3. Функции и обмен ионов кальция в организме человека. Содержание кальция в крови, гипо и гиперкальциемия

• Название: 3. Функции и обмен ионов кальция в организме человека. Содержание кальция в крови, гипо и гиперкальциемия
• Дата: 08.02.2023
• Размер: 27.4 Kb.
• Имя файла: 1-6.docx
• Тип: Документы; #926610

3.Функции и обмен ионов кальция в организме человека. Содержание кальция в крови, гипо- и –гиперкальциемия. Кальций – один из пяти (О, С, Н, N,Са) наиболее распространенных элементов, встречающихся в организме человека и животных. В тканях организма взрослого человека содержится до 1-2 кг кальция, 98-99% которого локализовано в костях скелета. Входя в состав минерализованных тканей в виде фосфорнокислых солей и апатитов различных видов, кальций выполняет пластическую и опорную функции. Внекостный кальций, на долю которого приходится около 1-2% от его общего содержания в организме, также выполняет чрезвычайно важные функции:

1. 
   Ионы кальция участвуют в проведении нервных импульсов, особенно в области ацетилхолиновых синапсов, способствуя высвобождению медиаторов.
   
2. 
   Ионы кальция участвуют в механизме мышечного сокращения, инициируя при их поступлении в саркоплазму взаимодействие актина и миозина.
   
3. 
   Ионы кальция являются кофактором ряда ферментов, участвующих в синтезе белков, гликогена, в энергетическом обмене и других процессах.
   
4. 
   Ионы кальция легко образуют межмолекулярные мостики, сближают молекулы, активируя их взаимодействие внутри клеток и между клетками. Этот факт объясняет участие кальция в фагоцитозе, пиноцитозе, адгезии клеток.
   
5. 
   Ионы кальция являются необходимым компонентом системы свертывания крови.
   
6. 
   Ионы кальция являются одним из вторичных посредников действия гормонов на внутри- клеточный метаболизм.
   
7. 
   Ионы кальция увеличивают проницаемость клеток для ионов калия, влияют на работу ионных каналов.
   
8. 
   Избыточное накопление ионов кальция внутри клеток ведет к их деструкции и последующей гибели. Кальций поступает в организм в составе пищи в виде солей: фосфатов, бикарбонатов, тартратов, оксалоацетатов, всего – около 1г в сутки. Большинство солей кальция плохо растворимы в воде, чем объясняется их ограниченное усвоение в желудочно-кишечном тракте. У взрослого всасывается из желудочно-кишечного тракта в среднем 30% всего кальция пищи, у детей и беременных – больше. Во всасывании кальция из просвета кишечника участвуют Са²⁺ - связывающий белок, Са²⁺ - зависимая АТФ – аза, АТФ. Витамин D, лактоза, лимонная кислота, белки повышают всасывание кальция из желудочно-кишечного тракта, а алкоголь в высоких дозах и жиры – понижают.
   

Транспорт кальция кровью происходит в комплексе с органическими и неорганическими кислотами, а также с альбуминами и, в меньшей степени – с глобулинами плазмы.

Общее содержание кальция в сыворотке крови составляет 2,2 – 2,8 ммоль/л. Гипокальциемия имеет место при рахите, гипопаратиреозе, при низком содержании кальция в пище и нарушении всасывания его в желудочно-кишечном тракте. Гиперкальциемия отмечается при гиперпаратиреозе, гипервитаминозе D и других патологических состояниях.

Из крови кальций поступает в минерализованные и, в меньшей степени – в другие ткани. В организме костная ткань выполняет роль депо кальция. В надкостнице содержится легко обменивающийся кальций, составляющий около 1% всего кальция скелета.

Концентрация кальция внутри клеток – менее 1 мкмоль/л. Если она повышается более 1 мкмоль/л, то происходит изменение активности многих ферментов, которое влечет за собой нарушение нормального функционирования клетки.

