Парратгормон

Желудочно-кишечный тракт, почки и кости являются субъектами прямого или косвенного регуляторного воздействия со стороны полипептидного гормона, называемого паратгормон, продуцируемого паращитовидными железами. Секре­ция паратгормона непосредственно регулируется концентрацией кальция во вне­клеточной жидкости, омывающей клетки этих желез. Снижение концентрации кальция в плазме стимулирует секрецию паратгормона, а ее увеличение оказыва­ет прямо противоположный эффект. Концентрация кальция во внеклеточной жидкости воздействует непосредственно на паращитовидные железы без каких-либо промежуточных влияний гормонов или нервов.

Паратгормон оказывает по крайней мере четыре различных эффекта на гомео-стаз кальция:

1. Увеличивает перенос кальция из кости во внеклеточную жидкость, стиму­
лируя резорбцию кости. Таким образом, огромный запас кальция, распола­
гающийся в костной ткани, становится доступен для регуляции концентра­
ции кальция во внеклеточной жидкости.

2. Стимулирует активацию витамина В (см. ниже), и увеличивает абсорбцию
кальция в кишечнике.

3. Увеличивает реабсорбцию кальция в канальцах почки преимущественно за
счет воздействия на дистальный извитой каналец и, таким образом, умень­
шает экскрецию кальция с мочой³.

4. Уменьшает реабсорбцию фосфата в проксимальном канальце и поэтому уве­
личивает экскрецию фосфата с мочой и уменьшает концентрацию фосфата
во внеклеточной жидкости.

Адекватное значение первых трех эффектов (суммировано на рис. 10-2) догжно быть очевидно: все они приводят к увеличению концентрации кальция во внеклеточной жидкости и тем самым оказывают компенсирующее воздействие на

1ормональная регуляция обмена кальция

219

сниженную концентрацию кальция, которая первоначально была стимулирована секрецией паратгормона. Адаптивное значение четвертого эффекта требует сле­дующего дальнейшего объяснения.

Когда паратгормон стимулирует резорбцию кости, то освобождаются кальций и фосфат. Сходным образом активированный витамин В увеличивает абсорбцию в кишечнике и кальция, и фосфата. Соответственно, в то время как низкая кон­центрация кальция, что стимулирует увеличение продукции паратгормона, гомео-статически компенсируется, содержание фосфата в плазме будет увеличиваться выше уровня нормы. В то же время содержание фосфата в плазме фактически не будет возрастать из-за торможения влияния паратгормона на реабсорбцию фос­фата в канальцах. Действительно, данный фактор является столь потенциально значимым, что содержание фосфата в плазме может фактически снизиться, когда уровень паратгормона увеличен (снижение уровня фосфата является адаптив­ным, поскольку этот фактор способствует дальнейшей резорбции кости вследст­вие местного взаимодействия между кальцием и фосфатом).

В противоположность состоянию, описанному выше, увеличение концентра­ции кальция во внеклеточной жидкости снижает уровень секреции паратгормона и поэтому ведет к увеличению потери кальция с мочой и калом и результирую­щему переносу кальция из внеклеточной жидкости в костную ткань.

У паратгормона есть другие функции в организме, но четыре эффекта, кото­рые обсуждены выше, означают основные механизмы, посредством которых он

220

(паратгормон) объединяет разнообразные органы и ткани в процесс регуляции концентрации кальция во внеклеточной жидкости⁴.

Гиперфункция паращитовидных желез, обусловленная первичным дефектом паращитовидных желез (например, секретирующая гормон опухоль), хорошо ил­люстрирует эффекты паратгормона. Избыточное количество гормона вызывает усиленную резорбцию кости, что ведет к истончению кости и образованию зон, полностью свободных от кальция или кист. Содержание кальция в плазме увели­чивается, а содержание фосфата в плазме уменьшается* последнее вызвано уси­ленной экскрецией фосфата с мочой. Кальций, который находится в плазме в уве­личенном количестве, откладывается в разнообразных тканях организма, в том числе в почках, где могут образовываться камни. Кажущийся парадокс заключа­ется в том, что экскреция кальция с мочой возрастает несмотря на то, что реаб-сорбция кальция в канальцах стимулируется паратгормоном. Дело в том, что уве­личенная концентрация кальция в плазме, стимулированная внепочечным воз­действием паратгормона, вызывает увеличение нагрузки фильтрующимся кальцием даже в большей степени, чем это делает изменение скорости реабсорб-ции. Такой результат хорошо иллюстрирует необходимость принятия в расчет как фильтрации, так и реабсорбции (и секреции,* если это имеет отношение к де­лу), когда приходится анализировать изменения процесса экскреции любого ве­щества.

