Холекальциферол и эргокальциферол

1. Предшественник холекальциферола — превитамин D₃ — синтезируется в эпидермисе из провитамина D₃ под действием ультрафиолетового облучения. Превитамин D₃ превращается в холекальциферол путем термической изомеризации (при температуре тела). В эпидермисе холекальциферол связывается с витамин-D-связывающим белком и в таком виде поступает в кровь и переносится в печень. Витамин-D-связывающий белок транспортирует и другие производные холекальциферола и эргокальциферола, в том числе кальцитриол. Холекальциферол содержится во многих продуктах. Его особенно много в рыбьем жире, печени млекопитающих, птиц и рыб, а также в яичном желтке.

2. Эргокальциферол2 образуется в клетках растений из эргостерола. Основные источники эргокальциферола — хлеб и молоко. Эргокальциферол, всосавшийся в кишечнике, переносится в печень витамин-D-связывающим белком.

3. Холекальциферол3 и эргокальциферол входят в состав многих витаминных препаратов. Их также добавляют к пищевым продуктам, в частности — к молоку и крупам.

4. С диагностическими целями обычно определяют суммарное содержание холекальциферола и эргокальциферола и их производных в сыворотке, но можно измерять концентрации каждого вещества по отдельности. 5. Холекальциферол и эргокальциферол гормонально-неактивны.

Кальцидиол. В печени холекальциферол и эргокальциферол превращаются в 25(OH)D₃(кальцидиол). 25(OH)D₃ — это основной циркулирующий метаболит холекальциферола и эргокальциферола. Поэтому по концентрации кальцидиола можно судить о содержании в организме всех форм витамина D. В норме концентрация 25(OH)D₃ в сыворотке составляет 15—60 нг/мл. Надо учитывать, что уровень 25(OH)D₃ максимален летом и минимален зимой и ранней весной. Гормональная активность 25(OH)D₃ в 10—100 раз ниже активности 1,25(OH)₂D₃.

Кальцитриол.

Образовавшийся в печени кальцидиолв комплексе с витамин-D-связывающим белком поступает в кровь и переносится к почкам. В клетках проксимальных извитых канальцев кальцидиол подвергается гидроксилированию. В результате образуются гормонально-активная форма витамина D —кальцитриол либо гормонально-неактивная форма — 24,25(OH)₂D₃ (24,25-дигидроксивитамин D₃).

1. Регуляция синтеза. Скорость образования кальцитриола зависит от количества и состава пищи и от сывороточной концентрации кальция, фосфата, ПТГ и, возможно, других гормонов — кальцитонина, эстрогенов, СТГ, инсулина. ПТГ непосредственно стимулирует синтез кальцитриола. Синтез усиливается при снижении внутри- и внеклеточной концентрации кальция, и фосфора. Изменения концентрации кальция и фосфора влияют на синтез кальцитриола опосредованно, через ПТГ: при гипокальциемии и гипофосфатемии секреция ПТГ усиливается, при гиперкальциемии и гиперфосфатемии — подавляется.

2. Физиологическая роль. Кальцитриол— это главный стимулятор всасывания кальция в кишечнике. Благодаря действию его концентрация Ca²⁺во внеклеточной жидкости поддерживается на уровне, необходимом для минерализации органического матрикса костной ткани. При дефиците его нарушается образование аморфного фосфата кальция и кристаллов гидроксиапатита в органическом матриксе, что приводит к рахиту или остеомаляции. Недавно было установлено, что кальцитриол усиливает резорбцию костной ткани. В опытах на культурах клеток паращитовидных желез показали, что 1,25(OH)₂D₃ подавляет секрецию ПТГ.

3. Роль 24,25(OH)₂D₃ окончательно не выяснена

Г. Рецепторы кальцитриола, кальцидиола и 24,25(OH)₂D₃ обнаружены не только в тонкой кишке и костях, но и в почках, поджелудочной железе, скелетных мышцах, гладких мышцах сосудов, клетках костного мозга, лимфоцитах. По-видимому, роль метаболитов витамина D не ограничивается регуляцией уровня кальция во внеклеточной жидкости.

III. Кальцитонин

Синтез и секреция. Этот пептид синтезируется в клетках щитовидной железы. Секреция кальцитонина усиливается при повышении концентрации кальция в крови и регулируется гастроэнтеропанкреатическими гормонами, в частности гастрином.

Физиологическая роль:

1. Антагонист ПТГ. Кальцитонин тормозит резорбцию костной ткани, снижая активность остеокластов. Кроме того, кальцитонин стимулирует остеобласты, способствуя образованию костной ткани.

