Årsager og konsekvenser af forøget fosfor i blodet

Kalciummetabolisme

Funktionerne af calcium i kroppen inkluderer:

Strukturelle (knogler, tænder);

· Signal (intracellular sekundær messenger formidler);

Enzymatisk (koenzym af koagulationsfaktorer);

Neuromuskulær (kontrol af excitabilitet, tildeling af neurotransmittorer, påbegyndelse af muskelkontraktion).

Hovedrollen i metabolismen af ​​calcium i den menneskelige krop hører til knoglevæv. I knogler er calcium repræsenteret af fosfater - Ca3 (PO4) 2 (85%), carbonater - CaCO3 (10%), salte af organiske syrer - citronsyre og mælkesyre (ca. 5%). Uden for skelettet findes calcium i den ekstracellulære væske og er praktisk taget fraværende i cellerne. Sammensætningen af ​​den tætte knoglematrix sammen med kollagen inkluderer calciumphosphat, en krystallinsk mineralforbindelse tæt på hydroxylapatit Ca10 (PO4) 6 (OH) 2. Nogle af Ca2 + -ionerne erstattes af Mg2 + -ioner, en lille del af OH- ioner erstattes af fluorioner, hvilket øger knoglestyrken. Knoglevævets mineralkomponenter er i en tilstand af kemisk ligevægt med ioner af calcium og serumphosphat. Knoglevævceller kan fremskynde afsætningen eller omvendt opløsningen af ​​mineralkomponenter med lokale ændringer i pH, koncentrationen af ​​Ca2 +, NRO42- ioner, chelaterende forbindelser (D. Metzler, 1980). En voksnes krop indeholder 1-2 kg calcium, hvoraf 98% er en del af skelettet (A. White et al., 1981). Det udgør cirka 2% af kropsvægten (ca. 30 mol). I blodet er calciumniveauet 9-11 mg / 100 ml (2,2-2,8 mmol / l) i den ekstracellulære væske - ca. 20 mg / 100 ml. Reguleringen af ​​calciummetabolisme mellem ekstra- og intracellulær væske udføres af parathyreoideahormon, calcitonin, 1,25-dioxycholecalciferol. Med et fald i koncentrationen af ​​calciumioner øges sekretionen af ​​parathyreoideahormon (PTH), og osteoklaster øger opløsningen af ​​de mineralforbindelser, der er indeholdt i knoglerne. PTH øger samtidig reabsorptionen af ​​Ca2 + -ioner i nyretubulierne. Som et resultat stiger niveauet af calcium i blodserumet. Med en stigning i indholdet af calciumioner udskilles calcitonin, hvilket reducerer koncentrationen af ​​Ca2 + -ioner på grund af calciumaflejring som et resultat af osteoblastaktivitet. D-vitamin er involveret i reguleringsprocessen, det er påkrævet til syntese af calciumbindende proteiner, som er nødvendige for absorption af Ca2 + -ioner i tarmen og dens reabsorption i nyrerne. Det konstante indtag af D-vitamin er nødvendigt for det normale forløb af forkalkningsprocesser. Thyroxin, androgener, der øger indholdet af Ca2 + -ioner, og glukokortikoider, der reducerer det, kan forårsage en ændring i calciumniveauet i blodet. Ca2 + -ioner binder mange proteiner, herunder nogle proteiner i blodkoagulationssystemet. Proteiner i koagulationssystemet indeholder calciumbindende steder, hvis dannelse afhænger af K-vitamin.

I fødevarer findes calcium hovedsageligt i form af calciumphosphat, der absorberes i kroppen. I naturen findes calcium i form af carbonat, oxalat, tartrat, fytinsyre (i korn).

Calciummangel i kroppen er ofte forbundet med lav opløselighed af de fleste af dens salte..

Forfatterne tilskriver den dårlige opløselighed af calciumsalte til forkalkning af arteriernes vægge, dannelse af sten i galdeblæren, renalt bækken og tubuli.

Calciumphosphater er let opløselige i maveindhold. Maksimal calciumabsorption forekommer i den proksimale tyndtarme og aftager i det distale.