«Кальциевый парадокс» - резкое ухудшение функции сердечной мышцы и общего состояния организма в постишемической фазе миокарда.

3. Ф-ии и обмен ионов фосфора в организме человека. Содержание фосфора в крови, гипо- и гиперфосфатемии. Фосфор один из жизненно необходимых элементов. В организме человека содержится примерно 1кг фосфора. 85% этого количества выполняет структурную и минерализующую функции, входя в состав костей скелета. Значительная часть фосфора является составной частью органических веществ: фосфолипидов, некот коферментов, макроэргических соединений, нук кислот, нуклеотидов, фосфопротеинов, моносахаридов и др. участвуя в реакциях фосфорилирования и дефосфорилирования различных орг соединений выполняет регуляторную функцию. Эти процессы происходят с участием специфических протеинкиназ. Таким путём регулируется активность многих ферментов: фосфорилазы, гликогенсинтазы, а ткаже ядерных, мембранных белков и др. соединений. Неорганический фосфат входит в состав фосфатной буферной системы: NaH2PO4/Na2HPO4 и тем самым участвует в поддержании кислотно-щелочного состояния крови и тканей.

Функции фосфора:-пластическая функция;-входит в состав макроэргов (АТФ);-компонент нуклеиновых кислот, липопротеидов, нуклеотидов, солей;-входит в состав фосфатного буфера;

-регулятор активности многих ферментов (фосфорилирование – дефосфорилирование ферментов);

-играет роль вторичного посредника для некоторых гормонов всоставе цАМФ.

Обмен фосфора тесно связан с обменом кальция, начиная с поступления в организм в составе пищи и кончая выделением из организма. Их объединяет также общая эндокринная регуляция.

В плазме крови фосфор находится в трёх формах: ионизированной 55%, связаной с белками 10%, связанной с комплексонами Na, Ca, Mg 35%. В норме содержание неорганического фосфата в сыворотке крови вз человека составляет 0,75-1,65 ммоль/л и зависит от возраста, пола, характера питания и т.д. В сыворотке крови детей содержание неорганического фосфора выше чем у взрослых и зависит от интенсивности роста.

Гиперфосфатемия отмечается при хронической почечной недостаточности, заживлении перелома кости, при гипофизарном гигантизме, некот опухолях кости, гипервитаминозе Д.

Гипофосфатемия имеет место при рахите, гиперпаратиреозе, низком содержании фосфора в пище и нарушении его всасывания в кишечнике, а также при большом поступлении в организм углеводов.

Содержание фосфатов в клетках крови превышает их содержание в плазме в 30-40 раз. В клетках, в отличие от плазмы крови, преобладает органический фосфат. Конц органического фосфата в клетке выше, чем неорганического почти в 100 раз. В плазме крови преобладает неорганический фосфат, кот, поступая в клетки, используется для реакций фосфорилирования различных органических веществ.

Выведение фосфора из организма осущ главным образом через почки 64,4% а также с калом 35,6%. Очень мало экскретируется с потом. В извитых канальцах почек реабсорбция фосфора зависит от реабсорбции натрия. Усиление экскреции натрия с мочой сопровождается повышением экскреции фосфора. В составе мочи преобладают однозамещённые фосфаты, а в плазме крови- двузамещённые.

3.Гормональная регуляция фосфорно-кальциевого обмена. Роль саливапаротина в процессах минерализации зуба.

Кальций - фосфорный обмен. Общее содержание кальция составляет 2% от массы тела (около 1,5 кг). 99% его сосредоточено в костях, 1% составляет внеклеточный кальций. Содержание кальция в плазме крови равняется 2,3-2,8 ммоль/л, 50% этого количества приходится на ионизированный кальций и 50% - на белковосвязанный кальций.

Функции кальция:- пластический материал;- участвует в мышечном сокращении;- участвует в свёртывании крови;- регулятор активности многих ферментов (играет роль вторичного посредника).

