Лор необходим для нормального развития костной ткани

Физиология паратгормона настолько сильно связана с витамином D и метаболизмом костной ткани, что рассматривать эти вопросы по отдельности, не потеряв их сути, невозможно. Графически взаимоотношения представлена на рисунке ниже. Паратгормон в первую очередь регулирует содержание ионов кальция в межклеточном пространстве. Витамин D контролирует всасывание кальция из пищи, а также косвенно отвечает за минерализацию костной ткани, которая содержит в себе 99% всего кальция организма.

«Можно ли считать кость органом?» Да! Поскольку костная ткань проявляется очень высокую метаболическую активность, а также содержит большие запасы кальция, она напрямую включена в процессы регуляции содержания кальция в межклеточном пространстве и плазме крови. Нормальная концентрация кальция в межклеточном пространстве необходима для выполнения множества клеточных функций, среди которых передача сигнала между клетками, секреция гормонов, нормальная работа мышц и нервов, поэтому необходимо строгое ее сохранение в определенных пределах.

Гипокальциемия ведет к нервно-мышечной гипервозбудимости; умеренное снижение уровня кальция проявляется гиперестезиями с положительными симптомами Хвостека и Труссо; тяжелая гипокальциемия ведет к развитию тетании, судорог и смерти. Гиперкальциемия проявляется летаргией, слабостью, комой и, наконец, смертью. Около 50% внеклеточного кальция находится в ионизированной форме, но точное соотношение зависит от pH. Содержание кальция внутри клеток на порядки меньше, чем вне ее, но некоторые органеллы, например, митохондрии, содержат в себе повышенные концентрации кальция. Колебания уровня внеклеточного ионизированного кальция обычно не превышают ± 10%.

а) Физиология обмена паратгормона. Паратгормон (паратиреоидный гормон, ПТГ, РТН) по химическому строению является 84-аминокислотным полипептидом; было выяснено, что за биологическую активность гормона ответственны первые 34 аминокислотных остатка паратгормона, именно они используются в клинической практике, например, в лечении остеопороза. Определение последовательности классического рецептора ПТГ показало его связь с G-белком и наличие семи трансмембранных сегментов, проявляющих одинаковое сродство как с паратгормоном, так и с ПТГ-родственным пептидом (ПТГ-рП).

Но ПТГ-рП не обладает таким же активирующим действием на 1-гидроксилазы почек, как сам ПТГ.

Наибольшее количество рецепторов к ПТГ находится в костной ткани и в почках, хотя в других органах они также присутствуют в меньших количествах. Недавно был обнаружен новый подвид ПТГ-рецептора, который связывается с карбоксильным остатком паратгормона. Ранее считалось, что данные рецепторы находятся в неактивном состоянии. Этот недавно обнаруженный рецептор не связывается с ПТГ-рП. Неизвестно, играет ли он какую-либо роль в метаболизме костной ткани или имеет какие-либо другие функции.

Клетки паращитовидных желез также экспрессируют рецепторы, чувствительные к кальцию. И они являются рецепторами, связанными с G-белками, и имеют в своем составе семь трансмембранных доменов. Данные рецепторы могут соединяться с различными катионами, но физиологически подходящими для них являются только двухвалентные катионы кальция и магния. Снижение уровня ионизированного кальция ведет к повышению секреции ПТГ, повышение уровня ионизированного кальция ведет к снижению секреции ПТГ.

Таким образом, и концентрация ионизированного кальция, и концентрация ПТГ в плазме крови колеблются лишь в узких пределах. Были описаны различные мутации данных рецепторов, некоторые из них приводят к повышению их активности, другие — к понижению. Данные мутации являются ключом к пониманию семейной гипокальциурической гиперкальциемии и некоторых гипокальциемических синдромов, например, семейного гипопаратиреоидизма.

Паратгормон (ПТГ) повышает резорбцию кальция в почках, усиливает резорбцию костной ткани, повышает активность D1-гидроксилазы почек. Эти механизмы помогают восстановить уровень кальция в плазме крови.

