Распределение кальция в организме

У нормального мужчины весом 70 кг общий кальций тела составляет примерно 1200 г. Наибольшая его часть (около 99 %) содержится в костях и зубах, меньшая - во внеклеточной (0,1 %) и внутриклеточной (0,6 %) жидкостях.

В норме содержание общего кальция в сыворотке (или плазме) составляет 8,8 - 10,3 мг% или 2,2-2,6 ммоль/л (1 мг% кальция равен 0,25 ммоль/л). Кальций плазмы находится в трех основных формах примерно в следующих пропорциях: около 40 % связано с плазменными белками, прежде всего с альбумином в соотношении 0,8 мг% (0,2 ммоль/л) кальция на 1 г% (10 г/л) альбумина; приблизительно 10 % связано с органическими и неорганическими анионами (фосфат, бикарбонат, сульфат, лактат и цитрат); оставшиеся ~ 50 % циркулируют как свободный физиологически активный ионизированный Ca++ (4-5 мг% или 1-1,25 ммоль/л).

Так как до 40 % кальция плазмы связано с белками и эта связь зависит от рН, значительные изменения концентрации белка в плазме, присутствие аномальных белков и крупные перемещения внеклеточной концентрации ионов водорода могут оказывать влияние на долю связанного плазменного кальция. В меньшей степени на соотношение фракций плазменного кальция влияют концентрации органических анионов (цитрат, фосфат, бикарбонат). В результате определение общего кальция плазмы может неточно отражать концентрацию ионизированного кальция.

Определяющей в клинической практике является концентрация ионизированного кальция (Ca++) в плазме, так как эта форма является единственной биологически активной в нервах, мышцах и других органах - мишенях.

Потребление и абсорбция фосфатов

 

Средний взрослый ежедневно потребляет 800-1200 мг фосфора, из которых около 80 % абсорбируется преимущественно в 12-перстной и тощей кишках, и такое же количество экскретируется почками. В то же время степень адаптации кишечной абсорбции к изменению потребления фосфатов мала и поэтому кишечник играет небольшую роль в гомеостазе фосфатов.

Клеточные механизмы, вовлеченные в активную абсорбцию фосфатов, схожи с теми, что наблюдаются в эпителии проксимального канальца. Система натрий-зависимого сочетанного транспорта фосфатов локализуется со стороны слизистой кишечника, вовлекает 2 иона Na+ и способна переносить моно- и дивалентные ионы фосфата. Этот транспорт регулируется концентрацией ионов H+ - низкий рН снижает способность к переносу натрия.

Интестинальная абсорбция фосфатов зависит от их диетического потребления и от витамина Д. Последний увеличивает абсорбцию фосфатов. Паратгормон также увеличивает абсорбцию фосфатов, но не прямо, а опосредованно через стимуляцию продукции витамина Д.

 

Распределение фосфатов в организме

Общий фосфат 70 кг взрослого мужчины составляет около 700 г, из которых ~ 85 % находится в костях и зубах, ~ 14 % содержится внутри клеток в органической форме, где является важным компонентом аденозинтрифосфата (АТФ) и фосфолипидов мембран клеток и клеточных органелл. Во внеклеточных жидкостях фосфат находится в органической связанной с липидами (около 70 %) и неорганической формах; только неорганический фосфат измеряется в плазме. В плазме крови фосфаты представлены в виде свободных ионов (80 %) и связанных с белками.

Одной из основных функций неорганического фосфата в организме является буферная. Более того, профильтровавшийся в почках фосфат в норме является наиболее важным небикарбонатным буфером мочи.

Фосфат является одним из неорганических веществ, которое может связывать свободный ионизированный кальций; поэтому, если уровень плазменного неорганического фосфата увеличивается, ионизированный кальций уменьшается, так как он связывается с фосфатом. В результате снижение уровня ионизированного Ca вызывает увеличение секреции ПТГ, который в свою очередь увеличивает почечную экскрецию избытка фосфатов.

