Презентація на тему "Гормональна регуляція фосфорно-кальцієвого гомеостазу"

Гормональна регуляція фосфорно-кальцієвого гомеостазу Вчителя: Майброди О.В.

　В усіх країнах світу відбувається неухильне зростання захворювань, зумовлених порушенням фосфорно-кальцієвого гомеостазу. В першу чергу це стосується патології кістково-м’язової системи. Стан кісткової тканини – показник, який відображає якість загального розвитку дитини, його функціональний статус, рівень здоров’я. Несвоєчасна діагностика метаболічних порушень кістки призводить до незворотних змін скелету, юнацького остеопорозу та сколіозу. 　Тому важливого значення набувають знання учнів про фосфорно-кальцієвий гомеостаз та його порушення при вивченні біології в школі. На жаль, матеріалу в підручнику на цю тему дуже мало. Метою роботи було провести аналіз сучасної літератури про значення обміну фосфату та кальцію, а також гормони, які регулюють фосфорно-кальцієвий гомеостаз.

У нормі в організмі збері гається стійка рівновага кальцію, тобто кількість кальцію, що надійшла з їжею, дорівнює кількості цього елемента, який виділяється переважно нирками і кишечником В середньому дорослий чол овік споживає 900-1000 мг кальцію/день. Сумарна доб ова інтестинальна екскреція кальцію становить 800мг. Р ешта 200 мг абсорбованого в к ишківнику кальцію елімінуються з організму переважно з сечею. Основним місцем абсорбції кальцію є 12-пала кишка і тонкий кишківник. Всмоктування кальцію в кишці в нормі визначається не його надходженням з їжею, а гормональною регуляцією системи активного транспорту кальцію з просвіту кишки в кров. Нирки беруть участь в обміні кальцію за допомогою фільтрації і реабсорбції, причому потік кальцію, що обробляється нирками, у багато разів перевищує ту кількість кальцію, яка всмоктуються у кишці і складає обмінний пул в скелеті. В клубочках фільтрується іонізований кальцій і кальцій, що знаходиться у вигляді низькомолекулярних комплексів з органічними аніонами.

У нормального чоловіка вагою 70 кг загальний кальцій тіла становить ~ 1200г. Найбільша його частина (близько 99%) міститься в кістках і зубах, менша - в позаклітинній (0,1%) і внутрішньоклітинній (0,6%) рідинах. Кальцій плазми знаходиться в трьох основних формах приблизно в таких пропорціях:

Регуляція екскреції кальцію нирками Паратгормон знижує Кальцитонін збільшує Вітамін D знижує Гормон росту збільшує Активна трансцелюлярна реабсорбція В клітину кальцієві канали Всередині КЗБ клітини З клітини Са-АТФазний насос, Na/Ca-антипорт Са і нирки

Середня доросла людина щодня споживає 800-1200 мг фосфору, з яких близько 80% абсорбується переважно в 12-палій і порожнистій кишках, і така ж кількість екскретується нирками. Загальний вміст фосфату 70 кг дорослого чоловіка становить близько 700г, з яких ~ 85% знаходиться в кістках і зубах, ~ 14% міститься в середині клітин в органічній формі, де є важливим компонентом аденозинтрифосфату (АТФ) і фосфоліпідів мембран клітин і клітинних органел. В позаклітинних рідинах фосфат знаходиться в органічній, зв'язаної з ліпідами (близько 70%) і неорганічній формах; тільки неорганічний фосфат вимірюється в плазмі. У плазмі крові фосфати представлені у вигляді вільних іонів (80%) і зв'язаних з білками Фосфати в організмі

Реабсорбція фосфату носить насичувальний характер, поки не вичерпається потужність транспортної системи, але зменшується при підвищенні рівня фосфату в сироватці. Дійсно, навіть відносно невелике збільшення концентрації фосфатів у плазмі, зокрема при збільшенні їх надходження в організм з їжею, може викликати відносно велике збільшення екскреції фосфатів. Проксимальний відділ нефрона Проксимальний каналець 75-80% Звивиста частина 60-70% Пряма частина 5-10% Дистальний відділ нефрона Дистальний каналець 10% Проксимальна реабсорбція фосфатів попадання фосфатів в клітину проксимального канальця відбувається за участі Na/Pi-переносника переважно ІІ типу.Фосфат, який транспортується через апікальну мембрану, потрапляє в цитозольний пул фосфатів. Ниркова реабсорбція фосфатів (90%)

На реабсорбцію фосфатів у канальцях можуть впливати різні гормони. Основним фактором регуляції реабсорбції фосфатів є паратгормон. Він збільшує екскрецію ниркових фосфатів, у разі його дефіциту відбувається стимуляція реабсорбції фосфатів. (+) Означає стимуляцію, а (-) - гальмування. Більше того, кожен (+) сприяє збільшенню концентрації фосфатів у плазмі, в той час як кожен (-) - її зниження.

Основними регуляторами обмінуОсновными регуляторами обмена Са2+ в крови являются паратгормон, калыщтриол и кальцитонин. Дія ПТГ на фосфорно-кальцієвий обмін реалізується за допомогою його впливу на шлунково-кишковий тракт, нирки і кістки Паратгормон (ПТГ) - одноцепочечный полипептид, состоящий из 84 аминокислотных остатков (около 9,5 кД), действие которого направлено на повышение концентрации ионов кальция и снижение концентрации фосфатов в плазме крови.

