Файл: Реферат Медикофармацевтические аспекты превращений кальция (Ca) in vivo и in vitro.docx

Университет «Синергия»

Медицинский факультет

Кафедра химии

Реферат

«Медико-фармацевтические аспекты превращений кальция (Ca) in vivo
и in vitro»

Выполнил: Минзар Андрей Викторович

1 курс, группа ДСЛД-111

специальность: Лечебное дело

научный руководитель:

Рягин С. Н., зав. кафедрой химии


г. Москва

2022

Содержание

Введение

Кальций – один из важнейших для работы организма макроэлементов, он регулирует внутриклеточные процессы и участвует в кроветворении и формировании тканей. Для полноценной работы организма необходимо заботиться о сохранении кальциевого баланса.

Нехватка кальция часто приводит к развитию остеопороза – болезни костей, которая характеризуется повышенной ломкостью. Переломы особенно опасны в пожилом возрасте, так как обездвиживают человека на длительное время, что создает дополнительную нагрузку и для самого человека, и для членов его семьи. Недостаток кальция может спровоцировать развитие кариеса и выпадение зубов.

Но кальций необходим не только для костной системы, он участвует в биохимических процессах клеток всех тканей, и его недостаток будут ощущать многие другие системы организма. Например, нехватка кальция может проявляться различными судорожными состояниями, а у женщин – болезненными менструациями. Неправильное усвоение кальция приводит к появлению камней в почках.

Однако вред организму может принести и переизбыток кальция в организме, а также неправильное его усвоение. В этом случае кальций может откладываться в суставах, что чревато серьезными последствиями, например артрозом. Кальциевые отложения на стенках кровеносных сосудов опасны развитием инфаркта и инсульта.

---

1. Кальций и его формы существования в организме человека

Физиологически действие Са связано с регуляцией проницаемости клеточных мембран. В клетке его концентрация очень мала, с наружной стороны плазматической мембраны содержание Са2+ многократно выше. Установление такого баланса концентраций обеспечивается энергозависимой работой мембранных каналов и насосов. Благодаря низкому содержанию Са2+ в цитоплазме и высокому градиенту концентрации по обе стороны плазматической мембраны, этот ион имеет важное значение в регуляции жизнедеятельности клеток.

Плазматическая мембрана клеток обладает низкой проницаемостью для кальция; выведение иона из клетки является энергозависимым. Изменение проводимости кальциевых каналов мембраны и внутриклеточного содержания Са2+ меняет функционирование многих систем, включая процессы клеточного деления. Ионы кальция играют важную роль при передаче нервных импульсов, сократимости мышц, в процессе свертывания крови, являются кофакторами ряда ферментных реакций. Определение уровня кальция – диагностически и прогностически значимый тест при целом ряде патологических состояний.

Обмен кальция в организме тесным образом связан с обменом фосфора. К основным факторам, регулирующим метаболизм фосфатов и кальция, относятся ПТГ, кальцитонин и витамин D. При возникновении гипокальциемии происходит увеличение синтеза ПТГ, который обеспечивает усиление канальциевой реабсорбции и снижение выделения кальция с мочой. Одновременно под влиянием ПТГ повышается экскреция фосфора почками, что приводит к снижению концентрации фосфора в сыворотке крови и внеклеточной жидкости и последующему увеличению уровня кальция в крови. Гиперфосфатемия сопровождается снижением концентрации кальция, что приводит к стимуляции выброса ПТГ, снижению канальцевой реабсорбции фосфата и увеличению его экскреции почками.

2. Содержание кальция и его соединений в организме человека в целом, в органах и тканях, клетках

Кальций в живых организмах играет важную регуляционную и структурную роль. Кальций (Ca2+) — распространенный макроэлемент в организме растений, животных и человека. Этот химический элемент участвует в ключевых физиологических и биохимических процессах клетки. Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, а также служат одним из универсальных вторичных посредников внутри клеток и регулируют самые разные внутриклеточные процессы — мышечное сокращение, экзоцитоз, в том числе секрецию гормонов и нейромедиаторов.

