Дефицит кальция у ребенка.
Роль кальция
Кальций входит в число основных структурных макроэлементов, которые обеспечивают нормальное и стабильное развитие растущего организма.
Исследуя количественные характеристики элементов, можно отметить, что кальций занимает пятую позицию в организме человека. В костях его содержание достигает 98%.
Многие не догадываются, сколько важных функций выполняет кальций в человеческом организме. К основным относят:
— антистрессовый эффект, контроль и регулирование нервно-мышечной, а также нервной проводимости (кальций играет важную роль в обеспечении передачи нервного возбуждения, на котором основывается работа головного мозга, деятельности кратковременной памяти и обучение различным навыкам, функционирование мышц);
— стабильная и нормальная деятельность систем зрения и слуха;
— контроль и регулирование тонуса сосудов, ритма сокращений сердечных мышц, снижение уровня проницаемости стенок сосудов;
— активация и функционирование различных ферментов, а также ряда эндокринных желез (к примеру, усиление гормона, регулирующего тонус сосудов);
— нормализация деятельности системы выделения;
— нормальное формирование костей и зубов;
— регуляция состояния различных покровных тканей в организме (ногти, волосы, кожа);
— полный контроль процесса свертываемости крови;
— снижение восприимчивости организма к аллергенам и бактериям.
Кальций накапливается в человеческом организме с самого рождения и до 25 лет. В течении всех этих лет он депонируется в костях. Поэтому дефицит этого элемента у многих людей ассоциируется с остеопорозом.
Раньше было распространено мнение, что в детском возрасте невозможно заболеть остеопорозом. Что ему подвержено только старшее поколение. Но сейчас эта точка зрения безнадежно устарела. Уровень кальция в организме влияет на вероятность возникновения остеопороза как в пожилом возрасте, так и в совсем юном. Согласно статистическим исследованиям, лишь 1 девочка из 10 и 1 мальчик из 4 получают достаточное количество кальция. В случае недостатка этого элемента организм заимствует его из костей. Из-за этого в костной ткани непрерывно происходит процесс ремоделирования. Иными словами, старая костная ткань заменяется новой. В детском организме недостаток витаминов и кальция может повлечь за собой разрежение и снижение качества костной ткани.
Источник
Гипокальциемии у детей. Клиническое наблюдение
Опубликовано в журнале:
«ПРАКТИКА ПЕДИАТРА»; сентябрь-октябрь; 2018; стр. 32-42.
Е.В. Тозлиян, к.м.н., педиатр-эндокринолог, генетик, ОСП «НИКИ педиатрии им. академика Ю.Е. Вельтищева» ФГБОУ ВО РНИМУ имени Н.И. Пирогова МЗ РФ, г. Москва
Ключевые слова: дети, гипокальциемия, витамин D
Keywords: children, hypocalcemia, vitamin D
В детском возрасте (особенно на первом году жизни) заболевания (или состояния), связанные с нарушением фосфорно-кальциевого обмена, встречаются довольно часто.
В раннем возрасте это обусловлено чрезвычайно высокими темпами развития ребенка: за первые 12 месяцев жизни масса тела увеличивается в среднем в 3 раза, длина — в 1,5. Такое интенсивное увеличение размеров тела очень часто сопровождается абсолютным или относительным дефицитом кальция и фосфора в организме. К нарушению гомеостаза кальция и фосфора в организме приводят разнообразные факторы: ускорение процессов роста и развития, вызывающее повышенную потребность организма в минералах; недостаточное поступление кальция и фосфатов с пищей; нарушение всасывания кальция и фосфатов в кишечнике, а также избыточное выведение минералов с мочой; уменьшение концентрации кальция и фосфатов в организме вследствие нарушения кислотно-щелочного баланса, дисбаланса витаминов и минеральных веществ по ряду причин; дефицит витамина D вследствие воздействия внешних и внутренних (наследственных) факторов; снижение двигательной активности и опорной нагрузки организма; нарушение гормонального фона вследствие нарушения оптимального соотношения остеотропных гормонов; нарушение всасывания минеральных веществ через стенки кишечника; дефекты метаболизма фосфора и кальция из крови в ткани костного скелета; избыточное выведение минералов через органы выделительной системы.
Физиология фосфорнокальциевого обмена
Ионы кальция регулируют ряд важнейших физиологических и биохимических процессов, в частности, нейромышечное возбуждение, свертывание крови, поддержание целостности мембран и транспорт через мембраны, многие ферментативные реакции, внутриклеточное функционирование гормонов и нейромедиаторов (рис. 1).
