Нарушение обмена кальция и фосфора какой витамин

Фосфорно-кальциевый обмен – один из важнейших обменных процессов в организме, нарушения которого приводят к серьезным последствиям. Может быть как у детей, так и у взрослых. Наиболее распространенная болезнь, связанная с нарушением фосфорно-кальциевого обмена, — рахит.

В разрезе международной классификации рахит рассматривается как заболевание эндокринной системы, а также как осложнение, возникающее вследствие нарушения обмена веществ. Помимо этого, не исключается значение гиповитаминоза D в схеме формирования рахита. Связывают подобные нарушения с быстрыми темпами роста и развития костного скелета, что при нарушении фосфорно-кальциевого обмена приводит к рахитоподобным состояниям.

Причины, способствующие развитию болезни

Из числа наиболее вероятных факторов возникновения заболевания ведущими выступают следующие:

• ускорение процессов роста и развития, вызывающее повышенную потребность организма в минералах;
• недостаточное поступление кальция и фосфатов с пищей;
• нарушение всасывания кальция и фосфатов в кишечнике, а также избыточное выведение минералов с мочой;
• уменьшение концентрации кальция и фосфатов в организме вследствие нарушения кислотно-щелочного баланса, дисбаланса витаминов и минеральных веществ по ряду причин;
• дефицит витамина D вследствие воздействия внешних и внутренних (наследственных) факторов;
• снижение двигательной активности и опорной нагрузки организма;
• нарушение гормонального фона вследствие нарушения оптимального соотношения остеотропных гормонов.

  

Условия возникновения нарушений в обмене веществ

Фосфорно-кальциевый обмен складывается из следующих последовательных процессов:

• Всасывание минеральных веществ через стенки кишечника.
• Механизм передачи фосфора и кальция из крови в ткани костного скелета.
• Выведение минералов через органы выделительной системы.

Основные причины нарушения фосфорно-кальциевого обмена связывают с вымыванием минералов из костей скелета в кровь. Это приводит к развитию таких патологий, как остеопороз и остеомаляция.

Потребность растущего организма в кальции составляет пятьдесят миллиграммов на килограмм веса в сутки. Основным источником кальция в течение жизни человека остаются молочные продукты. Причем насыщение организма минеральными веществами зависит не только от количества потребляемых кальцийсодержащих продуктов, но и от ряда других причин. Например, от растворимости кальция, его процентного отношения к фосфору (идеальным соотношением считается две части кальция на одну часть фосфора), уровня pH крови и в тканях (повышенное содержание щелочных веществ в организме ухудшает всасывание минералов).

Регуляторы минерального обмена

Основным регулирующим фосфорно-кальциевый обмен витамином признается витамин D, следовательно, от уровня его содержания в организме во многом зависит упорядоченность процесса минерального обмена.

Основные запасы кальция и фосфора находятся в костной ткани. Именно в костях сосредоточено порядка девяносто процентов всего кальция и семидесяти процентов фосфора. Кости скелета на протяжении всей жизни человека активно участвуют в метаболических процессах, поддерживая оптимальный уровень фосфора и кальция в крови. Снижение уровня минералов вызывает постепенное разрушение костной ткани, а повышение предельного уровня приводит к отложению солей.

Выделение некоторой части минеральных веществ с мочой — обязательный механизм метаболического процесса. Причем отклонение от нормы при выведении кальция и фосфора имеет определенные последствия, в частности:

• увеличение содержания кальция в моче вызывает гиперкальциемию;
• уменьшение содержания приводит к гипокальциемии.

Сам же витамин представляет собой набор из порядка десяти витаминов группы D, среди которых можно обозначить наиболее активно участвующие в обменном процессе. Это витамины D2 и D3. Первый в небольшой концентрации содержится в растительном масле и пророщенной пшенице, второй – в рыбьем жире, масле животного происхождения, яйцах и молоке.

Кроме того, достаточное поступление в организм витамина D обеспечивается его образованием в коже под влиянием ультрафиолета (солнечных лучей). Оптимальная концентрация этого витамина достигается уже после десятиминутного облучения кистей рук. При невозможности удовлетворения потребности организма в витамине D его недостаток должен восполняться через пищу либо прием специальных препаратов, содержащих необходимые витамины и микроэлементы.

