Витамины регулирующие обмен кальция

Обмен кальция в организме и сохранение его баланса

3 Апр 2017 г.

По своей значимости кальций – одним из наиважнейших макроэлементов человеческого организма. От его баланса зависят многие внутренние процессы, связнные с обменом веществ и правильным функционированием отдельных систем и органов.

Роль обмена кальция

В норме общее количество кальция в организме человека составляет 2% от общей массы и может достигать 1,5 – 2,2 кг. Около 99% его находится в костях скелета в виде апатитов и карбонатов, а 1% в ионизированной форме циркулирует в крови и других жидкостях организма.

Роль кальция в жизнедеятельности человеческого организма чрезвычайно важна:

в работе нервной системы: кальций помогает передавать нервные импульсы. Его нехватка сказывается усталостью, сонливостью, раздражительностью, потерей памяти и рассеянным вниманием;
в крови: участвует в процессах свертываемости;
в функционировании сердечно-сосудистой системы: кальций – один из регуляторов силы и частоты сердечных сокращений, интенсивности коронарного кровообращения, обеспечивающий бесперебойную, ритмичную работу сердца;
в иммунной системе: участвует в процессах, повышающих сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям;
в работе эндокринной системы: составной компонент гормонов, отвечающих за рост и физическое развитие детей.

Кроме того, кальций снижает проявление аллергических реакций во время отдельных болезней, участвует в антиоксидантной защите, способствует улучшению кровотока и нормализации артериального давления, предотвращает развитие мочекаменной болезни.

Препараты кальций-регулирующей серии производства «Рефарм»

Крем для тела «КСИкрем» Ca-контроль, 70 гр

В наличии в

Цена на нашу продукцию в магазинах партнеров может отличаться

Крем для тела Ca-VITACTIVE для активной жизни, 70 гр

В наличии в

Цена на нашу продукцию в магазинах партнеров может отличаться

Крем от морщин «АКСИНИЯ» Ca-INTERACTIVE с гиалуронатом натрия, 50 гр

В наличии в

Цена на нашу продукцию в магазинах партнеров может отличаться

Причины нарушения обмена кальция

Причины, которые приводят к нарушениям обмена кальция и его дефициту, условно можно разделить на несколько групп:

рацион, с недостаточным количеством кальцийсодержащих продуктов: диеты, несбалансированное питание, голодание;
постоянное употребление воды с малым содержанием кальция;
чрезмерное употребление продуктов, которые ускоряют выведение кальция из организма: чай, кофе, сладкие газированные напитки.

желудочно-кишечного тракта, нарушающие абсорбацию кальция: дисбактериоз, кандидоз, пищевые аллергии и пр.;
почек;
поджелудочной железы (панкреатит);
эндокринных органов (различные виды гипопаратиреоза);
опорно-двигательного аппарата (остеопороз).

2) нарушение обменных процессов:

избыток в организме отдельных макроэлементов (свинца, цинка, магния, железа и др.);
дефицит витамина Д.

В числе отдельных причин, формирующих дефицит кальция, может быть нарушение его усвояемости в старческом возрасте, длительное или системное применение мочегонных или слабительных препаратов, повышенная потребность в элементе при определенных состояниях (беременность, климакс, физические и психические нагрузки).

Регулирование обмена кальция

При незначительных отклонениях в содержании кальция в оргаизме нормализовать его можно при помощи диеты, основанной на употреблении кальцийсодержащих продуктов и применении препаратов кальция в виде моно- или комбинированных препаратов, поливитаминных комплексов с минералами (кальций Д₃ никомед, кальция лактат, компливит, элевит). Более сложно обстоит дело с восстановлением обмена кальция при его нарушениях. В зависимости от степени и причин патологии в восстановлении кальциевого обмена могут быть задействованы следующие группы средств:

препараты паратгормона: устраняют вымывание кальция из костей, нормализуют реабсорбацию кальция в почечных канальцах, тем самым, исключая возможность потери кальция с мочой;
кальцитриол (активная форма витамина Д₃): увеличивает всасывание кальция и фосфатов в кишечнике и их реабсорбцию в проксимальных канальцах почек, подавляет секрецию паратиреоидного гормона, регулирует процесс минерализации кости. Стимулирует остеобласты, участвует в росте и дифференцировке клеток;
кальцитонин: ингибирует резорбцию кости и канальцевую реабсорбацию кальция, тем самым, понижая его концентрацию в крови;
бисфосфонаты (этидронат, золедронат, КСИкрем, акласта): препараты многоуровневого действия, регулирующие обмен кальция на уровне клетки. Блокируя деятельность остеокластов, предупреждают разрушение костной ткани, восстанавливают костную структуру, способствуют выведению солей кальция и предупреждают их патологическое отложение в тканях, обладают обезболивающим, противовоспалительным действием.