Суточная потребность в кальции для взрослого человека составляет 1,5 г. Всасывание кальция в желудочно – кишечном тракте лимитировано. Всасывается примерно 50% кальция пищевых продуктов при участии кальцийсвязывающего белка. Будучи внеклеточных катионом, кальций поступает в клетки через кальциевые каналы, депонируется в клетках в саркоплазматическом ретикулуме и митохондриях.

Общее содержание фосфора в организме составляет 1% от массы тела (около 700 г). 90% фосфора содержится в костях, 10% приходится на внутриклеточный фосфор. В плазме крови содержание фосфора равно 1-2 ммоль/л.

Функции фосфора:- пластическая функция;- входит в состав макроэргов (АТФ);- компонент нуклеиновых кислот, липопротеидов, нуклеотидов, солей;- входит в состав фосфатного буфера;- регулятор активности многих ферментов (фосфорилирование – дефосфорилирование ферментов);- играет роль вторичного посредника для некоторых гормонов

Суточная потребность в фосфоре для взрослого человека составляет около 1,5 г. В желудочно–кишечном тракте фосфор всасывается при участии щелочной фосфатазы.

Кальций и фосфор выводятся из организма в основном через почки, незначительное их количество теряется через кишечник.

Регуляция кальций – фосфорного обмена. В регуляции обмена кальция и фосфора участвуют паратгормон, кальцитонин, витамин Д. Паратгормон повышает уровень кальция в крови и одновременно снижет уровень фосфора. Повышение содержания кальция связано с активацией фосфатазы, коллагеназы остеокластов, в результате чего при обновлении костной ткани происходит «вымывание» кальция в кровь. Кроме того, паратгормон активирует всасывание кальция в желудочно – кишечном тракте при участии кальцийсвязывающего белка и уменьшает выведение кальция через почки. Фосфаты под действием паратгоромна, наоборот, усиленно выводятся через почки. Кальцитонин снижает уровень кальция и фосфора в крови. Кальцитонин уменьшает активность остеокластов и, тем самым, снижает выделение кальция из костной ткани.

Витамин D. Витамин D (холекальциферол, антирахитический витамин) относится к жирорастворимым витаминам. Суточная потребность в витамине составляет 25 мкг. Витамин D под действием УФ - лучей синтезируется в коже из его предшественника 7-дегидрохолестерина, который в комплексе с белком поступает в печень. В печени при участии микросомальной системы оксигеназ происходит его окисление в 25 положении с образованием 25 -гидрокисихолекальциферола. Этот предшественник витамина при участии специфического транспортного белка переносится в почки, где подвергается второй реакции гидроксилирования в первом положении с образованием активной формы витамина D₃ - 1,25дигидрохолекальциферола (или кальцитриола). Реакция гидроксилирования в почках активируется паратгормоном при снижении уровня кальция в крови. При достаточном содержании кальция в организме в почках образуется неактивный метаболит 24,25 (ОН). В реакциях гидроксилирования принимает участие витамин С. 1,25 (ОН)₂ D₃ действует аналогично стероидным гормонам. Проникая в клетки – мишени, он взаимодействует с рецепторами, которые мигрируют в ядро клетки. В энтероцитах этот гормон – рецепторный комплекс стимулирует транскрипцию иРНК, отвечающую за синтез белка – переносчика кальция. В кишечнике усиливается всасывание кальция при участии кальцийсвязывающего белка и Са²⁺- АТФ-азы. В костной ткани витамин D₃ стимулирует процесс деминерализации. В почках активация витамином D₃ кальциевой АТФ-азы сопровождается увеличением реабсорбции ионов кальция и фосфатов. Кальцитриол участвует в регуляции процессов роста и дифференцировки клеток костного мозга. Он обладает антиоксидантным и противоопухолевым действием. Гиповитаминоз приводит к заболеванию рахитом. Гипервитаминоз приводит к выраженной деминерализации костей, кальцификации мягких тканей.

