Всередині і позаклітинний метаболізм кальцію

У людини регуляторна система забезпечує коливання рівня позаклітинного кальцію в дуже вузьких межах, що необхідно для нормального функціонування багатьох тканин (сполучення збудження зі скороченням в міокарді та інших мишцах- синаптичної передачі нервового імпульсу і реалізації інших функцій нервової системи-агрегації тромбоцитів і згортання крові, екзоцитозу гормонів і т.д.). Концентрація внутрішньоклітинного кальцію настільки ж строго утримується на рівні в 10000 разів нижчому, ніж позаклітинного. У клітинах кальцій виконує роль другого посередника (месенджера), що регулює клітинний розподіл, м`язове скорочення, рухливість клітин, транспорт синтезованих білків в мембрану і процеси секреції.
Під позаклітинної рідини регулюється вміст саме іонізованого кальція- його концентрація тут складає в середньому 1,25 ± 0,07 ммоль / л. Однак на частку іонізованого кальцію припадає лише близько 50% загального змісту цього елемента в сироватці. Решта його кількість пов`язано з альбуміном (приблизно 40%) або знаходиться в складі комплексів з фосфатом і цитратом (близько 10%). Кальцій, пов`язаний з альбуміном і знаходиться в складі комплексів, метаболічно інертний і його рівень не регулюється. Тільки іонізований кальцій регулює фізіологічні процеси і сам є об`єктом регулюючих впливів гормонів - ПТГ (ПТГ) і 1,25-дигидроксивитамина D [1,25 (OH) 2D]. Однак при різкому підвищенні концентрації фосфату або цитрату в сироватці рівновагу зсувається в бік когось плексірованной фракції. Наприклад, переливання великих кількостей цитратной крові може настільки зменшити концентрацію іонізованого кальцію, що з`являться симптоми тетанії. Крім того, оскільки концентрації кальцію і фосфату в сироватці близькі до насичує, значне підвищення рівня будь-якого з них може призводити до відкладення фосфатних солей кальцію в тканинах. Це є основним ускладненням важкої гіперкальціємії (наприклад, при злоякісних пухлинах) або гиперфосфатемии (наприклад, при нирковій недостатності або рабдоміолізі).

{Module дірект4}

Важливо ще раз підкреслити, що строго регулюється рівень саме іонізованого кальцію, який становить вкрай незначну частину загального його змісту, причому це відбувається в умовах швидкого переміщення кальцію з одних просторів в інші. Кількість кальцію в позаклітинній рідині не перевищує 1% загального його вмісту в організмі-решта зберігається, головним чином, в кістках. Під позаклітинної рідини присутній приблизно 900 мг кальцію. Щодоби в неї надходить 500 мг з легко обмінюється фонду кісткової тканини, 200 мг з шлунково-кишкового тракту (всмоктування) і 9800 мг - в результаті канальцевої реабсорбції фильтруемого в ниркових клубочках (10000 мг).
Таким чином, підтримання постійного рівня іонізованого кальцію в позаклітинній рідині вимагає компенсації його відтоку в клітини, кісткову тканину і мочу- зміни добового споживання кальцію повинні супроводжуватися змінами кісткового метаболізму і ниркової функції. Не дивно, що в регуляції такої складної системи беруть участь відразу два гормону - ПТГ і 1,25 (OH) 2D, що секреція кожного з них вкрай чутлива до найменших коливань рівня кальцію в сироватці і що кожен з цих гормонів регулює обмін кальцію між усіма трьома просторами - кишечником, кістковою тканиною і нирковими канальцями. Інтегральна роль ПТГ і 1,25 (OH) 2D в гомеостазі кальцію буде розглянута після обговорення ефектів і регуляції продукції кожного з них.
Концентрація кальцію в цитозолі клітин становить приблизно 100 нмоль / л, що в 10000 разів менше концентрації кальцію поза клітинами (близько 1,0 ммоль / л). Кальцієвий градієнт по обидва боки клітинної мембрани забезпечується АТФ-залежними кальцієвими насосами (Ка + -Са2 + -обменнікамі) і запасами кальцію у внутрішньоклітинних депо. Кальцій надходить в клітини по каналах декількох типів, що залежать від мембранного потенціалу або рецепторів. Це забезпечує швидкий приплив кальцію у відповідь на деполяризацію мембрани або стимуляцію рецепторів. Великі кількості внутрішньоклітинного кальцію зберігаються в мікросомах і мітохондріях. Під впливом деяких сигналів [наприклад, інозитол-1,4,5-трифосфату (ІФ3)] кальцій швидко виходить з мікросомних запасів в цитозоль. Існують і механізми швидкого повернення кальцію з цитозолю у внутрішньоклітинні депо або виведення його з клітин через клітинну мембрану.

Відео: Про позаклітинного матриксу! Кирило Вершилов