---

В организме человека более 98% Са фиксировано в костной ткани, и только 1–2 % находится в мягких тканях и внеклеточной жидкости, в т.ч. в крови. В сыворотке крови 40% Са циркулирует в комплексе с белками, 9% в виде солей (фосфаты, цитрат), оставшиеся 50% присутствуют в ионизированной (свободной) форме (Са2+) и поэтому способны диффундировать в межклеточную жидкость. Именно свободный кальций является регулятором внутриклеточных процессов.

Почти все содержание кальция — от 1 до 1,5 кг — это кости и зубы. Лишь 1% кальция содержится в сыворотке крови. В крови элемент кальций содержится в следующих формах:

• 
  свободный или ионизированный кальций
  
• 
  соединения кальция — кальций лактат, фосфат кальция и др.
  
• 
  кальций, связанный с альбумином.
  

Содержание Са в сыворотке крови и моче изменяется при дисфункции паращитовидных и щитовидной желез, новообразованиях разной локализации, особенно при метастазировании в кости, почечной недостаточности. Длительная гиперкальциемия в сочетании как с гипер-, так и с нормофосфатемией может быть причиной отложения фосфата кальция в стенке кровеносных сосудов, соединительной ткани, слизистой оболочке желудка, других органах и тканях.

Концентрация кальция в крови человека из-за её важности для большого числа жизненно важных процессов точно регулируется, и при правильном питании и достаточном потреблении молочных продуктов и витамина D дефицита не возникает. Длительный дефицит кальция и/или витамина D в диете приводит к увеличению риска остеопороза, а в младенчестве вызывает рахит.

Концентрация кальция в цитоплазме клеток человека составляет около 10⁻⁴ ммоль/л, в межклеточных жидкостях около 2,5 ммоль/л.

3. Биологическая роль кальция и его соединений

Биологическая роль кальция в организме велика:

• 
  кальций поддерживает нормальный сердечный ритм, как и магний, кальций способствует здоровью сердечно-сосудистой системы в целом
  
• 
  участвует в обмене железа в организме, регулирует ферментную активность
  
• 
  способствует нормальной работе нервной системы, передаче нервных импульсов
  
• 
  действуя сообща, фосфор и кальций делают кости крепкими, а зубы здоровыми
  
• 
  участвует в свертывании крови, регулирует проницаемость клеточных мембран
  
• 
  нормализует работу некоторых эндокринных желез
  
• 
  свойства кальция помогают избавиться от бессонницы
  
• 
  участвует в сокращении мышц.
  

---

Неорганический элемент кальций поступает в организм человека с пищей, усвоение кальция происходит в кишечнике, обмен в костях. Из организма кальций выводят почки. Равновесие этих процессов обеспечивает постоянство содержания кальция в крови.

Кальций участвует в процессах передачи нервных импульсов, свертывания крови, сокращения мышц, сужения и расширения сосудов, способствует выработке ферментов и гормонов, а также влияет на формирование кратковременной памяти].

Выведение и усвоение кальция находится под контролем гормонов (паратгормон и др.) и кальцитриола — витамина D3. Для того, чтобы происходило усвоение кальция, в организме должно быть достаточно витамина Д.

Норма кальция (Са) в крови: 2,15 — 2,50 ммоль/л.

Рекомендуемая Дневная Норма Потребления (РНП) кальция Calcium для взрослых — 800 — 1.200 мг.

Наряду с железом, кальций — самое дефицитное минеральное вещество в организме женщины. Для восполнения суточной нормы кальция человек должен употреблять в пищу содержащие кальций продукты питания. Главные источники кальция — творог, молоко, молочные продукты, сыры, соевые, бобы, сардины, лосось, арахис, грецкие орехи, семечки подсолнуха, зеленые овощи (брокколи, сельдерей, петрушка, капуста), чеснок, редька. Важно отметить, что действие кальция в продуктах, богатых кальцием, может быть нейтрализовано определенными продуктами питания. Антагонисты кальция — щавелевая кислота (содержится в шоколаде, щавеле, шпинате), большое количество жира, фитиновая кислота (содержится в зернах) — мешают усвоению кальция.

