Причини и последствия от повишен фосфор в кръвта

Калциев метаболизъм

Функциите на калция в организма включват:

Структурна (кости, зъби);

· Сигнал (вътреклетъчен посредник на вторичен пратеник);

Ензиматичен (коензим на факторите на коагулация);

Невромускулна (контрол на възбудимостта, разпределение на невротрансмитери, започване на мускулна контракция).

Основната роля в метаболизма на калция в човешкото тяло принадлежи на костната тъкан. В костите калцият е представен от фосфати - Ca3 (PO4) 2 (85%), карбонати - CaCO3 (10%), соли на органични киселини - лимонена и млечна (около 5%). Извън скелета калцият се намира в извънклетъчната течност и практически липсва в клетките. Съставът на плътната костна матрица, заедно с колагена, включва калциев фосфат, кристално минерално съединение, близко до хидроксилапатит Ca10 (PO4) 6 (OH) 2. Някои от Ca2 + йони се заменят с Mg2 + йони, малка част от OH - йони се заменя с флуорни йони, които увеличават костната здравина. Минералните компоненти на костната тъкан са в състояние на химическо равновесие с йони на калций и серумен фосфат. Клетките на костната тъкан могат да ускорят отлагането или, обратно, разтварянето на минерални компоненти с локални промени в рН, концентрацията на Са2 +, NRO42-йони, хелатни съединения (D. Metzler, 1980). Тялото на възрастен човек съдържа 1-2 кг калций, 98% от които са част от скелета (A. White et al., 1981). Той съставлява около 2% от телесното тегло (около 30 mol). В кръвта нивото на калций е 9-11 mg / 100 ml (2,2-2,8 mmol / l), в извънклетъчната течност - около 20 mg / 100 ml. Регулацията на калциевия метаболизъм между извънклетъчната и вътреклетъчната течност се осъществява от паратиреоиден хормон, калцитонин, 1,25-диоксихолекалциферол. С намаляване на концентрацията на калциеви йони секрецията на паратиреоидния хормон (PTH) се увеличава, а остеокластите увеличават разтварянето на минералните съединения, съдържащи се в костите. PTH увеличава едновременно реабсорбцията на Са2 + йони в бъбречните тубули. В резултат нивото на калций в кръвния серум се повишава. С увеличаване на съдържанието на калциеви йони, калцитонинът се секретира, което намалява концентрацията на Са2 + йони поради отлагането на калций в резултат на активността на остеобласта. Витамин D участва в процеса на регулиране, той е необходим за синтеза на калций-свързващи протеини, които са необходими за абсорбцията на Са2 + йони в червата и нейната реабсорбция в бъбреците. Постоянният прием на витамин D е необходим за нормалното протичане на процесите на калцификация. Тироксин, андрогени, които увеличават съдържанието на Са2 + йони, и глюкокортикоиди, които го намаляват, могат да причинят промяна в нивото на калций в кръвта. Саоните + йони свързват много протеини, включително някои протеини от системата за коагулация на кръвта. Протеините на коагулационната система съдържат калциево-свързващи места, образуването на които зависи от витамин К.

В храните, калция се намира главно под формата на калциев фосфат, който се абсорбира в организма. В природата калцият се намира под формата на карбонат, оксалат, тартарат, фитинова киселина (в зърнените култури).

Дефицитът на калций в организма често е свързан с ниска разтворимост на повечето му соли..

Авторите приписват лошата разтворимост на калциевите соли на калцификацията на стените на артериите, образуването на камъни в жлъчния мехур, бъбречния таз и тръбите.

Калциевите фосфати са лесно разтворими в стомашно съдържание. Максималната абсорбция на калций се случва в проксималното тънко черво и намалява в дисталното.

Пропорцията на абсорбция на калций е по-значима при деца (в сравнение с възрастни), при бременни и кърмещи жени. Абсорбцията на калций намалява с възрастта, с дефицит на витамин D.

