Выведение фосфатов кальция из костной ткани регулирует

а) Всасывание кальция и фосфатов в кишечнике и их экскреция с калом. Обычная скорость поступления кальция и фосфатов составляет приблизительно 1000 мг/сут, что соответствует количеству, извлекаемому из 1 л молока. Обычно двухвалентные катионы, такие как ионизированный кальций, плохо абсорбируются в кишечнике. Однако, как обсуждается далее, витамин D способствует всасыванию кальция в кишечнике, и почти 35% (около 350 мг/сут) потребленного кальция абсорбируется. Оставшийся в кишечнике кальций попадает в каловые массы и удаляется из организма. Дополнительно около 250 мг/сут кальция попадает в кишечник в составе пищеварительных соков и слущивающихся клеток. Таким образом, около 90% (900 мг/сут) из ежесуточного поступления кальция выводится с калом (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже).

Обзорная картина распределения кальция между различными тканями и органами у человека, получающего 1000 мг кальция ежедневно.
В норме большее количество введенного кальция выводится с фекалиями, хотя почки способны экскретировать большое количество кальция, уменьшая реабсорбцию кальция в канальцах

Всасывание фосфатов в кишечнике осуществляется легко. Кроме тех количеств фосфатов, которые выводятся с калом в виде солей кальция, почти все содержащиеся в дневном рационе фосфаты всасываются из кишечника в кровь и затем экскретируются с мочой.

б) Экскреция кальция и фосфатов почкой. Приблизительно 10% (100 мг/сут) поступившего в организм кальция экскретируются с мочой, около 41% кальция в плазме связано с белками и поэтому не фильтруется из гломерулярных капилляров. Оставшееся количество объединяется с анионами, например с фосфатами (9%), или ионизируется (50%) и фильтруется клубочками в почечные канальцы.

В норме в канальцах почки реабсорбируется 99% отфильтрованного кальция, поэтому в сутки экскретируются с мочой почти 100 мг кальция. Приблизительно 90% кальция, содержащегося в гломерулярном фильтрате, реабсорбируется в проксимальных канальцах, петле Генле и в начале дистальных канальцев. Затем в конце дистальных канальцев и в начале собирательных протоков реабсорбируются оставшиеся 10% кальция. Реабсорбция становится высокоизбирательной и зависит от концентрации кальция в крови.

Если концентрация кальция в крови низка, реабсорбция возрастает, в итоге кальций почти не теряется с мочой. Напротив, когда концентрация кальция в крови незначительно превышает нормальные значения, экскреция кальция значительно увеличивается. Наиболее важным фактором, контролирующим реабсорбцию кальция в дистальных отделах нефрона и, следовательно, регулирующим уровень экскреции кальция, является паратгормон.

Почечная экскреция фосфатов регулируется механизмом обильного потока (просим вас пользоваться формой поиска выше). Это означает, что когда концентрация фосфатов в плазме снижается ниже критического значения (около 1 ммоль/л), все фосфаты из гломеруляр-ного фильтрата реабсорбируются и перестают выводиться с мочой. Но если концентрация фосфатов превышает значение нормы, потери его с мочой прямо пропорциональны дополнительному увеличению его концентрации. Почки регулируют концентрацию фосфатов в экстрацеллюлярном пространстве, изменяя скорость экскреции фосфатов соответственно их концентрации в плазме и скорости фильтрации фосфатов в почке.

Однако, как мы увидим далее, паратгормон может существенно увеличить экскрецию фосфатов почками, поэтому он играет важную роль в регуляции концентрации фосфатов в плазме наряду с контролем концентрации кальция.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Выведение фосфатов кальция из костной ткани регулирует

а) Обмен кальцием между костью и внеклеточной жидкостью. Если растворимые соли кальция вводить внутривенно, концентрация ионов кальция может немедленно возрасти до очень высокого уровня. Однако через 30-60 мин, иногда чуть дольше, концентрация кальция возвращается к норме. Сходным образом, если большое количество ионов кальция извлечь из циркулирующей крови, концентрация кальция вновь становится нормальной тоже через 30-60 мин.

Эти результаты во многом являются следствием того, что в кости кальций содержится в форме, способной к обмену, которая находится в состоянии динамического равновесия с кальцием во внеклеточной жидкости.