Переизбыток кальция или гиперкальцемия могут вызываться следующими нарушениями в организме человека:

• 
  повышенная функция паращитовидных желез гиперпаратиреоз) (первичный гиперпаратиреоз)
  
• 
  злокачественные опухоли с поражением костей миелома, лейкозы) (метастазы, миелома, лейкозы)
  
• 
  саркоидоз
  
• 
  избыток витамина Д
  
• 
  обезвоживание
  
• 
  тиреотоксикоз
  
• 
  туберкулез позвоночника
  
• 
  острая почечная недостаточность.
  

Недостаток кальция или гипокальциемия — симптом следующих заболеваний:

• 
  рахит (дефицит витамина D)
  
• 
  остеопороз
  
• 
  остеомаляция
  
• 
  снижение функции щитовидной железы
  
• 
  хроническая почечная недостаточность
  
• 
  дефицит магния
  
• 
  панкреатит
  
• 
  механическая желтуха, печеночная недостаточность
  
• 
  кахексия.
  

Нехватка кальция может быть связана и применением медицинских препаратов — противоопухолевых и противосудорожных средств.

---

Дефицит кальция в организме проявляется судорогами мышц, нервозностью, бессонницей.

4. Пути поступления в организм человека, превращения и выведение из организма человека

Кальций попадает в организм с пищей. А гормоны кальцитонин и паратгормон способствуют сохранению кальция в костях и крови. К продуктам с высоким содержанием минерала относятся молоко, творог, кунжут, фисташки, бобовые, зелень, морская рыба.

Учитывая ключевую роль данного элемента для человеческого тела, необходимо обеспечивать его достаточное ежедневное поступление. Природные источники Са — молочные продукты, рыба, зелень, бобовые, орехи и сухофрукты. Но каким бы богатым по содержанию Са ни был рацион, лишь около 20-40% минерала способно усваиваться.

В среднем рекомендуемая доза Са составляет 1000 мг в день, она подлежит коррекции с учетом пола, возраста и текущего состояния (например, может быть увеличена в период беременности, грудного вскармливания или для лиц старше 60 лет)13. Превышение рекомендованной суточной нормы может приводить к нарушению функционирования пищеварительной системы, ухудшению усвоения железа и цинка, увеличению риска образования камней в почках и отложения кальция в сосудах.

Активное всасывание Са происходит в верхних отделах тонкого кишечника. В этой области клетки слизистой оболочки образуют своеобразный барьер, проницаемость которого для минерала регулируется холекальциферолом — витамином D32. При его недостаточности пропускаемость барьера снижается, из-за чего способность Са всасываться резко сокращается. Синтез холекальциферола осуществляется в коже при воздействии солнечных лучей. Его дефицит наблюдается даже при хорошей солнечной активности среди жителей всех регионов нашей планеты. Поэтому может возникнуть необходимость в дополнительном приеме витамина D3, особенно, если организму нужно помочь с полноценным усвоением Ca.

С момента рождения и до 25 лет идет процесс накопления минерала. 99% запасов находится в костной ткани, и лишь малая часть постоянно циркулирует в крови. При снижении содержания D3 активируется процесс вымывания Са из костей. Организм «ломает» кость, чтобы добыть необходимый минерал, осуществляя своеобразное перемоделирование — часть старой ткани удаляется, взамен формируется новая. Но после 35 лет костная ткань все больше утрачивается, чем восстанавливается. Приближающиеся мено- и андропауза ускоряют образование пористых костей, причем женщины более склонны к этому процессу. С возрастом истощенный организм теряет до 30% своих запасов этого ценного строительного материала.

---