Нарушения кальций – фосфорного обмена. Рахит проявляется нарушением минерализации костной ткани. Заболевание может быть следствием гиповитаминоза D_3., отсутствием солнечных лучей, недостаточной чувствительностью организма к витамину. Биохимическими симптомами рахита являются снижение уровня кальция и фосфора в крови и снижение активности щелочной фосфатазы. У детей рахит проявляется нарушением остеогенеза, деформаций костей, гипотонией мышц, повышенной нервно-мышечной возбудимостью. У взрослых людей гиповитаминоз приводит к кариесу и остеомаляции, у пожилых людей – к остеопорозу. У новорожденных может развиваться транзиторная гипокальциемия, поскольку прекращается поступления кальция из организма матери и наблюдается гипопаратиреоз. Гипокальцемия, гипофосфатемия могут встречаться при нарушении выработки паратгормона, кальцитонина, нарушении функции желудочно – кишечного тракта (рвота, диарея), почек, при механической желтухе, в период заживления переломов.


3. Источники фторидов организма, распределение в тканях и био-их жидкостях, содержание фторидов в крови, моче, грудном молоке и его заменителях. Обмен ионов фтора в костной ткани и тканях зуба. Фториды поступают в организм в составе пищи, питья, с вдыхаемым воздухом, через кожу. К пищевым продуктам богатым фторидами, относятся рыбные консервы, рыбный белковый концентрат, что обусловлено содержанием в них костей, богатых фторидами. В рыбном филе содержани фторидов от 0,1 – 0,5 мг/кг, в мясе 0,2-2,0 мг/кг. В зерновых культурах и овощах значительно ниже, чем в мясе. Петрушка, салат, капуста 1-7мг/кг. Чайные листья 3,2-400мг/кг сухой массы, в настое чая 0,4-2,8мг/л. В коровьем молоке 0,1 мг/л. Заменители грудного молока содержат больше фторидов, чем грудное молоко. Фториды крови распределяются между плазмой и эритроцитами в соотношении 3:1 соответственно. Фториды присутствуют в крови, как в ионизированной форме, так и в связанном с белками состоянии (в основном с альбуминами). Конц фторидов в крови увеличивается при повышении их содержания в питьевой воде. Конц фторидов в плазме крови вз людей, выраженная в мкМ/л, численно равна их конц питьевой воде, выраженной в мг/л, т.е при оптимальном содержании фторидов в питьевой воде она колеблется в диапазоне 0,75-1,5 мкМ/л. В минерализованных тканях концентрируется 99% фторидов от их общего количества в организме. Оставшаяся часть фторидов (1%) распределяется между био-ми жидкостями и мягкими тканями. Общее содержание в минерализованных тканях может достигать 200-300мг на 1 кг их массы. Твёрдые ткани накапливают фтор на протяжение всей жизни, его общее количество увеличивается с возрастом. Губчатая кость содержит больше фторидов, чем компактная. Поглощение фторидов кристаллами гидроксиапатитов происходит в 3 стадии. На первой стадии фториды проникают в гидратную оболочку кристаллов гидроксиапатитов, на второй – происходит обмен между фторидами гидратной оболочки и гидроксильными группами на поверхности кристаллов. На 3 стадии часть фторидов может проникнуть в более глубокие слои кристалла гидроксиапатита. Высвобождение фторидов из минерализованных тканей происходит в 2 фазы. Первая – быстрая, длящаяся недели и включающая ионный обмен в гидратной оболочке. Вторая – медленная, со средним периодом полураспада около 8 лет, происходит за счет остеокластной резорбции кости.

