Kalciumháztartás

A kalciumnak nagy az élettani jelentősége. Intracelluláris messengerként és az izomműködés szabályozásában van főként szerepe.

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.

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 szabályozásban hormon szerepel:

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)

1. A csontokból Ca²⁺-ot és PO₄^3--ot mobilizál
2. A vesék
   • proximális tubulusában gátolja a P_i reabszorpcióját a Na⁺-PO₄^3--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.

• 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.

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).

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.

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 P_i-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.

Peptidhormon, előalakjaiból proteilítikus úton keletkezik. Szabályozása a [Ca²⁺] által történik pozitívan.

A kalcitonin a Ca²⁺ és P_i 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.

[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.

Hipokalcemia → PTH-szekréció ↑ → kalcitriol ↑, P_i-kiválasztás ↑ A parathormon a vese kalciumvisszaszívását növeli, a kalcitriol serkenti a felszívást a bélből, és mindkettő mobilizálja a csontból. A parathormon növeli a P_i kiválasztását, hogy a Ca²⁺ oldatban maradhasson.

[Ca²⁺] ↑

PTH túltermelése okozhatja, lásd ott.