5. Транспорт: по судинах у складі крові
6. Перетворення і розподіл: Велика частина кальцію утримується в кістковій тканині (99%) у складі мікрокристалів карбонатапатиту 3Са2(РО4)2 СаСО3 і гідроксилапатиту 3Са2(РО4)2ОН. Загальний кальцій крові включає три фракції: білокзв`язуючий, іонізований і неіонований (який знаходиться в складі цитрату, фосфату і сульфату). Нормальний вміст кальцію в крові - 9,0-11,5мг/ 100 мл. Кальцій знаходиться в сироватці крові в різних формах: у вигляді не фільтрованих колоїдних сполук і фільтрованих сполук у кількості 4-5 мг%; інші 5-6мг% кальцієвих сполук проходять через ультрафільтри, з них 2 мг% знаходиться в іонізованій формі. Колоїдний кальцій являє собою резерв кальцію. Співвідношення зазначених вище форм кальцію залежить від рН, концентрації О2, від співвідношення альбумінів і глобулінів і кількості неорганічного фосфору. Вітамін А підвищує рівень кальцію в крові при гіпервітамінозі.
Забезпеченість організму кальцієм багато в чому пов'язана з діяльністю паращитовидних залоз, що виробляють два гормони - паратгормон і кальцитонін, що разом з вітаміном D забезпечують регуляцію кальцієвого обміну.
Секреція паратгормону залежить від концентрації іонізованого кальцію в сироватці крові: підвищення концентрації іонізованого кальцію знижує секрецію, зниження - підвищує. Мішені для паратгормону: нирки, кісткова тканина, шлунково-кишковий тракт. Рецепторно-клітинний зв'язок гормону реалізується через мембранно-зв'язану аденілатциклазу і характеризується переважно зміною обміну кальцію [17].
Дія на нирки виявляється збільшенням канальцієвої реабсорбції кальцію і магнію, зниженням реабсорбції калію, неорганічного фосфату і НСО3-. Зменшується екскреція протонів і іонів амонію. Крім того, паратгормон підвищує здатність ниркової тканини утворювати активну форму вітаміну D - 1,25-дегідрооксихолекальциферол.
Дія на кісткову тканину характеризується трьома основними ефектами: 1) гальмуванням синтезу колагену в активних остеобластах; 2) активацією остеолізису остеокластами; 3) прискоренням дозрівання клітин-попередників остеобластів і остеокластів. Наслідком цих ефектів є мобілізація кальцію з кістки (вихід у кров), збідніння матриксу протеїнгліканами і колагеном.
Дія паратгормонів на шлунково-кишковий тракт веде до збільшення всмоктування кальцію в тонкій кишці, що у свою чергу залежить від забезпеченості організму вітаміном D та пов'язано зі стимулюючою дією паратгормону на утворення активної форми вітаміну D.
Секреція кальцитоніну також залежить від концентрації іонізованого кальцію в крові: збільшується у відповідь на його підвищення і знижується при зниженні. Крім того, підвищення змісту кальцію в дієті веде до підвищеної секреції кальцитоніну.
Цей ефект опосередковується глюкагоном, продукція якого зростає при високому вмісті кальцію в їжі. Глюкагон - біохімічний активатор секреції кальцитоніну. Мішень кальцитоніну - кісткова тканина, посередник дії - кальційзалежна АТФ-аза.
Через неї гормон змінює роботу кальцієвого насоса. Ефект виявляється зменшенням розкладу кістки, гіпокальціємії і гіпофосфатемії, зменшенням екскреції кальцію із сечею. Останнє пов'язано з гальмуванням активності остеоцитів і остеокластів.
За результатами дії паратгормон і кальцитонін - антагоністи, хоча і діють через різні клітини-мішені. Не виключається інгібіторний вплив кальцитоніну на утворення активної форми вітаміну D в нирках.
Концентрація кальцію в крові (2,5 ммоль/л) змінюється не більше ніж на 3% за рахунок гормонального контролю, що забезпечує адсорбцію цього катіону кишечником, виведення з організму і відкладення в кістках. Основна маса кальцію зосереджена в кістяку, принаймні половина кальцію в крові зв'язана з білками плазми, головним чином з альбуміном. У той же час розрізняють три стани кальцію в клітині: Са2+, локалізований усередині клітинних органел; хелатований Са2+, т. т. асоційований з молекулою цитоплазматичного білка, вільний, або іонізований, Са2+.
Саме вільний Са2+ є регулятором різноманітних внутрішньоклітинних процесів, забезпечує проведення специфічного трансмембранного сигналу в клітку завдяки змінам концентрації власної речовини [10].
7. Абсорбований кальцій виділяється нирками, печінкою й епітелієм товстих кишок. Кальцій виділяється кишечником.
Виділення кальцію із сечею і калом збільшується при тиреотоксикозі і при застосуванні тироксину, а також при введенні в організм надлишкової кількості кислих речовин і при ацидозі, прийомі фуросеміду.
Золедронова кислота, або золедронат, продається за назвою "Зомета". Препарат не був схвалений для лікування остеопорозу. Але він призначається для зниження високого рівня кальцію в крові людей, хворих злоякісними новотворами. Група дослідників, очолювана доктором Яном Ридом (Іan Reіd) в Окландському університеті (Нова Зеландія), знайшла, що одна ін'єкція 4-х міліграмів золедронової кислоти в рік лікує остеопороз не гірше, ніж щоденний прийом загальноприйнятих ліків.
