциемия, которая может привести к диффузному отложению фосфата кальция в тканях, что приводит к дисфункции и повреждению органов. Кальций и фосфор являются макроэлементами, необходимыми для минерализации скелета. Нарушения кальциево-фосфатного обмена являются одними из самых распространенных. К ним относятся отклонения в сывороточных концентрациях обоих минералов, в костях и в основных регуляторных системах (почки, пищеварительная система, околощитовидные железы).

Значение и метаболизм кальция и фосфатов в организме

Кальций является макроэлементом. 99% от общего количества кальция в организме содержится в костях и зубах. Нормальная концентрация этого минерала составляет 2,2-2,7 ммоль / л. Он представлен в трех формах — свободный ионизированный кальций, связанный с фосфатным, сульфатным, цитратным и лактатным анионами, связанный с белками плазмы. Кальций участвует в ряде биологических процессов, включая нервно-мышечную возбудимость, связь между возбуждением и сокращением, высвобождение гормонов из эндокринных клеток, высвобождение медиаторов в синапсах, участие в свертывании крови, роль внутриклеточного медиатора, формирование костей и зубов. Кальций принимается с пищей — при употреблении молока, сыра, круп. Затем он всасывается в тонкой кишке. Суточная потребность в кальции составляет около 1 грамма, а во время беременности и кормления грудью она увеличивается. Ненужный кальций выделяется с калом или мочой. Поддержание оптимального уровня кальция имеет решающее значение для здоровья костей и зубов, для профилактики остеопороза, сердечно-сосудистых и злокачественных заболеваний. Чрезмерное потребление кальция может привести к запорам и развитию камней в почках.

Фосфор также является макроэлементом. Около 86% общего количества фосфатов содержится в костях и зубах. В плазме фосфатов были обнаружены три формы — ионизированный фосфат, связанный с белками плазмы, связанными с ионами кальция и магния. Основная функция фосфатов связана с образованием макроэргических соединений (АТФ, АДФ и креатинфосфат), которые являются ключевым фактором во внутриклеточном энергетическом обмене. Требуемое суточное потребление фосфатов составляет около 1 грамма. Его получают путем употребления в пищу продуктов животного и растительного происхождения. После приема внутрь фосфаты абсорбируются в двенадцатиперстной кишке и других частях тонкой кишки за счет вторичного активного транспорта. Ненужные фосфаты выводятся с мочой.

Костная ткань

Кости являются основной частью опорно-двигательного аппарата. Они выполняют ряд важных функций, таких как защита тканей, хранение кальция и фосфатов, участие в осуществлении движений. Кости состоят из костной ткани, которая является минерализованной соединительной тканью. Это не инертные органы, а динамические структуры, в которых постоянно происходят процессы формирования и разложения кости. Эти процессы называют ремоделированием кости, которое происходит в три этапа — резорбция кости остеокластами, период обращения, образование кости остеобластами. Когда баланс между образованием кости и ее разрушением нарушается, наблюдаются патологические изменения в костях. Когда преобладает резорбция, развивается остеопороз, а в противном случае — остеопетроз.

Костная ткань состоит из трех типов клеток — остеобластов, остеокластов и остеоцитов. Остеобласты представляют собой кубоидные клетки, основная функция которых связана с образованием и минерализацией кости. Они синтезируют компоненты внеклеточного матрикса — коллаген типа I, глюкозаминогликаны, протеогликаны, остеокальцин, остеонектин и сиалопротеин. Остеокласты — это крупные многоядерные клетки, которые рассасывают кости. Остеоциты — это плоские клетки. У них много наростов, которые связывают их с остеобластами, поверхностью кости и соседними остеоцитами. Основной функцией остеоцитов является поддержание нормального состояния костного матрикса. Они также обладают остеолитическими свойствами, которые важны для краткосрочного ремоделирования кости.

Костная ткань обладает высокой функциональной активностью. В любой момент времени около 20% костного вещества находится в процессе восстановления. Часть костной ткани абсорбируется. Эти процессы формируют ремоделирование кости. Во время роста образовательные процессы преобладают над процессами резорбции. В возрасте 50 лет между ними существует баланс. Затем преобладает абсорбция и общая костная масса уменьшается. Поддержание костного гомеостаза регулируется местными (факторы роста, простагландины, цитокины) и системными факторами (кальцитонин, глюкокортикоиды, андрогены, эстрогены, витамин D).

Помимо всех вышеперечисленных функций, костная ткань выполняет эндокринную функцию, которая определяется выработкой биологически активных веществ из ее клеточных компонентов. Недавние исследования показывают, что эти гормоны имеют широкий спектр функций, участвуя в регуляции углеводного и костного обмена, аппетита и секреции тестостерона. К ним относятся остеокальцин, фактор роста фибробластов 23, склеростин, липокалин 2.

Регуляция кальций-фосфатного обмена

Концентрации кальция в плазме в организме контролируются в очень узких пределах. Поддержание гомеостаза кальция включает три участка — кости, почки, пищеварительную систему, три гормона — гормон паращитовидной железы, кальцитонин и активную форму витамина D 3, три типа костных клеток — остеобласты, остеокласты, остеоциты. Основную роль в регуляции гомеостаза кальция играет гормон паращитовидной железы, функция которого заключается в удержании кальция в организме и выведении фосфатов. ПТГ работает в нескольких местах — в костях, почках и тонкой кишке. В костях ПТГ осуществляет быстрое движение кальция и стимулирует резорбцию кости. В почках ПТГ увеличивает реабсорбцию кальция в дистальных канальцахи уменьшает их экскрецию с мочой. В тонкой кишке ПТГ увеличивает усвоение кальция и фосфатов.

Кальцитонин — другой гормон, участвующий в регуляции метаболизма фосфата кальция. Он секретируется С-клетками щитовидной железы. Его основной функцией является предотвращение гиперкальциемии. Его действие имеет два аспекта: кратковременное, которое ограничено движением кальция через барьер остеоцитов и остеобластов, и долгосрочное, которое выражается в снижении резорбции кости путем ингибирования активности остеокластов.

Активная форма витамина D также участвует в регуляции кальций-фосфатного обмена. Его основными эффектами являются повышенная абсорбция кальция и неорганических фосфатов в тонкой кишке, повышенная чувствительность костей к действию ПТГ. Дефицит витамина D приводит к рахиту у детей и остеомаляции у взрослых. Регулирование кальция в организме очень точно. Напротив, регулирование фосфатов является более изменчивым. Оно управляется непосредственно витамином D 3 , который увеличивает поглощение фосфатов в тонкой кишке, и косвенно гормоном околощитовидной железы.

Кальций и фосфор эта такие минералы, которые имеют чрезвычайно важные физиологические функции. Поддержание их оптимальной концентрации в организме имеет решающее значение для здоровья костей, нервно-мышечной возбудимости и сокращения мышц. Добра Вам и крепкого здоровья!