Читайте также: Лекарства улучшающие трофику тканей

Небольшое количество такого легкообмениваемого кальция присутствует во всех тканях, особенно в клетках с высокой проницаемостью мембран, таких как клетки печени или гастроинтестинального тракта. Однако больше всего легкообмениваемого кальция содержится в костях. В норме его количество в кости приближается к 0,4-1% общего количества кальция в костях. Кальций размещен в кости в легкомобилизуемой форме в виде соли СаНРО4 и других аморфных солей кальция.

Значение легкообмениваемого кальция в том, что он создает подобие буферного механизма, помогающего уберечь концентрацию ионов кальция в экстрацеллюлярной жидкости от чрезвычайных подъемов или падений в связи с транзиторными колебаниями концентраций наличного кальция.

б) Наращивание и рассасывание костей — формирование и реконструирование костей. Формирование костей остеобластами. Кости в течение длительного времени наращиваются остеобластами и в течение продолжительного периода могут рассасываться остеокластами, если остеокласты активны (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже).

Деятельность остеобластов и остеокластов в одной и той же кости

Остеобласты сосредоточены на наружной поверхности костей и в костных полостях. Небольшую активность остеобласты обнаруживают на протяжении всей жизни кости (на 4% суммарной поверхности костей в любой временной интервал жизни у взрослых).

Благодаря этому некоторое количество костной ткани может образовываться постоянно.

в) Рассасывание костей — функция остеокластов. Кость в течение продолжительного времени может рассасываться благодаря присутствию остеокластов — крупных фагоцитов, являющихся многоядерными клетками (до 50 ядер), производных моноцитов или моноцитоподобных клеток, образующихся в костном мозге. В норме остеокласты активны менее чем на 1% поверхности кости у взрослых.

Далее в этой статье мы увидим, что рассасывающая кость активность остеокластов регулируется паратгормоном.

Гистологически рассасывание костей обнаруживается в непосредственной близости от остеокластов. Механизм рассасывания представляется следующим. Остеокласты посылают ворсинкоподобные выросты в направлении кости. Ворсинки выделяют два типа веществ:

(1) протеолитические ферменты, освобождающиеся из лизосом остеокластов;

(2) некоторые кислоты, включая лимонную и молочную, выделяющиеся из митохондрий и секреторных пузырьков.

Ферменты переваривают или растворяют органический матрикс кости, а кислоты вызывают растворение солей. Клетки-остеокласты также поглощают фагоцитозом мелкие частички матрикса кости и кристаллы, частично растворяя их и выделяя остатки в кровь.

г) В норме формирование костей и их рассасывание уравновешены. В норме скорость формирования костей, кроме растущих костей, и их рассасывания равны, поэтому в итоге масса костной ткани остается постоянной. Остеокласты обычно существуют в виде мелких скоплений, образованных многочисленными клетками. Как только скопление начинает развиваться, оно разъедает кость, образуя тоннель диаметром от 0,2 до 1 мм и длиной до нескольких миллиметров.

Произойти это может в течение 3 нед. К концу этого срока остеокласты исчезают, а тоннель заполняется остеобластами. Начинает развиваться новая костная ткань. Формирование кости продолжается несколько месяцев, новая костная ткань разрастается по ходу тоннеля, образуя концентрические слои (пластинки) со стороны внутренней поверхности полости до тех пор, пока тоннель не будет заполнен. Формирование новой костной ткани прекращается, когда разрастающаяся ткань начинает наползать на питающие эту ткань кровеносные сосуды.

Канал, через который проходят эти сосуды, называют гаверсовым каналом; это все, что остается от исходной полости. Каждую новую зону кости, которая формируется подобным образом, называют остеоном (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже).

Структура кости

д) Значение постоянной перестройки кости. Постоянное формирование и рассасывание костной ткани важно по нескольким причинам.

Во-первых, обычно прочность кости пропорциональна величине действующей на кость нагрузки. Вследствие этого кость утолщается, если она подвергается большим нагрузкам.

Во-вторых, структура кости может быть изменена путем формирования и рассасывания кости для требуемого соответствия механических характеристик кости и особенностей действующих нагрузок.