2. Подавляет канальцевую реабсорбцию кальция в почках и тем самым усиливает его экскрецию.

3. Тормозит всасывание кальция в тонкой кишке. Это свойство кальцитонина используется для лечения тяжелой гиперкальциемии и гиперкальциемических кризов.

4. Скорость секреции кальцитонина у женщин сильно зависит от уровня эстрогенов. При дефиците эстрогенов, обусловленном менопаузой или заболеванием яичников, секреция кальцитонина снижается, что способствует ускоренной резорбции костной ткани и приводит к остеопорозу.

Диагностическое значение. Уровень кальцитонина резко повышается при медуллярном раке щитовидной железы. Для оценки скорости роста опухоли и метастазов определяют базальный и стимулированный пентагастрином и кальцием уровень кальцитонина. Уровень кальцитонина возрастает и при раке легкого, толстой кишки, молочной железы, поджелудочной железы и желудка. Почечная недостаточность или желудочно-кишечное кровотечение также могут сопровождаться повышением уровня кальцитонина.

Гиперкальциемия

Каковы основные причины гиперкальциемии?
Мнемоника VITAMINS TRAP включает большинство причин гиперкальциемии :

V = Витамины

I= Иммобилизация

Т= Тиреотоксикоз

А = Болезнь Аддисона

М = Молочно-щелочной синдром
I = Воспалительные нарушения
N= Заболевание, связанное с новообразованиями
S= Саркоидоз
Т = Тиазидные диуретики и другие лекарственные средства (литий)
R = Рабдомиолиз
А = СПИД
Р = Болезнь Педжета, парентеральное питание, феохромоцитома, и заболевания паращитовидных желез

Разумно классифицировать причины гиперкальциемии в соответствии с механизмами ее патогенеза:

1. Усиленное вымывание кальция из костной ткани.

2. Усиленное всасывание кальция в кишечнике.

3. Пониженная экскреция кальция в почках.

4. Пониженное поглощение кальция костной тканью.

5. Сочетание перечисленных причин.

В некоторых случаях причину гиперкальциемии установить не удается.

Клинические проявления

1. ЦНС: слабость, отсутствие аппетита, тошнота, рвота; нарушения общего состояния от вялости, депрессии и оглушенности до сопора и комы. При уровне общего кальция в сыворотке> 3,5—3,75 ммоль/л нередко отмечается возбуждение, вплоть до психоза.

2. Сердечно-сосудистая система: артериальная гипертония, аритмии, укорочение интервала QT, повышенная чувствительность к сердечным гликозидам. При снижении ОЦК может развиться артериальная гипотония.

3. Почки: снижение СКФ и концентрационной способности, полиурия, жажда, нефрокальциноз и мочекаменная болезнь. В зависимости от причины гиперкальциемии экскреция кальция может колебаться от низкой до значительно повышенной.

4. ЖКТ: язвенная болезнь, желудочно-пищеводный рефлюкс, острый панкреатит, запоры.

5.Первичный гиперпаратиреоз. Это самая частая причина гиперкальциемии. Этиология:

o Аденомы паращитовидных желез, одиночные или множественные, обнаруживаются у 80—85% больных.

o Гиперплазия паращитовидных желез обнаруживается у 15—20% больных.

o Рак паращитовидных желез встречается менее чем в 1% случаев.

Гипокальциемия

Главный элемент клинической картины — это симптомы гипокальциемии. Они зависят от уровня кальция, магния и калия в сыворотке, сопутствующих нарушений кислотно-щелочного равновесия, а также от тяжести и продолжительности основного заболевания и возраста больного.

Самые частые проявления гипокальциемии: неврологические, офтальмологические и сердечно-сосудистые нарушения; поражения соединительной ткани.

А. Повышение нервно-мышечной возбудимости приводит к тетании. Тетания проявляется симптомом Труссо (судорога мышц кисти через 2—3 мин после пережатия плеча жгутом или манжетой тонометра) и симптомом Хвостека (судорога лицевых мышц при постукивании в месте выхода лицевого нерва перед наружным слуховым проходом). Наблюдаются также парестезия, ларингоспазм, бронхоспазм, спазмы кишечника, гиперрефлексия (генерализованные рефлексы). Эти симптомы провоцируются или усиливаются гипервентиляцией, вызывающей алкалоз. Симптомы поражения ЦНС: судороги, эпилептические припадки, обмороки, нарушения памяти, психоз, экстрапирамидные нарушения (паркинсонизм и хореоатетоз).

