Ionizált Ca Ca komplex Fehérjéhez kötött Összes plazma Ca H6. Kalcium háztartás 6.1. Ca 2 forgalom 1.2 mm 0.15 mm 1.15 mm 2.5 mm Albumin H Ca 2 Külsô Ca 2 forgalom Belsô Ca 2 forgalom 0.8 g Colon Jejunum 1 g 0.3 g 0.2 g 0.1 g Vizelet Intracelluláris tér 100 nm Extracelluláris tér 1.2 mm 1 g 0.2 g 30 g Napi forgalom Ca tartalom Koncentráció Csont intersticiális tere amorf Cafoszfát [Ca 2 ] x [P i ] = const. 4 g 0.5 g Mineralizált csontállomány hidroxiapatit 1000 g
6.2. Ca 2 felszívódás a vékonybélben Vékonybél mucosa sejt Ca 2 transzporter Ca 2 Ca 2 Ca 2 pumpa Ca 2 Ca 2 Ca 2 kötô Ca fehérje 2 Ca 2 Ca 2 Ca 2 Luminalis Basolateralis függô adaptív Ca 2 felszívódás Fokozza: Ca 2 Csökkenti: D vit. hiány, zsírfelszívódás zavara, Ca kicsapódása (oxalát)
6.3. Ca 2 reabszorpció a vesében Proximalis tubulus: a filtrált Ca 2 66%a reabszorbeálódik "Cl driven Ca 2 reabsorption" Vastag felszálló szár: a filtrált Ca 2 20%ának obligát reabszorpciója (nem szabályozott) Distalis kanyarulatos és összekötô csatorna: a filtrált Ca 2 10%ának parathormonfüggô szabályozott reabszorpciója Gyûjtôcsatorna: 2% Parathormon Ca 2 Kalcitonin Calbindin Na / Ca 2 Ca 2 Na Ca 2 Ca2 Vizelet: 2 % Luminalis Distalis tubulus Basolateralis
Havers csatorna 6.4. A csont szerkezete Osteon Osteocyta Kapilláris Felszíni osteoblast sejtréteg Osteocyta Canaliculus Osteocyta nyúlványok Reszorpciós lacuna Osteoclast Sejtes elemek A csontállomány felépítése osteoblast > osteocyta (osteoprogenitor sejtvonalból) osteoclast (haemopoieticus ôssejtekbôl) Alapállomány proteoglikán matrix kollagén rostok oszteokalcin, oszteonektin amorf Cafoszfát hidroxiapatit kristályok
6.5. Ca 2 transzport a csontban Parathormon indirekt Kalcitonin Osteoclast Parathormon Kalcitonin Ca 2 Osteocyta Ca 2 Ca 2 Ca 2 Ca 2 Ca 2 Ca 2 Csont E.C. tere Csont Felszíni osteoblast sejtréteg
Differenciálódás Osteocyta 6.6. Csontátépülés (remodeling) Csontképzôdés Osteoblast precursorok Növekedési faktorok (IGFI, IGFII) Osteoblast matrix termelése: (kollagén, oszteokalcin, oszteonektin) alkalikus foszfatáz aktivitás: kollagénrostokon Cafoszfát kicsapódik az osteoblastot kalcifikálódott matrix veszi körül Osteoprotegerin Bone remodeling unit Csontlebomlás Osteoclast precursorok Cytokinek (IL1) Osteoclast differenciáló faktor (ODF) osteoblast membrán fehérje Osteoclast H kiválasztás: (membránban H pumpa) hidroxiapatit feloldódik bontóenzimek termelése: (kollagenáz, proteázok) a matrix lebontása, majd phagocytosis Immobilizált növekedési faktorok és cytokinek felszabadulása Differenciálódás
6.7. A csontátépülést szabályozó tényezôk 1. Mechanikai hatások szenzor: osteocyta csontgerendák az erôvonalak mentén helyezkednek el immobilizáció hatása 2. Plazma Ca 2 szint 3. Sejtes elemek prekurzorok proliferációja és aktivációja érett sejtalakok osteoblastok, osteocyták és osteoclastok aktivitása 4. Lokális parakrin mechanizmusok növekedési faktorok (IGFI, IGFII) cytokinek és gyulladásos termékek (IL1, ODF, TNF) 5. Hormonok kalciotrop hormonok (kalcitriol, parathormon, kalcitonin) nem kalciotrop hormonok (kortizol, hgh és szomatomedinek, tiroxin, ösztrogének és tesztoszteron, inzulin, prolaktin)
6.8. A kalcitriol A kalcitriol a D 3 vitamin biológiailag aktív metabolitja UV fény bôrben: 7dehidrokoleszterin > kolekalciferol (D 3 ) májban: 25hidroxiláz > 25OHD 3 (végtermékgátlás) vesében: 1αhidroxiláz > kalcitriol (szabályozott) Ösztrogén Prolaktin Diabetes Acidózis 25OHD 3 A kalcitriol képzôdés szabályozása Parathormon 1αhidroxiláz 3 24 25 1 Ca 2 Csont, bél Foszfát 24αhidroxiláz 24, 25OHD 3 inaktív termék
6.9. A kalcitriol hatásai Mechanizmus: cytoplasmaticus receptor > sejtmag > fehérjeszintézis (Ca 2 pumpa, Ca 2 kötô fehérje, alkalikus foszfatáz, kollagén, matrix) Mellékpajzsmirigy Parathormon szekréció Osteoclast prekurzorok Proliferáció és differenciálódás Osteoblast Aktiváció Ca 2 reszorpció Osteoclast Aktiváció Csont Kalcifikáció Dekalcifikáció Vékonybél Ca 2 felszívódás Vese distalis tubulus Ca 2 reabszorpció Vérplazma Ca 2 A kalcitriol fô hatása a szervezet Ca 2 készletének növelése. Vannak kalcifikációt és dekalcifikációt okozó hatásai. A nettó eredmény az intestinalis Ca 2 felszívódás nagyságától függ.