Пути метаболизма витамина D, паратгормона и костной ткани.
Предшественники витамина D синтезируются в коже под действием ультрафиолета. Превращение 25-ОН витамина D, депонированной формы витамина, в активную форму,
т.е. 1,25-(ОН)2 витамин D, регулируется паратгормоном. 1,25-(ОН)2 витамин D повышает всасывание кальция в желудочно-кишечном тракте.
Кальций и фосфор плазмы крови регулируют содержание паратгормона крови, а также участвуют в минерализации новообразованного костного матрикса.
При повышении уровня паратгормона усиливается резорбция костной ткани, поскольку это необходимо для поддержания необходимого уровня кальция в плазме,
а также стимулируется синтез 1,25-(ОН)2 витамина D почками.

Читайте также: Термоклеевая лента для проклейки швов ткани

б) Физиология обмена витамина Д. Синтез провитамина D (холекальциферола) происходит в коже из 7-дегидрохолестерола в результате фотокатализа под действием ультрафиолетовых лучей с длиной волны 290-315 нм. Ультрафиолетовые лучи именно с такой длиной волны могут преодолеть атмосферу, поэтому у жителей возвышенностей синтез провитамина D подвержен сезонным колебаниям. Синтез предшественников провитамина D тоже зависит от воздействия солнечных лучей, поэтому избыточное пребывание на солнце не приводит к гипервитаминозу.

Следовательно, скорость продукции провитамина D в долгосрочной перспективе не зависит от пигментации кожи; но она может снижаться у темнокожих лиц, которые мало подвергаются воздействию солнечных лучей. Провитамин D связывается с транскальциферином (витамин — D — связывающим белком) и транспортируется в печень, где в результате 25-гидроксилирования он превращается в кальцидиол.

Возможности получения витамина D с пищей очень ограничены, лишь крайне малое число продуктов содержит в себе витамин D. Молоко и молочные продукты, производимые в США и Европе, дополнительно обогащаются витамином D. Одна их порция содержит около 100 ME витамина. К сожалению, необогащенные молочные продукты и человеческое грудное молоко содержат крайне малое количество витамина. В желтке яйца содержится около 20 ME витамина D, в белке витамина D нет. Рыба является источником, богатым витамином D.

В порции консервированного тунца содержится 250 ME витамина, а в одной порции свежевыловленного лосося может содержаться до 1000 ME. В растительных продуктах витамина D нет, но он может содержаться в грибах в количестве до 1500 МЕ/100 г, если грибы росли в присутствии солнечного света.

Витамин D представляет из себя провитамин, активной формой которого является 1-25-(ОН)₂ витамин D (кальцитриол). В норме кальцитриол продуцируется почками из витамина D, кальцидиола, в результате реакции 1-гидроксилирования. Активность 1-гидроксилазы почек контролируется ПТГ, поэтому уровень 1-25-(ОН)₂ витамина D напрямую коррелирует с уровнем ПТГ. Высокий уровень ПТГ, как правило при гипокальциемии, стимулирует образование 1-25-(ОН)₂ витамина D. В результате происходит повышение абсорбции кальция в кишечнике и нормализация его уровня в плазме крови.

При определенных патологических состояниях некоторые другие ткани также могут проявлять 1-гидроксилазную активность, иногда независимо от действия ПТГ.

в) Метаболизм минеральных веществ в костной ткани. Мы часто воспринимаем кости лишь как опорные структуры, но на самом деле костная ткань играет важную роль в метаболизме, выступая в качестве депо кальция, фосфатов и карбонатов, также она участвует в поддержании кислотно-щелочного равновесия. Матриксом кости является частично минерализованная ткань и специфические костные клетки. Костную систему человека разделяют на осевой скелет, к которому относят череп, позвоночный столб, грудину, ребра и таз, и на скелет конечностей, от их проксимальных отделов до кончиков пальцев.

Также костная ткань подразделяется на губчатую (трабекулярную), которая обладает высокой метаболической активностью, и кортикальную, которая имеет большую плотность и меньшую метаболическую активность. Изменения в кортикальной костной ткани наступают при тяжелых или длительно текущих заболеваниях. В осевом скелете преобладает содержание трабекулярной кости, в скелете конечностей — кортикальной.

К костным клеткам относят остеобласты, остеокласты и остеоциты. Остеобласты происходит из мезенхимальных стволовых клеток, они образуют соединительнотканный матрикс кости, который затем минерализуется, формируя новую костную ткань. Большинство остеобластов подвергаются апоптозу, но часть из них остается включенной в костный матрикс и превращается в остеоциты, а другая часть остается на поверхности кости, формируя надкостницу.