Б. Характерно развитие катаракты; отложения кальция обнаруживаются под капсулой, в переднем или заднем отделах глазного яблока. Иногда отмечается отек дисков зрительных нервов, как при опухолях головного мозга.

В. Нередко развивается сердечная недостаточность, резистентная к сердечным гликозидам. На ЭКГ выявляются удлинение интервала QT и неспецифические изменения зубца T. Описана также артериальная гипотония, не устраняемая инфузионной терапией и введением вазопрессорных средств.

Г. При хронической гипокальциемии, обусловленной гипопаратиреозом, возникают экзостозы и очаги обызвествления в мягких тканях. Околосуставные отложения солей кальция нередко сопровождаются хондрокальцинозом и псевдоподагрой. Часто наблюдается обызвествление базальных ядер.

Д.Описана макроцитарная мегалобластная анемия из-за нарушения всасывания витамина B₁₂ в кишечнике. Чаще всего причиной бывает дефицит внутреннего фактора Касла. Нарушение всасывания витамина B₁₂подтверждается пробой Шиллинга. После устранения гипокальциемии анемия проходит.

Можно выделить следующие группы причин гипокальциемии:

А. Заболевания паращитовидных желез, приводящие к дефициту ПТГ.

Б. Резистентность тканей-мишеней к ПТГ.

В. Подавление синтеза и секреции ПТГ, в том числе лекарственными средствами.

Г. Дефицит магния.

Д. Усиленный захват кальция костной тканью.

Е. Нарушения обмена витамина D.

Дефицит магния. Первичный дефицит магния обусловлен наследственными нарушениями всасывания магния в кишечнике или реабсорбции магния в почках и наблюдается редко. Гораздо чаще встречается вторичный дефицит магния. Причины вторичного дефицита магния (в порядке убывания частоты):

1. Алкоголизм в сочетании с недостаточным питанием.

2. Нарушение всасывания магния в кишечнике.

3. Длительное лечение тиазидными или петлевыми диуретиками.

4. Нарушения функции почек.

5. Лечение гентамицином, тобрамицином, амикацином, амфотерицином B, пентамидином, цисплатином, циклоспорином.

6. Неправильное парентеральное питание (избыточное парентеральное питание, отсутствие магния в питательной смеси).

Патогенез гипокальциемии при дефиците магния определяется двумя основными факторами: снижением секреции ПТГ и развитием резистентности костной ткани и почек к ПТГ. При снижении уровня магния в сыворотке, так же как и при снижении уровня кальция, секреция ПТГ должна была бы усиливаться. Однако при тяжелом дефиците магния уровень ПТГ в сыворотке падает. Предполагают, что подавление секреции ПТГ в таких случаях обусловлено истощением внутриклеточных запасов магния. По-видимому, дефицит магния в клетках ингибирует аденилатциклазу, для которой магний служит кофактором. Резистентность к ПТГ не так важна для развития гипокальциемии и возникает только при очень тяжелом дефиците магния.

Нарушения метаболизма витамина D. Гипокальциемия может развиваться как при первичных, так и при вторичных нарушениях метаболизма витамина D. Непосредственной причиной гипокальциемии могут быть недостаточное всасывание кальция, фосфора и магния либо заболевания костей, вызванные авитаминозом D, в том числе рахит и остеомаляция.

Нарушения метаболизма витаминаD₃

а. Заболевания печени и желчных путей.

б. Лекарственные средства, нарушающие метаболизм холекальциферола и эргокальциферола в печени.

в. Заболевания ЖКТ с нарушением всасывания холекальциферола и эргокальциферола или их транспорта в печень.

г. Заболевания, сопровождающиеся потерей белка и связанных с белком производных витамина D.

Остеопороз

Остеопороз — это системное заболевание скелета, характеризующееся снижением костной массы и нарушением микроархитектоники костной ткани, ведущими к повышенной хрупкости костей с последующим увеличением риска их переломов. Помимо наиболее распространенного постменопаузального остеопороза, в настоящее время в цивилизованных странах в связи с растущей продолжительностью жизни все чаще встречается сенильный остеопороз, а также вторичный остеопороз, обусловленный различными заболеваниями (эндокринная патология, ревматические болезни, заболевания желудочно-кишечного тракта и пр.) или связанный с длительным приемом некоторых лекарственных препаратов, например кортикостероидов.

Рахит

Рахит - заболевание детского возраста, связанное с недостаточной минерализацией костной ткани в следствие дефицита кальция. Рахит может быть обусловлен следующими причинами:

· Недостатком витамина D₃ в пищевом рационе,

· Нарушением всасывания витамина D₃ в тонком кишечнике,

· Снижением синтеза предшественников кальцитриола из-за недостаточного времени пребывания на солнце,

· Дефектом 1α-гидроксилазы,

· Дефектом рецепторов кальцитриола в клетках-мишенях.

