ФИЗИОЛОГИЯ И ПАТОЛОГИЯ НЕЙРОЭНДОКРИН НОЙ РЕГУЛЯЦИИ.ТЕМА: ПАТОЛОГИЯ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ. ПАТОЛОГИЯ ФОСФОРНО-КАЛЬЦИЕВОГО ОБМЕНА Цель занятия: определить общие механизмы развития патологии щитовидной и паращитовидной желез. Изучить этиологию заболеваний щитовидной и паращитовидной желез Сформировать представления о патогенезе отдельных синдромов, характеризующих заболевание щитовидной железы и фосфорно-кальциевого обмена. Кальций и фосфор участвуют в ряде важнейших структурных, регуляторных и биохимических функций организма. Функции кальция - Внеклеточный ионизированный кальций участвует в регуляции мембранного возбуждения, нервной проводимости и мышечного сокращения; - обеспечивает сопряжение возбуждения с секрецией нейромедиаторов; - активирует ферменты гликогенолиза, глюконеогенеза, амилазу, липазу, трипсиноген, АТФ-азу; - является компонентом системы свертывания крови; - обеспечивает взаимодействие типа клетка-клетка (уменьшенное содержание внеклеточного кальция ассоциируется с пониженной адгезией клеток); - биологический сигнализатор: является информационной (сигнальной) молекулой для многих процессов. Функции фосфора - Участвует в образовании и обмене компонентов клетки (в зависимости от наличия необходимого количества фосфата); - входит в состав нуклеиновых кислот; - используется в составе высокоэнергетических органических соединений для реакции переноса групп и сопряжения с АТФ; - входит в состав фосфолипидов (мембранных компонентов); - участвует в фосфорилировании промежуточных продуктов метаболизма (преимущественно углеводов); - участвует в формировании ключевых остатков серина и треонина в некоторых белках, являясь основным фактором ковалентной регуляции метаболизма; - входит в состав сигнальных молекул – цАМФ и 2, 3 – ДФГ; - входит в состав буферных систем крови и мочи (титруемая кислотность).
Гомеостаз кальция и фосфора тесно связан. Из трех гормонов, оказывающих главное регуляторное влияние на кальций и кость (паратгормон, витамин D и кальцитонин), первые два действуют и на гомеостаз фосфора. Более 99 % общего количества кальция организма содержится в костях (у взрослого человека, в среднем, примерно 1000г), которым он придает прочность и твердость. Именно кость служит главным хранилищем кальция, хотя около 99 % этого иона присутствует в них в сложной форме кристаллов гидроксилапатита. Вместе с тем, около 1 % кальция костной ткани,находящегося в виде фосфатных соединений (аморфный фосфат кальция), легко обменивается и играет роль буфера при внезапных изменениях концентрации кальция в крови, с которым он находится в равновесии. Подобно кальцию основная масса фосфора в организме (100,0г или 85 % от общего его содержания) также находится в скелете, который служит резервуаром этого вещества. Нормальный уровень кальция в плазме составляет 2,3 – 2,6 ммоль/л (10мг%), из которых примерно 50% - это свободный (т.е. несвязанный, ионизированный) кальций, а остальная его часть либо связана с белками плазмы (около 45%), либо с такими анионами, как цитрат или лактат (5%). Физиологической активностью обладает ионизированный кальций. Содержание кальция во внеклеточной жидкости тщательно регулируется и поддерживается. Оно зависит: - от всасывания кальция в кишечнике; - от баланса между включением кальция в неорганическую фазу кости и обменом кровь – кость, при котором кальций выходит из кости. Участие почек в гомеостазе кальция реализуется через их выраженную способность предотвращать его экскрецию (из 10000мг суточного клубочкового фильтрата кальция с мочой выделяется только 100мг) без столь же выраженной способности освобождать организм от избытка кальция при гиперкальциемии. Ежедневное потребление кальция взрослыми людьми составляет примерно 1000мг/сутки. У детей, в возрасте до 7 лет суточная потребность в кальции также около 1,0 г. В период бурного роста (14-18 лет), а также во время беременности и лактации потребность в кальции значительно возрастает.Ежедневные потери кальция также составляют около 1000мг. Из них, 700-800мг выделяются с калом и 100-300мг с мочой. При ограничении потребления кальция до 300мг/сутки и менее, его выделение снижается до 100мг. Кальций относится к трудноусвояемым элементам.Щелочная среда тонкого кишечника способствует образованию трудновсасываемых соединений кальция и лишь воздействие на них желчных кислот позволяет перевести его в состояние, подлежащее абсорбции. Усвояемость кальция зависит от его соотношения с жирами, магнием и фосфором. Наибольшее количество кальция всасывается в тех случаях, когда на каждый грамм поступающего с пищей жира приходится около 10мг кальция. На всасывание кальция отрицательное влияние оказывает избыток калия и магния в пище, конкурирующих с ним за желчные кислоты. Количество магния в пищевом рационе должно составлять ½ - ¾ от количества кальция. Особенно важным фактором, влияющим на всасывание кальция, является количество в пище фосфатов. Избыток фосфора приводит к повышенному образованию трехосновного фосфорнокислого кальция, который, почти не реагируя с желчными кислотами, не переводится в растворимое состояние и не усваивается организмом. Физиологически нормальным считается соотношение кальция и фосфора в пище 1:1,5 или 1:2. Резко отрицательное влияние на всасываемость кальция оказывают некоторые органические кислоты, особенно инозитфосфорная кислота и щавелевая кислота, входящая в состав щавеля и