Gospodarka wapniowo-fosforanowa

WAPŃ Ca

Zawartość w organizmie: 1,5 kg (20-25g/kg beztłuszczowej m.c)

• 99% w tk kostnej

• 0,9% - płyny zewkom (pula rezerwowa dla wapnia wewkom)

• 0,1% - płyny wewkom (gł w ER, niektóre elementy cytoszkieletu, lizosomy, mitochondria zaczynają kumulować wapń, gdy stęż w cytosolu > 5-10 umol/l - tu bierze udział w regulacji cyklu Krebsa)

Gradient stężenia Ca²⁺ między wnętrzem komórki (10^-7 mmol/l) a płynem międzykomórkowym (10^-3 mmol/l) wynosi 10^-4.

Na utrzymanie równowagi wapniowej wpływają również hormony, leki, pompy wapniowe (obecne w bł komórkowych, mitochondrialnych i mikrosomalnych)

Zapotrzebowanie:

dorośli 1000-1500 mg/d (25 mmol/d)

1-18 lat 800-1200 mg/d

niemowlęta 360-540 mg/d

ciąża, laktacja 1200 mg/d

Rola:

• składnik tk kostnej

• w procesie krzepnięcia i podziału komórkowego

• pobudliwość nerwów, skurcz mięśni

• hamowanie/pobudzanie wielu enzymów, hormonów

• udział w aktywnym transporcie przezbłonowym

Wchłanianie jelitowe:

• 3-5 mmol/d (200 mg/d)

• pobudzanie: wit D, PTH, somatotropina, T3, T4, aminokwasy zasadowe, niskie pH soku jelitowego, laktoza

• hamowanie: kalcytonina, glikokortykosteroidy, szczawiany, fosforany, sole kwasu fitynowego, wolne kw tł, wzrost pH soku jelitowego

Wydalanie

• z kałem (70-90%) - 800 mg/d

• z potem przez skórę - 0,7 mmol/d (30 mg/d)

• nerkowe (z moczem)

• zależy od: ładunku Ca w ultrafiltracie osocza, PTH, wit D, wydalania jonów fosforanowych

• 99% przesączonego Ca ulega resorpcji zwrotnej, 1% wydalany

• w przypadku hipokalcemii <1,75 mmol/l resorpcja może być całkowita

• stężenie w moczu: 2,5-5 mmol/d (100-200 mg/d) (jest uwarunkowane od przesączania kłębuszkowego, kalcemii, czynników hormonalnych i humoralnych):

Zwiększające resorpcję	Hamujące resorpcję
PTH Hipokalcemia Hiperfosfatemia Alkaloza nieoddechowa Zmniejszenie przestrzeni wodnej pozakom Ograniczona podaż Ca Nadmierna podaż fosforanów Laktacja Diuretyki tiazydowe	Kalcytonina, glikokortykosteroidy, T3, T4, somatotropina Hiperkalcemia Hipermagnezemia Kwasica nieoddechowa Wzrost przestrzeni wodnej pozakom Wzrost podaży Na, Mg, galaktozy, cytrynianów Obniżenie fosforu w organizmie

W regulacji kalcjurii i magnezurii uczestniczy również receptor wapniowy CaR.

Surowica - 2,25-2,75 mmol/l

Czynniki podwyższające wynik:

• zbyt długotrwała staza naczyń przy pobieraniu krwi

• użycie korków i probówek zanieczyszczonych solami wapnia

Czynniki obniżające wynik:

• szczawian jako koagulant (-> wytrącanie kryształków szczawianu wapnia)

• opóźnione odwirowanie pobranej krwi (osadzanie się wapnia na krwinkach)

• długotrwałe przechowywanie osocza zamrożonego

Frakcje wapnia w surowicy:

• zjonizowany 50% (Ca²⁺ to forma aktywna)

• związany ze zw drobnoczęsteczkowymi (cytryniany, fosforany, siarczany) 10 %

• związany z białkami, gł albuminami 40% - wapń nieprzesączalny

• Powinowactwo Ca do substancji zależy od pH krwi:

• alkaloza oddechowa: ↑ Ca związanego z albuminą, ↓ Ca zjonizowanego

• kwasica oddechowa: obniża powinowactwo Ca do albumin, ↑ zjonizowanego (przewlekła kwasica może zwiększyć stęż Ca całk)

Ca_skor (mmol/l) = Ca_ozn + 0,05 x (7,4 pH)

(u osób z patologicznymi wartościami pH)

Ca_skor (mmol/l) = Ca_ozn + 0,02 x (40 - stęż albuminy g/l)

(u osób, u których stęż albumin odbiega od normy, np. w zespole nerczycowym obserwuje się znaczną utratę albumin)

• Stężenie Ca całkowitego w osoczu wzrasta po pionizacji (stęż zjonizowanego - stałe)

• Hiponatremia <120 mmol/l => ↑ Ca związanego z białkami i niewielka hiperkalcemia (hipernatremia > 148 mmol/l - przeciwnie)

Wynik oznaczenia stęż Ca zjonizowanego zależy od:

• Temp i pH surowicy

• Sposobu pobierania krwi i jej przechowywania

• Czasu - od pobrania krwi do dokonania pomiaru

• Czułości elektrody pomiarowej

• Zastosowania heparyny jako antykoagulantu

Kalcemia uwarunkowana jest:

• Odkładaniem lub mobilizacją Ca w kośćcu

• Wchłanianiem z przewodu pokarmowego

• Wydalaniem z moczem

• Współdziałaniem: PTH, kalcytoniny, wit D, CaR (*)

HIPERkalcemia	HIPOkalcemia
> 2,75 mmol/l (11 mg/dl)	< 2,25 mmol/l
przyczyny
wzmożona mobilizacja Ca z kości zwiększone wchłanianie z przewodu pokarmowego zmniejszone wydalanie z moczem współdziałanie *	zmniejszona biosynteza, wydzielanie lub uszkodzenie efektora dla PTH - w przypadku: niedoczynności przytarczyc rzekomej niedoczynności przytarczyc hipokalcemii, hiperfosfatemii niedoboru Mg i wit D zaburzenia przemiany wit D mała podaż, obniżone wchłanianie niedostateczne naświetlanie UV przyspieszony metabolizm przy podawaniu leków przeciwpadaczkowych choroby nerek i wątroby oporność na wit D pierwotne zaburzenia gospodarki wapniowej, magnezowej lub sekrecji kalcytoniny zaburzone wchłanianie Ca z przewodu pokarmowego nadmierne odkładanie soli wapnia (np. OZT) nadmierna utrata z moczem niedobór Mg (może powodować wtórną niedoczynność przytarczyc) hiperfosfatemia (nadmiarna podaż fosforanów, choroby nerek) polekowa (cytrynian, EDTA, bisfosfoniany, kalcytonina)
objawia się w
nowotwory kości (70% przypadków hiperkalcemii) pierwotna nadczynność przytarczyc (20%) guzy wydzielające PTH (nerki, sutka, jajnika, pęcherza, trzystki, j. grubego) nowotwory ukł krwiotwórczego: szpiczaki, chłoniaki, białaczki nadmiar wit D hiperproteinemia sarkoidoza idiopatyczna hiperkalcemia noworodków wrodzone niedobory AP leki: hydralazyna, tiazydy, zasadowe śr zobojętniające sporadycznie: w gruźlicy, zespole Cushinga, czerwienicy, niewydolności krążenia, hiperwitaminozie A, po przeszczepie nerek	niedoczynność przytarczyc: jatrogenna (po resekcji tarczycy), idiopatyczna, rzekoma żółtaczka mechaniczna (upośledzone wchłanianie) niewydolność nerek ostre zapalenie trzustki niedobory wit D rak rdzeniasty tarczycy zespoły złego wchłaniania leki: furosemid, środki chelatujące wapń (EDTA), kortykosteroidy, gentamycyna, heparyna, insulina, sulfonamidy, nadmiar środków przeczyszczających
objawy
Uogólnione Upośledzenie koncentracji (zaburzenia psychiczne mogą prowadzić nawet do śpiączki) Ze str ukł moczowego: kamica nerkowa Ze str ukł naczyniowo-sercowego: nadciśnienie Przedłużająca się hiperkalcemia może spowodować odkładanie się złogów wapnia w tk miękkich, naczyniach, siatkówce oka	Tężyczka Zwiększona pobudliwość nerwowo-mięśniowa Hiperwentylacja powodująca zasadowicę oddechową, a ta przejściową hipofosfatemię

