Витамин стимулирующий образование костной ткани регулирующий обмен

Витамин стимулирующий образование костной ткани регулирующий обмен

Физиология паратгормона настолько сильно связана с витамином D и метаболизмом костной ткани, что рассматривать эти вопросы по отдельности, не потеряв их сути, невозможно. Графически взаимоотношения представлена на рисунке ниже. Паратгормон в первую очередь регулирует содержание ионов кальция в межклеточном пространстве. Витамин D контролирует всасывание кальция из пищи, а также косвенно отвечает за минерализацию костной ткани, которая содержит в себе 99% всего кальция организма.

«Можно ли считать кость органом?» Да! Поскольку костная ткань проявляется очень высокую метаболическую активность, а также содержит большие запасы кальция, она напрямую включена в процессы регуляции содержания кальция в межклеточном пространстве и плазме крови. Нормальная концентрация кальция в межклеточном пространстве необходима для выполнения множества клеточных функций, среди которых передача сигнала между клетками, секреция гормонов, нормальная работа мышц и нервов, поэтому необходимо строгое ее сохранение в определенных пределах.

Гипокальциемия ведет к нервно-мышечной гипервозбудимости; умеренное снижение уровня кальция проявляется гиперестезиями с положительными симптомами Хвостека и Труссо; тяжелая гипокальциемия ведет к развитию тетании, судорог и смерти. Гиперкальциемия проявляется летаргией, слабостью, комой и, наконец, смертью. Около 50% внеклеточного кальция находится в ионизированной форме, но точное соотношение зависит от pH. Содержание кальция внутри клеток на порядки меньше, чем вне ее, но некоторые органеллы, например, митохондрии, содержат в себе повышенные концентрации кальция. Колебания уровня внеклеточного ионизированного кальция обычно не превышают ± 10%.

а) Физиология обмена паратгормона. Паратгормон (паратиреоидный гормон, ПТГ, РТН) по химическому строению является 84-аминокислотным полипептидом; было выяснено, что за биологическую активность гормона ответственны первые 34 аминокислотных остатка паратгормона, именно они используются в клинической практике, например, в лечении остеопороза. Определение последовательности классического рецептора ПТГ показало его связь с G-белком и наличие семи трансмембранных сегментов, проявляющих одинаковое сродство как с паратгормоном, так и с ПТГ-родственным пептидом (ПТГ-рП).

Но ПТГ-рП не обладает таким же активирующим действием на 1-гидроксилазы почек, как сам ПТГ.

Наибольшее количество рецепторов к ПТГ находится в костной ткани и в почках, хотя в других органах они также присутствуют в меньших количествах. Недавно был обнаружен новый подвид ПТГ-рецептора, который связывается с карбоксильным остатком паратгормона. Ранее считалось, что данные рецепторы находятся в неактивном состоянии. Этот недавно обнаруженный рецептор не связывается с ПТГ-рП. Неизвестно, играет ли он какую-либо роль в метаболизме костной ткани или имеет какие-либо другие функции.

Клетки паращитовидных желез также экспрессируют рецепторы, чувствительные к кальцию. И они являются рецепторами, связанными с G-белками, и имеют в своем составе семь трансмембранных доменов. Данные рецепторы могут соединяться с различными катионами, но физиологически подходящими для них являются только двухвалентные катионы кальция и магния. Снижение уровня ионизированного кальция ведет к повышению секреции ПТГ, повышение уровня ионизированного кальция ведет к снижению секреции ПТГ.

Таким образом, и концентрация ионизированного кальция, и концентрация ПТГ в плазме крови колеблются лишь в узких пределах. Были описаны различные мутации данных рецепторов, некоторые из них приводят к повышению их активности, другие — к понижению. Данные мутации являются ключом к пониманию семейной гипокальциурической гиперкальциемии и некоторых гипокальциемических синдромов, например, семейного гипопаратиреоидизма.

Паратгормон (ПТГ) повышает резорбцию кальция в почках, усиливает резорбцию костной ткани, повышает активность D1-гидроксилазы почек. Эти механизмы помогают восстановить уровень кальция в плазме крови.

