Tartalomjegyzék
Kalciumháztartás
A kalciumnak nagy az élettani jelentősége. Intracelluláris messengerként és az izomműködés szabályozásában van főként szerepe.
Plazma kalciumtartalma
A plazma összes kalciumiontartalma 2,5 mmol/l. Ebből ionizáltan 1,2 mmol/l-t tartalmaz a plazma, ez fejti ki a biológiai hatást, és ezt szabályozza a szervezet. Fehérjével komplexben 0,15 mmol/l, fehérjéhez kötve 1,15 mmol/l található. Alkalikus pH-n a fehérjék negatív töltése növekszik, így kalciumkötő képeségük is nő a szabad kalcium terhére.
Ca²⁺-forgalom
A napi Ca2+-bevitel 200mg – 2g/nap. A felszívódás a bevitellel fordítottan arányosan változik, a bevitt Ca2+ 70-20%-a szívódik fel.
A vese igen jól konzerválja a Ca2+-ot, a filtrált mennyiség 2%-a távozik csak a vizelettel. A csontok több mint 1 kg kalciumot raktároznak, a csontok újraépülése naponta 500mg kalciumot mozgat meg.
A kalciumvegyületek rosszul oldódnak a vízben. Különböző mértékben deprotonált foszfátionok oldékonysági szorzata a kalciummal különböző, így a pH-tól függ a vér maximális Ca2+-koncentrációja. A foszfátforgalmat együtt kell kezelnünk a Ca2+-forgalommal.
A Ca²⁺-forgalom hormonális szabályozása
A szabályozásban hormon szerepel:
Név | Rövidítés | Termelődés helye | Hatása | |
---|---|---|---|---|
[Ca2+] | [Pi] | |||
Parathormon | PTH | Mellékpajzsmirigyek | ↑ | ↓ |
Kalcitriol | D-vitamin | Bőr, exogén | ↑ | - |
Kalcitonin | CT | Pajzsmirigy C-sejtjei | (↓) | - |
Parathormon
Peptidhormon, kb. 9 kDa. A mellékpajzsmirigyek roteolízissel termelik: Pre-pro-PTH → Pro-PTH → PTH → szekréció. A szekrécióját a plazma ionizált Ca2+-koncentrációja szabályozza, ha az 1,1 és 1,3 mmol/l között van. Efölött tovább nem csökkenő bazális szinten történik a szekréció, ez alatt eléri a maximumot.
A kalciumszenzor egy Ca2+-receptor, egy alacsony affinitású 7TM receptor, amely mmol-os tartományban érzékeny. A receptor olyan szignált indít el, amely a konstitutívan termelődő parathormon egy részének lebontását idézi elő még a szekréció előtt
Kalcitriol meggátolja a PTH-gén kifejeződését.
Féléletideje a plazmában igen rövid. (20-30 min)
Hatásai
- A csontokból Ca2+-ot és PO43--ot mobilizál
- A vesék
- proximális tubulusában gátolja a Pi reabszorpcióját a Na+-PO43--transzporter lebontásának serkentésével.
- disztális tubulusaiban serkenti a Ca2+-reabszorpciót. A Ca2+ az epithelsejteken áthaladva nem változtatja meg számottevően a sejt Ca2+-koncentrációját, mert a sejtekben nagy affinitású kalbindin található. Ennek, és a transzporterek kifejeződését serkenti a parathormon.
PTH-túltermelés
- A parathormon túltermelésének következménye a csontok rezorpciója, így a csontok könnyebben törnek.
- A túl magas [Ca2+] a kalcium kicsapódásához vezethet, leginkább a vesékben, itt vesekövet okoz. Súlyosabb esetben a szövetekben is.
PTH-hiány
Hipokalcémiához vezet, ami akut életveszélyes állapot.
Embrionális korban fejeződik ki a PTH-rokon peptid. Rendelkezik a PTH hatásainak többségével. A fejlődésben van szerepe. Tumorszövetek termelhetik, ilyenkor kifejti hatását, és csontleépülést okozhat.