Oznaczanie stężenia Ca w surowicy krwi

Jony wapnia w śr zasadowym z kompleksonem o-krezoloftaleiny tworzą barwny związek.

Metoda manganometryczna Kramera i Tisdalla

• szczawian amonowy - wytrącenie ilościowe Ca w surowicy -> szczawian wapnia

• mianowany r-r nadmanganianu potasu - z ilości r-ru, zużutego do miareczkowania, oblicza się ilość Ca związanego w postaci szczawianu wapnia

• heparyna jako antykoagulant

Metoda kompleksometryczna

• Ca oznacza się bezpośrednio miareczkując go r-rem EDTA (powstaje chelatowy kompleks) wobec wskaźnika fluoreksonu (kalceiny)

• w wyniku reakcji zanika zielona fluorescencja, a pojawia się różowe zabarwienie (=koniec miareczkowania)

• nie stosuje się odbiałczenia próby

Spektrofotometria absorpcji atomowej (ASA)

• oznaczanie pierwiastków pochłaniających promieniowanie >190 nm

• oznacza się wycinek widma absorpcyjnego, co pozwala oznaczać poszczególne kationy występujące obok siebie nawet w śladowych ilościach

• materiał biologiczny zostaje spalony w płomieniu acetylenowym

• prom. emitowane z lampy przechodzi przez kuwetę z badanym materiałem, gdzie ulega pochłonięciu, a następnie po rozszczepieniu na siatce lub pryzmacie monochromatora trafia do bardzo czułych detektorów.

Zastosowanie jonoselektywnych elektrod

• materiał nie wymaga chemicznego przygotowania (brak odbiałczenia, wirowania, spalania)

• pomiar bezpośredni przez dołączenie odpowiedniej elektrody do pehametru

• cechą charakterystyczną elektrody jest obecność błony selektywnej dla danego elektrolitu:

• elektrody z błoną szklaną

• elektrody stałe:

• homogenne - z jednej substancji

• heterogenne - w których materiał słabo rozpuszczalny wytrąca się w środ obojętnym jako nośniku

• płynne - substancja organiczna (wiąże selektywnie jony, np. fosforan dialkilowany) na obojętnym nośniku (bibuła)

• enzymatyczne - błona pokryta enzymem (rozkładającym oznaczany substrat)

UWAGI

• r-ry wykonywane do oznaczeń Ca powonny być sporządzone z wody dejonizowanej

• szkło użyte do r-rów chromogenu i standardu płukane w 0,1 M HCl/24h

• bufor przygotowany w naczyniach polietylenowych

• w metodzie ASA, aby wyeliminować wpływ fosforanów na absorpcję Ca należy stosować 5% LaCl₃

FOSFOR P

Zawartość w organizmie: 350-450 mmol (11-14 g)/kg beztłuszczowej m.c.

85% w kościach 86% - przestrzeń pozakom

6% w mięśniach 14% - płyn wewkom (tworzy fosfolipidy i fosfoproteiny)

9% inne

Rola:

• składnik kośćca

• składnik kwasów nukleinowych, fosfolipidów, ATP, fosfokreatyny i inne

• wzmaga pobudliwość nerwowo-mięśniową

• udział w fosforylacji białek (przetwarzanie bodźców hormonalnych)

Wchłanianie:

• w początkowym i środkowym odc j. cienkiego; proces aktywny - wymaga obecności jonów Na

• 70% fosforanów ulega wchłonięciu do krwioobiegu

• pobudzanie: somatotropina, PTH, wit D, dieta niskowapniowa, obniżenie pH treści jelitowej

• hamowanie: wysoka zawartość Ca w diecie, zatrucie berylem, podawanie wodorotlenku glinu

Wydalanie:

• z moczem - zależy od stęż fosforanów nieorganicznych, przesączania kłębuszkowego, czynników hormonalnych

• 95% fosforanów ulega przesączaniu, z czego: 70% - resorpcja zwrotna w kanaliku bliższym, 20%- resorpcja w kanaliku dalszym

• ↑ wydalania: PTH, kwasica, dopamina, cAMP, kalcytonina, nadmiar wit D

• ↓ wydalania: somatotropina, insulina, hormony tarczycy, serotonina, fizjologiczne stęż wit D

Surowica

• fosforany nieorganiczne 0,9-1,6 mmol/l (2,8-4 mg/dl - maleje w dzień, zwiększa się w nocy)

• fosforany w postaci estrów 2,3-4,8 mmol/l

Fosfatemia uwarunkowana:

• podażą w diecie oraz wchłanianiem

• odkładaniem się fosforanów w kościach lub wnikaniem do komórek

• wydalaniem z moczem

• rozpadem komórek

HIPERfosfatemia	HIPOfosfatemia
stęż f. nieorganicznych >1,6 mmol/l	< 0,9 mmol/l
przyczyny
wzmożone wchłanianie z przewodu pokarmowego wzrost uwalniania z rozpadających się tkanek obniżenie wydalania uwarunkowane niedoborem PTH, kortykosteroidów, niewydolnością nerek nadmiar wit D podaż fosforanów, np. w środkach przeczyszczających	niskie wchłanianie w jelicie (biegunka, wymioty, leki wiążące fosforany) wzmożone przemieszcanie się f. do komórek (faza normalizacji glikemii u chorych z kwasicą ketonową, intensywne odżywianie chorych z niedożywieniem) nadmierne wydalanie z moczem alkoholizm zażywanie związków wiążących fosfor w przewodzie pok (wodorotlenek glinu, wodorowęglany) niedobór wit D
objawia się w
Niewydolność nerek (obniżona filtracja) Niedoczynność przytarczyc: idiopatyczna, chirurgiczna, rzekoma, wtórna Choroby kości (ch Pageta, guzy, białaczka szpikowa) Akromegalia Choroba Addisona Sarkoidoza Rozległe urazy, chemioterapia nowotworów Ostry żółty zanik wątroby	Choroba cewek nerkowych (np. choroba Falconiego) Nadczynność przytarczyc Nadczynność tarczycy Hipokaliemia, hiperkalcemia, hipomagnezemia Zaburzenia równowagi kwas-zasada Źle kontrolowana cukrzyca Posocznica Gram(-) Zatrucie salicylanami Długotrwała hipotermia Dożylne podawanie glukozy, fruktozy, insuliny
objawy
	Nadpobudliwość, nadwrażliwość, śpiączka Ból mięśni Chroniczny niedobór P => krzywica, osteomalacja

Metody oznaczania stężenia fosforu

1. Metody kolorymetryczne

• wytworzenie w środ kwaśnym z molibdenianem amonu - tetratrimolibdenianofosforanu amonowego, który może być redukowany do błękitu molibdenowego (niebieski)

• reduktory: chlorek cynawy, aminol, hydrochinon.

1. Metoda Fiske-Subbarowa

• jako reduktor - eikonogen

• wszystkie r-ry o tej samej kwasowości

• przed wywołaniem barwy należy zobojętnić próbkę r-rem amoniaku wobec p-nitrofenolu jako wskaźnika, do uzyskania żółtego zabarwienia

• Metoda Urbacha-Raabego

• fosforan + kw molibdenowy = kwas fosfomolibdenowy

• o-hydrochinon powoduje rozkład i redukcję tego kwasu do tlenku molibdenu (=błękit molibdenowy)

5

---