Пути метаболизма витамина D, паратгормона и костной ткани.
Предшественники витамина D синтезируются в коже под действием ультрафиолета. Превращение 25-ОН витамина D, депонированной формы витамина, в активную форму,
т.е. 1,25-(ОН)2 витамин D, регулируется паратгормоном. 1,25-(ОН)2 витамин D повышает всасывание кальция в желудочно-кишечном тракте.
Кальций и фосфор плазмы крови регулируют содержание паратгормона крови, а также участвуют в минерализации новообразованного костного матрикса.
При повышении уровня паратгормона усиливается резорбция костной ткани, поскольку это необходимо для поддержания необходимого уровня кальция в плазме,
а также стимулируется синтез 1,25-(ОН)2 витамина D почками.

б) Физиология обмена витамина Д. Синтез провитамина D (холекальциферола) происходит в коже из 7-дегидрохолестерола в результате фотокатализа под действием ультрафиолетовых лучей с длиной волны 290-315 нм. Ультрафиолетовые лучи именно с такой длиной волны могут преодолеть атмосферу, поэтому у жителей возвышенностей синтез провитамина D подвержен сезонным колебаниям. Синтез предшественников провитамина D тоже зависит от воздействия солнечных лучей, поэтому избыточное пребывание на солнце не приводит к гипервитаминозу.

Следовательно, скорость продукции провитамина D в долгосрочной перспективе не зависит от пигментации кожи; но она может снижаться у темнокожих лиц, которые мало подвергаются воздействию солнечных лучей. Провитамин D связывается с транскальциферином (витамин — D — связывающим белком) и транспортируется в печень, где в результате 25-гидроксилирования он превращается в кальцидиол.

Возможности получения витамина D с пищей очень ограничены, лишь крайне малое число продуктов содержит в себе витамин D. Молоко и молочные продукты, производимые в США и Европе, дополнительно обогащаются витамином D. Одна их порция содержит около 100 ME витамина. К сожалению, необогащенные молочные продукты и человеческое грудное молоко содержат крайне малое количество витамина. В желтке яйца содержится около 20 ME витамина D, в белке витамина D нет. Рыба является источником, богатым витамином D.

В порции консервированного тунца содержится 250 ME витамина, а в одной порции свежевыловленного лосося может содержаться до 1000 ME. В растительных продуктах витамина D нет, но он может содержаться в грибах в количестве до 1500 МЕ/100 г, если грибы росли в присутствии солнечного света.

Витамин D представляет из себя провитамин, активной формой которого является 1-25-(ОН)₂ витамин D (кальцитриол). В норме кальцитриол продуцируется почками из витамина D, кальцидиола, в результате реакции 1-гидроксилирования. Активность 1-гидроксилазы почек контролируется ПТГ, поэтому уровень 1-25-(ОН)₂ витамина D напрямую коррелирует с уровнем ПТГ. Высокий уровень ПТГ, как правило при гипокальциемии, стимулирует образование 1-25-(ОН)₂ витамина D. В результате происходит повышение абсорбции кальция в кишечнике и нормализация его уровня в плазме крови.

При определенных патологических состояниях некоторые другие ткани также могут проявлять 1-гидроксилазную активность, иногда независимо от действия ПТГ.

в) Метаболизм минеральных веществ в костной ткани. Мы часто воспринимаем кости лишь как опорные структуры, но на самом деле костная ткань играет важную роль в метаболизме, выступая в качестве депо кальция, фосфатов и карбонатов, также она участвует в поддержании кислотно-щелочного равновесия. Матриксом кости является частично минерализованная ткань и специфические костные клетки. Костную систему человека разделяют на осевой скелет, к которому относят череп, позвоночный столб, грудину, ребра и таз, и на скелет конечностей, от их проксимальных отделов до кончиков пальцев.

Также костная ткань подразделяется на губчатую (трабекулярную), которая обладает высокой метаболической активностью, и кортикальную, которая имеет большую плотность и меньшую метаболическую активность. Изменения в кортикальной костной ткани наступают при тяжелых или длительно текущих заболеваниях. В осевом скелете преобладает содержание трабекулярной кости, в скелете конечностей — кортикальной.

