4. Кои фактори регулират калциево-фосфорната обмяна?

Витамин Д представлява мастноразтворим витамин, който се синтезира в кожата на човека под въздействието на слънчевите лъчи. Играе важна роля в редица физиологични процеси в организма, между които усвояването на калций и фосфор, има отношение към имунитета.

Недостигът на витамин Д води до рахит в детската възраст, остеомалация, остеопороза, повишен риск от счупване на костите, зъбни кариеси, мускулна слабост, свързва се и с повишена заболеваемост и по-тежко протичане на някои автоимунни заболявания, като множествена склероза, ревматоиден артрит, захарен диабет тип 1, системен лупус еритематодес, псориазис.

Сред основните биологични особености на този мастноразтворим витамин се включват:

• форми на витамин Д: витамин Д се среща под две основни форми, а именно витамин Д2 (ергокалциферол), който се образува от ергостерол-съдържащите растения под действието на ултравиолетовите лъчи и витамин Д3 (холекалциферол), който се образува в животинските тъкани и в кожата на човека от 7-дехидрохолестерола (провитамин Д3), също под въздействие на ултравиолетовите лъчи
• превръщане в активна форма: и двете гореизброени форми на витамин Д са биологично инертни. Превръщането им в биологично активна форма се осъществява посредством две последователни хидроксилирания, първото, от които чрез ензима 25-хидроксилаза в черния дроб с образуване на 25-хидроксихолекалциферол, а второто в бъбреците, от 1-α хидроксилазата, при което се образува биологично активният 1,25-дихидроксихолекалциферол, наричан още калцитриол или витамин Д хормон, чиято биологична активност е 100 до 500 пъти по-висока. Неговата главна функция е да повишава нивото на калция и фосфора в организма. Бъбречната продукция на активната форма на витамин Д подлежи на строга регулация, която зависи от нивата на калций в кръвта, а също и от действието на паратхормона и фосфора. На нивото на бъбрека калцитриолът повишава обратното всмукване на калция и фосфора, като повишава нивата им в кръвта
• хранителни източници: съдържанието на витамина в храната се счита за оскъдно и нормалната диета трудно може да задоволи потребностите. Най-богатият на витамина хранителен източник е рибното масло, открива се също в известни количества в яйцата, млечните продукти и други

• основни биологични ефекти на калцитриол: калцитриолът не само регулира калциево-фосфорната обмяна, но също така участва и в редица други процеси в организма. Той потиска пролиферацията и стимулира диференциацията на голям брой нормални и ракови клетки, модулира имунитета, повишава инсулиновата секреция и потиска активността на ренин-ангиотензиновата система. Активните му метаболити се използват за лечение на остеопороза, бъбречна остеодистрофия, псориазис, в комплексното лечение и профилактика на някои видове рак, сърдечно-съдови заболявания, доброкачествена хипертрофия на простатната жлеза и други

Съществуват редица вродени и придобити нарушения в метаболизма на витамин Д, които могат да доведат, както до понижени, така и до повишени нива на серумния калций.

Така например образуването на витамина в кожата на човека зависи от количеството на меланина (пигмента, на който се дължи цвета на кожата), тъй като той се конкурира със 7-дехидрохолестерола за UV-фотоните. Поради тази причина хората с по-тъмна оцветка на кожата се нуждаят от 5 до 10 пъти по-продължително излагане на слънце, за да синтезират същите количества витамин Д, каквито биха синтезирали хората от бялата раса.

Паратиреоидният хормон (ПТХ) е с белтъчна структура и се синтезира от главните клетки на паращитовидните жлези, които са четири на брой и са разположени по задно-страничните повърхности на щитовидната жлеза. Полуживотът му в кръвта е около 2 минути, след което той бързо се разгражда в черния дроб и в бъбреците.

Синтезът и секрецията му зависят основно от концентрациите на извънклетъчния калций и фосфати, както и от нивото на витамин Д-хормона:

• стимули за синтез на паратиреоиден хормон: пониженото ниво на извънклетъчния калций, повишеното ниво на извънклетъчните фосфати и/или намаленото ниво на витамин Д-хормона, служат като сигнал за синтез и секреция на ПТХ
• действие в костите: паратиреоидният хормон осъществява действието си, като се свързва към калциево-чувствителни рецептори, което води до повишаване нивото на извънклетъчния калций. В костите ПТХ се свързва към съответните рецептори в остеобластите. Това води до отделянето на интерлевкин-6, който от своя страна стимулира активацията и диференциацията на остеокластите. Вследствие настъпва костната резорбция с извличане на калций от костите и повишаването нивото му в кръвта
• действие в бъбреците: в бъбреците действието на ПТХ е свързано с отделянето на калций с урината и възпрепятстване обратното всмукване на неорганичния фосфор в бъбречните каналчета, което води до повишеното му отделяне с урината (настъпва хиперфосфатурия). На нивото на бъбрека ПТХ стимулира активността на ензима 1-α хидроксилазата с повишаване нивото на витамин Д-хормона. По този начин ПТХ индиректно повишава нивото на калций чрез повишаване всмукването му в червата

Сумарният ефект от действието на ПТХ се изразява в повишаване нивото на калция и намаляване нивото на фосфора в кръвта. При повишаване нивото на калция в кръвта секрецията на паратиреоиден хормон се потиска и обратно.

Калцитонинът представлява полипептид, изграден от 32 аминокиселини, който се образува основно от парафоликуларните С-клетки на щитовидната жлеза. За разлика от ПТХ, секрецията на калцитонин се стимулира от повишено ниво на калция в кръвта, както и от някои хормони на стомашно-чревния тракт и (гастрин).

Основното действие на калцитонин се състои в понижаване нивото на калция и фосфора в кръвта чрез действието му върху костите, където намалява активността на остеокластите и по този начин освобождаване на калций и фосфор в кръвта и действието му в бъбреците, където потиска обратното всмукване на калция и фосфора в бъбречните каналчета и води до повишеното им излъчване с урината.