Andelen af ​​calciumabsorption er mere signifikant hos børn (sammenlignet med voksne), hos gravide og ammende kvinder. Kalciumabsorption falder med alderen med en mangel på vitamin D.

Plasmaet indeholder fraktioner af proteinbundet (ikke-diffunderende) calcium (0,9 mmol / L) og diffunderende: ioniseret (1,1-1,4 mmol / L) og ikke-ioniseret (0,35 mmol / L). Ioniseret calcium er biologisk aktivt, det trænger igennem celler gennem membraner, den ikke-ioniserede form er bundet til proteiner (albumin), kulhydrater og andre forbindelser. Inde i cellerne er koncentrationen af ​​frit calcium lav. Så den totale koncentration af Ca2 + -ioner i erytrocytters cytoplasma er ca. 3 μM, hvoraf mindre end 1 μM falder på frie ioner. Koncentrationsgradienten af ​​calciumioner på forskellige sider af membranen (fra 102 til 105) opretholdes under anvendelse af en calciumpumpe. En meget langsom tilbagespredning af ioner i cellen modstår pumpens drift. Ca2 + henviser til sekundære budbringere - intracellulære stoffer, hvis koncentration styres af hormoner, neurotransmittere, ekstracellulære signaler. Det lave niveau af calcium i cellerne understøttes af calciumpumper (calcium ATPase) og natrium-calciumbyttere. Høj aktivering af Mg2 + -, Ca2 + -ATPase er forbundet med konformationelle ændringer i calciumpumpen, hvilket fører til overførsel af Ca2 +. En skarp stigning i calciumindholdet i cellen forekommer, når calciumkanaler eller intracellulære calciumdepoter åbnes (koncentrationen stiger til 500-1000 nM ved 10-100 nM i en ikke-stimuleret celle). Åbningen af ​​kanaler kan være forårsaget af depolarisering af membraner, virkningen af ​​signalstoffer, neurotransmittere (glutamat, ATP), sekundære messenger (inositol-1,4,5-triphosphat, cAMP) (Y. Kolman, K.G. Rem, 2000). Niveauet af calcium i cellerne stiger (5-10 gange) i form af kortsigtede udsving (høje koncentrationer af calcium har en cytotoksisk effekt). Der er et stort antal proteiner i celleorganellerne og cytoplasma af celler, der kan binde calcium og fungere som en puffer. Handlingen af ​​calcium medieres af "calciumsensorer" - specielle calciumbindende proteiner - annexin, calmodulin, troponin. Calmodulin er til stede i alle celler, og ved binding af fire calciumioner overføres det til en aktiv form, der kan interagere med proteiner. C2 + påvirker aktiviteten af ​​enzymer, ionpumper, cytoskeletkomponenter på grund af aktiveringen af ​​calmodulin.

Hypoalbuminæmi påvirker ikke niveauet af ioniseret calcium, der varierer i et snævert område og derved sikrer den normale funktion af det neuromuskulære system. Med stigende pH stiger andelen af ​​bundet calcium. Ved alkalose dissocierer hydrogenioner fra albuminmolekylet, hvilket fører til et fald i koncentrationen af ​​calciumioner. Dette kan forårsage kliniske symptomer på hypokalsæmi, på trods af det faktum, at koncentrationen af ​​total calcium i plasma ikke ændres. Det modsatte billede (en stigning i koncentrationen af ​​calciumioner i plasma) ses i akut acidose. Globuliner binder også calcium, omend i mindre grad end albumin.

Komponenterne i regulering af calcium i plasma inkluderer:

· Skelet (calciumreservoir);

· Udskillelse af calcium gennem tarmen med galden

· Parathyreoideahormon, calcitonin (deres sekretion bestemmes af niveauet af calcium i plasmaet)

Den ekstracellulære calciumpulje opdateres cirka 33 gange i løbet af dagen (W. J. Marshall, 2002), der passerer gennem nyrerne, tarmen og knoglerne. Og selv en lille ændring i nogen af ​​disse strømme har en betydelig effekt på koncentrationen af ​​calcium i ekstracellulær væske, inklusive blodplasma. Calcium, som er en del af hemmelighederne i fordøjelseskanalen, absorberes delvist sammen med diætkalk.