И если новорожденный малыш некоторое время после появления на свет пользуется запасами этого витамина, заложенными еще в период вынашивания, то по мере роста и взросления организму требуется регулярное поступление необходимых для его нормального функционирования веществ.

Помимо витамина D, важными регуляторами минерального обмена являются гормоны, а именно: гормон, вырабатываемый паращитовидными железами (паратгормон), и гормон, вырабатываемый С-клетками щитовидной железы (кальцитонин).

Примечательно, что при увеличении выработки паратгормона у пациентов наблюдаются проявления гипокальциемии. Этот гормон считается основным сберегающим кальций гормоном. Он обеспечивает своевременную регуляцию кальциевого обмена, поддерживая оптимальную концентрацию минералов в крови.

Выработка кальцитонина напрямую связана с концентрацией кальция в крови. Действие его прямо противоположно действию паратгормона. При повышении уровня содержания кальция в крови увеличивается выработка этого гормона. Соответственно при снижении концентрации кальция секреция кальцитонина уменьшается. Основная функция этого гормона заключается в защите организма от состояния гиперкальциемии.

Помимо перечисленных регуляторов на интенсивность обменных процессов влияет содержание в организме таких микроэлементов, как магний, алюминий, свинец, барий, стронций и кремний.

Симптоматика

У детей нарушение фосфорно-кальциевого обмена чаще всего сопровождается гипокальциемией в различных ее проявлениях. Как правило, следствием таких изменений является развитие рахита, спровоцированного недостатком витамина D, либо проблемы с метаболическими процессами. В редких случаях причиной рахитоподобных состояний становятся наследственные почечные патологии, болезни желудка и кишечника, заболевания, поражающие костную ткань, а также отклонения в функционировании паращитовидных желез.

Среди общих симптомов нарушения кальциево-фосфорного обмена у взрослых и детей выделяют:

• уменьшение массы тела на фоне снижения аппетита;
• тошноту и рвоту, иногда запоры в комплексе с болевыми ощущениями в эпигастральной области;
• повышенную утомляемость, сонливость, ощущение слабости в мышцах;
• нарушения ритма сердца;
• дисфункцию почек.

Нарушения фосфорно-кальциевого обмена по МКБ-10 относят соответственно к классам Е83.3 (нарушения обмена фосфора) и Е 83.5 (нарушения обмена кальция).

Стадии рахита

Медицинское сообщество различает несколько стадий развития рахита. Они отличаются по степени поражения костной ткани и отдельным проявлениям нарушений минерального обмена.

Первая степень рахита

Начальная стадия болезни. По мнению большинства специалистов, сопровождается исключительно изменениями костного скелета.

Вторая степень рахита

Осложняется более выраженными изменениями. В частности, деформируются кости грудной клетки и конечностей, кости черепа (появляются ярко выраженные лобные и теменные бугры).

Третья степень рахита

Среди характерных проявлений болезни в третьей степени течения различают следующие: грубая деформация костей черепа, грудной клетки и нижних конечностей, а также отклонения неврологического характера. Помимо этого, при нарушении фосфорно-кальциевого обмена при рахите у отдельных пациентов наблюдается одышка, учащенное сердцебиение, увеличение размеров печени.

Симптомы спазмофилии

Нередко у детей до достижения двухгодовалого возраста диагностируются специфические рахитоподобные состояния, именуемые спазмофилией. Подобные отклонения имеют некоторые симптомы рахита. Причина спазмофилии – нарушение фосфорно-кальциевого обмена, гипофункция паращитовидных желез. Сопутствующим симптомом спазмофилии является повышение нервной и мышечной возбудимости, сопровождающееся спазмами и судорогами, вызванными недостаточным поступлением кальция в растущий организм. В качестве факторов, осложняющих клиническую картину заболевания, рассматривают дефицит важных минеральных веществ. К таковым относятся натрий, магний и хлор. Кроме того, значительно увеличивает риск появления судорог избыточное содержание калия, а также дефицит витамина В1.