Источник

Средства, регулирующие обмен кальция и фосфатов.

Основы физиологии кальциево-фосфорного гомеостаза. Кальций и фосфаты – основные минеральные составляющие костной ткани, являются наиболее важными минеральными компонентами, необходимыми для функционирования клеток. Организм человека содержит около 1000 г кальция. 99% кальция содержится в костной ткани в форме гидроксиаппатитов [Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂Н₂О], который представляют собой трудномобилизуемую форму кальция и фосфата кальция (около 1% всего костного кальция), который легко мобилизуется и служит для поддержания постоянной концентрации ионов кальция в крови. Оставшийся 1% ионов кальция содержится в мягких тканях и внеклеточном пространстве (в том числе плазме крови).

Нормальный уровень ионов кальция составляет 2,21-2,76 ммоль/л, из которых около 50% кальция – это свободный, ионизированный или биологически активный кальций, а остальная часть либо связана с белками крови (около 45%), либо анионами органических кислот – лимонной и молочной (5%).

Ионизированный кальций выполняет в организме ряд важных биологических функций:

Играет ведущую роль в процессе минерализации костной ткани;

Регулирует возбудимость и сократимость мышечной ткани, обеспечивает процесс выделения медиатора в синапсах нервной системы;

Обеспечивает сократительную функцию миокарда;

Участвует в регуляции тонуса стенки кровеносных сосудов и поддержании уровня АД;

Стимулирует продукцию пищеварительных ферментов и их секрецию;

Снижает проницаемость клеточных мембран;

Участвует в биосинтезе альдостерона и поддержании КЩР;

Участвует в свертывании крови (IV фактор свертывающей системы).

В организме человека содержится около 600-1000 г фосфора. Из них 85% депонировано в скелете и 15% в мягких тканях и внеклеточной жидкости. Нормальный уровень фосфатов в крови составляет 0,64-1,29 ммоль/л. Из них 10% связано с белками крови и около 90% находится в виде свободных фосфат-ионов. Биологическая роль фосфатов заключается в следующем:

Обеспечение синтеза макроэргических соединений (АТФ, креатинфосфата, фосфоенолпирувата и др.);

Синтезе и регуляции активности ферментов клетки (путем их фосфорилирования-дефосфорилирования);

Регуляции КЩР крови (фосфатный буфер).

Фосфаты и кальций поступают в организм из кишечника. В среднем за сутки с пищей поступает 600-1000 мг кальция из которых абсорбируется только 10-12,5%. Абсорбция кальция протекает путем облегченного транспорта, за счет особых Са-связывающих белков, которые переносят ионы кальция из просвета кишечника через его эпителий в кровь. Обычная диета содержит такое же количество фосфатов, что и кальция. Однако, абсорбция фосфатов более полная (от 70 до 90%) и протекает путем фильтрации (водной диффузии).

Главным депо кальция и фосфатов в организме является костная ткань, которая состоит из клеточных элементов, межклеточного вещества (органической основы кости или оссеина) и минеральных веществ.

Межклеточное вещество (оссеин) на 85-90% состоит из коллагена, окруженного кристаллами гидроксиаппатита и скрепленного неколлагеновыми белками, которые составляют 10-15% костной ткани. Различают 4 группы неколлагеновых белков:

гликозаминогликаны (хондроитин-сульфат, кератан-сульфат и дерматан-сульфат);

белки межклеточного взаимодействия (тромбоспондин, сиалопротеин, остеопонтин, фибронектин);

ростовые факторы (интерлейкины, фактор некроза опухоли, трансформирующие факторы роста и др.).

Клеточные элементы костной ткани представлены:

Остеобластами – клетками, которые продуцируют коллаген и неколлагеновые белки, обеспечивают органификацию кальция и рост костной ткани. Они лежат в поверхностных слоях костной ткани.

