Funkcja jonów

wapniowych i fosforowych

w organizmie

Regulacja hormonalna

gospodarki wapniowo-

fosforanowej

Dominika Kierus gr. IV

Jony wapnia

Odpowiadają za:



pobudliwość nerwowo-mięśniową (skurcz włókien

mięśniowych)



proces krzepnięcia krwi



procesy sekrecyjne



integralność błon (wpływają uszczelniająco na

błony)



transport przez błony plazmatyczne



uwalnianie hormonów i neuroprzekaźników



reakcje enzymatyczne (

aktywująco

m.in. na: lipazę

trzustkową, trypsynę, fosfatazę zasadową;

hamująco

na fosfatazę kwaśną)



występują we wszystkich narządach i tkankach



99% wapnia występuje w kościach w postaci

nierozpuszczalnych w wodzie

fosforanów wapnia

(rezerwuar wapnia)



wapń w osoczu występuje w trzech postaciach:

1) wapń zjonizowany (56%)
2) związany z białkami (40%) - nie może dyfundować

przez błony półprzepuszczalne

3) związany w kompleksy z cytrynianem i innymi

związkami (4%)

Biologicznie aktywną frakcją wapnia jest

wapń

zjonizowany

(Ca

2+

). Dla prawidłowego przebiegu

procesów biologicznych z udziałem wapnia,

stężenie tego pierwiastka w osoczu musi być

utrzymywanie w wąskich granicach – u ssaków jest

to 1,1-1,3 mmol/l.

Jony fosforanowe

Występują w organizmach zwierzęcych w postaci

nieorganicznej, bądź związane są z substancją organiczną.

Fosfor nieorganiczny

:



Większość (90%) znajduje się w kościach jako sole

wapniowe i magnezowe



Ortofosforan nieorganiczny uczetniczy w wielu

przemianach, m.in. fosforylacji oksydacyjnej, fosforylacji

substratowej



Wodorofosforany pełnią istotną rolę jako układy buforowe

krwi



Fosforan związany organicznie

występuje w nukleotydach,

fosfolipidach, w metabolitach przemiany glukozy i lipidów

Regulacja hormonalna

Za utrzymanie prawidłowej gospodarki wapniowo-

fosforanowej odpowiedzialne są głównie 2

hormony:



Parathormon



Kalcytonina

a także bezpośrednio z nimi współpracujący

kalcytriol

.

Parathormon (PTH)



Wytwarzany przez przytarczyce



Reguluje zawartość wapnia i fosforu w tkance kostnej i w

surowicy krwi



Podnosi poziom wapnia w surowicy krwi poprzez

uwalnianie Ca

2+

z kości (przywraca prawidłowe stężenie)



Zmniejsza wydalanie wapnia przez nerki (podwyższa

próg nerkowy dla jonów wapnia)



Pobudza syntezę kalcytriolu w nerkach, a tym samym

nasila skuteczność wchłaniania wapnia przez jelita



Zwiększa stężenie fosforanów w moczu (obniża próg

nerkowy dla fosforanów)



Na poziomie molekularnym: parathormon jest

aktywatorem cyklazy adenylanowej, co prowadzi do

nasilonej produkcji cAMP.



Do prawidłowego działania parathormon potrzebuje

obecności witaminy D

3

-

kalcytriolu

; w warunkach

niedoboru witaminy D

3

dochodzi do hipokalcemii i w

takich warunkach parathormon nie działa

mobilizująco na tkankę kostną.

Kalcytonina



Produkowana przez komórki C tarczycy



Jej zadaniem jest obniżenie poziomu jonów

wapniowych w osoczu (antagonistycznie do

parathormonu)



Kalcytonina hamuje uwalnianie wapnia z kości m.in.

poprzez zmniejszenie ilości osteoklastów i ich

aktywności resorpcyjnej



Działanie na poziomie molekularnym: znosi działanie

parathormonu wywołane przez cykliczny AMP; działa

na etapie cykliczny AMP – efektor.



Jej działanie nie jest zależne od obecności witaminy

D

3

Kalcytriol

(1,25(OH)

2

-D

3

)



Jest najaktywniejszą formą witaminy D

3



Powstaje w nerkach z 25(OH)-D

3

(kalcydiol) przy

udziale 1α-hydroksylazy



Kontroluje homeostazę wapniowo-fosforanową poprzez

stymulację wchłaniania wapnia i fosforu w jelitach,

mineralizację i uwalnianie wapnia z kości oraz

reabsorpcję wapnia w nerce



Działa jak typowy hormon steroidowy – wnika do

wnętrza komórki nabłonka jelitowego i pobudza

syntezę białka biorącego udział w transporcie wapnia

ze światła jelita



Współdziała z parathormonem i kalcytoniną

Ogólny schemat gospodarki

wapniowej

Zaburzenia gospodarki

wapniowo - fosforanowej

Odchylenia stężenia wapnia zjonizowanego od wartości

prawidłowej mogą być przyczyną licznych zaburzeń i są

groźne dla życia.



Spadek stężenia Ca

2+

(

hipokalcemia

) oraz wzrost stężenia

fosforanów nieorganicznych (

hiperfosfatemia

) we krwi

powoduje wzmożoną pobudliwość nerwowo-mięśniową -

tężyczka (przy jednoczesnym niedoborze magnezu)



Wzrost stężenia Ca

2+

(

hiperkalcemia

) może być przyczyną

śmierci spowodowanej porażeniem mięśni i śpiączką



Spowodowane

niedoborem witaminy D

obniżone

wchłanianie wapnia i fosforu w jelitach prowadzi do

upośledzonej mineralizacji kości: krzywica (w

dzieciństwie), osteomalacja (u dorosłych)

Przyczyny zaburzeń:



Zmiany stężenia białek wiążących wapń we krwi

(głównie albumin, globulin). Wiązanie wapnia przez

białka osocza jest też zależne od pH: kwasica

zwiększa stężenie wapnia zjonizowanego;

zasadowica zmniejsza to stężenie



Nieprawidłowe funkcjonowanie gruczołów

, w których

syntetyzowane są hormony regulujące matabolizm

tych jonów (np. hiperkalcemia związana z

nadczynnością przytarczyc)



Niedobór witaminy D

3

wywołany np. zmniejszoną

podażą w diecie, chorobami układu pokarmowego,

zmniejszoną syntezą w skórze



Podłoże genetyczne

; m.in. blok enzymatyczny

1α-

hydroksylazy