Проявления спазмофилии чаще приходятся на весеннее время года, но могут наблюдаться и в другие периоды. Помимо сезонного обострения, спровоцировать приступ спазмофилии могут любые другие заболевания, сопровождающиеся значительным повышением температуры тела, болезни пищеварительного тракта, сопряженные с частым самопроизвольным извержением содержимого желудка, сильное возбуждение, продолжительный плач и даже испуг. Считается, что подобные состояния приводят к нарушению кислотно-щелочного баланса, вследствие чего организм начинает испытывать дефицит тех или иных минеральных веществ.

Основные методы лечения

Лечение нарушений фосфорно-кальциевого обмена сводится к коррекции процессов обмена, восполнению недостатка витамина D, купированию выраженных проявлений рахита и восстановлению нарушенных функций внутренних органов организма. К числу обязательных лечебных мероприятий относят употребление препаратов, содержащих витамин D, а также регулярный прием солнечных и воздушных ванн (ежедневные прогулки в течение двух-трех часов). В качестве дополнительных методов лечения нарушений фосфорно-кальциевого обмена используют следующие:

• специальные диеты;
• витаминотерапию, заключающуюся в приеме препаратов, содержащих витамины группы В, витамина А, С, Е;
• водные процедуры и массаж.

При отсутствии должного эффекта от предпринятого лечения пациент подлежит госпитализации для более глубокого обследования.

Профилактические мероприятия при беременности

Профилактика нарушений фосфорно-кальциевого обмена проводится еще на стадии вынашивания плода и заключается в следующем:

• подбор правильного рациона питания, исключающего дефицит наиболее важных витаминов и минеральных веществ;
• полный отказ от вредных привычек, вызывающих интоксикацию организма (алкоголь, курение, наркотические средства);
• предотвращение возможного контакта с токсическими веществами (химикаты, пестициды, опасные лекарственные средства);
• достаточная физическая активность, включающая ежедневные прогулки на воздухе в течение нескольких часов;
• соблюдение оптимального режима дня с достаточным периодом на отдых;
• профилактический прием витамина D при наличии показаний.

Профилактические мероприятия для детей

Профилактика нарушения фосфорно-кальциевого обмена на первом году жизни ребенка заключается в соблюдении следующих мероприятий:

• грудное вскармливание по возможности;
• своевременное и правильное введение прикорма;
• достаточные прогулки на свежем воздухе, обязательные водные процедуры, гимнастика и массаж;
• по возможности свободное пеленание ребенка с первых дней жизни.

Кроме того, в качестве мер профилактики и лечения нарушений фосфорно-кальциевого обмена рекомендуется дополнительный прием витамина D.

Заболевания, связанные с изменением фосфорно-кальциевого обмена, встречаются у людей обоих полов вне зависимости от возраста. Фосфор и кальций являются жизненно необходимыми, незаменимыми для полноценного здоровья человека химическими веществами. Наверняка каждый из нас знает, что в составе костной ткани содержится более 90 % кальция и порядка 80 % запасов фосфора со всего организма. В незначительном количестве эти компоненты имеются в ионизированной плазме крови, нуклеиновых кислотах и фосфолипидах.

Метаболизм кальция и фосфора в раннем возрасте

В течение первого года жизни риск нарушения обменных процессов наиболее высок, что связывают со стремительным ростом и темпами развития малыша. В норме ребенок за первые 12 месяцев утраивает массу тела, данную от рождения, а с 50 среднестатистических сантиметров при рождении годовалый карапуз вырастает до 75. У детей фосфорно-кальциевый обмен проявляется относительным или абсолютным дефицитом полезных минералов и веществ в организме.

К появлению подобных проблем приводят многочисленные факторы:

• недостаток витамина D;
• нарушение его метаболизма из-за незрелости ферментных систем;
• ухудшение кишечной абсорбции и почечной реабсорбции фосфора и кальция;
• заболевания эндокринной системы.

Намного реже диагностируются гиперкальциемические состояния, которые представляют собой переизбыток кальция и фосфора. Чрезмерное количество химических веществ в организме не менее опасно для здоровья ребенка и требует медикаментозной коррекции. Однако добиться такого состояния при обычном рационе практически невозможно. Так суточная потребность в кальции у грудничков приравнивается 50 мг на 1 кг массы тела. Следовательно ребенок, который весит около 10 кг, должен получать ежедневно около 500 мг Са. В 100 мл материнского молока, которое является единственным источником полезных веществ, содержится около 30 мл Са, а в коровьем – более 100 мг.

