Клиническая химия в диагностике и лечении. Обмен натрия и воды обмен калия лечение диуретиками гомеостаз ионов водорода

• Название: Обмен натрия и воды обмен калия лечение диуретиками гомеостаз ионов водорода
• Анкор: Клиническая химия в диагностике и лечении.doc
• Дата: 24.05.2018
• Размер: 3.99 Mb.
• Имя файла: Клиническая химия в диагностике и лечении.doc
• Тип: Документы; #19588
• Категория: Биология. Ветеринария. Сельское хозяйство
• страница: 21 из 42

ОБМЕН КАЛЬЦИЯ, ФОСФАТОВ И МАГНИЯ

Основная масса имеющегося в организме кальция находится в костях. Длительная недостаточность кальция вызывает заболева­ния костной системы. Однако фракция внекостного кальция, хотя она составляет всего 1 % от его общего содержания в организме, очень важна из-за ее воздействия на нервномышечную возбуди­мость и сердечную мышцу.

Фосфаты представляют собой наиболее важные анионы, ассо­циируемые с кальцием в организме. Знание содержания фосфатов в плазме кровп необходимо для интерпретации нарушений метабо­лизма кальцпя. Общая секреция почечными канальцами ионов во­дорода и образование бикарбонатов зависят от наличия фосфатов и натрия в клубочковом фильтрате. Клеточные макроэргические фосфаты имеют очень важное биологическое значение.

Более половины имеющегося в организме магния находится в костях. Основная масса магния, находящегося вне костей, сосредо­точена внутри клеток. Как и в случае кальция, небольшая внекле­точная фракция (приблизительно 1% от общего содержания) имеет важное значение в связи с ее воздействием на нервномы­шечные функции. Учитывая это сходство в распределении и фи­зиологическом действии, метаболизм кальция и магния обсужда­ется в одной главе.

ОБМЕН КАЛЬЦИЯ

Общее содержание кальция в организме

Общее содержание в организме кальция зависит от соотноше­ния между его поступлением и выведением.

Факторы, влияющие на поступление кальция. Количество каль­ция, поступающего в организм, зависит от его содержания в про­дуктах питания. В норме человек потребляет приблизительно 25 ммоль (1 г) кальция за сутки. От 25 до 50% этого количества подвергается всасыванию, для обеспечения которого необходим витамин D в виде 1,25диокспхолекальциферола.

Факторы, влияющие на выведение кальция. Кальций выводится из организма с мочой и фекалиями. Содержащийся в фекалиях кальций состоит из того кальция пищи, который не подвергся вса­сыванию в желудочнокишечном тракте, а также в значительно большей степени из кальция, поступившего в просвет кишечника из внеклеточной жидкости. В желудочнокишечном тракте кальций (как эндогенного, так и экзогенного происхождения) может стать нерастворимым под воздействием больших количеств фосфатов или жирных кислот. Прием фосфатов внутрь можно назначать как ле­чебное мероприятие для регуляции всасывания и реабсорбции кальция. При стеаторее избыток жирных кислот в содержимом ки­шечника способствует нарушению всасывания кальция.

Экскреция кальция с мочой зависит от его количества, цирку­лирующего в кровеносных сосудах почечных клубочков, функцио­нирования почек, уровней паратгормона и 1,25диоксихолекальпиферола и в меньшей степени от выведения с мочой фосфатов. Ко­личество кальция циркулирующего через клубочки, нарастает пос­ле нагрузки кальцием или во время декальцификации костей, не обусловленной недостаточностью кальция (остеопороз или ацидоз). Такая декальцификация редко вызывает гиперкальциемию, по­скольку кальций быстро выводится из организма через почки. И, наоборот, гиперкальциемия любой этиологии вызывает гиперкальциурию, если почки функционируют нормально. При недоста­точности клубочков выведение кальция с мочой снижено, даже в условиях гиперкальциемии.