Calciummetabolske forstyrrelser er ledsaget af phosphatmetabolske forstyrrelser og manifesteres klinisk i ændringer i skelettet og neuromuskulær irritabilitet.

Der ses en omvendt sammenhæng mellem indholdet af calcium og fosfor i blodserumet (en samtidig stigning observeres ved hyperparathyreoidisme, et fald - med raketer hos børn). Med et højt indhold af fosfor i fødevarer i mave-tarmkanalen dannes ikke-absorberbart tribasisk calciumphosphat. Det daglige calciumbehov for en voksen er 20-37,5 mmol (0,8-1,5 g), dobbelt så meget hos gravide og ammende kvinder (M. A. Bazarnova et al., 1986). 35 mmol calcium indtages dagligt i fødekanalen, men kun halvdelen absorberes, 50 gange langsommere end natrium, men mere intensivt end jern, zink, mangan. Absorption forekommer i tyndtarmen (maksimalt i tolvfingertarmen 12). Calciumgluconat og calciumlactat absorberes bedst. Optimal absorption observeres ved pH = 3,0. Calcium kombineres med fedtsyrer og galdesyrer og gennem portvenen kommer ind i leveren. D-vitamin fremmer transport gennem enterocyttens membran ind i blodet Absorption aftager med mangel på fosfater (calcium / fosforforholdet er vigtigt). Absorptionen påvirkes af koncentrationen af ​​Na +, aktiviteten af ​​alkalisk phosphatase, Mg2 + -, Ca2 + -ATPase og indholdet af calciumbindende protein. Normalt udskilles calcium gennem tarmen. Hver dag udskilles ca. 25 mmol Ca2 + i fordøjelseskanalen af ​​spyt-, gastrisk og bugspytkirtelkirtler (M. A. Bazarnova et al., 1986). Udskillelsen af ​​calcium med fæces vedvarer selv med en calciumfri diæt (som en del af galden). I nyrerne filtreres ca. 270 mmol Ca2 + pr. Dag. 90% af det calcium, der filtreres i nyrerne, reabsorberes, derfor udskilles det generelt lidt i urinen (udskillelsen øges med stigende calciumkoncentration i blodet og fører til dannelse af nyresten). Den daglige udskillelse varierer fra 1,5 til 15 mmol og afhænger af den daglige rytme (maksimalt om morgenen), hormoner, syre-basistilstand, madens art (kulhydrater øger udskillelsen af ​​calcium). Når knoglernes mineralskelettet resorberes, falder calciumreabsorptionen. Knogler er et reservoir af calcium: med hypokalcæmi kommer calcium fra knoglerne, og omvendt med hypercalcæmi, aflejres det i skelettet.

Calciumioner er vigtige for mange processer:

· Permeabilitet af cellemembraner

· Aktiviteten af ​​mange enzymer og lipidperoxidation.

De vigtigste kilder til calcium er mælk, mejeriprodukter (cottage cheese, hårde oste), fisk, æg. Det findes også i grønne grøntsager, nødder. En af kilderne til calcium er drikkevand (i 1 liter op til 350-500 mg). 10-30% calcium leveres med drikkevand (V.I. Smolyar, 1991). Biotilgængeligheden af ​​calcium forbedres af gærede mælkeprodukter, animalske proteiner og reduceres med kostfiber, alkohol, koffein, overskydende fedt (der dannes uopløselige forbindelser), fosfater og oxalater. Det øgede indhold af magnesium og kalium i fødevarer hæmmer absorptionen af ​​calcium: de konkurrerer med calcium om galdesyrer. D-vitaminpræparater fremmer calciumabsorption. Ved behandling af osteoporose sammen med udnævnelsen af ​​calciumpræparater er det nødvendigt at genopfylde manglen på proteiner, calciferol, vitaminer.