Биохимия фосфорно-кальциевого обмена

После попадания указанных химических веществ в организм происходит их всасывание в кишечнике, затем взаимообмен между кровью и костной тканью с последующим выделением кальция и фосфора из организма с мочой. Данный этап именуется реабсорбцией, которая протекает в почечных канальцах.

Главным показателем успешно пройденного обмена Ca является его концентрация в крови, которая в норме варьируется в пределах 2,3–2,8 ммоль/л. Оптимальным содержанием фосфора в крови считается 1,3–2,3 ммоль/л. Важными регуляторами в кальциево-фосфорного обмена является витамин D, паратиреоидный гормон и кальцитонин, вырабатывающийся щитовидной железой.

Половина содержащегося в крови кальция имеет непосредственную связь с плазменными белками, в частности альбумином. Остальная часть – это ионизированный кальций, который просачивается через капиллярные стенки в лимфатическую жидкость. Ионизированный кальций служит регулятором множества внутриклеточных процессов, включая передачу импульсов через мембрану в клетку. Благодаря этому веществу в организме поддерживается определенный уровень нервно-мышечной возбудимости. Кальций, связанный с белками плазмы, представляет собой своего рода резервный запас для сбережения минимального уровня ионизированного кальция.

Причина развития патологических процессов

Преимущественная доля фосфора и кальция сосредоточена в неорганических солях костной ткани. На протяжении всей жизни твердые ткани формируются и разрушаются, что обусловлено взаимодействием нескольких типов клеток:

• остеобластов;
• остеоцитов;
• остеокластов.

Костная ткань активно участвует в регуляции фосфорно-кальциевого обмена. Биохимия данного процесса гарантирует поддержание их стабильного уровня в крови. Как только концентрация данных веществ падает, что становится явно по показателю 4,5-5,0 (его высчитывают по формуле: Са, умноженный на Р), кость начинает стремительно разрушаться по причине повышенной активности остеокластов. Если данный показатель значительно превышает указанный коэффициент, соли начинают откладываться в костях в избыточном количестве.

Все факторы, негативно влияющие на поглощение кальция в кишечнике и ухудшающие его почечную реабсорбцию, являются прямыми причинами развития гипокальциемии. Нередко при данном состоянии происходит вымывание Ca из костей в кровоток, что неизбежно ведет к остеопорозу. Излишнее всасывание кальция в кишечнике, наоборот, влечет за собой развитие гиперкальциемии. В этом случае патофизиология фосфорно-кальциевого обмена компенсируется интенсивным отложением Са в кости, а оставшаяся часть покидает организм вместе с мочой.

Если организм оказывается неспособным поддержать нормальный уровень кальция, вполне закономерным следствием являются заболевания, вызванные дефицитом химического элемента (как правило, наблюдаются проявления тетании) либо его переизбытком, что характеризуется развитием токсикоза, отложением Ca на стенках внутренних органов, хрящей.

Роль витамина D

В регуляции фосфорно-кальциевого обмена участвует эргокальциферол (D2) и холекальциферол (D3). Первая разновидность вещества присутствует в малых количествах в маслах растительного происхождения, пшеничных ростках. Витамин D3 более популярен – о его роли в процессах усвоения кальция известно каждому. Холекальциферол содержится в рыбьем жире (преимущественно лососевом и тресковом), куриных яйцах, молочных и кисломолочных продуктах. Суточная потребность человека в витамине D составляет приблизительно 400-500 МЕ. Потребность в данных веществах увеличивается у женщин в период беременности и лактации, поэтому может достигать 800-1000 МЕ.

Полноценное поступление в организм холекальциферола можно обеспечить не только потреблением указанных продуктов или витаминных добавок к пище. Витамин D образуется в кожных покровах под воздействием УФ-лучей. При минимальной продолжительности инсоляции в эпидермисе происходит синтез необходимого организму количества витамина D. По некоторым данным достаточно десяти минут пребывания на солнце с открытыми кистями рук.

