Регуляция обмена кальция и фосфатов

Паратгормон и кальцитонин: гормоны-антагонисты

Поддержание уровня ионов $Ca^{2+}$ в крови во многом зависит от баланса двух пептидных гормонов.

Паратгормон (ПТГ) выделяется паращитовидными железами и повышает уровень кальция в крови тремя путями:

• В костной ткани: стимулирует мобилизацию $Ca^{2+}$, вызывая его выход в кровеносное русло.
• В почках: усиливает реабсорбцию ионов кальция в дистальных канальцах.
• В кишечнике: действует опосредованно, активируя образование кальцитриола в почках, что, в свою очередь, стимулирует всасывание $Ca^{2+}$.

Секреция ПТГ регулируется по принципу отрицательной обратной связи: как только концентрация кальция в крови повышается, выработка гормона подавляется.

Кальцитонин — это полипептид, состоящий из 32 аминокислотных остатков с одной дисульфидной связью. Синтезируется парафолликулярными клетками (К-клетками) щитовидной железы и С-клетками паращитовидной железы. В отличие от ПТГ, он снижает уровень кальция: ингибирует его высвобождение из костей и стимулирует экскрецию с мочой. Секреция кальцитонина возрастает при гиперкальциемии и снижается при нехватке кальция.

Биосинтез и механизм действия кальцитриола

Активная форма витамина $D_3$ — кальцитриол ($1,25(OH)_2D_3$) — синтезируется из холестерола. Меньшая часть предшественников поступает с пищей, но основной путь начинается в коже.

Этапы превращения (схема «Кожа-Печень-Почки»):

1. Кожа: 7-дегидрохолестерол под действием ультрафиолетового света неферментативно превращается в холекальциферол. При этом разрывается кольцо B стероидного ядра, образуя структуру секостероида (накапливается одна гидроксильная группа в 3-м положении).
2. Печень: Под действием 25-гидроксилазы холекальциферол гидроксилируется по 25-му атому углерода, образуя кальцидиол (две -OH группы: 3, 25).
3. Почки: Происходит скорость-лимитирующая стадия. Фермент $1\alpha$-гидроксилаза добавляет третью гидроксильную группу, образуя кальцитриол (три -OH группы: 1, 3, 25).

Активируют почечный фермент паратгормон и низкий уровень $Ca^{2+}$, а ингибирует — сам кальцитриол (обратная связь).

По крови кальцитриол переносится с белком-переносчиком. Проникая в клетки-мишени (например, энтероциты), он связывается с внутриклеточным рецептором, взаимодействует с хроматином и изменяет скорость трансляции. В результате синтезируются белки, обеспечивающие всасывание кальция и фосфатов.

Изменение концентрации кальция в плазме

От уровня кальция зависит порог возбудимости нервных и мышечных клеток, работа кальциевых насосов и активность многих ферментов.

• Гипокальциемия (снижение уровня $Ca^{2+}$) приводит к повышению нервно-мышечной возбудимости. Клинически это проявляется гиперрефлексией, судорогами и ларингоспазмом.
• Гиперкальциемия (повышение уровня $Ca^{2+}$), напротив, вызывает снижение нервно-мышечной возбудимости. Возможны тяжелые расстройства нервных функций: психозы, ступор и кома.

Патологии паращитовидных желез

Гиперпаратиреоз возникает при избыточной секреции ПТГ (например, из-за опухоли или гиперплазии желез).

• Патогенез: чрезмерная мобилизация кальция и фосфатов из кости, усиление реабсорбции кальция и выведения фосфатов почками.
• Лабораторная картина: гиперкальциемия, гипофосфатемия (в крови) и гиперфосфатурия (в моче).
• Симптомы: мышечная слабость, снижение возбудимости, боли в мышцах, высокий риск переломов (особенно позвоночника и бедер) и образование камней в почках.

Гипопаратиреоз — недостаточность паращитовидных желез. Главный симптом — выраженная гипокальциемия. Пациенты страдают от приступов тонических судорог (включая спазмы диафрагмы и дыхательных мышц), ларингоспазма и высокой нервно-мышечной проводимости.

Рахит: дефицит минерализации

Рахит — это детское заболевание, при котором костная ткань недостаточно минерализуется из-за дефицита кальция.

Причины:

1. Недостаток витамина $D_3$ в пище или нарушение его всасывания в тонком кишечнике.
2. Дефицит солнечного света (снижение синтеза в коже).
3. Генетические дефекты фермента $1\alpha$-гидроксилазы или рецепторов к кальцитриолу.

Из-за снижения всасывания кальция в кишечнике падает его концентрация в крови. Это стимулирует секрецию паратгормона (развивается вторичный гиперпаратиреоз), который начинает забирать кальций из костей.

Клинические проявления:

• Деформация трубчатых костей и суставов (искривление ног).
• Поражение костей черепа.
• «Куриная грудь» (грудина выступает вперед).
• «Лягушачий живот» (увеличение и выпячивание живота).

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Механизм взаимодействия внутриклеточных рецепторов кальцитриола с хроматином
• Регуляция активности 1α-гидроксилазы в почках
• Синтез высокомолекулярного белка-предшественника кальцитонина
• Патогенез образования камней в почках при гиперпаратиреозе
• Клиническая картина ларингоспазма при гипокальциемии

Другие темы раздела «Гормональная регуляция обмена веществ и функций организма»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.