Конц фтора в тв тканях зуба больше чем в кости. Она наиболее высока в дентине, где содержание фторидов больше чем в эмали в 2-3 раза. В области дентино-пульпарной границы конц фторидов достигает наибольшего значения и постепенно убывает к дентин-эмалевой границе. В эмали конц фторидов наиболее высока в поверхностном слое. Содержание фтора в тканях зуба коррелирует с его содержанием в био-их жидкостях:слюне, крови, межклеточной жидкости, что в свою очередь зависит от содержания фтора в питьевой воде. В мягких тканях конц фторидов менее 1 мг/кг сырой ткани и находится в равновесии с конц фторидов в плазме крови. В секрете потовых желез содержание фторидов 1-3 мкМ/л. В ротовой жидкости конц фторидов несколько ниже чем в плазме крови. Выведени фторидов из организма происходит через почки с мочой. У вз людей суточная экскреция с мочой составляет 50% всех всосавшихся из пищеварительного тракта фторидов. Выведение фторидов с мочой увеличивается при увеличении рН крови. Содержание фторидов в моче пропорционально их содержанию в питьевой воде.

3. Био-ое значение фтора. Зависимость состояния зубов от содержания фтора в воде. Влияние высоких доз фтора на организм. Фторсодержащие заменители крови.

Ф-ии:-Фторид-ионы участвуют в процессах минерализации и реминерализации тв тканей зуба, костной ткани, положительно влияют на их структуру.

-В составе фторапатитов ионы фтора увеличивают прочность эмали зуба и её кислоторезистентность

-Фториды обладают бактериостатическим эффектом, т.к. ингибируют ферментов кислотообразующих микробов полости рта.

-Стимулируют слюноотделение, активируют процесс преципитации апатитов смешанной слюны на эмали, повышая тем самым минерализующую ф-ию слюны.

-Способствуют снижению конц радионуклеотидов в минерализованных тканях, повышая тем самым устойчивость организма к радиации.

-Непосредственно участвуют в образовании секреторного Ig A, повышая иммунную защиту тканей полости рта.

-Уплотняют ногти, волосы, эпидермис.

Содержание фтора в зубах зависит от количества фтора в биологических жидкостях: слюне, крови, межклеточной жидкости, что в свою очередь зависит от содержания фтора в питьевой воде. Основным источником фтора для организма является питьевая вода. При содержании фтора в питьевой воде менее 0,5 мг/л население заболевает кариесом. избыточность фтора в организме приводит к нарушению процесса минерализации твёрдых тканей, что приводит к флюорозу костей и зубов. Его начальное проявление отмечается при употреблении питьевой воды с конц фтора 2 мг/л. Флюороз- системное заболевание, первые признаки которого сводятся к проявлению жёлто-коричневых пятен на эмали, поверхность эмали становится бугристой, края коронок зубов становятся изъеденными, повышается ломкость зубов. Поступление большого количества фторидов в организм детей может привести к гипоплазии эмали и дентина. Избыток фтора уплотняет поверхностный слой эмали зуба, ограничивая поступление в него кальция и фосфора и препятствуя тем самым процессу минерализации.

Высокие дозы фтора ингибируют многие ферменты, поэтому при выраженных формах флюороза в патологический процесс вовлекаются не только минерализованные ткани, но и цнс, жкт, ссс и эндокринная система, появляются существенные сдвиги в иммунном статусе организма, снижается тонус мышц, нарушается кроветворение, ускоряются процессы физиологического старения. Особенно тяжело протекает острое отравление фторидами, кот проявляется неспецифической симптоматикой с выраженными нарушениями ф-ии цнс, жкт, почек, гипокальциемией вплоть до шокового состояния.

Зависимость между сожержанием фтора в питьевой воде и зарактером заболеваемости населения:-При содержании фтора в воде менее 0,5 мг/л население болеет кариесом

-При конц 0,5-2 мг/л заболеваемость кариесом падает, но начиная с 1,5 мг/л и выше появляются первые признаки флюороза зубов

-При конц 2-3 мг/л дальнейшее снижение заболеваемости кариесом не происходит, но увеличивается число выраженных форм флюороза зубов

-При конц 4-6 мг/л возникает флюороз костей: нарушается минерализация костной ткани, происходит уплотнение костей таза, позвоночника, ребер, прогрессируют симптомы флюороза зубов.