При надлишку кальцію спостерігаються: хронічний гіпертрофічний артрит, кістозна і фіброзна остеодистрофія, остеофиброз, м'язова слабість, утруднення координації рухів, деформація кіст хребта і ніг, мимовільні переломи, що перевалюється хода, кульгавість, нудота, блювота, болі в черевній порожнині, дизурія, хронічний гломерулонефрит, поліурія, часті сечовипускання, ніктурія, анурія. При надлишку кальцію спостерігаються сильні серцеві скорочення і зупинка серця в систолі. Надлишок кальцію може приводити до дефіциту цинку і фосфору, у той же час перешкоджає нагромадженню свинцю в кістковій тканині.
Крім гіперкальціємії, надлишок вітаміну D також викликає патологічні стани.
Щоденна дача вітаміну D2 до 25 тис. інтенсивних ЕД приводить до наступних токсичних явищ: нудота, анорексія, втрата у вазі, діарея, головний біль, поліурія, часті позиви до сечовипускання, слабість, білок і циліндри в сечі, гематурія, дегенеративні зміни в епітелії ниркових канальців, судинах, серці, шлунку, кишечнику, печінці, бронхах з метастатичної або дистрофічної кальцифікації.
У нормі концентрація загального кальцію у плазмі крові в недоношених новонароджених становить 1,9 ммоль/л, дітей віком 0-5 діб — 2,35±0,1 ммоль/л, у віці 1 місяць — 14 років — 2,25 — 2,75 ммоль/л. Концентрація іонізованого кальцію в дітей становить 1,07 — 1,29 ммоль/л. У дорослих у плазмі крові міститься 2,1 — 3,0 ммоль/л загального і 1,05 — 1,5 ммоль/л іонізованого кальцію. Підтримання фізіологічного рівня кальцію в позаклітинному середовищі організму забезпечується нормальним функціонуванням системи всмоктування кальцію у кишечнику, депонування і вивільнення його із кісток, виділення із сечею та зворотньою реабсорбцією у нирках. Головними регуляторами обміну кальцію виступають паратгормон, вітамін D, тиреокальцитонін. Паратгормон виділяється прищитоподібними залозами, його секреція залежить від концентрації кальцію (вільного та іонізованого) у плазмі крові. На секрецію паратгормону впливає також концентрація магнію в крові та тканинах. За зменшення вмісту магнію секреція паратгормону посилюється, високі концентрації магнію пригнічують секрецію паратгормону [11].
Паратгормон сприяє зростанню вмісту кальцію у плазмі крові. Його дія реалізується шляхом активування остеокластів і вивільнення кальцію із кісток, посилення всмоктування кальцію у тонкій кишці та зменшення виділення кальцію нирками. У дистальних звивистих канальцях нирок паратгормон посилює реабсорбцію кальцію, а у проксимальних сприяє перетворенню неактивної форми вітаміну D-25-гідроксихолекальциферолу на активну — 1,25-дигідрохолекальциферол. Останній посилює всмоктування кальцію у тонкій кишці. Одже, паратгормон необхідний для набуття вітаміном D властивостей гормону. Цей процес є досить складним і відбувається поетапно. Попередники вітаміну D утворюються в епідермісі під впливом ультрафіолетового опромінення і звідти транспортуються кров’ю до печінки. До неї надходять також холекальциферол та ергокальциферол, що потрапляють в організм із їжею (жовток яєць, риб’ячий жир, печінка птахів та тварин). У печінці утворюється 25-гідроксихолекальциферол, він у комплексі з вітамін-D-зв’язуючим білком поступає до нирок де й набуває властивостей гормону. Зменшує концентрацію кальцію в крові гормон тиреокальцитонін, який виділяється С-клітинами щитоподібної залози. Його секреція посилюється зростанням концентрації кальцію у плазмі крові. Тиреокальцитонін гальмує резорбцію кісток, пригнічує активність остеокластів, стимулює остеобласти, чим сприяє утворенню кісткової тканини. Гальмує реабсорбцію кальцію у ниркових канальцях та всмоктування його у кишці. Секрецію гормону посилює гастрин, вона залежить від вмісту естрогенів. У клімактеричному періоді цей факт розглядають як одну із причин вікового остеопорозу.
Гіпокальціємічні стани можуть виникати у різному віці. У дітей причинами гіпокальціємії можуть бути: недоношеність, септичні стани, пізні гестози, діабет, гіпокальціємія, важкий пологовий стрес у матері, гіперфосфатемія (вигодовування коров’ячим молоком), гіпомагніємія, гіповітаміноз D, синдром мальабсорбції, збіднене кальцієм харчування, хронічні хвороби печінки та нирок, гіпопаратиреоз (автоімунний та післяпроцедурний), тривале вживання діакарбу, протисудомних засобів, глюкокортикоїдів, L-тироксину, імуносупресантів. У дорослих основними причинами гіпокальціємії є порушення виділення паратгормону чи посилення захоплення кальцію кістками. Гіпопаратиреоз виникає, як правило, унаслідок ушкодження чи видалення прищитоподібних залоз під час хірургічних втручань на щитоподібній залозі. Зрідка спостерігається ідіопатична форма гіпопаратиреозу внаслідок автоімунної деструкції прищитоподібних залоз. Ушкодження залоз можливе при метастазах пухлин, при гемохроматозі, хворобі Коновалова-Вільсона, інтоксикації алюмінієм, лікуванні радіоактивним йодом чи інгаляції його під час аварій на об’єктах атомної енергетики.