Всё это вызывает снижение всасывания кальция в кишечнике и снижение его концентрации в крови, стимуляцию секреции паратгормона и вследствие этого мобилизацию ионов кальция из кости.

Патогенез

Витамин Д₃, поступающий в организм с пищей, всасывается преимущественно в нижней трети тонкого кишечника. Витамин Д поступает в печень, где под действием фермента превращается в биологически активный метаболи т (кальцидиол), который в 1,5 - 2 раза активнее витамина Д. Этот метаболит поступает из печени в почки, где под влиянием фермента из него синтезируются 2 метаболита: 1.еще более активный метаболит (кальцитриол), который в 5-10 раз активнее витамина Д. Это быстро действующее активное соединение, играющее основную роль в усилении всасывания Са в кишечнике и доставке его к органам и тканям. Этот метаболит затем поступает в слизистую кишечника, где вызывает образование кальций-связывающего белка (СаСБ).

2.24,25 дегидрооксихолекальциферол (24,25(ОН)₂ Д₃₎ - он обеспечивает фиксацию Са и Р в костной ткани, подавляет секрецию ПТГ.

Недостаток витамина Д, а следовательно и его метаболитов, вызывает снижение синтеза Са-связывающего белка и всасывания кальция в кишечнике, т.е. развивается гипокальциемия.

При снижении уровня Са в крови усиливается секреция паратгормона, который стимулирует активность остеокластов. В результате рассасывания кости и поступления Са из кости в кровь (в соединении с цитратом) ликвидируется гипокальциемия.

Но в костях при этом происходят изменения, в частности, развивается остеопороз, а затем остеомаляция.

Усиленно вырабатываемый паратгормон одновременно способствует снижению реабсорбции фосфатов в канальцах почек (гиперфосфатурия), вследствие чего фосфор выводится с мочой а в крови развивается гипофосфатемия. Следовательно, гипофосфатемия - более ранний признак, чем гипокальциемия, которая наступает в последующем.

Гипофосфатемия ведет к замедлению окислительных процессов в организме, что сопровождается накоплением недоокисленных продуктов обмена и развитием ацидоза. Наличие ацидоза препятствует обызвествлению костей, так как ацидоз поддерживает фосфорно-кальциевые соли в растворенном состоянии. Поэтому кости размягчаются, искривляются, истончаются. Наряду с этим происходит разрастание неполноценной остеоидной (необызвествленной) ткани. Нарушение оссификации при рахите происходит в метаэпифизарных зонах.

В развитии рахита, кроме нарушения минерального обмена, играет роль и нарушения жирового, углеводного обменов, в частности, уменьшение образования цитратов из пировиноградной кислоты. Снижение концентрации лимонной кислоты нарушает транспорт Са в кровь. При рахите снижается реабсорбция аминокислот в почках, то есть развивается аминоацидоурия. Нарушение белкового обмена усугубляет усвоение Са и Р. При рахите поражаются кости черепа; грудная клетка вместе с грудиной выступает вперёд; деформируются трубчатые кости и суставы рук и ног; увеличивается и выпячивается живот; задерживается моторное развитие. Основные способы предупреждения рахита - правильное питание и достаточная инсоляция.

Магний

Magnifique - значит великолепный. От этого французского слова получил название элемент периодической таблицы – магний.

На открытом воздухе это вещество горит очень эффектно, великолепным ярким пламенем. Отсюда и магний. Однако великолепен магний не только тем, что горит красиво.

Магний является важным микроэлементом для всех органов человека, поэтому его называют «металлом жизни». Его открыл Деви в 1808 году, а через 20 лет французский химик Бюсси смог получить хлорид магния.

Магний является одним из незаменимых макроэлементов и занимает четвертое место после натрия, калия и кальция по своей распространенности в организме человека.
Организм человека содержит примерно 70 г магния (magnesium), около 60% находится в костях, оставшееся количество в жидкой среде, мягких тканях и мышцах, высокая концентрация магния в клетках головного мозга и сердца.

Магний – составляет 0.05% от массы тела. В клетках его содержится в 10 раз больше, чем во внеклеточной жидкости. Многого магния в мышечной и костной ткани, также в нервной и печеночной.

1) входит в состав почти 300 ферментов;

2) комплексы магния с фосфолипидами снижают текучесть клеточных мембран;

3) участвует в поддержании нормальной температуры тела;

4) участвует в работе нервно-мышечного аппарата.

Магний в организме человека: