Схема гомеостазиса кальция
СХЕМА ГОМЕОСТАЗИСА ФОСФАТА
СХЕМА ГОМЕОСТАЗИСА МАГНИЯ
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ КАЛЬЦИЯ
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ КАЛЬЦИЯ
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ КАЛЬЦИЯ
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ КАЛЬЦИЯ
ПРОЦЕССЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ГОМЕОСТАЗИС КАЛЬЦИЯ
ТРИ КАЛЬЦИЙРЕГУЛИРУЮЩИХ ГОРМОНА
ОСНОВНЫЕ ВЕХИ ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ ОКОЛОЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ
Спорная гипотеза
Околощитовидные железы (по Гайтону, 2006)
Регуляторные реакции околощитовидных желез
Регуляция секреции паратирина
Пути деградации и инактивации паратирина
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ПАРАТИРИНА
Основные эффекты паратирина
Прочие эффекты паратирина
История изучения кальцитонина
Синтез кальцитонина
Гормоны, семейства кальцитонинов
ОСНОВНЫЕ ЭФФЕКТЫ КАЛЬЦИТОНИНА
Эффекты кальцитонина
Эффекты кальцитонина
Эффекты кальцитонина
РЕЗЮМЕ
ОСНОВНЫЕ ВЕХИ ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ КАЛЬЦИТРИОЛА
ОБРАЗОВАНИЕ КАЛЬЦИТРИОЛА
РЕГУЛЯЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ КАЛЬЦИТРИОЛА
Механизм действия кальцитриола
ОСНОВНЫЕ ЭФФЕКТЫ КАЛЬЦИТРИОЛА
ЭФФЕКТЫ КАЛЬЦИТРИОЛА
ЭФФЕКТЫ КАЛЬЦИТРИОЛА
Основные эффекты кальцийрегулирующих гормонов
Основной механизм участия кальций регулирующих гормонов в гомеостазисе кальция
Другие кальций регулирующие гормоны
Другие кальций регулирующие гормоны
7.77M
Категория: МедицинаМедицина

Кальций регулирующие гормоны

1.

Брин Вадим Борисович
зав.кафедрой нормальной физиологии
Северо-Осетинской государственной
медицинской академии
КАЛЬЦИЙ РЕГУЛИРУЮЩИЕ ГОРМОНЫ
Владикавказ

2. Схема гомеостазиса кальция

Поступление с
пищей и водой
0,6 – 1,5 г.
0,25-0,5 г
0,1-0,2 г.
Внеклеточная
жидкость:
1 – 2 г.
ПЛАЗМА КРОВИ:
0,25 – 0,5 г.
0,25 - 0,5 г.
(общий 2,2-2,8 ммоль/л
ионизир. 1,1-1,3 ммоль/л)
Фильтруется
6-10 г.
Реабсорбируется
5,9-9,7 г.
Содержание в
кости 900-2500 г
Выделение
с калом
0,35 - 1,0 г.
Выделение с
мочой 0,15-0,3 г.
Выделение с потом
0,1-0,2 г
Общее выделение из организма 0,6 – 1,5 г.

3. СХЕМА ГОМЕОСТАЗИСА ФОСФАТА

ПОСТУПЛЕНИЕ ФОСФОРА
С ПИЩЕЙ И ВОДОЙ
1600 (мг/сут)
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФОСФОРА В ОРГАНИЗМЕ
ВНУТРИКЛЕТОЧНОЕ
2000 - 3000 ммоль
ВНЕКЛЕТОЧНОЕ
Интерстиций - 14 ммоль
Плазма крови – 1,2 ммоль
Костная ткань – 17 000 ммоль
8 ммоль
Плазма крови
ВЫДЕЛЕНИЕ
(мг/сут)
Кал - 500
1600
Моча – 1000
Суточный внешний баланс
Пот – 100
1600

4. СХЕМА ГОМЕОСТАЗИСА МАГНИЯ

ПОСТУПЛЕНИЕ МАГНИЯ
С ПИЩЕЙ И ВОДОЙ
302 (мг/сут)
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ В ОРГАНИЗМЕ МАГНИЯ
ВНУТРИКЛЕТОЧНОЕ
[Mg++] = 13 ммоль/л
ВНЕКЛЕТОЧНОЕ
[Mg++] = 1,0 ммоль/л
Костная ткань – 12 г
Мышцы – 10 ммоль/л
Почки – 8,5 ммоль/л
Мозг – 6,5 ммоль/л
Эритроциты – 3 ммоль/л
ВЫДЕЛЕНИЕ
(ммоль/сут)
Кал - 160
302
Суточный внешний баланс
Моча – 140
Пот - 2
302

5.

“Эволюция просто не могла
удержаться от того, чтобы не
нагружать кальций одной
ролью за другой”

6. ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ КАЛЬЦИЯ

Является основной составной частью костей
и зубов, обеспечивая их жесткость;
Обеспечивает целостность мембран и
поддержание их нормальной проницаемости,
т.к. ионы кальция способствуют плотной
упаковке мембранных белков;
Является одним из вторичных посредников
регуляторных влияний на клетки;
Обеспечивает процесс выделения
медиаторов в синаптическую щель;

7. ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ КАЛЬЦИЯ

Запускает процесс мышечного сокращения;
Участвует в проведении нервных импульсов;
Участвует в регуляции работы ионных
каналов клеток, регуляции возбудимости и
клеточного электрогенеза;
Участвует в регуляции деятельности ряда
ферментов, являясь кофактором;
Необходим для нормальной работы генома
клеток;
Является важным фактором гемокоагуляции;

8. ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ КАЛЬЦИЯ

Участвует в регуляции секреции многих
гормонов ( паратирина, кальцитонина,
инсулина, катехоламинов, гормонов
гипофиза);
Активирует вместе с инсулином поступление
глюкозы в клетки;
Участвует в процессе оплодотворения;
Участвует в регуляции кислотно-основного
равновесия;
Участвует в поддержании осмотического
равновесия;

9. ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ КАЛЬЦИЯ

Обеспечивает стабилизацию тучных клеток и
тормозит освобождение гистамина, снижая
проявления воспаления, аллергических
реакций и боли;
Участвует в формировании иммунного
ответа;
Снижает холестерин крови;
Участвует в регуляции секреции грудного
молока;
Участвует в фагоцитозе, миграции клеток, их
связи с внеклеточным матриксом.

10. ПРОЦЕССЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ГОМЕОСТАЗИС КАЛЬЦИЯ

Поступление и биологическая
доступность экзогенного кальция
Метаболизм эндогенного кальция,
связанный главным образом с
ремоделированием костной ткани
(до 10% массы костной ткани в год)
Выведение кальция из организма
(обновление внеклеточного запаса
кальция 33 раза в сутки

11. ТРИ КАЛЬЦИЙРЕГУЛИРУЮЩИХ ГОРМОНА

– Гормон околощитовидных желез паратирин
(паратгормон, паратиреокринин)
– Гормон С-клеток щитовидной железы –
кальцитонин (тиреокальцитонин)
– Гормон почек кальцитриол (производное
витамина Д)

12. ОСНОВНЫЕ ВЕХИ ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ ОКОЛОЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ

• 1852 г. – Корвизар – дал название «тетания» приступу судорог
после оперативного удаления щитовидных желез
• 1872 г. – Эрдгейм – тетания возникает из-за удаления
эпителиальных телец в составе щитовидных желез
• 1880 г. – Зандстрём – эпителиальные тельца это отдельные
самостоятельные околощитовидные железы
• 1909 г. - Мак-Каллум и Фегтлин – тетания после удаления ОЩЖ у
животных развивается на фоне падения кальция крови
• 1925 г. – Колли – вытяжка из околощитовидных желез повышает
кальций крови и предотвращает тетанию
• 1970 г. – получение чистого паратирина и установление его
структуры