Остеокластами – клетками, расположенными в толще костной ткани, которые секретируют кислую фосфатазу и лизосомальные ферменты. Благодаря этим ферментам гидроксиаппатиты переходят в легкорастворимые фосфаты, способствуя разрушению костной ткани.

Остеоциты – клетки, которые участвуют в окончательном формировании новой и резорбции старой костной ткани, расположены вокруг костных каналов.

На схеме 1 показана регуляция образования и резорбции костной ткани.

низкие дозы ПТГ;

низкие дозы ГКС;

высокие дозы ПТГ;

высокие дозы ГКС

Схема 1. Регуляция синтеза и распада костной ткани. ОБ – остеобласты, ОК — остеокласты. Зеленым цветом на схеме показаны факторы, которые способствуют повышению процессов синтеза костной ткани, красным – ее резорбции. ПТГ – паратиреоидный гормон, IGF – инсулиноподобный фактор роста, СТГ – соматотропный гормон, ГКС — глюкокортикостероиды, TGF – трансформирующий фактор роста, IL – интерлейкины, TNF – фактор некроза опухоли, -ИФ – -интерферон. ODF – osteoclast differentiation factor (остеокласт стимулирующий фактор, фактор дифференцировки остеокластов), OPG – osteoprotegerin (остеопротегерин, остеокласт-ингибирующий фактор).

После того, как в процессе внутриутробного развития и первых лет жизни сформируется костная ткань, она начинает непрерывно, в течение всей жизни человека, подвергаться ремоделированию (перестройке, направленной на оптимизацию структуры ткани). Процесс ремоделирования заключается в том, что в участках минимальных нагрузок костная ткань подвергается резорбции, а в тех участках, где нагрузки велики – синтезу и минерализации. Тонкая координация этих процессов обусловлена взаимодействием между остеобластами и остеокластами.

Остеобласты синтезируют интерлейкины-1 и –6, которые активируют клетки предшественницы остеокластов, кроме того, остеобласты выделяют особые факторы — остеокластстимулирующий и остеокласт-ингибирующий факторы. Остеокласт-стимулирующий фактор или фактор дифференциации остеокластов (ODF) действует на особые RANK-рецепторы на поверхности остеокластов и активирует особый белок – нуклеофактор В, который повышает активность генома остеокластов и запускает процессы резорбции ткани. Остеокласт-ингибирующий фактор или белок остеопротегерин (OPG) является своеобразной «ловушкой» для ODF. Он связывает молекулы ODF в неактивные комплексы, не позволяя им действовать на RANK-рецепторы и стимулировать остеокласты. Таким образом, остеобласты, изменяя баланс ODF/OPG, регулируют активность остеокластов и скорость резорбции ими костной ткани.

Выделение кальция и фосфатов в организме осуществляется путем почечной экскреции, при этом обычно более 95% фильтрующегося в почках кальция и 85% фосфатов подвергаются реабсорбции.

Классификация лекарственных средств, влияющих на процессы обмена кальция и фосфатов.

Стимуляторы синтеза и минерализации

ксеногенные: миакальцик, кальцитрин.

I поколение: этидронат;

II поколение: памидронат;

III поколение: ибандронат.

Препараты фторидов: натрий фтористый.

Средства, влияющие на процессы резорбции и минерализации.

Аналоги паратиреоидного гормона: паратиреоидин, терипаратид.

Препараты витамина D:

Аналоги витамина D₂: эргокальциферол;

Аналоги витамина D₃: холекальциферол, кальцитриол.

Оссеин-гидроксиаппатитный комплекс: остеогенон.

Препараты кальция: кальция хлорид, кальция лактат, кальция цитрат.

Аналоги паратиреоидного гормона.

Паратиреоидин (Parathyreoidinum, Parathormon). Гормональный препарат, получаемый из паращитовидных желез крупного рогатого скота. Содержит паратгормон.

Паратиреоидный гормон (паратгормон) – одноцепочечный полипептид из 84 аминокислот. Вырабатывается в паращитовидной железе в виде препропаратгормона. В процессе упакови в везикулы от него отщепляется вначале сигнальный пептид из 25 аминокислот, а затем, от получившегося прогормона отсоединяется гептапептид, освобождая паратгормон. Биологическая активность паратгормона обусловлена его N-концевым участком 1-34 аминокислот. Удаление даже первых 2 аминокислот с N-конца молекулы приводит к потере большей части активности гормона.