Трансформируясь в остеоциты, эти клетки образуют длинные отростки, которыми они создают щелевой контакт с соседними клетками и с клетками надкостницы. Остеоциты воспринимают механическое давление, оказываемое на кость, и играют важную роль в моделировании костной ткани. Остеокласты представляют собой крупные многоядерные клетки, происходящие из одноядерных макрофагов. Процесс дифференцировки клеток в остеокласты происходит под контролем ядер-ного фактора кВ (каппа-Б, RANKL), продуцирующего в ходе апоптоза остеобластов, и под контролем колониестимулирующего фактора макрофагов.

Читайте также: Муслиновая ткань в тюмени

Остеокласты участвуют в резорбции костной ткани, разрушая минеральный компонент и коллагеновый матрикс костной ткани посредством протеолиза.

В норме костная ткань постоянно разрушается остеокластами и одновременно заново синтезируется остеобластами. Этот процесс получил название ремоделирования костной ткани. В здоровом организме процессы разрушения и синтеза костной ткани находятся в равновесии. Ремоделирование костной ткани крайне важно для поддержания структурной целостности (прочности) скелета, т. к. с ее помощью постоянно восстанавливаются микропереломы костей, возникающие от каждодневных физических нагрузок.

г) Кальций-чувствительные рецепторы. Как уже упоминалось выше, паращитовидные клетки экспрессируют кальций-чувствительные рецепторы. Первоначально данные рецепторы были выделены из паращитовидных клеток крупного рогатого скота, затем их наличие было подтверждено и у человека. Кроме паращитовидных желез, где они и были впервые обнаружены, данные рецепторы экспрессируются в почках, костях, желудке, легких, головном мозге и других тканях.

Как мутации, так и приобретенные дисфункции данных рецепторов могут стать причиной появления различных заболеваний, связанных как с повышением, так и с понижением кальция крови. Более подробно эти заболевания будут рассмотрены ниже.

Учебное видео расшифровки биохимического анализа крови

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

20 продуктов для здоровых костей

Скелет, в прямом смысле слова, — наша основная поддержка и опора. Все наше тело состоит из костей, поэтому их здоровье — очень важная составляющая , ведь слабая костная система подразумевает под собой множество различных заболеваний, которые делают нашу жизнь несчастной. Но к счастью, все питательные вещества, необходимые для здоровых и крепких костей, могут быть получены из самой разной натуральной пищи. В этой статье представлены 20 самых полезных продуктов для здоровья скелета.