13. Спорная гипотеза

• Грехем и Окабе (Королевский колледж Лондона,
2004) – ОЩЖ млекопитающих и человека –
видоизмененные жабры древних рыбообразных.
Основные аргументы: сходство расположения,
общность эмбриогенеза
• Грехем «Разумно предположить, что эти железы
появились в результате трансформации жабр у
животных, сменивших водную среду на сушу»

14. Околощитовидные железы (по Гайтону, 2006)

Околощитовидные железы
на поверхности
щитовидной железы
ПАРАТИРИН (84 а.к.)
ХРОМОГРАНИН А
Главные клетки
Ацидофильные клетки
ПАРАТИРИНОПОДОБНЫЙ
ПРОТЕИН (141 а.к.)

15. Регуляторные реакции околощитовидных желез


Срочные (выброс готового гормона
при гипокальциемии, подавление
секреции при гиперкальциемии);
Отсроченные (активация или
угнетение синтеза гормона, изменение
скорости его деградации);
Отдаленные (гиперплазия главных
клеток и желез).

16. Регуляция секреции паратирина

Адренергическая
активация секреции
> фосфата
в крови
< Са
В крови
2+
2+
>Са
Кальциевый
сенсор
цАМФ
Гранулы
с гормоном
СЕКРЕЦИЯ
Ингибирование
секреции,
активация(99,9%)
разрушения
2+
Mg
2+
>Са
Синтез в ядре
Ингибирование
кальцитриолом
(мех-м обратной
связи)
Н2-рецептор
Гистаминергическая
активация секреции
ПАРАТИРИНА

17. Пути деградации и инактивации паратирина

П А Р А Т И Р И Н - 82 а.к.
Протеолиз в плазме
Активный короткий
пептид (первые 34 а.к.)
Неактивный длинный пептид (48 а.к.)
Период полувыведения 10 мин.
Эндоцитоз
клетками
мишенями
Разрушение в печени
(62-70% молекул)
Период полувыведения
20-30 мин.
Деградация в почках
(30-38% молекул)

18. МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ПАРАТИРИНА

КРОВЬ
ОЩЖ
Ca++
Ca++
Ca++
ПАРАТИРИН
Ca++
Почка
Кость
P
Кишечник
Ca++
Р

19. Основные эффекты паратирина

• 1. Активация остеокластов, остеолиза и вымывания кальция из
костей
• 2. Уменьшение экскреции кальция и магния с мочой
• 3. Увеличение экскреции фосфатов с мочой
• 4. Формирование выделительного ацидоза (< экскреция протонов,
> экскреция натрия, бикарбоната)
• 5. Подавление канальцевой реабсорбции воды, снижение эффективности вазопрессина. Диуретический и натриуретический
эффекты.
• 6. Стимуляция синтеза в почках кальцитриола
• 7. Увеличение всасывания кальция в кишечнике
• 8. ГИПЕРКАЛЬЦИЕМИЯ

20. Прочие эффекты паратирина


Выраженный инотропный эффект. Паратирин
стимулирует сердечные сокращения;
Гормон повышает артериальное давление;
Паратирин увеличивает клубочковую фильтрацию;
Гормон оказывает слабое контринсулярное
действие на углеводный обмен;
Стимулирует секрецию соляной кислоты и пепсина
в желудке;
Почти во всех клетках паратирин увеличивает
удаление кальция из цитоплазмы во внеклеточную
среду или внутриклеточные депо;
При избыточной секреции угнетает сперматогенез,
ведет к гиперлипопротеинемии

21. История изучения кальцитонина

• 1962 г. – Копп и соавторы – второй гормон, регулирующий
уровень кальция
• 1963 г. – Хирш и соавт. – кальцитонин образуется в
щитовидной железе
• 1967 г. – Пирс и Буссолати – источником кальцитонина
являются парафолликулярные светлые С-клетки
щитовидной железы
• 1968 г. – налажено выделение лососевого кальцитонина,
произведен синтез искусственного кальцитонина
• 1984 г. – Ле Муле – установлена структура прокальцитонина
– белка из 116 аминокислот
• 2000 г. – Мейснер -прокальцитонин – специфический маркер
тяжелой инфекции и сепсиса