Причиной недостатка естественной ультрафиолетовой инсоляции являются, как правило, метеоклиматические и географические условия местности проживания, а также бытовые факторы. Возместить недостаток витамина D можно, употребляя продукты с повышенным содержанием холекальциферола или принимая лекарственные препараты. У беременных женщин данное вещество накапливается в плаценте, что гарантирует новорожденному защиту от рахита на протяжении первых месяцев жизни.

Поскольку основным физиологическим предназначением витамина D является участие в процессах биохимии фосфорно-кальциевого обмена, нельзя исключать его роль в обеспечении полноценного всасывания кальция кишечными стенками, отложение солей микроэлемента в костных тканях, реабсорбции фосфора в почечных канальцах.

В условиях дефицита кальция холекальциферол запускает процессы деминерализации костей, усиливает всасывание Ca, стараясь повысить тем самым уровень его содержания в крови. Как только концентрация микроэлемента достигает нормы, начинают действовать остеобласты, которые снижают резорбцию кости и препятствуют ее кортикальной порозности.

Ученые смогли доказать, что клетки внутренних органов чувствительны к кальцитриолу, участвующему в системной регуляции ферментных систем. Запуск соответствующих рецепторов через аденилатциклазу обуславливает взаимодействие кальцитриола с белком-кальмодулином и усиливает передачу импульса ко всему внутреннему органу. Эта связь производит иммуномодулирующий эффект, обеспечивает регуляцию гипофизарных гормонов, а также косвенно влияет на продуцирование инсулина поджелудочной железой.

Участие паратиреоидного гормона в метаболических процессах

Не менее значимым регулятором является паратгормон. Вырабатывается данное вещество паращитовидными железами. Количество паратиреоидного гормона, регулирующего фосфорно-кальциевый обмен, повышается в крови при недостатке поступления Са, ведущего за собой снижение в плазме содержания ионизированного кальция. В этом случае гипокальциемия становится косвенной причиной поражения почек, костей и пищеварительной системы.

Паратиреоидный гормон провоцирует увеличение кальциевой и магниевой реабсорбции. При этом реабсорбция фосфора заметно снижается, что приводит к гипофосфатемии. В ходе лабораторных исследований удалось доказать, что паратгормон увеличивает вероятность проникновения в почки кальцитриола и, как следствие, повышения кишечной абсорбции кальция.

Присутствующий в костной ткани под воздействием паратгормона кальций меняет твердую форму на растворимую, за счет чего химический элемент мобилизуется и выходит в кровь. Патофизиология фосфорно-кальциевого обмена объясняет развитие остеопороза.

Таким образом, паратиреоидный гормон помогает сберегать нужное количество кальция в организме, участвуя в гомеостазе данного вещества. При этом функцией постоянной регуляции фосфора и кальция в организме наделен витамин D и его метаболиты. Продуцирование паратгормона стимулируется низким содержанием кальция в крови.

Для чего задействуется кальцитонин

Фосфорно-кальциевый обмен нуждается в третьем незаменимом участнике – кальцитонине. Это также гормональное вещество, вырабатываемое С-клетками щитовидной железы. На гомеостаз кальция кальцитонин действует как антагонист паратгормона. Темпы продуцирования гормона возрастают при повышенной концентрации уровня фосфора и кальция в крови и снижаются при недостающем поступлении в организм соответствующих веществ.

Спровоцировать активную секрецию кальцитонина можно с помощью диетического питания, обогащенного кальцийсодержащими продуктами. Данный эффект нейтрализуется глюкагоном – естественным стимулятором выработки кальцитонина. Последний оберегает организм от гиперкальциемических состояний, минимизирует активность остеокластов и не допускает рассасывания костей путем интенсивного накопления Ca в костной ткани. «Лишний» кальций, благодаря кальцитонину, выводится из организма с мочой. Предполагается возможность ингибирующего влияния стероида на образование в почках кальцитриола.

Помимо паратиреоидного гормона, витамина D и кальцитонина, влиять на фосфорно-кальциевый обмен способны и другие факторы. Так, например, препятствовать всасыванию Са в кишечнике могут такие микроэлементы, как магний, алюминий, силен, замещая кальциевые соли костной ткани. При затяжном лечении глюкокортикоидами развивается остеопороз, и кальций вымывается в кровь. В процессе всасывания в кишечнике витамина А и витамина D преимущество имеет первый, поэтому употреблять продукты, содержащими данные вещества, необходимо в разное время.