A mellékpajzsmirigyek aprók, és sokszor a pajzsmirigy állomány körbenövi őket. Így pajzsmirigyműtétkor gyakran eltávolításra kerülnek, nem várt és igen gyorsan jelentkező tüneteket okozva (még a műtét napján).
Kalcitriol
A bőrben 7-dehidroxi-koleszterinből UV-fény hatására kolekalciferol (D3-vitamin) keletkezik. Ezt a máj továbbalakítja 25-hidroxi-kolekalciferollá. Ezen kívül a táplálékkal is bevihetünk D2 és D3 vitamint. Az aktív formát a vese alakítja ki ezekből: 1,25-dihidroxi-kolekalciferol. Az átalakulást katalizáló enzim az 1α-hidroxiláz, ez a sebességmeghatározó lépés. Az enzimet aktiválja a PTH növekedése és a [Ca2+] csökkenése, az aktív kalcitriol negatívan szabályoz.
A kalcitriol serkenti a 24-hidroxiláz működését, amely a 25-OH-D3-ból inaktív terméket gyárt.
Hatásai
Cyoplazmai receptora van, amely a magba lokalizálódik hormonkötés után. Gének expresszióját befolyásolja, pl. csökkenti a PTH és az 1α-hidroxiláz kifejeződése.
Célszervei:
- A bélhámsejteken serkenti a Ca2+-felszívást, hasonlóan a PTH vesetubulusaira való hatásához.
- Csontokban
- Akut hatása hasonlít a PTH-éhoz; Ca2+-ot és Pi-ot mobilizál.
- Hosszútávú hatása mégis elengedhetetlen a csontok egészséges fejlődéséhez.
Kalcitriol hiányában rachitis (angolkór) alakul ki, amely a csontok puhaságával jár, és így meggörbül a láb, az ízületi felszínek gyorsabban és rendellenes módon kopnak, a bordakosár fejlődésének rendellenességei kardiorespiratorikus tüneteket is okoznak.
További hatásaként serkenti a sejtek differenciációját, így hiánya tumorokat okozhat. Inzulinrezisztenciát befolyásol.
Kalcitonin
Peptidhormon, előalakjaiból proteilítikus úton keletkezik. Szabályozása a [Ca2+] által történik pozitívan.
A kalcitonin a Ca2+ és Pi beépülését serkenti a csontba. Fiziológiás szerepe nem ismert, ugyanis a [Ca2+] soha nem emelkedik olyan magasra, hogy ez serkentse a szekréciót. Teljes pajzsmirigy-eltávolítás nem okoz észlelhető változást a csontanyagcserében.
Terápiásan a csontfejlődés serkentésére használják.
A kalcitonin génről egy rokonpeptid is szintetizálódhat.
Plazmakoncentráció eltéréseink hatásai
Hipocalcaemia
[Ca2+] ↓
Akut életveszélyt jelent, mert az izmok és idegek ingerlékenységét fokozza a küszöbpotenciál csökkentése révén. így nem csak görcsöket (tetánia), hanem idegrendszeri tüneteket (pl. hallucinációk) és vegetatív idegrendszeri tüneteket (pl. verejtékezés) is okoz. Az akut életveszélyt a légzőizmok és a bronchusizomzat görcse jelenti.
Hipokalcemia pajzsmirigyműtétek után fordulhat elő. Ritkán okozhatja D-vitamin hiánya és pH változása is (Hiperventiláció → alkalózis → Ca2+-kötő fehérjék affinitása ↑).Előfordulhat továbbá pánikbetegségben (hiperventiláció), magashegységekben a belélegzett levegő kisebb oxigéntenziója révén.
Kompenzáció
Hipokalcemia → PTH-szekréció ↑ → kalcitriol ↑, Pi-kiválasztás ↑ A parathormon a vese kalciumvisszaszívását növeli, a kalcitriol serkenti a felszívást a bélből, és mindkettő mobilizálja a csontból. A parathormon növeli a Pi kiválasztását, hogy a Ca2+ oldatban maradhasson.
Hipercalcaemia
[Ca2+] ↑
PTH túltermelése okozhatja, lásd ott.