-При конц более 6 мг/л на фоне перечисленных выше патологических симптомов происходит угнетение белого ростка крови, иммунитета, ф-ий щит железы, ссс, цнс,кроветворения.

В качестве кровезаменителей применяют перфторуглероды. Это производные углевородов, у кот все атомы водорода замещены на атомы фтора. Это негорючие, химически инертные соединения, не растворимые в воде, труднорастворимые в органических растворителях, устойчивые к действию кислот, щелочей, окислителей. Благодаря аномально высокой способности растворять кислород и углекислый газ, перфторуглероды нашли применение в медецине, как высоко эффективные газопереносящие кровезаменители. Примеры: перфукол, перфторан, перфтордекалин.

3. Биологические ф-ии, распространение в организме и многообразие типов соединительной ткани. Метаболические и функциональные особенности различных клеток соединительной ткани.

Соединительная ткань- самая распространенная ткань организма человека и животных, играет важную роль, как в нормальной жизнедеятельности, так и в патологии. Она составляет примерно 50% массы тела человека, и представлена в виде следующих морфологических разновидностей: рыхлая соед тк, кость, ткани зуба и пародонта, нейроглия, хрящ, кожа, жировая, пигментная, ретикулярная, слизистая и др ткани, стенка кровеносных и лимфатических сосудов, фасции, сухожилия и др. Особые разновидности соединительной ткани, кот образуются при патологии: грануляционно-фиброзная, фиброзная.

Ф-ии:

1.Структурная- соединительная ткань участвует в построении различных тканей, органов, образует каркас тела – скелет, каркас отдельных органов - -строму, фасции мышц и апоневрозы.

2.Ф-ия объединения и разграничения как различных тканей, органов между собой, так и долей одного и того же органа.

3.Репаративная- направлена на заживление ран, ликвидацию последствий травм, воспалительных процессов, дефектов тканей, органов.

4.Метаболическая- синтез и распад белков коллагеновых и эластических волокон, а также компонентов основного в-ва, участие в водно-солевом обмене.

5.Защитная- осуществляется за счет фагоцитоза, биосинтеза гамма-глобулинов, создания механических барьеров, к которых относится кожа, капсулы внут органов, серозные оболочки, основное вещество соед тк. Защитная ф-ия также представлена в виде воспаления в патологии, инкапсулирования патологического очага и т.п.

6.Резервная- осуществляется адипоцитами, кот накапливают жир, соединительной ткани участвуют все ее клеточные и межклеточные компоненты, а также тучными клетками, макрофагами, лимфоцитами, фибробластами, кот депонируют витамины, пигменты, мин в-ва.

Клетки соединительной ткани:

1.Фибробласты продуцируют коллаген, эластин, компоненты основного вещества. Их разновидностями являются остеобласты, хондробласты, кератобласты, одонтобласты соответствующих тканей.

2.Тучные клетки продуцируют гепарин, гистамин, серотонин, некоторые протеолитические ферменты, эйкозаноиды и др в-ва, участвующие в развитии воспаления, влияющие на проницаемость клеточных мембран, микроциркуляцию. Способны накапливать кальций, фосфор и др в-ва поступающие из крови.

3.Макрофаги обладают способностью к фагоцитозу, уничтожают бактерии, погибшие клетки и их остатки.

4.Плазмоциты синтезируют гамма-глобулины.

5.Лимфоциты и гранулоциты проникают в соединительную ткань из крови.

6.Ретикулярные клетки осущ синтез ретикулиновых волокон.

Особенностью структуры соединительной ткани всех видов является низкое содержание клеток и преобладание межклеточного вещества, кот состоит из волокнистых структур и основного в-ва.