В-третьих, старая кость становится хрупкой и ломкой из-за дегенерации старого матрикса, поэтому необходим новый органический матрикс для поддержания прочность кости. У детей в связи с высокой скоростью формирования и рассасывания костей ломкость существенно меньше, чем у пожилых людей, у которых скорость этих процессов снижена.

Читайте также: Шить береты из ткани

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Выведение фосфатов кальция из костной ткани регулирует

а) Осаждение и вымывание кальция и фосфатов из костей находятся в состоянии динамического равновесия с внеклеточной жидкостью. Гидроксиапатиты не выпадают в осадок во внеклеточной жидкости, несмотря на перенасыщенность ее ионами кальция и фосфатов. Концентрация ионов кальция и фосфатов во внеклеточной жидкости гораздо выше, чем та, при которой гидроксиапатиты могут выпадать в осадок. Присутствие практически во всех тканях и плазме крови ингибиторов препятствует этому процессу; одним из таких ингибиторов является пирофосфат, поэтому осаждения гидроксиапатитов в норме не происходит нигде, кроме как в кости, несмотря на перенасыщенность ионами жидкостей организма.

б) Механизм кальцификации костей. Начальной стадией образования кости является синтез молекул коллагена (называемого коллагеном-мономером) и основной субстанции (главным образом протеогликанов) остеобластами. Коллаген-мономер быстро полимеризуется, формируя коллагеновые волокна; образуется остеоид — похожая на хрящ ткань, которая в отличие от настоящего хряща быстро пропитывается осаждающимися солями кальция. По мере образования остеоида некоторые остеобласты замуровываются в остеоиде и переходят в состояние покоя. На этой стадии их называют остеоцитами.

Через несколько дней после образования остеоида соли кальция начинают осаждаться на поверхности коллагеновых волокон. Первоначально преципитаты располагаются, отступая друг от друга и образуя мелкие гнезда, которые быстро множатся и увеличиваются в размерах и через несколько дней или недель окончательно превращаются в кристаллы гидроксиапатита.

Соли кальция размещаются не в виде кристаллов гидроксиапатита, а в виде аморфных образований (некристаллических) смеси солей — СаНРO₄ • 2Н₂O, Са₃(РO₄)₂ • 3Н₂O и др. Затем путем замены и добавления атомов либо реабсорбции и репреципитации эти соли превращаются в кристаллы гидроксиапатита; на этот процесс уходят от нескольких недель до нескольких месяцев. Небольшой процент солей может длительно сохраняться в аморфном состоянии. Это важно, т.к. находящиеся в аморфном состоянии соли могут быстро вымываться, когда появится необходимость в повышении содержания кальция во внеклеточной жидкости.

Механизм, вызывающий размещение солей кальция в остеоиде, не вполне понятен. Есть точка зрения, согласно которой не случайно именно коллагеновые волокна образуются в остеоиде первыми. Именно они должны вызывать преципитацию солей кальция. Предположительно остеобласты выделяют в остеоид вещества, способные нейтрализовать ингибитор (вероятно, пирофосфат), который в норме предупреждает кристаллизацию гидроксиапатитов. Как только пирофосфат нейтрализуется, естественное сродство коллагеновых волокон и солей кальция вызовет осаждение последних.

в) Осаждение солей кальция в некостных тканях при патологии. Несмотря на то, что соли кальция почти никогда не выпадают в осадок в обычных тканях, кроме кости, в некоторых случаях они могут преципитировать. Например, они выпадают в осадок на стенках артерий при развитии атеросклеротических изменений, и артерии становятся похожими на трубки, состоящие из кости. Сходным образом, соли кальция часто размещаются в регенерирующих тканях или старых сгустках крови. По-видимому, в этих случаях ингибирующий фактор, который в норме предупреждает выпадение этих солей в осадок, исчезает из тканей, поэтому начинается преципитация.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Выведение фосфатов кальция из костной ткани регулирует

Функционально обмен кальция и фосфатов, формирование костей и зубов, регуляция продукции витамина D, паратгормона и кальцитонина глубоко взаимосвязаны. Концентрация внеклеточного кальция, например, зависит от соотнесенности процессов реабсорбции кальция из кишечника, экскреции кальция почками, поступления и выведения кальция из костей, которые регулируются упомянутыми гормонами. Гомеостатические показатели кальция и фосфатов тесно связаны, поэтому они обсуждаются в статьях по физиологии на сайте совместно.