Регулирует секрецию гормона кальциевый рецептор, который расположен на поверхности клеток паращитовидных желез. При нормальном содержании кальция в плазме крови рецептор активируется ионами кальция и через G_i-белок понижает активность аденилатциклазы. Если концентрация ионов кальция в плазме понижается, то рецептор перестает активироваться и торможения аденилатциклазы не происходит. В итоге, в клетке повышается активность аденилатциклазы и уровень цАМФ, который активирует зависимые от него протеинкиназы. Каталитические субъединицы протеинкиназ стимулируют секрецию уже предобразованного паратгормона из внутриклеточных депо, а рецепторная субъединица протеинкиназы совместно с цАМФ поступает в ядро клетки, где активирует экспрессию генов, отвечающих за синтез паратгормона.

Помимо кальциевого рецептора на поверхности и в цитоплазме клеток паращитовидных желез лежат и другие рецепторы, влияющие на синтез и секрецию гормона: ₂-адренорецепторы и глюкокортикоидные рецепторы усиливают секрецию этого гормона, рецепторы кальцитриола (активной формы витамина D) – тормозят синтез паратгормона.

МД: паратгормон связывается со специфическими рецепторами на поверхности клеток-мишеней, которые через G_s-белки передают сигнал на аденилатциклазу, повышая ее активность. В итоге, в цитоплазме клетки увеличивается уровень цАМФ, который стимулирует зависимые от него протеинкиназы и активирует тем самым ряд ферментов цитоплазмы клетки и транскрипцию генов ее ядра. Клетками-мишенями для паратгормона являются клетки костной ткани и почек.

Костная ткань. Рецепторы к паратгормону располагаются на поверхности остеобластов. Активация этих рецепторов вызывает:

Снижение синтеза остеобластами коллагена I типа (основной коллаген кости);

Усиление синтеза ODF, который способствует превращению предшественников остеокластов в зрелые остеокласты, увеличивает синтез остеокластами коллагеназы (расщепляет коллаген) и кислой фосфатазы (повышает растворимость гидроксиаппатитов);

Снижению активности ферментов ЦТК и накоплению лимонной кислоты, что приводит к ацидозу и дополнительному усилению растворимости гидроксиаппатита;

В низких дозах и при пульсирующем режиме введения усиливает действие инсулиноподобного фактора роста I на костную и хрящевую ткань, что оказывает на остеобласты противоположной действие – увеличивает синтез коллагена и минерализацию костной ткани.

Схема 2. Влияние паратгормона на процессы синтеза и распада костной ткани. ОБ — остеобласты, ОК – остеокласты, ПТГ – паратгормон, ODF – фактор дифференцировки остеокластов (остеокластстимулирующий фактор). ПТГ опосредовано через остеобласты вызывает активацию остеокластов и распад костной ткани.

Увеличивается синтез кальций-переносящего белка и реабсорбция ионов кальция и магния в канальцах нефрона (их выведение при этом падает);

Снижает реабсорбцию фосфатов, сульфатов, хлоридов и гидрокарбонатов, увеличивая их потери;

Активирует гидроксилазы почек – ферменты, которые необходимы для образования активной формы витамина D – кальцитриола.

ФЭ: Паратгормон увеличивает концентрацию ионов кальция и магния в плазме крови, снижает в ней уровень фосфатов (в меньшей степени хлоридов и гидрокарбонатов, вызывая ацидоз).

В высоких дозах паратгормон стимулирует процессы резорбции костной ткани, но в низких дозах и пульсирующем режиме введения способствует синтезу коллагена и минерализации костной ткани.

Применение: В настоящее время в медицинской практике паратиреоидин не применяется. Ранее он предлагался для лечения гипопаратиреоидизма (недостаточности гормональной функции паращитовидных желез), однако, он был достаточно аллергогенным и уже через несколько недель лечения к нему формировались антитела, оказывающие нейтрализующее действие и снижающие эффективность терапии.

ФВ: ампулы по 1 мл.