Кальций плазмы крови

Содержание кальция в плазме следует определять с точностью до 0,05 ммоль/л (0,2 мл/дл). Изменения содержания кальция, не достигающие этой величины, по-видимому, несущественны. В плаз­ме циркулирующей крови кальций содержится в двух основных формах. Фракция кальция, связанного с альбумином, составляет несколько меньше половины общего количества кальция, опреде­ляемого рутинными аналитическими методами. Кальций этой фракции лишен физиологической активности и представляет собой транспортную форму кальция, сравнимую с фракцией железа, свя­занного с трансферрином. Большая часть остального кальция плазмы является свободной ионизированной (Са²") физиологиче­ски важной фракцией (сравните с тироксином и с кортпзолом). Следует стремиться к тому, чтобы определять не общее содержа­ние кальция, а концентрацию свободного ионизированного каль­ция. Однако существующие методы, хотя и становятся более широ­ко доступными, все еще не апробированы для повседневного при­менения. Во всех случаях, когда оценивают общее содержание кальция в плазме, следует попытаться выяснить, находится ли концентрация свободной ионизированной фракции в пределах нор­мы, сопоставляя данные об общем содержании кальция и альбуми­на в одном и том же образце. Из-за воздействия позы больного на концентрацию белка в плазме его крови содержание общего (но не свободного ионизированного) кальция бывает ниже, если кровь брали у больного в положении лежа, а не стоя.

По мере повышения рН высвобождение в водных растворах свободного ионизированного кальция из его солей уменьшается. В плазме повышение рН также способствует связыванию кальция с белками. Поэтому при алкалозе отношение свободного ионизиро­ванного кальция к общему содержанию кальция понижается по двум указанным выше причинам, и, несмотря на то, что общий уровень кальция остается в пределах нормы, может развиться тетания. При патологических состояниях, сопровождающихся дли­тельным ацидозом (например, после трансплантации мочеточников в толстый кишечник или при почечноканальцевом ацидозе), повы­шается растворимость солей костной ткани и больше кальция, чем в норме, переходит из костей во внеклеточную жидкость и, следо­вательно, в мочу; в этих условиях даже при адекватном поступле­нии кальция в костную ткань и нормальном функционировании околощитовидных желез может развиться остеомаляция.

Регуляция содержания кальция в плазме

Наиболее важным регуляторным фактором, обеспечивающим постоянство в пределах узкого диапазона колебаний концентрации свободного ионизированного кальция в циркулирующей крови, яв­ляется паратгормон (ПГ), секретируемый околощитовидными Спаращитовидными) железами. Кальцитонин, продуцируемый щито­видной железой, оказывает на содержание кальция противополож­ное ПГ действие. Значение кальцитонина в гомеостазе кальция ме­нее изучено, чем роль ПГ. Оба указанных гормона, контролируя содержание в плазме свободного ионизированного кальция, в каче­стве резервуара этого элемента используют костную ткань. Для действия ПГ, по-видимому, необходимы физиологические концент­рации 1,25диоксихолекальциферола, стимулирующего процесс вса­сывания кальция из желудочнокишечного тракта.

Действие паратгормона и его контроль. Паратгормон повышает концентрацию свободного ионизированного кальция в плазме. Он оказывает два непосредственных действия на содержание в плазме кальция и фосфатов.

Воздействуя непосредственно на остеокласты, ПГ способствует высвобождению солей костной ткани и поступлению их во внекле­точную жидкость. Этот эффект приводит к повышению содержания в плазме как кальция, так и фосфатов.

Воздействуя на клетки почечных канальцев, ПГ понижает реабсорбцию фосфатов из клубочкового фильтрата, вызывая фосфатурию. Этот эффект способствует уменьшению содержания фосфа­тов в плазме.

Паратгормон может также увеличивать реабсорбцпю кальция в почечных капальцах, по-видимому, стимулируя превращение 25оксихолекальциферола в биологически активный 1,25диоксихолекальциферол (ДОХК).