 

Магний

В организме взрослого человека содержится приблизительно 25 г магния, из них 2/3 в скелете и 1/3 в мягких тканях. Магний не является неотъемлемой частью гидроксиапатитной кристаллической структуры, а размещается на поверхностях кристаллов. Только небольшая часть магния костной ткани свободно обменивается с внеклеточной жидкостью. Магний - важный внутриклеточный двухвалентный катион, имеющий большое значение как кофактор многих ферментативных процессов и регулятор нейромышечной активности. Около 1% магния, содержащегося в организме, присутствует во внеклеточной жидкости (сывороточный магний). Он представлен тремя фракциями: ионизированная форма - 55%; связанная с белками - 30%; связанная с анионами -15%.

Наиболее важна ионизированная фракция магния. Концентрация ионизированного магния контролируется тубулярным максимальным порогом для магния в нефроне. Фракционная кишечная абсорбция магния - около 30%. При избыточном поступлении магния абсорбируется его меньшая, а при дефиците его потребления - большая часть. Клеточные механизмы, обуславливающие абсорбцию магния в тонкой кишке, изучены не достаточно, но известно, что они состоят из элементов пассивной и направляемой (но не активной) абсорбции, нечувствительных к воздействию ПТГ, кальцитриола и кальцитонина. Почки фильтруют около 2000 мг магния в сутки, 96% из них реабсорбируется, 4% экскретируется с мочой. Концентрация магния в крови в среднем составляет 0,65-0,77 ммоль/л (около 2 мг/дл). Имеются данные о том, что концентрации кальция и магния находятся в обратных взаимоотношениях: дефицит магния вызывает у экспериментальных животных гиперкальциемию и даже нефрокальциноз, а паратиреоидэктомия может предотвратить этот эффект.

Предполагается, что гипомагниемия стимулирует ПТГ. Однако при первичном гиперпаратиреозе уровень магния нормален или снижен, при гипопаратиреозе не обнаруживают постоянных изменений его в крови. Гипермагниемия наиболее часто встречается при хронической почечной недостаточности, когда уровень клубочковой фильтрации ниже 15 мл/мин, а содержание креатинина плазмы повышается до 6 мг%. Ацидоз может усугубить гипермагниемию при почечной недостаточности. Причинами гипомагниемии могут быть: пищевой дефицит, синдром мальабсорбции, алкоголизм (алкоголь, повреждая канальцы, уменьшает тубулярную реабсорбцию магния; гипомагниемию находят у 30% больных хроническим алкоголизмом и у 80% лиц находящихся в делирии), прием тиазидов, сахарный диабет (особенно при кетоацидозе), гиперкальциемии различного происхождения.

Существует тесная связь между скоростью образования кости и резорбцией в нормальных условиях, которая также сохраняется и при различных патологических состояниях. Наблюдения клеточных популяций в пластинчатой и грубоволокнистой костной ткани привели к развитию концепции их действия как единого целого. Взаимоотношения между остеобластами и остеокластами можно назвать сопряженными. Эти связи до сих пор остаются малопонятными, но, возможно, включают деятельность растворимых медиаторов, образованных одним типом клеток и действующих на другой, компонентов костного матрикса, таких как остеокальцин и остеонектин, и взаимное влияние клеток при непосредственном контакте.

Регуляция остеогенеза, что по сути является регуляцией кальциевого обмена, имеет три уровня: генетический, системный уровень регуляции деятельности клеток костной ткани и локальный (местный). У клеток остеобластического ряда было доказано наличие рецепторов к следующим гормонам и факторам: ПТГ, 1,25-дигидрохолекальциферолу D3, эстрогенам, андрогенам, прогестерону, тиреоидным гормонам, инсулину, ретиноидам, простагландинам Е и Е2, фактору роста фибробластов, трансформирующим факторам роста-, инсулиноподобном факторам роста-I -II, костным морфогенетическим белкам, эпидермальному фактору роста, тромбоцитарному фактору роста, интерлейкинам-1, -3, -4, -6, -8, -11, фактору некроза опухолей, а также фактору ингибирующему лейкемию, атрионатрийуретическому пептиду и эндотелину. Значение последних трех в остеогенезе еще мало изучено.