Гиперкальциемия: последствия

Наиболее распространенным нарушением фосфорно-кальциевого обмена считается гиперкальциемия. Повышенное содержание Са в сыворотке крови (более 2,5 ммоль/л) – характерная особенность гиперсекреции околощитовидных желез и гипервитаминоза D. В анализах фосфорно-кальциевого обмена увеличенное содержание кальция может свидетельствовать о наличии злокачественной опухоли в организме или синдроме Иценко-Кушинга.

Высокая концентрация данного химического элемента свойственна пациентам с язвенной болезнью желудочно-кишечного тракта. Зачастую причиной становится чрезмерное употребление молочных продуктов. Гиперкальциемия – идеальное условие для образования конкрементов в почках. Фосфорно-кальциевый обмен влияет на работу всей мочевыделительной системы, понижает нервно-мышечную проводимость. В тяжелых случаях не исключается вероятность развития пареза и паралича.

У ребенка следствием затяжной гиперкальциемии может стать задержка роста, регулярные расстройства стула, постоянная жажда, мышечный гипотонус. При нарушениях фосфорно-кальциевого обмена у детей развивается артериальная гипертензия, поражается ЦНС, что выражается спутанностью сознания, провалами памяти.

Чем грозит дефицит кальция

Гипокальциемия диагностируется намного чаще, чем гиперкальциемия. В большинстве случаев выясняется, что причиной недостатка кальция в организме служит гипофункция околощитовидных желез, активная выработка кальцитонина и плохая всасываемость вещества в кишечнике. Кальциевый дефицит нередко развивается в послеоперационном периоде как ответная реакция организма на введение внушительной дозы щелочного раствора.

У пациентов с нарушениями фосфорно-кальциевого обмена симптомы выглядят следующим образом:

• возникает повышенная возбудимость нервной системы;
• развивается тетания (болезненные сокращения мышц);
• постоянным становится ощущение «мурашек» на коже;
• возможны приступы судорог и нарушения дыхательных функций.

Особенности течения остеопороза

Это наиболее распространенное последствие расстройств, связанных с фосфорно-кальциевым обменом в организме. Для данного патологического состояния свойственна низкая масса кости и изменение структуры костной ткани, что приводит к повышению ее ломкости и хрупкости, а значит, и возрастанию риска перелома. Врачи практически единогласно сходятся во мнении о том, что остеопороз является болезнью современного человека. Риск развития остеопороза особенно высок в пожилом возрасте, однако при отрицательном влиянии технического прогресса, снижении физической активности и воздействии ряда неблагоприятных экологических факторов возрастает удельный вес пациентов зрелого возраста.

Каждый год остеопороз диагностируется у 15-20 млн человек. Преимущественное большинство пациентов – женщины в климактерический период, а также молодые женщины после удаления яичников, матки. Порядка 2 млн случаев переломов ежегодно имеют связь с остеопорозом. Это и переломы шейки бедра, позвоночника, костей конечностей и других участков скелета.

Если брать во внимание сведения от ВОЗ, то патологии скелета и костной ткани по распространенности среди населения Земли уступают только сердечно-сосудистым, раковым заболеваниям и сахарному диабету. Остеопороз способен поразить различные участки скелета, поэтому переломам могут подвергаться любые кости, особенно если недугу сопутствует значительная потеря массы тела.

Метаболические заболевания скелета, в частности остеопороз, характеризуются существенным снижением концентрации микроэлементов, при котором кость резорбируется намного быстрее, чем формируется. Таким образом, теряется костная масса и возрастает риск перелома.

Рахит у детей

Данный недуг является прямым следствием сбоев в фосфорно-кальциевом обмене. Рахит развивается, как правило, в раннем детском возрасте (до трех лет) при нехватке витамина D и нарушениях процессов всасывания микроэлементов в тонком кишечнике и почках, что ведет к изменению пропорции кальция и фосфора в крови. Стоит отметить, что и взрослые люди, проживающие в северных широтах, нередко испытывают проблемы с фосфорно-кальциевым метаболизмом из-за недостатка ультрафиолетового облучения и непродолжительного ?