Секреция ПГ, подобно таковой инсулина поджелудочной желе­зой, не контролируется какой-либо другой эндокринной железой. На нее влияет главным образом концентрация свободных ионов кальция в крови, циркулирующей через околощитовидные железы. Понижение концентрации этих ионов повышает скорость высво­бождения гормона и секреция ПГ поддерживается на постоянном уровне до тех пор, пока не произойдет нормализация содержания свободного ионизированного кальция, после чего она прекраща­ется. Недостаточность ДОХК может повышать чувствительность этого механизма обратной связи.

Помня о том, что действие ПГ направлено на костную ткань и почечные канальцы, а также, что секрецию ПГ контролирует со­держание свободного ионизированного кальция, можно предска­зать последствия большинства нарушений метаболизма кальция в плане изменения концентрации кальция и фосфатов в плазме. По­нижение концентрации свободного ионизированного кальция, если оно не обусловлено гипопаратиреозом, вызывает фосфатурию в ре­зультате стимуляции функций паращитовидных желез, эта потеря организмом фосфатов превосходит тенденцию к гиперфосфатемии, связанную с прямым воздействием ПГ на костную ткань, и в плаз­ме устанавливается уровень фосфатов, соответствующий нижней границе нормы или низкий. И, наоборот, высокая концентрация кальция, если она не обусловлена избытком ПГ, прекращает продуцирование этого гормона и приводит к установлению высокого уровня фосфатов в плазме. Следовательно, уровпп кальцпя п фос­фатов, как правило, имеют тенденцию к однонаправленным вариа­циям, за исключением случаев неадекватного избытка или дефици­та ПГ (как это происходит при первичном гиперпаратиреозе или гипопаратиреозе) или при почечной недостаточности, когда фосфатурический эффект ПГ понижен.

Метаболизм и действие витамина D (рис. 33). Холекальцпферол (витамин Ds) образуется главным образом в коже из 7дегидрохолестерина под действием ультрафиолетовых лучей и в этой форме встречается в тканях животных, особенно в печени. Эргокальциферол (D2) можно получить из растений после облучения их ультрафиолетовыми лучами. Эти витамины группы D транспор­тируются в плазме связанными со специфическими белкамипере­носчиками и до тех пор, пока не претерпевают дальнейших биохи­мических превращений, физиологической активности не прояв­ляют.

У взрослых здоровых людей значительно больше холекальцпферола поступает из кожи, чем из продуктов питания. Последние мо­гут быть важным источником холекальциферола в периоды роста или беременности, а также у лиц (например, у стариков), которые находятся преимущественно в жилых помещениях и не подверга­ются воздействию ультрафиолетовых лучей.

В печени холекальциферол гидроксилируется до 25окспхолекальциферола (ОХК) — основной формы, в виде которой этот ви­тамин циркулирует в кровотоке. Активность 25гидроксилазы, по-видимому, не контролируется по механизму обратной связи, и скорость образования ОХК определяется преимущественно поступ­лением холекальциферола из кожи или кишечника. Некоторое количество ОХК после инактивации эксретируется с желчью, но основная масса его связывается с белком и циркулирует вместе с кровью. Этот белковосвязанный ОХК составляет самый большой резерв витамина D.

Дальнейшее гидроксилирование в почках находящегося в кро­вяном русле ОХК до ДОХК необходимо для того, чтобы придать соединению биологическую активность витамина. ДОХК воздействует на кишечник и, возможно, на почки, стимулируя процессы абсорбции и реабсорбции кальция; в сочетании с ПГ высвобожда­ет кальций из костной ткани. Таким образом, почка является эндо­кринным органом, вырабатывающим и высвобождающим гормон ДОХК. Недостаточность заключительного гидроксилирования, по-видимому, объясняет развитие гипокальциемии при заболевани­ях почек.

Существование латентного периода между моментом введения терапевтических доз витамина D и проявлениями его действия мо­жет быть обусловлено тем временем, которое требуется для осу­ществления двух этапов гидроксилирования.

В почках образуются также 24,25 и 26,25ДОХК, функции ко­торых еще неясны.

Регуляция метаболизма витамина D в почках. Фермент laгидроксилаза каталызнрует гидроксилирование ОХК в клетках почеч­ных канальцев. Его активность и, следовательно, образование ДОХК могут быть повышены при недостаточности холекальцпферола или нарастании концентрации ПГ в кровотоке.

Взаимосвязь между паратгормоном и витамином D. Действие ПГ на костную ткань нарушается в отсутствие ДОХК.

Понижение уровней внеклеточного свободного ионизированного кальция стимулирует образование ПГ паращитовидными железа­ми. ПГ стимулирует синтез ДОХК, и оба гормона действуют как синергисты на резервуар кальция в костной ткани, высвобождая кальций в кровоток. Кроме того, ДОХК повышает всасывание кальция из просвета кишечника и почечных канальцев. При крат­ковременном гомеостазе первостепенным является процесс обмена кальция костной ткани, после длительной гипокальциемии стано­вится важной стимуляция всасывания кальция. Как только коррек­ция содержания свободного ионизированного кальция завершена, секреция ПГ прекращается, а секреция ДОХК снижается.

Действие кальцитонина и его контроль. Кальцитонин понижает концентрацию кальция в плазме, угнетая активность остеокластов и, следовательно, резорбцию костной ткани. Он образуется в Склетках щитовидной железы, и его секреция стимулируется вы­сокими уровнями свободного ионизированного кальция. Значение кальцитонина для клинической медицины однозначно не установ­лено. Хотя при медуллярной карциноме щитовидной железы кон­центрация кальцитонина в циркулирующей крови больных может достигать очень высоких величин, о сопровождающей это явление гипокальциемии в литературе сообщается очень редко.

Действие гормонов щитовидной железы на костную ткань. Из­быток гормонов щитовидной железы может ассоциироваться с гис­тологически документируемым остеопорозом, а также повышенной экскрецией кальция с фекалиями и мочой, обусловленными, воз­можно, его высвобождением из кости. За исключением тех случаев, когда избыток гормона щитовидной железы очень значителен, его эффекты на содержание кальция в плазме бывают превышены гомеостатическим понижением секреции ПГ и потерей кальция с мочой, в результате чего гииеркальциемия при этих патологиче­ских состояниях встречается очень редко.

Гомеостаз кальция, согласно общему правилу, регулируется внеклеточным уровнем кальция в большей мере, чем его общим содержанием в организме. Эффективность этой регуляции зави­сит преимущественно от адекватности деятельности паращптовидных желез, почек, кишечника, поступлений кальция и витамина D.

При нарушениях любого из перечисленных факторов содержа­ние кальция в плазме может регулироваться за счет общих резер­вов этого элемента в организме.

Клинические симптомы нарушений обмена кальция

Клинические проявления повышенных уровней свободного ионизированного кальция

Воздействия на почки. Поражение почек является наиболее опасным последствием продолжительной умеренной гиперкальциемих1. При высокой концентрации свободного ионизированного каль­ция в плазме предел растворимости фосфата кальция может быть превышен с последующим образованием солевого осадка вне кост­ной ткани, в частности, что наиболее важно, в почках. Кальцпфикация почечных канальцев может привести к нарушению их спо­собности концентрировать мочу с последующим развитием полиурии, столь характерной для гиперкальциемии. При острой гиперкальциемии нарушение функций почек может быть обусловлено не поражением канальцев, а обратимым угнетением их ответа на воздействие АДГ.

Учитывая угрозу поражения почек, следует всячески стремить­ся к диагностике даже умеренной гиперкальциемии и лечению ее на ранней стадии.