Схема 3. Изменение обмена кальция под влиянием гормонов и витамина D. Слева вверху представлен нормальный обмен кальция: процессы удаления кальция из крови (зеленые стрелки) уравновешивают процессы его выхода в кровь (красные стрелки). Действие паратгормона (справа вверху): процессы реабсорбции кальция в кровь из почек и вымывания из костей преобладают над процессами удаления. Действие кальцитонина (слева внизу): процессы удаления кальция через ЖКТ и почки, а также путем депонирования в костной ткани преобладают над процессами его выхода в кровь. Действие витамина D (справа внизу): процессы абсорбции кальция из ЖКТ и реабсорбции из мочи преобладают над процессами депонирования кальция в костной ткани.

Терипаратид (Teriparatid, Forteo). Синтетический пептид из 34 аминокислот, воспроизводящий N-концевой фрагмент паратгормона. По механизму действия и основным эффектам идентичен паратгормону, но имеет минимум иммуногенных свойств.

Применение: Предложен для введения в пульсирующем режиме малыми дозами (20-40 мкг/сут) при лечении остеопороза у женщин. При таком режиме введения он повышает активность остеобластов, снижает активность остеокластов, в итоге скорость потери костной ткани уменьшается, а ее синтез возрастает.

В настоящее время препарат прошел доклинические испытания, а также I и II фазы клинических испытаний, завершается III фаза. В данное время терипаратид следует признать самым эффективным средством для лечения остеопороза: он снижает на 70% риск переломов трубчатых костей и на 77-86% риск множественных переломов. Эффективность всех других известных средств не превышает 50%.

НЭ: В одном из исследований было показано, что терипаратид оказывал канцерогенный эффект у крыс, вызывая опухоли костей. Однако, нет прямых указаний, что бластоматозный рост связан с лечением данным препаратом, кроме того, для проведения исследования были использованы дозы в 100 раз превышающие рекомендуемые.

Препараты витамина D

Витамин D (Vitamin D). В настоящее время известно 7 естественных веществ, обладающих витамин-D активностью (т.н. секостероиды). Основными формами витамина D являются эргокальциферол (витамин D₂) и холекальциферол (витамин D₃). Субстанция, исторически описанная в виде витамина D₁, как оказалось, представляет собой смесь витаминов D₂ и D₃.

Схема 4. Метаболизм витамина D в организме. В левой верхней панели представлен синтез витамина D₃ в коже человека, в правой верхней панели – образование витамина D₂ в организме растений. Красным цветом показаны гидроксильные группы, которые вводятся в молекулу витамина при его активации.

Витамин D₂ содержится в продуктах растительного происхождения, грибах, яичном желтке, сливочном масле, молоке, икре. Витамин D₃ поступает в организм человека с продуктами животного происхождения (печень, рыбий жир, желток яиц), а также способен синтезироваться в коже человека под влиянием ультрафиолетового света (=290-315 нм) из продукта дегидрирования холестерина – 7-дегидрохолестерина (см. схему 4). Всего на 1 см 2 кожи за сутки образуется 1-2 МЕ витамина D₃. Сами по себе витамины группы D неактивны, их активация происходит в организме.

ФК: Всасывание витамина D, поступающего с пищей, происходит в дистальном отделе тонкой кишки. Биоусвоение витамина D составляет 60-90%, но при недостатке желчи может снижаться практически до нуля. В плазме крови витамин циркулирует в связи с -гликопротеином, который защищает его от инактивации и выведения почками с мочой.

Поступая в печень, витамин D ферментом 25-гидроксилазой переводится в основную транспортную форму витамина – 25-гидроксивитамин D (кальцидиол). В последующем кальцидиол поступает в почки, где из него под влиянием 1-гидроксилазы образуется активная форма 1,25-дигидроксивитамин D (кальцитриол). Фармакологическая активность кальцитриола в 100-1000 раз выше, чем активность кальцидиола. Часть кальцидиола в почках ферментом 24-гидроксилазой переводится в 24,25-дигидроксивитамин D (кальцифедиол). Ранее эту форму витамина D считали фармакологически инертной, но в последнее время было установлено, что эта форма витамина способна вызывать некоторые из эффектов, присущие кальцитриолу.

Активность фермента 1-гидроксилазы находится под контролем ряда факторов, отдельные из которых приведены в таблице 1.

Таблица 1. Факторы, влияющие на активность 1-гидроксилазы почек.

Источник