6.10. A parathormon mellékpajzsmirigy arteria thyroidea inferior Életfontosságú polypeptid Termelés: Mellékpajzsmirigy Felezési idô: 20 perc Lebomlás: máj Kuppfer sejtek Hatás: plazma Ca 2 szint, foszfát Hatásmechanizmus: camp Osteoclast Aktiváció Csont Osteoclast prekurzorok Proliferáció és differenciálódás Osteoblast Aktiváció Osteocyta P Ca Parathormon Plazma Ca 2 Vese Distalis tubulus Ca 2 reabszorpció Proximalis tubulus Foszfát reabszorpció Proximalis tubulus 1αhidroxiláz
6.11. A kalcitonin Nem életfontos polypeptid Termelés: Pajzsmirigy parafollicularis sejtek Felezési idô: 10 perc Hatás: plazma Ca 2 szint A csontállomány védelme (fôleg terhesség alatt) Csont Kalcitonin Vese Osteoclastok Gátlása Distalis tubulus Ca 2 reabszorpció Osteocyta P Ca Plazma Ca 2
6.12. A parathormon és a kalcitonin elválasztás szabályozása Mellékpajzsmirigy Parathormon Plazma PTH (µg/l) 4 3 2 1 Gyors gátlás Lassú gátlás 0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Plazma Ca 2 (mm) E.C. Ca 2 szenzor Plazma Ca 2 Plazma kalcitonin (µg/l) 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Pajzsmirigy parafollikuláris sejt Kalcitonin Ösztrogén 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Plazma Ca 2 (mm)
6.13. Alacsony Ca 2 bevitel kompenzációja Serkentô hatás Gátlás (beépített fék) Ca 2 bevitel Kalcitonin elválasztás Plazma Ca 2 Vesében Ca 2 reabszorpció Parathormon elválasztás elválasztás Plazma foszfát Csontban Ca 2 és foszfát reszorpció Bélben Ca 2 felszívódás Plazma foszfát Plazma Ca 2
6.14. A csontok és a plazma Ca 2 tartalmát befolyásoló tényezôk Plazma Ca 2 szint Csont Ca 2 tartalma Parathormon Tiroxin Prosztaglandin E2 Cytokinek (IL1) Tumor nekrózis faktor Ösztrogének, tesztoszteron Prolaktin hgh, szomatomedinek Inzulin Növekedési faktorok (IGF) Kalcitonin Kortizol Acidózis Lokális gyulladás
6.15. A Ca 2 háztartás zavarai Osteopetrosis génhiba: ODF hiány vagy osteoprotegerin túltermelés > csökkent osteoclast aktivitás > fokozott csontképzôdés, trabecularis helyett kompakt csontszerkezet > neurológiai és hematológiai tünetek Paget kór kórosan fokozott osteoclast aktivitás > csontritkulás Primer hyperparathyroidismus (PTHtermelô tumor: ossitis fibrosa cystica generalisata R. ) > hyperkalcaemia, csontritkulás, cysták, lágyrészek kóros kalcifikációja Szekunder hyperparathyroidismus fokozott PTH elválasztás hypocalcaemia miatt (ok: Ca 2 felszívódás zavara, kalcitriol hiány, veseelégtelenség, csökkent 1αhidroxiláz aktivitás) Rachitis / Osteomalatia (angolkór / csontlágyulás) kalcitriolhiány > osteoid képzôdés (csontok csökkent kalcifikációja normális matrix mennyiség mellett) > csontdeformitások Hypoparathyroidismus (tetánia) súlyos hypocalcaemia > neuronok fokozott ingerlékenysége > vázizomgörcsök > halál Osteoporosis (csontritkulás)
6.16. Osteoporosis (csontritkulás) Csontokban csökkent matrix és Ca 2 tartalom Ok: a csontátépülés tartósan megbomlott egyensúlya (fokozott csontreszorpció és/vagy csökkent csontképzôdés miatt) Tartósan csökkent Ca 2 bevitel A csont az E.C. tér Ca 2 puffere. Az elégtelen Ca 2 bevitel következményeit akár éveken keresztül is kompenzálhatja, de kapacitása nem végtelen! Kor, nem, immobilizáció, menopausa, genetikai tényezôk, mint rizikófaktorok. Endokrin státus jelentôsége: ösztrogének és androgének hiánya, kortizol túlprodukció (Cushing sy.), krónikus szteroid terápia Népbetegség Csont Ca 2 tartalma Tünetek: patológiás fraktúrák, gerincdeformitások Nôk Menopausa Férfiak 0 30 60 90 Életkor (év)