Hyperkalscæmi er resultatet af øget calciumindtagelse i den ekstracellulære væske fra resorberbart knoglevæv eller fra mad under betingelser med nedsat nyrefunktion. Den mest almindelige årsag til hypercalcæmi (90% af tilfældene) er primær hyperparathyreoidisme, ondartede neoplasmer. Ofte er hypercalcæmi ikke klinisk synlig. Sjældne årsager til hypercalcæmi inkluderer (W. Clatter, 1995) granulomatøse sygdomme (inklusive sarkoidose), hypervitaminose D, thyrotoksikose, anvendelse af thiaziddiuretika, lithiumpræparater, mælke-alkalisk syndrom, langvarig immobilitet, arvelig hypocalciuric hypercalcæmi og renal. De kliniske symptomer på hypercalcæmi inkluderer:

Mangel på appetit, kvalme, opkast, mavesmerter (udvikler mavesår og tolvfingertarmsår, pancreatitis), forstoppelse;

Svaghed, træthed, vægttab, muskelsvaghed;

· Personlighedsændringer, nedsat koncentration, døsighed, koma;

Arytmier, forkortelse af Q-T-intervallet på EKG;

Nephrocalcinosis, nyreberegning, forkalkning af blodkar, hornhinde;

Polyuri, dehydrering, nyresvigt.

Den mest almindelige årsag til et fald i total serumkalk er hypoalbuminæmi..

Calciummetabolisme i kroppen forstyrres ikke, hvis indholdet af frit calcium er inden for normale grænser. Koncentrationen af ​​frit calcium i serum falder med hypoparathyroidisme, resistens mod parathyreoideahormon (pseudohypoparathyroidism), vitamin D-mangel, nyresvigt, alvorlig hypomagnesæmi, hypermagnesæmi, akut pancreatitis, skeletmuskelnekrose, rabdomyolyse, forfald og forfald. De kliniske manifestationer af hypokalcæmi inkluderer: paræstesi, følelsesløshed, muskelkramper, strube i strubehovedet, afvigelser i opførsel, stupor, positive symptomer på Hvostek og Trousseau, forlængelse af Q-T-intervallet på EKG, grå stær. Moderat hypokalcæmi kan være asymptomatisk..

Hypercalciuria udvikles med øget forbrug af calcium med mad, en overdosering af vitamin D (øget resorption i tarmen), rørformede lidelser (idiopatisk hypercalciuria, renal tubular acidosis), med øget knoglefald (myelom, knogletumorer, fosfat diabetes, osteoporose).

Hypocalciuria observeres ved hypoparathyreoidisme, hypovitaminose D, hypocalcæmi, nedsat glomerulær filtrering.

Fosforens rolle i den menneskelige krop

Den voksne krop indeholder ca. 670 g fosfor (1% af kropsvægten), hvilket er nødvendigt for knogledannelse og cellulær energimetabolisme. 90% fosfor, ligesom calcium, findes i skelettet - knogler og tænder (M.A. Bazarnova et al., 1986). Sammen med calcium danner de grundlaget for knoglemasse. I knogler er fosfor repræsenteret af sparsomt opløseligt calciumphosphat (2/3) og opløselige forbindelser (1/3). Det meste af det resterende fosfor er placeret inde i cellerne, 1% - i den ekstracellulære væske. Derfor tillader niveauet af fosfor i blodserumet ikke os at bedømme det samlede indhold i kroppen.

Fosfater er de strukturelle elementer i knoglevæv, deltager i energioverførsel i form af makroergiske bindinger (ATP, ADP, kreatinphosphat, guaninphosphat og andre). Fosfor og svovl er to elementer i den menneskelige krop, der er en del af forskellige makroergiske forbindelser. Med deltagelse af fosforsyre udføres glykolyse, glykogenese og fedtstofskifte. Fosfor er en del af strukturen af ​​DNA, RNA, der tilvejebringer proteinsyntese. Han er involveret i oxidativ fosforylering, hvilket resulterer i, at ATP dannes, fosforylering af visse vitaminer (thiamin, pyridoxin og andre). Fosfor er også vigtigt for muskelvævets funktion (knoglemuskler og hjertemuskler). Uorganiske fosfater er en del af buffersystemerne i plasma og vævsvæske. Fosfor aktiverer absorptionen af ​​calciumioner i tarmen. Det daglige behov for fosfor er 30 mmol (900 mg), hos gravide kvinder øges det med 30-40%, under amning - to gange (M.A. Bazarnova et al, 1986). Ifølge V. I. Smolyar (1991) er behovet for fosfor hos voksne 1600 mg pr. Dag, hos børn - 1500-1800 mg pr. Dag.

