Для чего полезен фосфор и кальций

Минералы – это неорганические вещества, которые нужны организму в небольших количествах. Они выполняют различные функции, которые включают формирование костей и зубов, поддержание оптимального состава жидкостей организма, компонентов различных ферментов. Минералы не образуются в организме. По этой причине их нужно доставлять с едой.

Кальций и фосфор

Кальций и фосфор являются ключевыми минералами для поддержания гомеостаза. Почти все физиологические процессы зависят от кальция в организме. Отклонения от его оптимальных значений приводят к серьезным клиническим проявлениям. Гипокальциемия вызывает повышение нервно-мышечной возбудимости, мышечные спазмы, тетанию и сердечную дисфункцию. При более высоком, чем обычно, уровне кальция развивается гиперкальциемия, которая может привести к диффузному отложению фосфата кальция в тканях, что приводит к дисфункции и повреждению органов. Кальций и фосфор являются макроэлементами, необходимыми для минерализации скелета. Нарушения кальциево-фосфатного обмена являются одними из самых распространенных. К ним относятся отклонения в сывороточных концентрациях обоих минералов, в костях и в основных регуляторных системах (почки, пищеварительная система, околощитовидные железы).

Значение и метаболизм кальция и фосфатов в организме

Кальций является макроэлементом. 99% от общего количества кальция в организме содержится в костях и зубах. Нормальная концентрация этого минерала составляет 2,2-2,7 ммоль / л. Он представлен в трех формах – свободный ионизированный кальций, связанный с фосфатным, сульфатным, цитратным и лактатным анионами, связанный с белками плазмы. Кальций участвует в ряде биологических процессов, включая нервно-мышечную возбудимость, связь между возбуждением и сокращением, высвобождение гормонов из эндокринных клеток, высвобождение медиаторов в синапсах, участие в свертывании крови, роль внутриклеточного медиатора, формирование костей и зубов. Кальций принимается с пищей – при употреблении молока, сыра, круп. Затем он всасывается в тонкой кишке. Суточная потребность в кальции составляет около 1 грамма, а во время беременности и кормления грудью она увеличивается. Ненужный кальций выделяется с калом или мочой. Поддержание оптимального уровня кальция имеет решающее значение для здоровья костей и зубов, для профилактики остеопороза, сердечно-сосудистых и злокачественных заболеваний. Чрезмерное потребление кальция может привести к запорам и развитию камней в почках.

Фосфор также является макроэлементом. Около 86% общего количества фосфатов содержится в костях и зубах. В плазме фосфатов были обнаружены три формы – ионизированный фосфат, связанный с белками плазмы, связанными с ионами кальция и магния. Основная функция фосфатов связана с образованием макроэргических соединений (АТФ, АДФ и креатинфосфат), которые являются ключевым фактором во внутриклеточном энергетическом обмене. Требуемое суточное потребление фосфатов составляет около 1 грамма. Его получают путем употребления в пищу продуктов животного и растительного происхождения. После приема внутрь фосфаты абсорбируются в двенадцатиперстной кишке и других частях тонкой кишки за счет вторичного активного транспорта. Ненужные фосфаты выводятся с мочой.

Костная ткань

Кости являются основной частью опорно-двигательного аппарата. Они выполняют ряд важных функций, таких как защита тканей, хранение кальция и фосфатов, участие в осуществлении движений. Кости состоят из костной ткани, которая является минерализованной соединительной тканью. Это не инертные органы, а динамические структуры, в которых постоянно происходят процессы формирования и разложения кости. Эти процессы называют ремоделированием кости, которое происходит в три этапа – резорбция кости остеокластами, период обращения, образование кости остеобластами. Когда баланс между образованием кости и ее разрушением нарушается, наблюдаются патологические изменения в костях. Когда преобладает резорбция, развивается остеопороз, а в противном случае – остеопетроз.

Костная ткань состоит из трех типов клеток – остеобластов, остеокластов и остеоцитов. Остеобласты представляют собой кубоидные клетки, основная функция которых связана с образованием и минерализацией кости. Они синтезируют компоненты внеклеточного матрикса – коллаген типа I, глюкозаминогликаны, протеогликаны, остеокальцин, остеонектин и сиалопротеин. Остеокласты – это крупные многоядерные клетки, которые рассасывают кости. Остеоциты – это плоские клетки. У них много наростов, которые связывают их с остеобластами, поверхностью кости и соседними остеоцитами. Основной функцией остеоцитов является поддержание нормального состояния костного матрикса. Они также обладают остеолитическими свойствами, которые важны для краткосрочного ремоделирования кости.

Костная ткань обладает высокой функциональной активностью. В любой момент времени около 20% костного вещества находится в процессе восстановления. Часть костной ткани абсорбируется. Эти процессы формируют ремоделирование кости. Во время роста образовательные процессы преобладают над процессами резорбции. В возрасте 50 лет между ними существует баланс. Затем преобладает абсорбция и общая костная масса уменьшается. Поддержание костного гомеостаза регулируется местными (факторы роста, простагландины, цитокины) и системными факторами (кальцитонин, глюкокортикоиды, андрогены, эстрогены, витамин D).

Помимо всех вышеперечисленных функций, костная ткань выполняет эндокринную функцию, которая определяется выработкой биологически активных веществ из ее клеточных компонентов. Недавние исследования показывают, что эти гормоны имеют широкий спектр функций, участвуя в регуляции углеводного и костного обмена, аппетита и секреции тестостерона. К ним относятся остеокальцин, фактор роста фибробластов 23, склеростин, липокалин 2.

Регуляция кальций-фосфатного обмена

Концентрации кальция в плазме в организме контролируются в очень узких пределах. Поддержание гомеостаза кальция включает три участка – кости, почки, пищеварительную систему, три гормона – гормон паращитовидной железы, кальцитонин и активную форму витамина D 3, три типа костных клеток – остеобласты, остеокласты, остеоциты. Основную роль в регуляции гомеостаза кальция играет гормон паращитовидной железы, функция которого заключается в удержании кальция в организме и выведении фосфатов. ПТГ работает в нескольких местах – в костях, почках и тонкой кишке. В костях ПТГ осуществляет быстрое движение кальция и стимулирует резорбцию кости. В почках ПТГ увеличивает реабсорбцию кальция в дистальных канальцахи уменьшает их экскрецию с мочой. В тонкой кишке ПТГ увеличивает усвоение кальция и фосфатов.

Кальцитонин – другой гормон, участвующий в регуляции метаболизма фосфата кальция. Он секретируется С-клетками щитовидной железы. Его основной функцией является предотвращение гиперкальциемии. Его действие имеет два аспекта: кратковременное, которое ограничено движением кальция через барьер остеоцитов и остеобластов, и долгосрочное, которое выражается в снижении резорбции кости путем ингибирования активности остеокластов.

Активная форма витамина D также участвует в регуляции кальций-фосфатного обмена. Его основными эффектами являются повышенная абсорбция кальция и неорганических фосфатов в тонкой кишке, повышенная чувствительность костей к действию ПТГ. Дефицит витамина D приводит к рахиту у детей и остеомаляции у взрослых. Регулирование кальция в организме очень точно. Напротив, регулирование фосфатов является более изменчивым. Оно управляется непосредственно витамином D 3 , который увеличивает поглощение фосфатов в тонкой кишке, и косвенно гормоном околощитовидной железы.

Кальций и фосфор эта такие минералы, которые имеют чрезвычайно важные физиологические функции. Поддержание их оптимальной концентрации в организме имеет решающее значение для здоровья костей, нервно-мышечной возбудимости и сокращения мышц. Добра Вам и крепкого здоровья!