Плазмата съдържа фракции на протеин свързан (недифузен) калций (0,9 mmol / L) и дифундиращ: йонизиран (1,1-1,4 mmol / L) и нейонизиран (0,35 mmol / L). Йонизираният калций е биологично активен, той прониква в клетките през мембраните; неионизираната форма се свързва с протеини (албумин), въглехидрати и други съединения. Вътре в клетките концентрацията на свободен калций е ниска. И така, общата концентрация на Ca2 + йони в цитоплазмата на еритроцитите е около 3 μM, от които по-малко от 1 μM попада на свободни йони. Концентрационният градиент на калциевите йони от различни страни на мембраната (от 102 до 105) се поддържа с помощта на калциева помпа. Много бавна назад дифузия на йони в клетката издържа на работата на помпата. Са2 + се отнася до вторични пратеници - вътреклетъчни вещества, концентрацията на които се контролира от хормони, невротрансмитери, извънклетъчни сигнали. Ниското ниво на калций в клетките се поддържа от калциеви помпи (калциева АТФаза) и натриево-калциеви обменници. Високата активация на Mg2 + -, Ca2 + -ATPase е свързана с конформационни промени в калциевата помпа, водещи до прехвърлянето на Ca2 +. Рязко увеличаване на съдържанието на калций в клетката се случва, когато се отворят калциеви канали или вътреклетъчни калциеви депа (концентрацията се повишава до 500-1000 пМ при 10-100 пМ в нестимулирана клетка). Отварянето на каналите може да бъде причинено от мембранна деполяризация, действие на сигнални вещества, невротрансмитери (глутамат, АТФ), вторични пратеници (инозитол-1,4,5-трифосфат, сАМФ) (Y. Kolman, K. G. Rem, 2000). Нивото на калций в клетките се повишава (5-10 пъти) под формата на краткосрочни колебания (високите концентрации на калций имат цитотоксичен ефект). В клетъчните органели и цитоплазма на клетките има голям брой протеини, които могат да свързват калция и да действат като буфер. Действието на калция се медиира от "калциеви сензори" - специални протеини, свързващи калция - анексин, калмодулин, тропонин. Калмодулинът присъства във всички клетки и при свързване на четири калциеви йона преминава в активна форма, която може да взаимодейства с протеини. С2 + влияе върху активността на ензимите, йонните помпи, компонентите на цитоскелета поради активирането на калмодулин.

Хипоалбуминемията не влияе на нивото на йонизиран калций, което варира в тесен диапазон и по този начин осигурява нормалното функциониране на нервно-мускулната система. С увеличаване на pH пропорцията на свързания калций се увеличава. При алкалоза водородните йони се дисоциират от молекулата на албумина, което води до намаляване на концентрацията на калциеви йони. Това може да причини клинични симптоми на хипокалцемия, въпреки факта, че концентрацията на общия калций в плазмата не се променя. Обратната картина (увеличаване на концентрацията на калциеви йони в плазмата) се наблюдава при остра ацидоза. Глобулините също свързват калция, макар и в по-малка степен от албумина.

Компонентите на регулирането на калция в плазмата включват:

· Скелет (резервоар за калций);

· Екскреция на калций през червата с жлъчката;

· Паратиреоиден хормон, калцитонин (секрецията им се определя от нивото на калций в плазмата);

Извънклетъчният калциев басейн се актуализира приблизително 33 пъти през деня (W. J. Marshall, 2002), преминавайки през бъбреците, червата и костите. И дори малка промяна във всеки от тези потоци оказва значително влияние върху концентрацията на калций в извънклетъчната течност, включително кръвната плазма. Калцият, който е част от тайните на храносмилателния тракт, се частично реабсорбира заедно с диетичния калций.

Калциевите метаболитни нарушения се придружават от фосфатни метаболитни нарушения и се проявяват клинично в промени в скелета и нервно-мускулна раздразнителност.

Наблюдава се обратна връзка между съдържанието на калций и фосфор в кръвния серум (едновременно увеличение се наблюдава при хиперпаратиреоидизъм, намаление - при рахит при деца). С високо съдържание на фосфор в храната в стомашно-чревния тракт се образува не-абсорбиращ се триосновен калциев фосфат. Ежедневната нужда от калций за възрастен е 20-37,5 mmol (0,8-1,5 g), два пъти повече при бременни и кърмещи жени (М. А. Базарнова и др., 1986). 35 ммол калций дневно навлиза в хранителния канал, но само половината се абсорбира, 50 пъти по-бавно от натрия, но по-интензивно от желязо, цинк, манган. Абсорбцията се случва в тънките черва (максимум в дванадесетопръстника 12). Калциевият глюконат и калциевият лактат се усвояват най-добре. Оптималната абсорбция се наблюдава при pH = 3.0. Калцият се комбинира с мастни и жлъчни киселини и през порталната вена навлиза в черния дроб. Витамин D подпомага транспортирането през мембраната на ентероцита в кръвта. Абсорбцията намалява с липса на фосфати (важно е съотношението калций / фосфор). Абсорбцията се влияе от концентрацията на Na +, активността на алкална фосфатаза, Mg2 + -, Ca2 + -ATPase и съдържанието на калций-свързващ протеин. Обикновено калцият се отделя през червата. Всеки ден около 25 mmol Ca2 + се отделя в храносмилателния канал от слюнчените, стомашните и панкреасните жлези (М. А. Базарнова и др., 1986). Екскрецията на калций с изпражненията продължава дори при диета без калций (като част от жлъчката). В бъбреците около 270 mmol Ca2 + се филтрира на ден. 90% от филтрирания в бъбреците калций се реабсорбира, следователно като цяло той се отделя с урината малко (екскрецията се увеличава с увеличаване на концентрацията на калций в кръвта и води до образуването на камъни в бъбреците). Ежедневната екскреция варира от 1,5 до 15 mmol и зависи от дневния ритъм (максимум сутрин), хормони, киселинно-алкално състояние, характер на храната (въглехидратите засилват отделянето на калций). Когато минералният скелет на костите се резорбира, реабсорбцията на калций намалява. Костите са резервоар на калций: при хипокалцемия калцият идва от костите и, обратно, при хиперкалцемия се отлага в скелета.

Калциевите йони са важни за много процеси:

· Пропускливост на клетъчните мембрани;

· Активността на много ензими и липидна пероксидация.

Основните източници на калций са млякото, млечните продукти (извара, твърдите сирена), рибата, яйцата. Той се намира и в зелените зеленчуци, ядките. Един от източниците на калций е питейната вода (в 1 литър до 350-500 mg). 10-30% от калция се доставя с питейна вода (V.I. Smolyar, 1991). Бионаличността на калция се подобрява чрез ферментирали млечни продукти, животински протеини и се намалява с диетични фибри, алкохол, кофеин, излишна мазнина (образуват се неразтворими съединения), фосфати и оксалати. Повишеното съдържание на магнезий и калий в храната инхибира абсорбцията на калций: те се конкурират с калция за жлъчните киселини. Препаратите с витамин D насърчават усвояването на калция. При лечението на остеопороза, наред с назначаването на калциеви препарати, е необходимо да се попълни дефицитът на протеини, калциферол, витамини.

Хиперкалциемията е резултат от увеличения прием на калций в извънклетъчната течност от резорбируема костна тъкан или от храната при условия на намалена бъбречна реабсорбция. Най-честата причина за хиперкалциемия (90% от случаите) е първичен хиперпаратиреоидизъм, злокачествени новообразувания. Често хиперкалцемията не е клинична. Редките причини за хиперкалциемия включват (W. Clatter, 1995) грануломатозни заболявания (включително саркоидоза), хипервитаминоза D, тиреотоксикоза, употреба на тиазидни диуретици, литиеви препарати, млечно-алкален синдром, продължителна неподвижност, наследствена хипокалциурична хиперкалциемия и бъбречна. Клиничните симптоми на хиперкалцемия включват:

Липса на апетит, гадене, повръщане, коремна болка (развива язва на стомаха и дванадесетопръстника, панкреатит), запек;

Слабост, умора, загуба на тегло, мускулна слабост;

· Промени в личността, намалена концентрация, сънливост, кома;

Аритмии, скъсяване на Q-T интервала на ЕКГ;

Нефрокалциноза, бъбречни калкули, калцификация на кръвоносни съдове, роговица;

Полиурия, дехидратация, бъбречна недостатъчност.

Най-честата причина за намаляване на общия серумен калций е хипоалбуминемията..

Калциевият метаболизъм в организма не се нарушава, ако съдържанието на свободен калций е в нормални граници. Концентрацията на свободен калций в серума намалява с хипопаратиреоидизъм, резистентност към паратиреоиден хормон (псевдохипопаратиреоидизъм), недостиг на витамин D, бъбречна недостатъчност, тежка хипомагнезиемия, хипермагнезиемия, остър панкреатит, некроза на скелетната мускулатура, рабдомиолиза, гниене и гниене. Клиничните прояви на хипокалцемия включват: парестезия, изтръпване, мускулни крампи, спазъм на ларинкса, отклонения в поведението, ступор, положителни симптоми на Хвостек и Трусо, удължаване на Q-T интервала на ЕКГ, катаракта. Умерената хипокалцемия може да бъде безсимптомна..

Хиперкалциурията се развива при повишена консумация на калций с храна, предозиране на витамин D (повишена резорбция в червата), тубулни нарушения (идиопатична хиперкалциурия, бъбречна тубулна ацидоза), с повишено разпадане на костите (миелом, костни тумори, фосфатен диабет, остеопороза).

Хипокалциурията се наблюдава с хипопаратиреоидизъм, хиповитаминоза D, хипокалцемия, намалена гломерулна филтрация.