22. Синтез кальцитонина

ПРЕ – ПРОКАЛЬЦИТОНИН (141 ак)
Остаток
25 ак
N-концевой пептид
прокальцитонина
КАЛЬЦИТОНИН
– 32 ак
ПРОКАЛЬЦИТОНИН – 116 ак
Кокальцигенин
- 37 а.к.
КАТАКАЛЬЦИН
-21 ак

23. Гормоны, семейства кальцитонинов

• Прокальцитонин
• Кальцитонин
• Кокальцигенин или кальцитонин-генродственный пептид «β»
• Катакальцин
• Амилин
• Адреномедуллин

24. ОСНОВНЫЕ ЭФФЕКТЫ КАЛЬЦИТОНИНА

КРОВЬ
>Са2+
КАЛЬЦИТОНИН
Р, Са
КОСТЬ
Р, Са, Mg
Кишечник
Ca
Почка

25. Эффекты кальцитонина

• 1.Подавление деятельности остеокластов
и резорбции костной ткани;
• 2. Стимуляция деятельности
остеобластов, синтеза костного матрикса,
поглощения кальция и фосфата костной
тканью;
• 3. Уменьшение содержания кальция и
фосфата в крови;

26. Эффекты кальцитонина

• 4. Подавление в почках реабсорбции
кальция и фосфата, натрия и воды.
Диуретический, натриуретический,
кальций- и фосфатурический эффекты;
• 5. Снижение секреции гастрина и соляной
кислоты в желудке;
• 6. Снижение секреции трипсина и
амилазы pancreas;

27. Эффекты кальцитонина

• 7. Уменьшение секреции кальция в кишечнике,
повышение секреции воды, натрия, калия и
хлорида;
• 8. Анальгезирующий эффект;
• 9. Дипсогенный эффект;
• 10. Подавление секреции пролактина
• 11. Стимуляция синтеза кальцитриола в почках
• 12. Подавление миграции макрофагов
• 13. Вазодилатирующий эффект

28. РЕЗЮМЕ

• Основной физиологической ролью
кальцитонина является нормальное
обеспечение формирования
структуры скелета во время роста,
беременности и лактации, когда
потребность тканей в кальции
резко возрастает

29.

Альбрехт Дюрер
(1512, Германия)
Мадонна с младенцем

30.

Лукас Кранах Старший
(Германия, 1525)
Мадонна с младенцем

31.

Дирк Боутс
(1450, Нидерланды)
Мадонна с младенцем и
святыми Петром и
Павлом

32.

Жан Фуке
(1460, Франция)
Мадонна с
младенцем в
окружении ангелов

33.

Корреджо
(1501, Италия)
Мадонна со святыми

34.

П.Батони
(1740, Италия)
Мадонна с младенцем

35. ОСНОВНЫЕ ВЕХИ ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ КАЛЬЦИТРИОЛА

• 1650 г. – Глиссон – описание развития рахита
• 1920 г. – Мелланби – антирахитический эффект рыбьего
жира обусловлен жирорастворимым витамином;
• 1924 – Стинбок и Нельсон – УФ-лучи препятствуют
развитию рахита;
• 1925-1930 – Макколлум с соавт. – антирахитические
свойства присущи витамину D3;
• 1926 - Виндаус с соавт. – УФ-лучи действуют на эргостерин,
который превращается в витамин D3;
• 1935 – Виндаус с соавт. – выделение витамина D3
• 1970 – Фразер и Кодичек – в почках синтезируется
активный метаболит витамина D3

36. ОБРАЗОВАНИЕ КАЛЬЦИТРИОЛА

УФ - ИНСОЛЯЦИЯ
7-дегидрохолестерол в
КОЖЕ
ПЕЧЕНЬ
ВИТАМИН - D3 - холекальциферол
Витамин D
связывающий
протеин плазмы
ПОЧКА
25 (OH) D3
1,25 (OH)2 D3
или КАЛЬЦИТРИОЛ
24, 25 (ОН)2 D3
→ кальцитроевая к-та

37. РЕГУЛЯЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ КАЛЬЦИТРИОЛА

ОЩЖ
ГИПОФОСФАТЕМИЯ
ПАРАТИРИН
25 (ОН)D3
Кальцитонин,
Инсулин,
Эстрогены,
Пролактин,
Соматотропин

38. Механизм действия кальцитриола

Са
2+
Кальцитриол
Мембранный
рецептор
Вторичные
посредники
Мембранный
транспортер
Са2+
+
Кальцийсвязывающий
белок
Ядро
Са2+
Кальциевый
насос

39. ОСНОВНЫЕ ЭФФЕКТЫ КАЛЬЦИТРИОЛА

Кровь
Са++
ПАРАТИРИН
КАЛЬЦИТРИОЛ
Кость
Почка
Са++
Р
Са++
Р
Кишечник
Са++
Р, Mg2+

40. ЭФФЕКТЫ КАЛЬЦИТРИОЛА

• 1. Активация всасывания кальция и фосфата
в тонком кишечнике (duodenum)
• 2. Стимуляция синтеза белковой стромы
костей, минерализации, ремоделирования
костной ткани
• 3. Стимуляция реабсорбция кальция и
фосфата в канальцах почек
• 4. Подавление синтеза паратирина в
околощитовидных железах

41. ЭФФЕКТЫ КАЛЬЦИТРИОЛА

• 5. Поддержание метаболизма и сократимости
мышц
• 6. Стимуляция превращения моноцитов в
макрофаги
• 7. Стимуляция пролиферации и
дифференцировки лимфоцитов
• 8. Содействие репродуктивной функции и
лактации
• 9. Нейропротекторное действие

42. Основные эффекты кальцийрегулирующих гормонов

Са++
ПАРАТИРИН
ПАРАТИРИН
Са++
Р
Са++
КАЛЬЦИТРИОЛ
Р
КРОВЬ
КАЛЬЦИТОНИН
Са++
КАЛЬЦИТРИОЛ
ПАРАТИРИН
Са++
Р
КАЛЬЦИТРИОЛ
Са++
КАЛЬЦИТОНИН
Р

43. Основной механизм участия кальций регулирующих гормонов в гомеостазисе кальция


↓Содержание Са2+ в крови – ↑паратирин –
↑резорбция кости – ↓экскреция Са с мочой
↑Содержание Са2+ в крови – ↑кальцитонин –
↑костное ремоделирование
↓Содержание Са2+ в крови – ↑кальцитриол –
↑кишечная абсорбция Са2+

44.

45. Другие кальций регулирующие гормоны

• Глюкокортикоиды – повышают резорбцию
кости, снижают активность остеобластов,
стимулируют синтез коллагена остеобластами
благодаря повышению связывания ИПФ роста
с его рецепторами, замедляют процесс
ремоделирования, увеличивают экскрецию
кальция, уменьшают всасывание кальция в
кишечнике.
• Соматотропин – увеличивает экскрецию
кальция с мочой, стимулирует
ремоделирование костной ткани, способствуя
минерализации вновь образующихся клеток, и
при активации остеокластов вызывая
деминерализацию старой костной ткани.

46. Другие кальций регулирующие гормоны

• Тиреоидные гормоны увеличивают
резорбцию кости, повышают экскрецию
кальция с мочой. Дефицит тиреоидных
гормонов задерживает образование и
созревание костной ткани.
• Глюкагон – вызывает гипокальциемию,
снижая процессы резорбции костной ткани и,
опосредованно, стимулируя секрецию
кальцитонина.
• Половые гормоны – стимулируют активность
остеобластов, уменьшают резорбцию
костной ткани, снижают экскрецию кальция с
мочой и калом.
English     Русский Правила