Fosfor kommer ind i den menneskelige krop med plante- og dyrefoder i form af phospholipider, fosfoproteiner og fosfater.

Planteprodukter (især bælgplanter) indeholder meget fosfor, men dets fordøjelighed er lav. En vigtig kilde til det er kød og fisk. I mave og tarme spaltes fosforsyre fra organiske forbindelser. Absorption af 70-90% fosfor forekommer i tyndtarmen. Det afhænger af koncentrationen af ​​fosfor i tarmens lumen, aktiviteten af ​​alkalisk phosphatase (dens hæmning reducerer absorptionen af ​​fosfor). Alkalisk phosphatase-aktivitet øger D-vitamin, mens phosphatabsorption forøger parathyreoideahormon. Absorberet fosfor kommer ind i leveren, deltager i phosphoryleringsprocesser, aflejres delvist i form af mineralske salte, som derefter overføres til blodet og bruges af knogler og muskelvæv (kreatinfosfat syntetiseres). Det normale forløb af ossificering, opretholdelse af en normal knoglestruktur, afhænger af udvekslingen af ​​fosfater mellem blod og knoglemasse.

I blodet er fosfor i form af fire forbindelser: uorganisk phosphat, organiske fosforestere, phospholipider og frie nukleotider. Uorganisk fosfor i blodplasmaet er til stede i form af orthophosphater, men dets koncentration i serum estimeres direkte (1 mg% fosfor = 0,32 mmol / L fosfat). Det trænger gennem semi-uigennemtrængelige membraner, filtreres i nyreglomeruli. Koncentrationen af ​​uorganisk pyrophosphat i blodplasma er 1-10 μmol / L. Indholdet af uorganisk fosfor i blodplasma hos voksne er 3,5-4 mg fosfor / 100 ml, det er lidt højere hos børn (4-5 mg / 100 ml) og hos kvinder efter overgangsalderen. Plasma indeholder også hexosefosfater, triosefosfater og andre. Skelettet er et reservoir af uorganisk fosfor: med et fald i dets indhold i plasma kommer det fra skelettet og omvendt aflejres det i skelettet med en stigning i dets koncentration i plasma. Koncentrationen af ​​fosfor i blodserumet anbefales at bestemmes på tom mave: mad rig på fosfor forøger det, og kulhydrater, glukoseinfusion - reducer det. Fosfor udskilles gennem tarmene og nyrerne i form af calciumphosphat. 2/3 af opløselige mono- og disubstituerede fosfater af natrium og kalium og 1/3 af calcium og magnesiumphosphater udskilles i urinen. Cirka 208 mmol fosfat filtreres i nyrerne pr. Dag, 16-26 mmol udskilles. Forholdet mellem mono- og disubstituerede salte af fosfor afhænger af syre-basistilstanden. Ved acidose udskilles monosubstituerede phosphater 50 gange mere end disubstituerede. Ved alkalose dannes og udskilles disubstituerede phosphatsalte kraftigt..

Parathyroidhormon reducerer niveauet af fosfor i blodserumet, hvilket hæmmer dets reabsorption i de proksimale og distale rør, hvilket øger udskillelsen i urinen. Calcitonin har en hypofosfatemisk virkning, hvilket reducerer reabsorptionen og forbedrer udskillelsen. 1,25 (OH) 2D3, forbedrer absorptionen af ​​fosfat i tarmen, øger dets niveau i blodet, fremmer fikseringen af ​​calciumphosphorsalte ved knoglevæv. Insulin stimulerer indtagelsen af ​​fosfat i cellerne og reducerer derved dens indhold i blodserumet. Væksthormon øger fosfatreabsorptionen, vasopressin øger udskillelsen.