шпината. Главным регулятором, обеспечивающим всасывание кальция в желудочно-кишечном тракте, является кальцитриол: 1,25 (ОН)2D3. В отличие от кальция концентрация фосфора в плазме крови не поддерживается в каких-то узких пределах, что, по-видимому, отражает центральную роль фосфора во внутриклеточных процессах (внутриклеточная концентрация – 140мэкв/л). В плазме крови фосфор представлен как органической (2,77ммоль/л), так и неорганической (1,08ммоль/л) фракциями. Термин «фосфаты» в клинической и лабораторной практике относят к неорганическому фосфору, концентрация которого в сыворотке находится между 1,12 – 1,45ммоль/л (3,5-4,5мг%). В отличие от кальция фосфор относится к легкоусвояемым элементам. При обычной диете поступление фосфора в организм составляет около 10мг/кг/сутки. При этом он всасывается примерно на 70%. При ограничении поступления фосфора в организм его всасываемость возрастает до 90%. В связи с тем, что в нормальных условиях организм не испытывает дефицита в поступлении фосфора, единственно важной детерминантой его содержания в плазме является выделение почками. КОСТНАЯ ТКАНЬ И ЕЕ УЧАСТИЕ В МИНЕРАЛЬНОМ ОБМЕНЕ Функция кости как депо кальция и фосфора подразумевает существование механизмов постоянного обновления костной ткани, включающих в себя как процесс разрушения старой кости (костную резорбцию), так и образование новой кости (костеобразование или костное формирование). В каждый момент времени это костное ремоделирование происходит в отдельных единицах костной структуры: базисной многоклеточной единице (БМЕ), функцией которой является поддержание костного баланса. Длительность фазы резорбции составляет около 15-30 дней; образование остеоида – необызвествленного основного вещества (органического матрикса кости) – 80-90 дней; минерализация длится от 7 до 15 дней; фаза покоя с вновь образованной БМЕ – около 900 дней (Рожинская Л.Я., 1999). БМЕ (преобразующий блок) кости, осуществляющая этот процесс, состоит из 3 типов клеток,на деятельности которых сосредоточен процесс ремоделирования: остеоцитов, остеобластов и остеокластов, согласованно выполняющих независимые функции Помимо клеточных элементов костная ткань содержит внеклеточный компонент. Внеклеточный компонент кости состоит из коллагенового органического матрикса, смешанного с различными гликопротеидами и некоторыми протеогликанами и твердой минеральной фазы. Основными компонентами минеральной фазы являются кристаллы гидроксилапатита [Cа10(PO4)6(OH)2 · H2O], включающие 99% костного кальция и т.н. аморфный легко обменивающийся фосфат кальция (около 1% костного кальция). Образование внеклеточных компонентов кости является функцией остеобластов,секретирующих вначале органический матрикс, который затем минерализуется (первичная минерализация). Остеоциты обладают минимальным набором синтезируемых ими же белков, а именно: бигликана, тромбоспондина и остеокальцина. Т.о. формирование кости есть отложение неорганических веществ (кальция и фосфора) в ранее образованный органический матрикс. Минерализация кости – сложный процесс, развитию которого способствуют изменения белковых коллоидов и рН, местные ферментативные (например, активация фосфатаз) и неферментативные (например, ощелачивание ткани) факторы. Существенную регуляторную роль в кальцификации играет неорганический пирофосфат, который оказывает мощное угнетающее действие на кальцификацию. При рассасывании кости органический матрикс гидролизуется, а ионы кальция и фосфора высвобождаются во внеклеточную жидкость. Этот процесс, по всей вероятности, продолжается всю жизнь, но особую важность он приобретает в период роста и развития, когда кости принимают свои нормальные формы. Рассасывание кости осуществляется выделяющимися в матрикс внутриклеточными ферментами (коллагеназа, лизосомальные гидролазы, кислая фосфатаза). В декальцификации костной ткани принимают участие и органические кислоты (лактат и цитрат), накапливающиеся в костном матриксе. Процесс рассасывания костного матрикса, ведущий к высвобождению ионов кальция в кровь, называется резорбцией кости. Рассасывание кости обеспечивается деятельностью остеокластов. В связи с этим количество розорбированной кости в пределах каждой костной ремодулирующей единицы (БМЕ) зависит от 3 факторов (Рожинская Л.Я., 1999): 1) от количества остеокластов, собранных в месте резорбции; 2) от активности (скорости работы) каждого остеокласта; 3) от продолжительности жизни каждого остеокласта. В этом процессе принимают участие и остеоциты, хотя, вероятно, они больше задействованы в поддержании гомеостаза кальция, чем в перестройке кости как таковой. Последовательность событий, затрагивающих гидролиз костного матрикса и деминерализацию кости представляется неоднозначной.
РЕГУЛЯЦИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ОБМЕНА Все факторы, регулирующие и контролирующие минеральный обмен, включая процессы костного ремоделирования, можно разделить на 4 группы: 1) кальцийрегулирующие гормоны (ПТГ, кальцитонин и кальцитриол); 2) другие системные гормоны - глюкокортикоды (ГК), половые и тиреоидные гормоны, инсулин, СТГ; 3) системные ростовые факторы: инсулинподобные факторы роста I и II, ростовой фактор тромбоцитарного происхождения (ТРФ), ростовый фактор фибробластов (ФРФ); 4) местные факторы, продуцируемые самими костными клетками: простагландины, остеокластактивирующий фактор, трансформирующий фактор роста b, интерлейкина 1, 6, ФНОα и др.
|