Ролята на фосфора в човешкото тяло

Организмът на възрастните съдържа около 670 g фосфор (1% от телесното тегло), който е необходим за образуването на костите и клетъчния енергиен метаболизъм. 90% от фосфора, подобно на калция, се намира в скелета - костите и зъбите (М. А. Базарнова и др., 1986). Заедно с калция те образуват основата на костното вещество. В костите фосфорът е представен от умерено разтворим калциев фосфат (2/3) и разтворими съединения (1/3). По-голямата част от останалия фосфор се намира вътре в клетките, 1% - в извънклетъчната течност. Следователно нивото на фосфор в кръвния серум не ни позволява да преценяваме общото му съдържание в организма.

Фосфатите са структурните елементи на костната тъкан, участват в трансфера на енергия под формата на макроергични връзки (ATP, ADP, креатинфосфат, гуанинфосфат и други). Фосфорът и сярата са два елемента в човешкото тяло, които са част от различни макроергични съединения. С участието на фосфорната киселина се извършва гликолиза, гликогенеза и мастна обмяна. Фосфорът е част от структурата на ДНК, РНК, осигурява синтеза на протеин. Той участва в окислително фосфорилиране, в резултат на което се образува АТФ, фосфорилиране на някои витамини (тиамин, пиридоксин и други). Фосфорът е важен и за функционирането на мускулната тъкан (скелетен мускул и сърдечен мускул). Неорганичните фосфати са част от буферните системи на плазма и тъканна течност. Фосфорът активира абсорбцията на калциеви йони в червата. Дневната потребност от фосфор е 30 mmol (900 mg), при бременни жени се увеличава с 30-40%, по време на лактация - два пъти (M.A. Bazarnova et al, 1986). Според В. I. Смоляр (1991), нуждата от фосфор при възрастни е 1600 mg на ден, при деца - 1500-1800 mg на ден.

Фосфорът влиза в човешкото тяло с растителна и животинска храна под формата на фосфолипиди, фосфопротеини и фосфати.

Растителните продукти (по-специално бобовите) съдържат много фосфор, но усвояемостта му е ниска. Важен източник на това са месото и рибата. В стомаха и червата фосфорната киселина се разцепва от органичните съединения. Абсорбцията на 70-90% фосфор се осъществява в тънките черва. Зависи от концентрацията на фосфор в лумена на червата, активността на алкална фосфатаза (инхибирането й намалява абсорбцията на фосфор). Активността на алкалната фосфатаза повишава витамин D, докато абсорбцията на фосфати увеличава паратиреоидния хормон. Абсорбираният фосфор навлиза в черния дроб, участва в фосфорилиращи процеси, частично се отлага под формата на минерални соли, които след това се прехвърлят в кръвта и се използват от костната и мускулната тъкан (синтезира се креатинфосфатът). Нормалният ход на осификация, поддържащ нормална костна структура, зависи от обмена на фосфати между кръвта и костната тъкан.

В кръвта фосфорът е под формата на четири съединения: неорганичен фосфат, органични фосфорни естери, фосфолипиди и свободни нуклеотиди. Неорганичният фосфор в кръвната плазма присъства под формата на ортофосфати, но концентрацията му в серума се изчислява директно (1 mg% фосфор = 0,32 mmol / L фосфат). Той прониква през полупропускливи мембрани, филтрира се в бъбречните гломерули. Концентрацията на неорганичен пирофосфат в кръвната плазма е 1-10 μmol / L. Съдържанието на неорганичен фосфор в кръвната плазма на възрастни е 3,5-4 mg фосфор / 100 ml, то е малко по-високо при деца (4-5 mg / 100 ml) и при жени след менопауза. Плазмата също съдържа хексозни фосфати, триозни фосфати и други. Скелетът е резервоар от неорганичен фосфор: с намаляване на съдържанието му в плазмата, той идва от скелета и, обратно, се отлага в скелета с увеличаване на концентрацията му в плазмата. Концентрацията на фосфор в кръвния серум се препоръчва да се определя на празен стомах: храната, богата на фосфор, го увеличава, а въглехидратите, инфузията на глюкоза - намалява. Фосфорът се отделя през червата и бъбреците под формата на калциев фосфат. 2/3 разтворими моно- и незаместени фосфати натрий и калий и 1/3 калциеви и магнезиеви фосфати се екскретират с урината. Около 208 mmol фосфат се филтрират в бъбреците на ден, 16-26 mmol се отделят. Съотношението на моно- и незаместени соли на фосфор зависи от киселинно-алкалното състояние. При ацидоза монозаместените фосфати се екскретират 50 пъти повече в сравнение с незаместените. При алкалоза институирани фосфатни соли интензивно се образуват и секретират..

Паратиреоидният хормон намалява нивото на фосфор в кръвния серум, инхибира неговата реабсорбция в проксималните и дисталните канали, увеличава екскрецията с урината. Калцитонинът има хипофосфатемичен ефект, намалява реабсорбцията и засилва екскрецията. 1,25 (OH) 2D3, повишава абсорбцията на фосфат в червата, повишава нивото му в кръвта, насърчава фиксирането на калциево-фосфорните соли от костната тъкан. Инсулинът стимулира приема на фосфат в клетките и по този начин намалява съдържанието му в кръвния серум. Хормонът на растежа увеличава реабсорбцията на фосфатите, вазопресинът увеличава екскрецията.

Обмяната на фосфор и калций е тясно свързана. Смята се (V.I. Smolyar, 1991), че съотношението между фосфор и калций, равно на 1: 1-1,5, е оптимално за асимилация на ставите от храната. Хиперкалциемията, намалявайки секрецията на паратиреоидния хормон, стимулира реабсорбцията на фосфати. Фосфатът може да се комбинира с калций и да доведе до отлагане на калций в тъканите и хипокалциемия.

В нарушение на фосфорния метаболизъм се открива увеличение и намаляване на неговата кръв. Хиперфосфатемията често се наблюдава с бъбречна недостатъчност, протича с хипопаратиреоидизъм, псевдохипопаратиреоидизъм, рабдомиолиза, разпад на тумора, метаболитна и респираторна ацидоза. Хиперфосфатемията инхибира хидроксилирането на 25-хидроксикалциферол в бъбреците. Умерената хипофосфатемия не е придружена от значителни последици. Тежка хипофосфатемия (по-малко от 0,3 mmol / l (1 mg%) е придружена от нарушена функция на червените кръвни клетки, белите кръвни клетки, мускулна слабост (нарушено образуване на АТФ, 2,3-дифосфоглицерат), което се наблюдава при злоупотреба с алкохол и симптоми на отнемане, респираторна алкалоза, малабсорбция при черва, приемане на фосфатни свързващи вещества, възобновяване на хранене след гладуване, преяждане, тежки изгаряния, лечение на диабетна кетоацидоза (W. Clatter, 1995) При диабетна кетоацидоза, хипофосфатемията не е признак за изчерпване на запасите от фосфати. Умерена хипофосфатемия (1.0-2, 5 mg%) може да се наблюдава при инфузия на глюкоза, недостиг на витамин D в храната или намаляване на чревната абсорбция, с хиперпаратиреоидизъм, остра тубулна некроза, след бъбречна трансплантация, с наследствена хипофосфатемия, синдром на Фанкони, паранеопластична остеомалация и увеличаване на обема на извънклетъчната течност. алкалозата може да причини хипофосфатемия, стимулира активността на фосфофруктокиназата и о образуването на междинни съединения на фосфорилирана гликолиза. Хроничната хипофосфатемия води до рахит и остеомалация.

Хипофосфатемията се проявява чрез загуба на апетит, неразположение, слабост, парестезия в крайниците, болки в костите. Хипофосфатурия се наблюдава при остеопороза, хипофосфатемична бъбречна рахит, инфекциозни заболявания, остра жълта атрофия на черния дроб, намалена гломерулна филтрация, повишена реабсорбция на фосфор (с PTH хипосекреция).

Хиперфосфатурията се наблюдава при повишена филтрация и намалена реабсорбция на фосфор (рахит, хиперпаратиреоидизъм, тубулна ацидоза, фосфатен диабет), хипертиреоидизъм, левкемия, отравяне със соли на тежки метали, бензен, фенол.

Хомеостаза на калций и фосфат

Хипокалцемията стимулира секрецията на паратиреоиден хормон и по този начин увеличава производството на калцитриол. В резултат на това се увеличава мобилизацията на калций и фосфати от костите и навлизането им от червата. Излишъкът от фосфат се отделя с урината (PTH има фосфатурен ефект), а калциевата реабсорбция в бъбречните канали се увеличава и концентрацията му в кръвта се нормализира. Хипофосфатемията се придружава от повишена секреция само на калцитриол. Увеличение под действието на калцитриол в плазмената му концентрация води до намаляване на секрецията на паращитоидния хормон. Хипофосфатемията води до стимулиране на абсорбцията на фосфат и калций в червата. Излишъкът от калций се отделя с урината, тъй като калцитриолът засилва реабсорбцията на калций в малка степен (в сравнение с PTH). В резултат на описаните процеси нормалната концентрация на фосфат в кръвната плазма се възстановява независимо от концентрацията на калций.