Рис. 1. Роль кальция в организме
В сыворотке крови кальций в трех формах:
- в комплексе с органическими и неорганическими кислотами (цитратом, фосфатом, сульфатом, карбонатом) — 6%,
- в связанной с белками — альбумином (депо кальция) — 48%,
- ионизированной (несвязанной) форме — 46%.
Роль фосфора в организме не менее важная.
- 80% фосфора — в скелете.
- 20% — в составе клеточных мембран, АТФ, внутриклеточных сигнальных протеинов, РНК, ядерной и митохондриальной ДНК.
Фосфор выполняет важную роль в транспорте кислорода, энергетическом обмене, обеспечении целостности скелета, мышечной сократимости. Концентрации кальция и фосфора во внеклеточной жидкости взаимосвязаны: любые изменения внеклеточной концентрации одного из ионов приводят к обратному изменению концентрации другого.
Также нельзя забывать о роли магния в организме:
- 65% магния — в скелете,
- 34% — во внутриклеточном пространстве,
- 0,3-1% — во внеклеточном пространстве.
В сыворотке крови:
- 80% — ионизированная форма магния,
- 20% — связанная с белками форма магния.
Магний выполняет важную роль в построении ряда энзимов, кофактор биохимических реакций, в активации секреции паратгормона, в костном метаболизме и обмене кальция, мышечной сократимости.
Нормальное протекание всех жизненно важных процессов в организме обеспечивается за счет поддержания концентрации кальция в плазме крови в очень узких пределах, контролируемых паратгормоном (гормон околощитовидных желез), кальцитонином (гормон С-клеток (парафолликулярных) щитовидной железы) — основными регуляторами фосфорно-кальциевого обмена (рис. 2), а также метаболитами витамина D (действие активного метаболита витамина D — 1,25-диоксикальциферола (кальцитриола) -в организме аналогично действию других стероидных гормонов: это гормоноподобный витамин). Мишенями этих гормонов являются костная ткань, почки, тонкая кишка.
Продукция паратгормона околощитовидными железами усиливается при наличии гипокальциемии и особенно при снижении в плазме и внеклеточной жидкости концентрации ионизированного кальция. Действие паратгормона на почки проявляется увеличением реабсорбции кальция и магния. Одновременно снижается реабсорбция фосфора, что приводит к гиперфосфатурии и гипофосфатемии. Считается также, что паратгормон повышает способность образования в почках кальцитриола, усиливая тем самым абсорбцию кальция в кишечнике. В костной ткани под влиянием паратгормона кальций костных апатитов переходит в растворимую форму, благодаря чему происходит его мобилизация и выход в кровь, сопровождающаяся развитием остеомаляции и даже остеопороза. Таким образом, паратгормон является основным кальций сберегающим гормоном. Он осуществляет быструю регуляцию гомеостаза кальция, постоянная регуляция — функция витамина D и его метаболитов. Образование паратгормона стимулируется гипокальциемией, при высоком уровне кальция в крови его продукция уменьшается (рис. 3, 4).
Рис. 2. Регуляция фосфорно-кальциевого обмена (анатомическое расположение щитовидной и околощитовидных желез)
Рис. 3. Регуляция фосфорно-кальциевого обмена (эффекты паратиреоидного гормона)
Рис. 4. Регуляция фосфорно-кальциевого обмена (эффекты паратиреоидного гормона)
Важным регулятором кальциевого обмена является кальцитонин (КТ) — гормон, вырабатываемый С-клетками парафолликулярного аппарата щитовидной железы. По действию на гомеостаз кальция он является антагонистом паратгормона. Его секреция усиливается при повышении уровня кальция в крови и уменьшается при понижении. Диета с большим количеством кальция в пище также стимулирует секрецию КТ. Этот эффект опосредуется глюкагоном, который таким образом является биохимическим активатором выработки КТ. Кальцитонин защищает организм от гиперкальциемических состояний, снижает количество и активность остеокластов, уменьшая резорбцию костей, усиливает отложение кальция в кости, предотвращая развитие остеомаляции и остеопороза. Предполагается возможность ингибирующего влияния КТ на образование в почках кальцитриола (рис. 5).
Рис. 5. Регуляция фосфорно-кальциевого обмена (эффекты кальцитонина)
Одним из основных регуляторов фосфорно-кальциевого обмена, наряду с паратгормоном и кальцитонином, является витамин D. Под названием «витамин D» понимают группу веществ (около 10), содержащихся в продуктах растительного и животного происхождения, обладающих влиянием на фосфорно-кальциевый обмен. Наиболее активными из них являются эргокальциферол (витамин D2) и холе-кальциферол (витамин D3). Эргокальциферол в небольших количествах содержится в растительном масле, ростках пшеницы; холекальциферол — в рыбьем жире, молоке, сливочном масле, яйцах. Физиологическая суточная потребность в витамине D величина достаточно стабильная и составляет 400-500 МЕ. В период беременности и грудного вскармливания она возрастает в 1,5 (максимум в 2) раза.