К костным клеткам относят остеобласты, остеокласты и остеоциты. Остеобласты происходит из мезенхимальных стволовых клеток, они образуют соединительнотканный матрикс кости, который затем минерализуется, формируя новую костную ткань. Большинство остеобластов подвергаются апоптозу, но часть из них остается включенной в костный матрикс и превращается в остеоциты, а другая часть остается на поверхности кости, формируя надкостницу.

Трансформируясь в остеоциты, эти клетки образуют длинные отростки, которыми они создают щелевой контакт с соседними клетками и с клетками надкостницы. Остеоциты воспринимают механическое давление, оказываемое на кость, и играют важную роль в моделировании костной ткани. Остеокласты представляют собой крупные многоядерные клетки, происходящие из одноядерных макрофагов. Процесс дифференцировки клеток в остеокласты происходит под контролем ядер-ного фактора кВ (каппа-Б, RANKL), продуцирующего в ходе апоптоза остеобластов, и под контролем колониестимулирующего фактора макрофагов.

Остеокласты участвуют в резорбции костной ткани, разрушая минеральный компонент и коллагеновый матрикс костной ткани посредством протеолиза.

В норме костная ткань постоянно разрушается остеокластами и одновременно заново синтезируется остеобластами. Этот процесс получил название ремоделирования костной ткани. В здоровом организме процессы разрушения и синтеза костной ткани находятся в равновесии. Ремоделирование костной ткани крайне важно для поддержания структурной целостности (прочности) скелета, т. к. с ее помощью постоянно восстанавливаются микропереломы костей, возникающие от каждодневных физических нагрузок.

г) Кальций-чувствительные рецепторы. Как уже упоминалось выше, паращитовидные клетки экспрессируют кальций-чувствительные рецепторы. Первоначально данные рецепторы были выделены из паращитовидных клеток крупного рогатого скота, затем их наличие было подтверждено и у человека. Кроме паращитовидных желез, где они и были впервые обнаружены, данные рецепторы экспрессируются в почках, костях, желудке, легких, головном мозге и других тканях.

Как мутации, так и приобретенные дисфункции данных рецепторов могут стать причиной появления различных заболеваний, связанных как с повышением, так и с понижением кальция крови. Более подробно эти заболевания будут рассмотрены ниже.

Учебное видео расшифровки биохимического анализа крови

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Витамин стимулирующий образование костной ткани регулирующий обмен

Лечение остеопороза

Основные направления лекарственной терапии остеопороза

Лечение остеопороза в наше время – вполне решаемая задача. В наших силах вылечить остеопороз на ранней стадии и не допустить переломов или затормозить его развитие при запущенной форме.

Принято выделять три направлен ия в лекарственной терапии остеопороза:

Антирезорбтивная — к ней относятся препараты, которые подавляют резорбцию (разрушение) кости, тормозя активность клеток остеокластов, но не способствуют восстановлению костной ткани.
К данной группе относятся бифосфонаты (алендронат, ризедронат, ибандронат), а также Деносумаб — моноклональное антитело(иммунологический препарат).
Препараты группы бифосфонатов имеют ряд побочных эффектов:

Повышение температуры; Эрозии пищевода; Гипокальциемия; Нарушений функции почек; Остеонекроз нижней челюсти (крайне редко).

Что касается Деносумаба, есть данные, что после отмены препарата у пациентов отмечается повышение маркеров костного ремоделирования и быстрое снижение минеральной плотности костной ткани, что ведёт к частым переломам и ухудшению состояния.

Анаболическая — к ней относятся препараты, стимулирующие обновление костной ткани, влияя на клетки-строители кости остеобласты. К примеру, Тирепаратид (препарат действенный, но дорогой: на месяц 20-25 тыс. руб., при всех его плюсах, цена многих ограничивает Заместительная гормональная терапия половыми гормонами (эстрогены, прогестерон, тестостерон). Половые гормоны дают отличный результат, т.к. они и снижают разрушение кости, и стимулируют её обновление. Также нормализуют гомеостаз кости, способствуя лучшему усвоению кальция и многие других микроэлементов.