Если концентрация свободного ионизированного кальция в клубочковом фильтрате высока, то в моче соли кальция могут выпа­дать в осадок при способствующих этому обстоятельствах. У боль­ного могут быть обнаружены почечные камни в отсутствие сущест­венных поражений паренхимы почек. При наличии почечных кам­ней во всех случаях показаны повторные определения содержания кальция в плазме.

Воздействия на нервномьппечную возбудимость. Высокая кон­центрация свободного ионизированного кальция угнетает нервномышечную возбудимость как поперечнополосатой, так и гладкой мускулатуры. Пациент может жаловаться на запоры и боли в об­ласти живота. Возможна также гипотония мышц.

Воздействия на центральную нервную систему. Даже для паци­ентов с умеренной гиперкальциемией характерны жалобы на де­прессивное состояние. Это явление, а также анорексия, тошнота и рвота, сопровождающие более значительное повышение содержа­ния кальция в плазме, по-видимому, обусловлены его воздействием на центральную нервную систему.

Воздействия на желудок. Кальций стимулирует секрецию гастрина и, следовательно, кислоты в желудке. Имеется связь между пептическими язвами и хронической гиперкальциемией.

Воздействие на давление крови. При гиперкальциемии у неко­торых пациентов отмечается повышенное давление крови, которое иногда может понижаться в ответ на уменьшение содержания кальция в плазме.

Воздействие на сердце. Тяжелая гиперкальциемия вызывает из­менения электрокардиограммы. Если концентрация кальция в кро­ви превышает 3,75 ммоль/л (15 мг/дл), возникает опасность вне­запной остановки сердца. Поэтому гиперкальциемия такой степени требует неотложною лечения.

Клинические проявления понижения уровней свободного ионизированного кальция

При низких уровнях свободного ионизированного кальция (включая и те случаи, когда общая концентрация кальция в пре­делах нормы как, например, при алкалозе) развивается повышен­ная нейромышечная возбудимость, приводящая к тетании.

Длительная гипокальциемия, даже в легкой форме, нарушает метаболизм хрусталика и вызывает развитие катаракты, а также депрессивных состояний и других симптомов расстройства психи­ки. Учитывая опасность развития катаракты, следует проверить возможность наличия бессимптомной гипокальциемии в тех случа­ях, когда есть основания предполагать, что паращитовидные желе­зы могли быть повреждены (например, после частичной или пол­ной тироидэктомии).

Влияние высоких уровней паратгормона на костную ткань

Высокие уровни ПГ при нормальном уровне витамина D и каль­ция (например, первичный гиперпаратиреоз). Паратгормон воздей­ствует на остеокласты кости, повышая их активность. В тех слу­чаях, когда поступление в организм витамина D и кальция в пре­делах нормы, а концентрация ПГ в кровотоке повышена в течение длительного периода времени, при клиническом обследовании от­мечают боли в костях, окостеневающие припухлости; рентгенологическп находят генерализованную декальцификацию, субпериостальные эрозии, кисты костной ткани, при гистологии обнаружи­вают нарастание числа остеокластов.

Возможна вторичная остеобластическая реакция. Остеобласты вырабатывают фермент щелочную фосфатазу. Когда число остео­бластов увеличивается, этот фермент высвобождается во внекле­точную жидкость в повышенных количествах, что приводит к уве­личению активности щелочной фосфатазы в плазме.

Воздействия избытка ПГ на кость очевидны только в некоторых случаях при хронических патологических состояниях. Если дли­тельность заболевания невелика (например, когда избыток ПГ обусловлен злокачественным новообразованием или ранним пер­вичным гиперпаратиреозом), эти эффекты отсутствуют. Остеобла­стическая реакция относится к числу поздних проявлений и обыч­но при первичном гиперпаратиреозе уровень активности щелочной фосфатазы в плазме находится в пределах нормы или лишь уме­ренно повышен.