Нормальное обеспечение организма витамином D связано не только с поступлением его с пищей, но и с образованием в коже под влиянием УФ-лучей с длиной волны 280-310 ммк. При этом из эргостерола (предшественник витамина D2) образуется эргокальциферол, а из 7-дегидрохолестерола (предшественник витамина D3) — холекальциферол (рис. 6).
Рис. 6. Метаболизм витамина D3 в организме
При достаточной инсоляции (по некоторым данным достаточно 10-минутного облучения кистей рук) в коже синтезируется необходимое организму количество витамина D. При недостаточной естественной инсоляции: климатогеографические особенности, условия проживания (сельская местность или промышленный город), бытовые факторы, время года и др., — недостающее количество витамина D должно поступать с пищей или в виде лекарственных препаратов. У беременных женщин витамин D откладывается в виде депо в плаценте, что обеспечивает новорожденного некоторое время после рождения антирахитическими веществами.
Витамины D2 и D3 обладают очень малой биологической активностью. Физиологическое действие на органы-мишени (кишечник, кости, почки) осуществляется их метаболитами, образующимися в печени и почках в результате ферментативного гидроксилирования. В печени под влиянием гидроксилазы образуется 25-гидроксихолекальциферол 25(OH) D3-кальцидиерол. В почках в результате еще одного гидроксилирования синтезируется дигидроксихолекальциферол (1,25-(OH)2D3-кальцитриол), являющийся наиболее активным метаболитом витамина D. Содержание 25(OH)D3 в крови в норме колеблется от 10 до 30 нг/мл (по данным некоторых авторов до 100 нг/мл). Избыток его накапливается в мышечной и жировой тканях. Содержание витамина D в женском грудном молоке составляет 2,0-4,0 мг на 100 мл. Данных по содержанию 25(OH)D3 в молоке в доступной нам литературе не имеется. Кроме этих двух основных метаболитов в организме синтезируются другие соединения витамина D3 — 24,25(OH)2D3, 25,26(OH)2D3, 21,25(OH)2D3 — действие которых изучено недостаточно.
Основная физиологическая функция витамина D (его активных метаболитов) в организме — регуляция и поддержание на необходимом уровне фосфорно-кальциевого гомеостаза организма. Это обеспечивается путем влияния на всасывание кальция в кишечнике, отложение его солей в костях (минерализация костей) и реабсорбцию кальция и фосфора в почечных канальцах.
Механизм всасывания кальция в кишечнике связан с синтезом энтероцитами кальций-связывающего белка (СаСБ), одна молекула которого транспортирует 4 атома кальция. Синтез СаСБ индуцируется кальцитриолом через генетический аппарат клеток, т. е. по механизму действия 1,25(OH)2D3 аналогичен гормонам. В условиях гипокальциемии витамин D временно увеличивает резорбцию костной ткани, усиливает всасывание кальция в кишечнике и реабсорбцию его в почках, повышая тем самым уровень кальция в крови. При нормокальциемии он активирует деятельность остеобластов, снижает резорбцию кости и ее кортикальную порозность. В последние годы показано, что клетки многих органов имеют рецепторы к кальцитриолу (активному метаболиту витамина D), который тем самым участвует в универсальной регуляции ферментных внутриклеточных систем. Активация соответствующих рецепторов через аденилатциклазу и цАМФ мобилизует кальций и его связь с белком-кальмодулином, что способствует передаче сигнала и усиливает функцию клетки, и соответственно, всего органа.
Витамин D стимулирует реакцию пируват-цитрат в цикле Кребса, обладает иммуномодулирующим действием, регулирует уровень секреции тиреотропного гормона гипофиза, прямо или опосредованно (через кальциемию) влияет на выработку инсулина поджелудочной железой (рис. 7).
Рис. 7. Эффекты активного метаболита витамина D (кальцитриола) в организме
На гомеостаз кальция и фосфора, кроме трех вышеописанных (витамин D, паратгормон, кальцитонин), оказывает влияние множество других факторов:
- другие гормоны: глюкокортикоиды, гормон роста, тиреоидные гормоны, глюка-гон, половые гормоны;
- факторы: ПТГ-подобный пептид, цитокины, тромбоцитарный фактор роста, инсулиноподобные факторы роста и др.
Клинические проявления
У детей нарушение фосфорно-кальциевого обмена чаще всего сопровождается гипокальциемией в различных ее проявлениях. Гипокальциемия — это снижение уровня общего кальция в сыворотке крови
Источник