Udvekslingen af ​​fosfor og calcium er tæt forbundet. Det antages (V.I. Smolyar, 1991), at forholdet mellem fosfor og calcium lig med 1: 1-1,5 er optimalt til fælles assimilering fra fødevarer. Hypercalcæmi, der reducerer sekretionen af ​​parathyreoideahormon, stimulerer reabsorptionen af ​​fosfater. Fosfat kan kombineres med calcium og føre til calciumaflejring i væv og hypokalcæmi.

I strid med fosformetabolismen opdages en stigning og fald i blodet. Hyperphosphatemia observeres ofte ved nyresvigt, forekommer med hypoparathyroidisme, pseudohypoparathyroidisme, rabdomyolyse, tumorfald, metabolisk og respiratorisk acidose. Hyperphosphatemia hæmmer hydroxyleringen af ​​25-hydroxycalciferol i nyrerne. Moderat hypophosphatæmi ledsages ikke af væsentlige konsekvenser. Alvorlig hypophosphatemia (mindre end 0,3 mmol / l (1 mg%)) ledsages af nedsat funktion af røde blodlegemer, hvide blodlegemer, muskelsvaghed (nedsat ATP-dannelse, 2,3-diphosphoglycerat), der observeres med alkoholmisbrug og abstinenssymptomer, respiratorisk alkalose, malabsorption i tarme, indtagelse af fosfatbindemidler, genoptagelse af måltider efter sult, overspisning, svære forbrændinger, behandling af diabetisk ketoacidose (W. Clatter, 1995) Ved diabetisk ketoacidose er hypophosphatemia ikke et tegn på udtømning af fosfatlagre Moderat hypophosphatemia (1.0-2, 5 mg%) kan observeres med glukoseinfusion, en mangel på vitamin D i fødevarer eller et fald i dets absorption i tarmen, med hyperparathyroidisme, akut tubulær nekrose, efter en nyretransplantation, med arvelig hypophosphatemia, Fanconi syndrom, paraneoplastisk osteomalacia og en stigning i ekstracellulær væskevolumen. alkalose kan forårsage hypophosphatemia, stimulere aktiviteten af ​​phosphofructokinase og o dannelsen af ​​phosphorylerede glycolysemellemprodukter. Kronisk hypophosphatemia fører til rakitt og osteomalacia.

Hypophosphatemia manifesteres ved tab af appetit, ubehag, svaghed, paræstesi i ekstremiteterne, knoglesmerter. Hypophosphaturia observeres ved osteoporose, hypophosphatemisk renal rakitt, infektionssygdomme, akut gul leveratrofi, nedsat glomerulær filtrering, øget fosforreabsorption (med PTH hyposekretion).

Hyperphosphaturia observeres ved forøget filtrering og reduceret fosforreabsorption (raket, hyperparathyreoidisme, rørformet acidose, fosfat diabetes), hyperthyreoidisme, leukæmi, forgiftning med tungmetalsalte, benzen, phenol.

Homeostase af calcium og fosfat

Hypokalcæmi stimulerer sekretionen af ​​parathyreoideahormon og øger dermed produktionen af ​​calcitriol. Som et resultat øges mobiliseringen af ​​calcium og fosfater fra knogler, og deres indtræden fra tarmen. Overskydende fosfat udskilles i urinen (PTH har en phosphaturisk virkning), og calciumreabsorption i nyretubulierne stiger, og koncentrationen i blodet normaliseres. Hypophosphatemia er ledsaget af øget sekretion af calcitriol. En stigning under virkningen af ​​calcitriol i dens plasmakoncentration fører til et fald i sekretionen af ​​parathyreoideahormon. Hypophosphatemia fører til stimulering af absorptionen af ​​fosfat og calcium i tarmen. Overskydende calcium udskilles i urinen, da calcitriol forbedrer calciumreabsorptionen i lille grad (sammenlignet med PTH). Som et resultat af de beskrevne processer gendannes den normale koncentration af fosfat i blodplasmaet uanset koncentrationen af ​​calcium.