Молоко. Всем с самого детства известно, что в молоке огромное количество кальция. Кальций просто необходим для здоровья костей, так как составляет основную структурную часть костей. Они состоят из кристаллов кальция, которые выполняют роль механической поддержки. Стакан жирного молока содержит около 300 миллиграмм кальция. Женщинам для обеспечения организма дневной нормой кальция следует выпивать как минимум два стакана молока ежедневно.
Йогурт. Йогурт — не менее полезный продукт. Так как ни одни другие продукты не могут сравнится с молочной продукцией по содержания кальция, их просто необходимо вносить в свой ежедневный рацион. А для тех, кому не нравится вкус и запах молока, следует попробовать заменить его йогуртом. Так как количество кальция в йогурте такое же, как и в молоке, йогурт может стать хорошей альтернативой для обеспечения организма ежедневной нормой кальция. В 250 мл йогурта содержится около 450 миллиграмм кальция. Кроме того, йогурт является источником витаминов D, В, калия, магния и белков. Витамин D обеспечивает прочность костей.
Сыр. Сыр – самый известный и всеми любимый молочный продукт. Его используют как добавку в различных продуктах питания, а также выпечке. Сыр имеет свой восхитительный неповторимый вкус и может стать заменой молочных продуктов для тех, кто не переносит молоко или йогурт. В сыре находится много витаминов и микроэлементов: магний, кальций, фосфор, витамины В и D – основа здоровых и крепких костей. В одной порции швейцарского сыра содержится около 200 мг кальция.
Сардины. Сардины богаты кальцием и витамином D. Кальций – основа костной ткани, а витамин D улучшает способность организма усваивать кальций. Порция сардин, около 90 грамм, по количеству кальция эквивалентна стакану молока. Кроме того, сардины богаты витамином В12, который способствует снижению уровня гомоцистеина в крови. Повышенный уровень гомоцистеина способствует ускоренному развитию остеопороза, а также разрушению костной ткани.
Кунжутные семечки. Кунжутные семечки – отличный продукт для здоровых костей. Также в них содержится кальций, фосфор, витамин В1, диетические волокна, медь и цинк. Кальций и фосфор способствуют укреплению костей, а медь имеет отличные антиоксидантные свойства и исполняет защитную роль, так как участвует в образовании коллагеновых волокон. Цинк уменьшает риск развития остеопороза.
Лосось. Каждому, кто хочет иметь прочные и здоровые кости, следует употреблять продукты, богатые на витамин В, а также Омега-3 жирные кислоты. Это все находится в лососе. Отложение и поглощение кальция происходит благодаря витамину D, а Омега-3 жирные кислоты выполняют защитные функции.
Зелень колларда. Зелень колларда также содержит кальций, витамины К, D и А. Все эти компоненты помогают в укреплении костей.
Шпинат. Шпинат без сомнения один из лучших ресурсов витамина К, калия, кальция, железа, магния и витамина А, а также фолиевой кислоты. Чашка шпината обеспечивает 25% дневной нормы кальция необходимого нашему организму.
Укрепленные злаки. Источник витамина D и кальция. Кальций — для крепких костей и суставов. Витамин D играет существенную роль в здоровье костей.
Тофу. Многим людям не нравится тофу из-за его своеобразного вкуса, но не многие из них полностью осознают всю питательную ценность этого продукта. Тофу содержит большое количество кальция, что делает его хорошей альтернативой молочным продуктам в целом. По некоторым оценкам, содержание кальция в тофу относительно других микроэлементов составляет 77%, именно поэтому тофу рекомендуется для поддержания здоровья костей.
Соевые бобы. Согласно исследованиям, соевые бобы способствуют борьбе с остеопорозом — заболеванием, связанным с истончением костей. Они содержат естественные флавоны, антиоксиданты, необходимые для защиты костей. Но так как в соевых бобах относительно небольшое содержание кальция, они в основном ценны из-за своих антиоксидантных свойств.
Бобы. Бобы – кладезь здоровья, включая и здоровье костей. Они богаты белками, кальцием и многими другими микроэлементами. Кроме того, бобы отличный диетический продукт, с небольшим содержанием калорий, поэтому их можно употреблять в больших количествах без страха за фигуру.
Апельсиновый сок. Костная система состоит из коллагеновых белков в центральном ядре, именно они обеспечивают структурную поддержку костей. Этому способствуют кристаллы фосфатов, кальций и витамин С, а апельсиновый сок — один из богатейших его источников.
Орехи. Орехи, такие как грецкие и миндаль, содержат Омега-3 жирные кислоты, они являются полиненасыщенными и сильнейшими антиоксидантами, которые обеспечивают защиту костей от многих заболеваний.
Листовые овощи. Известно, что в овощах находится множество питательных веществ необходимых для нормального функционирования организма, особенно полезны зеленые овощи. Так темные листовые овощи — отличный источник витамина К, магния, фолиевой кислоты, кальция и калия, они могут служить как временная замена молочным продуктам, потому как содержат такие же питательные вещества.
Яйца. Яйца также необходимы для поддержания здоровья и роста костей. Они так ценны из-за содержания комплекса витамина В, а также витамина D.
Тунец. Помимо солнца, есть другие источники витамина D. Отличным вариантом может стать тунец, в котором содержится большое его количество, необходимого для крепких костей.
Чернослив. Сладкий чернослив не только очень вкусно, но и очень полезно. Этот супер продукт снижает шансы быть пораженным остеопорозом, а также является отличной профилактикой переломов. Особенно полезен для женщин в менопаузе, так как у них особенно высокий риск проблем с суставами и костями.
Мясной белок. Кальций, коллагеновые белки и витамины – это основа наших костей. Следовательно, белки просто необходимы, однако не только для роста, но также и для гибкости костей. Следует проявлять осторожность, поскольку слишком большое потребление мяса нежелательно для здоровья в целом.
Яблоки. В яблоках содержится кверцетин, который участвует в образовании коллагена, что способствует укреплению костей и суставов.