Правильный баланс половых гормонов-залог здоровья костной ткани и у женщин, и у мужчин. Предпочтение следует отдавать биоидентичным гормонам , лучше в трансдермальных формах

Эссенциальные нутриенты для лечения остеопороза

Необходимым условием успешной профилактики и лечения остеопороза является постоянное обеспечение организма всеми незаменимыми питательными веществами (витаминами и минералами) в соответствии физиологическим потребностям возраста. Полноценное восстановление костной ткани невозможно без адекватного потребления этих веществ.

Для успешной профилактики и лечения остеопороза нам просто необходимы эссенциальные нутриенты . Как правило, организм современного человека испытывает дефицит не отдельных витаминов или минералов, а определенных их сочетаний.

Наглядный пример — комплексная недостаточность кальция и витамина D. Достаточное поступление в организм второго — необходимое условие адекватного усвоения первого. Поэтому недостаток витамина D может стать причиной гипокальциемии и остеопении.

Роль витаминов в здоровье костн ой ткани:

Витамин D — это основной регулятор всасывания в кишечнике, метаболизма и выведения кальция почками. Доказано, что приём витамина D в 2 раза увеличивает всасывание кальция в кишечнике (с 30% до 60%).
Витамин D — ключевой гормон для сбалансированной работы всех эндокринных желёз, а также иммунной системы. Так его дефицит приводит к повышенной секреции паратгормона, вызывающего разрушение костей. Целевые показатели 65-100 нг/мл. Дозы подбираются индивидуально, обычно это 5-10 тыс МЕ в сутки. Витамин К — (менахинон, филлохинон) необходим для карбоксилирования многих белков и, в частности, остеокальцина — основного структурного белка кости. Дефицит витамина приводит к снижению карбоксилирования остеокальцина и, следовательно, нарушает структуру костной ткани. В большом количестве синтезируют кишечные бактерии в толстом кишечнике.
Длительные курсы приема антибиотиков, дисбиозы способствуют дефициту витамина К2. Если рассмотреть все известные формы витамина К2, то они бывают МК4, МК7, МК8, МК9. Для нашего здоровья наибольшее значение имеет форма МК4 и 7. Для восстановления костной ткани требуются дозы от 5000 мкг, в России, к сожалению, препаратов витамина К2 в таких дозировках нет. К2 и витамин D как братья — близнецы , работают всегда вместе. Витамин С — принимает непосредственное участие в синтезе коллагена (основная межклеточная субстанция костей). Он также важен в метаболизме витамина D, в его превращении в активные формы. Рекомендован приём в дозах от 500 мг/сут. Витамины группы В — В6 (пиридоксин), В9 (фолаты) и В12 способствуют нормализации фолатного метаболизма и снижению уровней гомоцистеина плазмы крови. Высокие уровни гомоцистеина ассоциированы с повышенной хрупкостью костей и частыми переломами. Анемия, вызванная их дефицитом, также приводит к прогрессирующей остеопении. Флавоноиды. Флавоноид кверцетин является сильным антиоксидантом и тормозит дифференциацию и активность остеокластов — клеток, осуществляющих резорбцию кости. Каротиноиды — α-, β-, γ-каротин и β-криптоксантин могут трансформироваться в витамин А, известный фактор роста тканей. Он важен и в нормализации метаболизма в костной ткани.

Микронутриенты для поддержания структуры костной ткани

Все знают, что для здоровья костей нужен кальций. В то же время проводимые в течение последнего десятилетия исследования показали, что для поддержания структуры костной ткани также необходимы микроэлементы: медь (Cu), марганец (Mn), цинк, стронций, магний (Mg), железо и бор.

Дефицит этих микронутриентов замедляет набор костной массы в детстве и в подростковом возрасте, а также способствует ускоренной потере костной массы в пожилом возрасте.

Источник