Секреція ПТГ безпосередньо регулюється концентрацією іонізованого кальцію (Ca++)в позаклітинній рідини, що омиває клітини ПЩЗ. Зниження концентрації Ca++ в плазмі призводить до збільшення концентрації паратгормону в плазмі за рахунок втрати гальмівної дії Са рецептора на секрецію ПТГ. Це фізіологічна відповідь спрямована на збереження нормальної сироваткової концентрації кальцію за допомогою основних ефектів паратгормону: збільшення резорбції кістки і освіти кальцитріолу в нирках, і зменшення ниркової екскреції кальцію. Збільшення концентрації Ca++ в плазмі надає прямопротилежний вплив.

Кальцитонін (КТ, тиреокальцитонін) – пептид, що складається з 32 АЗ, синтезується в парафолікулярних С-клітинах щитоподібної залози. Секреція кальцитоніну посилюється при підвищенні концентрації кальцію в крові та регулюється гастроентеропанкреатичними гормонами. Ефекти КТ слабкі, обумовлені його впливом на специфічні кальцітоніновим рецептори (КТР), тривають кілька годин і протилежні ефектам ПТГ.

Виявлено 2 основні механізми дії паратгормону: активація системи аденилатциклаза - циклічний АМФ (аденозинмонофосфат) - протеїнкиназа А та системи фосфатидилінозитол - протеїнкиназа С.

Вітамін D3 неактивний, його активація в організмі залучає кілька метаболічних процесів. Циркулює в крові в комплексі з DСБ холекальциферол швидко захоплюється печінкою, де може зберігатися багато місяців, або гідроксилюється (приєднує гідроксильну групу OH-)в 25 позиції до 25-гідроксивітаміну D3 (25- (OH-) D3),який є основною формою вітаміну D в плазмі. Процес протікає в мітохондріях і мікросомах печінкових клітин за допомогою 25-гідроксилази.На наступному етапі вже в нирках (в клітинах проксимального канальця) відбувається повторне гідроксилювання в 1 позиції за участю 1α-гідроксилази і мітохондріальної цитохром 450-оксидази. В результаті утворюється активна форма вітаміну D3 - 1,25-дигідроксивітамін D3, інакше звана кальцитріол або 1,25 (OH)2D3, яка практично є гормоном, а не вітаміном, оскільки продукується в організмі.

Кальцитріол приблизно в 1000 разів більш активний, ніж будь-які його попередники. Його концентрація безпосередньо контролюється концентрацією іонізованого Ca++ в плазмі, яка регулює секрецію ПТГ. Головний ефект 1,25 (OH)2D3 - стимуляція активної абсорбції кальцію (і фосфату) з кишківника, однак частина кальцію абсорбується за відсутності вітаміну D. 1,25 (OH)2D3 викликає утворення специфічної мРНК, що кодує синтез Ca-зв'язувального білка в клітинах кишківника, який транспортує Ca в клітини і потім в плазму капілярів кишківника. В результаті збільшується абсорбція Ca у кишківнику і збільшується концентрація Ca в рідинних середовищах організму. У разі нормального вмісту кальцію в дієті всмоктування його в кишківнику визначається доступністю 1,25 (OH)2D3. Основний прояв дефіциту вітаміну D - це знижена абсорбція кальцію в кишківнику, що призводить до зниження вмісту кальцію в плазмі. В результаті у дітей утворений білковий матрикс в кістці не може повністю насититися кальцієм, що призводить до розвитку рахіту.

Кальцитонін (КТ, тиреокальцитонін) – пептид, що складається з 32 амінокислотних залишків, синтезується в парафолікулярних С-клітинах щитоподібної залози. Секреція кальцитоніну посилюється при підвищенні концентрації кальцію в крові та регулюється гастроентеропанкреатичними гормонами. Ефекти КТ слабкі, обумовлені його впливом на специфічні кальцітонінові рецептори (КТР), тривають кілька годин і протилежні ефектам ПТГ. Він знижує концентрацію Са в сироватці, запобігаючи гіперкальциємії: зниження активності остеокластів із вторинним зниженням резорбції Ca з кісткового матриксу та збільшенням відкладення Ca в кістковому матриксі (миттєвий ефект), зниження утворення нових остеокластів, зниження реабсорбції Ca в канальцях (збільшення екскреції) і зниження канальцевої реабсорбції P (фосфатурія). Більш того, КТ стимулює активність 1α-гідроксилази в проксимальних прямих канальцях, підвищуючи продукцію та вміст 1,25 (OH)2D3 в плазмі

ВИСНОВКИ 1. Розглянуто механізми гормональної регуляції фосфорно-кальцієвого обміну в організмі. 2. Розглянуто вміст, шляхи поширення, роль фосфату та кальцію для людини. 3. Матеріал може бути використаний при проведенні уроків та факультативних занять у середній школі.

Дякую за увагу !

Найбільша реабсорбція кальцію відбувається в проксимальному канальці (близько 60%) і в товстій висхідній частині петлі Генле (20%), а інша частина реабсорбується в дистальному звивистих канальцях (5-15%) і в системі збірних трубок (2-8%). В цілому реабсорбція в нормі становить від 97 до 99% Рис. Схема будови нефрона (клубочок и частина проксимального канальца — в розрізі): 1 — приносна клубочкова артериола; 2 — виносна клубочкова артериола; 3 — клубочкова капилярна сітка;4 — вн. і зовн. частини капсули ниркового клубочка ( Шумлянского—Боумена);5 — просвіт капсули; 6  — проксимальний каналець; 7  — спадаюча частина петлі Генле; 8 — висхідна частина петлі Генле; 9 — дистальний каналець; 10 — збиральна трубка