Кальцій має велике фізіологічне значення. Він відіграє важливу роль як внутрішньоклітинний вісник і в регуляції роботи м’язів.
Вміст кальцію в плазмі
Загальний вміст іонів кальцію в плазмі становить 2,5 ммоль/л. З них 1,2 ммоль/л іонізується в плазмі, яка надає свій біологічний ефект і регулюється організмом. Він становить 0,15 ммоль/л у комплексі з білком і 1,15 ммоль/л при зв’язку з білком. При лужному рН негативний заряд білків збільшується, тому їх здатність до зв’язування кальцію також збільшується за рахунок вільного кальцію.
Ca²⁺ трафіку
Щоденне споживання Ca 2+ становить 200 мг - 2 г/добу. Абсорбція змінюється навпаки із споживанням, поглинається 70-20% прийнятого Са 2+.
Нирки дуже добре зберігають Ca 2+, 2% відфільтрованої кількості виводиться лише із сечею. Кістки зберігають більше 1 кг кальцію, відновлення кісток переміщує 500 мг кальцію на день.
Сполуки кальцію погано розчиняються у воді. Розчинність депротонованих фосфатних іонів багаторазово змінюється залежно від кальцію, тому максимальна концентрація Са 2+ у крові залежить від рН. Фосфатний трафік потрібно розглядати у поєднанні з Ca 2+.
Гормональне регулювання обороту Са2⁺
Регулювання включає гормони:
| Паратиреоїдний гормон | PTH | Паращитовидні залози | ↑ | ↓ |
| Кальцитріол | Вітамін D | Шкіра, екзогенна | ↑ | - |
| Кальцитонін | КТ | Клітини щитовидної залози | (↓) | - |
Паратиреоїдний гормон
Пептидний гормон, бл. 9 кДа. Паращитовидні залози виробляють шляхом ротеолізу: попередній про-ПТГ → Про-ПТГ → ПТГ → секреція. Його секреція регулюється концентрацією іонізованого Ca 2+ у плазмі, коли вона становить від 1,1 до 1,3 ммоль/л. Вище цього секреція відбувається на подальшому зниженні базального рівня, протягом якого вона досягає максимуму.
Сенсор кальцію - це рецептор Ca 2+, низькоафінний рецептор 7 TM, чутливий до діапазону ммоль. Рецептор спрацьовує сигнал, що a конститутивно вироблений паратиреоїдний гормон його частина зламатися викликає навіть до секреції
Кальцитріол пригнічує експресію гена ПТГ.
Період напіввиведення з плазми дуже короткий. (20-30 хв)
Ефекти
Перевиробництво PTH
Дефіцит ПТГ
Для гіпокальціємії веде до чого гострий стан, що загрожує життю.
Кальцитріол
У шкірі холекальциферол (вітамін D3) виробляється з 7-дегідроксихолестерину під ультрафіолетовим світлом. Далі печінка перетворює їх на 25-гідроксихолекальциферол. Крім того, вітаміни D2 і D3 можна приймати під час їжі. Активна форма утворюється нирками з них: 1,25-дигідроксихолекальциферол. Ферментом, який каталізує конверсію, є 1α-гідроксилаза, етап визначення швидкості. Фермент активується збільшенням ПТГ та зменшенням [Са 2+], активний кальцитріол негативно регулює.
Кальцитріол стимулює 24-гідроксилазу, яка утворює неактивний продукт із 25-OH-D3.
Ефекти
Він має цитоплазматичний рецептор, який локалізується в ядрі після зв’язування гормонів. Він впливає на експресію генів, напр. зменшує експресію ПТГ та 1α-гідроксилази.
Кальцитонін
Пептидний гормон виробляється протеолітично з його попередників. Це регулюється [Ca 2+] позитивно.
Кальцитонін стимулює включення Ca 2+ та Pi в кістку. Його фізіологічна роль невідома, оскільки [Ca 2+] ніколи не піднімається настільки високо, що стимулює секрецію. Повне видалення щитовидної залози не викликає помітних змін у метаболізмі кісток.
Застосовується терапевтично для стимулювання розвитку кісток.
Родинний пептид також може бути синтезований з гена кальцитоніну.
Вплив нашої різниці в плазмових концентраціях
Гіпокальціємія
Це гостра небезпека для життя, оскільки це підвищує дратівливість м’язів та нервів, знижуючи пороговий потенціал. таким чином, він викликає не тільки судоми (тетанія), але також симптоми нервової системи (наприклад, галюцинації) та симптоми вегетативної нервової системи (наприклад, пітливість). Гострою загрозою для життя є спазм дихальних м’язів та м’язів бронхів.
Компенсація
Гіпокальціємія → секреція ПТГ ↑ → кальцитріол ↑, секреція Пі ↑ Паратиреоїдний гормон збільшує реабсорбцію кальцію в нирках, кальцитріол стимулює кишкове всмоктування, і обидва вони мобілізуються з кісток. Паратгормон підвищує секрецію Пі, щоб утримувати Са 2+ у розчині.