Кальций.Кальций выполняет в организме разнообразные функции, главные из которых участие в создании жесткого скелета, достигаемое путем отложения фосфатов кальция на коллагеновую основу в костях. Ионизированный Кальций в возбудимых тканях участвует в процессе электросекреторного и электромеханического сопряжения. Без участия ионов кальция невозможно мышечное сокращение и нормальная работа сердца. При дефиците кальция может развиться нарушение мышечной деятельности, повышение судорожной готовности, в крайних стадиях развивается тетанический синдром (непрерывные судороги). Однако всё-таки наиболее распространенным и важным проявлением дефицита является нарушения кальцификации костной ткани. Содержание кальция в организме человека составляет в среднем около 1 кг и 99 % его сосредоточено в костях, где вместе с фосфатом он образует кристаллы гидроксиапатита. Кость это динамичная ткань, претерпевающая перестройку в зависимости от нагрузки. В состоянии динамического равновесия процессы образования и резорбции (рассасывания) костной ткани сбалансированы. В дополнение к своей функции опоры, кости служат огромным резервуаром кальция. Около 1 % кальция скелета составляет легкообменный пул, еще около 1 % общего количества находится в надкостнице и также относительно легко доступны. Ионизированный Кальций, концентрация которого у большинства млекопитающих, птиц и рыб поддерживается в пределах 1,1 – 1,3 ммоль на 1 литр – это биологически активная фракция кальция. Даже небольшие отклонения в концентрации кальция в крови с трудом переносятся организмом человека и животных. Они ведут к развитию мышечных болей, которые сменяются судорожным синдромом, параличами и коллапсом. Поддержание нормальной концентрации Са2+ осуществляется сложной системой гормонов и витамином D, который в настоящее время также рассматривается как предшественник гормонов. В основе действия этой системы - сбалансированный процесс поступления и выведения кальция из организма. Ежедневно с пищей в организм поступает от 600 до 1200 мг кальция, и столько же покидают его, в основном за счет экскреции с мочой. Нарушение этого баланса ведет к потерям кальция или, редко, к обызвествлению внутренних органов. Поскольку нормальная и стабильная концентрация кальция является обязательным условием жизни, все изменения в его балансе покрываются за счет костной ткани. При достаточном или избыточном содержании кальция в пище этот баланс целиком зависит от процессов регулирующих его всасывание и выведение, в частности от наличия витамина D и интенсивности процессов пластичной перестройки кости. Поддержание концентрации ионов кальция в крови зависит от равновесия активностей паратгормона и кальцитонина. Паратгормон секретируется паращитовидными железами. Он способствует выходу кальция из костей и замедляет его выведение почками, усиливая обратную реабсорбцию в почечных канальцах. И таким образом повышает содержание ионов Ca++ в крови, усиливает всасывание в кишечнике. Кальцитонин секретируется щитовидной железой и является полным антагонистом паратгормона. Снижает всасывание кальция в кишечнике, тормозит его выведение из костей и усиливает выделение почками. При нормальном соотношении гормонов процессы поступления кальция в организм и его выведения оказываются уравновешенными, и выведение кальция оказывается уравновешенным его всасыванием. Равномерное увеличение концентрации обоих гормонов не приводит к изменению концентрации кальция в плазме крови или его запасов в организме. Однако, если имеется дефицит кальция в костях, то при повышенной активности указанной гормональной системы, ускоряется восполнение этого дефицита. Этому также способствует витамин D. Витамин D, поступая в организм превращается в витамин-D-гормон. Главное его действие заключается в повышении всасывания кальция в кишечнике и усиление кальцификации костей, т.е. усиливает процесс депонирования иона. Нарушения (дефицит) обмена кальция в организме, за небольшим исключением, ограничивается патологией костной ткани (рахит, остеопороз, остеомаляция и т.д.). Основными причинами этого являются ряд состояний. Во-первых это дефицит витамина D, который чаще всего проявляется у детей в развитии рахита. В организме под действием ультрафиолета солнечных лучей вырабатывается собственный витамин D, отчего для нормального развития детям важно как можно чаще бывать на солнце. Поскольку перестройка костной ткани идет не только в детском возрасте, но продолжается всю жизнь, дефицит витамина может проявляться в любом возрасте, вследствие ограничения пребывания на солнце. Легко понять, что в середине зимы мы все испытываем дефицит витамина D и нуждаемся в его коррекции. Повышенные потери кальция наблюдаются также при снижении активности половых гормонов, которые косвенно участвуют в процессах образования кости. Большое значение для динамики концентрации кальция имеет секреция кортизола. У лиц с высоким содержанием кортизола в крови вследствие непрерывного стрессирования часто также наблюдается потеря кальция. Другими причинами являются повышенное потребление кальция на рост костной ткани у подростов и у спортсменов при высоких физических нагрузках, особенно в видах спорта, связанных с подъемом тяжелых грузов, а также у людей, чья деятельность связана с переносом грузов и высокими силовыми нагрузками (грузчики, например). Повышенные потери кальция наблюдаются при заболеваниях почек, снижении всасывания в кишечнике при некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Не смотря на то, что Са является достаточно распространенным элементом, его поступление с пищей составляет некоторую проблему, во-первых, потому, что не все продукты содержат достаточное количество кальция, во-вторых, потому что, как мы только что видели, нужна исправно функционирующая система его физиологической утилизации (использования) в организме. В раннем возрасте дефицит поступления кальция в организм проявляется заболеванием, известным под названием рахит. В юношеском возрасте организм может не справляться с удовлетворением потребностей в кальции, что чаще всего вызывается интенсивным ростом и, следовательно, высоким уровнем потребления. Это проявляется мышечными болями и судорожными подергиваниями, особенно после интенсивных физических нагрузок и многочисленными остеохондропатиями в виде очагов ограниченного распада костной ткани, чаще всего в местах прикрепления сухожилий крупных мышц (болезнь Шляттера, Горна). Такие нарушения, как правило, проходят без особых последствий, однако на протяжении двух – трех реже более лет причиняют подросткам серьезные страдания. Они ограничивают занятия спортом, участие в подвижных играх. В редких случаях возможны отрывы сухожилий и незначительные деформации костей, особенно при поражении костей стопы. В зрелом и старческом возрасте дефицит кальция приводит к развитию остеомаляции и остеопороза. Причиной остеомаляции, как правило, оказывается дефицит витамина D, а остепороз вызывается дефицитом половых гормонов: тестостерона у мужчин и эстрогенов у женщин, дефицит половых гормонов может иметь некоторое значение для обмена кальция и в молодом возрасте при задержке полового развития. Динамика поступления кальция в организм зависит от трех основных факторов: 1) уровня секреции двух основных гормонов, регулирующих его обмен; 2) всасывания ионов Ca++ и 3) степени насыщенности его основных депо в костной ткани. Всасывание кальция в кишечнике является активным процессом. Это означает, что оно происходит при участии переносчика, которым является Ca++-связывающий белок, и нуждается в энергии. Кроме того, для успешного всасывания кальция необходимо участие витамина D и двух незаменимых аминокислот – лизина и L-аргинина. Поэтому при отсутствии витамина D в пище или недостатке его синтеза в организме, а также при белковой недостаточности усвоение кальция нарушается. Существенно ухудшается оно также на фоне снижения энергетического обмена. Всасывание кальция может нарушаться в присутствии большого количества ионов магния, что зависит от конкурентного ингибирования.
|