1,25- дигидроксивитамин D ₃

Термин витамин В обозначает группу родственных стероидов. Одно из этих
составляющих, называемое витамином В₃ (холекальциферол) образуется под
воздействием ультрафиолетового излучения на 7-дегидрохолестерин в коже. Вто­
рым источником витамина В является пища, преимущественно растительная.
Вследствие того что люди носят одежду и мало находятся на открытом воздухе,
они часто зависят от этого пищевого источника поступления витамина В в орга­
низм. Форма витамина В, которая в естественном состоянии находится в пище­
вых продуктах, очень незначительно отличается по строению от витамина В₃, и
/при последующем изложении каких-либо отличий между ними мы делать не бу­
дем.                                                                                                          ₍

Витамин В₃ неактивен, и в организме он должен претерпеть метаболические изменения, прежде чем он сможет воздействовать на клетки-мишени. Он посту­пает в кровь и гидроксилируется в 25-й позиции в печени и затем в~1-й позиции в почках (конкретно в клетках проксимального канальца). В конечном итоге об­разуется активная форма витамина В — 1,25-дигидроксивитамин В₃, сокращен­но 1,25-(ОН)₂В₃.1,25-(ОН)₂В₃ практически является гормоном, а не витамином, поскольку он продуцируется в организме.

Главный эффект 1,25-(ОН)₂В₃ заключается в стимуляции активной абсорб­ции кальция (и фосфата) в кишечнике. Таким образом, основной фактор в воз­никновении дефицита витамина В — это сниженная абсорбция кальция в кишеч­нике, что ведет к снижению содержания кальция в плазме. У детей вновь образо­ванный белковый матрикс в кости не может полностью насытиться кальцием из-за низкой концентрации кальция в плазме, что ведет к развитию рахита.

Помимо его эффекта на абсорбцию кальция в кишечнике 1,25-(ОН)₂В₃ также существенно усиливает резорбцию кости. Механизм, лежащий в основе этого фе-

221

номена, неясен, но это может быть резорбция кости, осуществляемая паратгормо-ном, чему способствует 1,25-(ОН)₂Ь₃. В конечном итоге 1,25-(ОН)₂О₃ может так­же стимулировать реабсорбцию кальция (и фосфата) в канальцах почек,

Концентрация в крови 1,25-(ОН)₂В₃ является объектом физиологической ре­гуляции. Основной пункт, подвергающийся регулированию, это второй этап гид-роксилирования, тот, что происходит в почках. Этот этап гидроксилирования паратгормоном, феномен, имеющий большое адаптивное значение, поскольку он представляет собой механизм для одновременного изменения уровней этих гор­монов в одном направлении. Таким образом, низкая концентрация кальция в плазме стимулирует секрецию паратгормона, который, в свою очередь, увеличи­вает образование 1,25-(ОН)₂В₃, и оба гормона участвуют в восстановлении уров­ня кальция в плазме до нормы (рис. 10-2)⁵.

Кальцитонин

Кальцитонин — это пептидный гормон, секретируемьш клетками щитовидной железы, которые совершенно отличны от тиреоидных фолликулов, но находятся около фолликулов. Кальцитонин секретирующие клетки поэтому называются парафолликулярными клетками. Кальцитонин может понизить уровень кальция в плазме прежде всего за счет торможения резорбции крести. Его секреция регули­руется частично непосредственно за счет концентрации кальция в плазме, кото­рая омывает щитовидную железу, а увеличенный .уровень кальция вызывает уве­личение секреции кальцитонина. Таким образом, предполагается, что эта система осуществляет другой регуляторный механизм обратной связи поддержания кон­центрации кальция в плазме. В то же время его общий вклад в гомеостаз кальция очень мал по сравнению с ролью паратгормона и 1,25-(ОН)₂В₃. Действительно, у пациентов с удаленной щитовидной железой при отсутствии следов кальцитони­на в плазме не отмечается серьезных изменений концентрации кальция в плазме. Соответственно внимание было перенесено с кальцитонина, как регулятора со­держания кальция в плазме, на его возможную роль в реализации других физио­логических функций⁶.

Другие гормоны

Паратгормон и 1,25-(ОН)₂В₃ являются основными гормонами, которые участ­вуют в гомеостатических реакциях, влияющих на изменение баланса кальция. В то же время несколько других гормонов оказывают воздействие на кальций, так что изменения скорости их секреции могут привести к расстройству баланса кальция в организме. Таким образом, например, высокий уровень кортизола мо­жет вызвать смещение равновесия кальция в отрицательную сторону путем за­медления абсорбции кальция в кишечнике, в то же время увеличивая его экскре­цию почками. Возьмем другой пример, гормон роста также увеличивает экскре­цию кальция с мочой, но он одновременно увеличивает абсорбцию кальция в кишечнике, результирующий эффект этих противоположно направленных воз­действий гормона роста выражается обычно в смещении равновесия кальция в положительную сторону.

222