Читайте также: Какую пастель выбрать ткань

а) Обзор регуляции кальция и фосфатов во внеклеточной жидкости и плазме. Концентрация кальция во внеклеточной жидкости в норме поддерживается на строго постоянном уровне, редко повышаясь или снижаясь на несколько процентов относительно нормальных величин, составляющих 9,4 мг/дл, что эквивалентно 2,4 ммоль кальция на литр. Такой строгий контроль очень важен в связи с основной ролью кальция во многих физиологических процессах, включая сокращение скелетных, сердечной и гладких мышц, свертывание крови, передачу нервных импульсов. Возбудимые ткани, в том числе нервная, очень чувствительны к изменениям концентрации кальция, и увеличение концентрации ионов кальция по сравнению с нормой (гипсркальциемия) вызывает нарастающее поражение нервной системы; напротив, снижение концентрации кальция (гипокальциемия) повышает возбудимость нервной системы.

Важная особенность регуляции концентрации внеклеточного кальция: только около 0,1% общего количества кальция организма присутствует во внеклеточной жидкости, около 1 % — находится внутри клеток, а остальное количество хранится в костях, поэтому кости могут рассматриваться в качестве большого хранилища кальция, выделяющего его во внеклеточное пространство, если концентрация кальция там снижается, и, напротив, забирающего избыток кальция на хранение.

Приблизительно 85% фосфатов организма хранится в костях, от 14 до 15% — в клетках, и только менее 1% присутствует во внеклеточной жидкости. Концентрация фосфатов во внеклеточной жидкости не так строго регулируется, как концентрация кальция, хотя они выполняют разнообразные важные функции, контролируя многие процессы совместно с кальцием.

б) Кальций в плазме и интерстициальной жидкости. Кальций в плазме представлен в трех формах (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже):

(1) около 41% (1 ммоль/л) кальция связано с белками плазмы крови; в такой форме он не проходит через стенки капилляров;

(2) около 9% кальция (0,2 ммоль/л), связанных с анионами плазмы и интерстициальной жидкости (например, цитратами и фосфатами), может диффундировать за пределы капилляров; в этом случае кальций не ионизируется;

(3) оставшиеся 50% кальция плазмы могут и диффундировать через мембрану капилляров, и ионизироваться.

Распределение ионизированного кальция (Са 2+ ), способного диффундировать неионизированного кальция, связанного с анионами, и не диффундирующего, связанного с белками, кальция в плазме крови

В плазме и интерстициальном пространстве концентрация ионизированного кальция в норме составляет около 1,2 ммоль/л (или 2,4 мэкв/л, т.к. он — двухвалентный ион), что равняется 1/2 концентрации кальция в плазме. Только в ионизированной форме кальций оказывает влияние на такие важные функции, как деятельность сердца, состояние нервной системы, образование костей.

в) Неорганические фосфаты внеклеточной жидкости. Неорганические фосфаты присутствуют в плазме в основном в двух формах: HPO₄ 2- и H₂PO₄ — . Концентрация HPO₄ 2- составляет около 1,05 ммоль/л, а концентрация H₂PO₄ — — около 0,26 ммоль/л. Если общее количество фосфатов в плазме возрастает, то увеличивается количество обеих форм ионов фосфата. Если рН внеклеточной жидкости смещается в сторону закисления, это указывает на относительное увеличение Н2РО4 и снижение HPO₄ 2- , в то время как противоположные сдвиги представленности этих форм фосфатов во внеклеточной жидкости сопровождаются алкалозом.

В связи с трудностями, возникающими при попытке точного определения количества HPO₄ 2- и H₂PO₄ — в крови химическими методами, обычно общее количество фосфатов выражают количеством миллиграммов фосфора на децилитр (100 мл) крови. Общее количество неорганического фосфора, представленное в виде обоих ионов, составляет приблизительно 4 мг/дл (3-4 мг/дл у взрослых и 4-5 мг/дл у детей).

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом