Курсовая работа: Біологічна роль кальцію в організмі людини і тварин
Найкращими джерелами легко засвоюваного кальцію є молочні продукти особливо усі види сирів, бобові, соя, сардини, лосось, арахіс, волоський горіх, насіннячка соняшника, рис, зелені овочі. Багаті кальцієм цільні зерна пшениці, рис, овочі і фрукти. Значення рослинних джерел кальцію зростає також унаслідок високого вмісту в них вітамінів.
Функції: позаклітинний катіон, внутрішньоклітинний катіон - усередині саркоплазматичного ретикулуму.
1) Функціонує як складова частина опорних тканин або мембран. Забезпечує цілісність мембран (впливає на проникність), тому що сприяє щільному упакуванню мембранних білків. Іони кальцію ущільнюють клітинні оболонки, зменшують їх проникність - на противагу іонам натрію і калію, які збільшують проникність.
2) бере участь у проведенні нервового імпульсу.
3) бере участь в ініціації м'язового скорочення: Утворення комплексу актин+міозин (скорочення) можливо тільки в присутності іонів кальцію усередині міоциту. У м'язових клітинах на мембрані саркоплазматичного ретикулуму (СПР) знаходиться "кальцієвий насос (канал)", через який регулюється вхід і вихід кальцію в СПР і тим самим концентрація його усередині клітини. Робота "кальцієвого насосу" регулюється концентрацією двох внутрішньоклітинних нуклеотидів, що діють антогонічно:
- Циклічний аденозинмонофосфат (цАМФ), що підсилює вхід кальцію в СПР із клітини, це приводить до зменшення утворення комплексу актин+міозин ферментом кальмодуліном і розслаблення м'язів.
- Циклічний гуанозинмонофосфат (цГМФ), що послаблює вхід кальцію в СПР із клітини, це приводить до збільшення утворення комплексу актин+міозин ферментом кальмодуліном і скорочення м'язів (бронхоспазм).
1. Парасимпатична НС - ацетилхолін - рецептори (холінергічні, мускаринові, ацетилхолінові) - гуанілатциклаза збільшує швидкість переходу ГТФ у цГМФ - збільшення цГМФ - збільшення внутрішньоклітинного кальцію - скорочення.
2. Симпатична НС - адреналін, норадреналін - бета рецептори + зменшення секреції ацетилхоліну парасимпатичної НС - аденілатциклаза збільшує швидкість переходу АТФ у цАМФ - збільшення цАМФ - збільшення входу кальцію в СПР
- зменшення кальцію в клітині - зменшення утворення комплексу актин+міозин ферментом кальмодуліном і розслаблення м'язів.
4) є одним з факторів гемокоагуляції.
5) кальцій обмежено бере участь у підтриманні осмотичної рівноваги.
6) разом з інсуліном активує проникнення глюкози в клітини.
Кальцій бере участь у всіх життєвих процесах організму. Нормальне згортання крові, відбувається тільки в присутності солей кальцію. Кальцій відіграє важливу роль у нервово-м'язовій збудливості тканин. При збільшенні в крові концентрації іонів кальцію і магнію нервово-м'язова збудливість зменшується, а при збільшенні концентрації іонів натрію і калію - підвищується. Кальцій відіграє визначену роль і в нормальної ритмічної роботи серця.
4. Абсорбція кальцієвих сполук відбувається у верхній частині тонких кишок, головним чином у 12-палій кишці. Тут на всмоктування дуже впливають жовчні кислоти. Фізіологічна регуляція рівня кальцію в крові здійснюється гормонами паращитовидних залоз і вітаміном D за посередництвом нервової системи.
Зменшення всмоктування з кишечнику: Всмоктування погіршується при надлишку жирів, від введення солей магнію, калію, від вмісту в їжі великої кількості щавлевої кислоти (шпинат, щавель, буряк), від збільшення фосфатів у їжі, інозинтрифосфорна к-та (фітинові сполуки, які містяться в зернових), дефіцит вітаміну D3 .
Оптимальне засвоєння відбувається при співвідношенні кальцію, фосфору і магнію 1:1,4:0,5. (огірки ґрунтові 1:1,8:0,6)
Збільшення всмоктування. Для повного засвоєння з кишечнику необхідна наявність активної форми вітаміну D3 , білки їжі, лимонна кислота, лактоза молока. Вітамін D сприяє абсорбції кальцію з кишечнику і полегшує відкладення кальцію і фосфору в кістках. Для поліпшення засвоєння солей кальцію і фосфору в кишечнику, особливо при призначенні малозасвоюваних препаратів кальцію, підвищення реабсорбції фосфатів у нирках і посилення процесів остеогенезу використовують цитратну суміш (Acіdі cіtrіcі 2,0; Natrіі cіtrіcі 3,5; Ag. destіllatae ad 100,0) по 1 чайній ложці 3 рази в день на 10-12 днів.
5. Транспорт: по судинах у складі крові
6. Перетворення і розподіл: Велика частина кальцію утримується в кістковій тканині (99%) у складі мікрокристалів карбонатапатиту 3Са2 (РО4 )2 СаСО3 і гідроксилапатиту 3Са2 (РО4 )2 ОН. Загальний кальцій крові включає три фракції: білокзв`язуючий, іонізований і неіонований (який знаходиться в складі цитрату, фосфату і сульфату). Нормальний вміст кальцію в крові - 9,0-11,5мг/ 100 мл. Кальцій знаходиться в сироватці крові в різних формах: у вигляді не фільтрованих колоїдних сполук і фільтрованих сполук у кількості 4-5 мг%; інші 5-6мг% кальцієвих сполук проходять через ультрафільтри, з них 2 мг% знаходиться в іонізованій формі. Колоїдний кальцій являє собою резерв кальцію. Співвідношення зазначених вище форм кальцію залежить від рН, концентрації О2 , від співвідношення альбумінів і глобулінів і кількості неорганічного фосфору. Вітамін А підвищує рівень кальцію в крові при гіпервітамінозі.
Забезпеченість організму кальцієм багато в чому пов'язана з діяльністю паращитовидних залоз, що виробляють два гормони - паратгормон і кальцитонін, що разом з вітаміном D забезпечують регуляцію кальцієвого обміну.
Секреція паратгормону залежить від концентрації іонізованого кальцію в сироватці крові: підвищення концентрації іонізованого кальцію знижує секрецію, зниження - підвищує. Мішені для паратгормону: нирки, кісткова тканина, шлунково-кишковий тракт. Рецепторно-клітинний зв'язок гормону реалізується через мембранно-зв'язану аденілатциклазу і характеризується переважно зміною обміну кальцію [17].
Дія на нирки виявляється збільшенням канальцієвої реабсорбції кальцію і магнію, зниженням реабсорбції калію, неорганічного фосфату і НСО3 - . Зменшується екскреція протонів і іонів амонію. Крім того, паратгормон підвищує здатність ниркової тканини утворювати активну форму вітаміну D - 1,25-дегідрооксихолекальциферол.
Дія на кісткову тканину характеризується трьома основними ефектами: 1) гальмуванням синтезу колагену в активних остеобластах; 2) активацією остеолізису остеокластами; 3) прискоренням дозрівання клітин-попередників остеобластів і остеокластів. Наслідком цих ефектів є мобілізація кальцію з кістки (вихід у кров), збідніння матриксу протеїнгліканами і колагеном.
Дія паратгормонів на шлунково-кишковий тракт веде до збільшення всмоктування кальцію в тонкій кишці, що у свою чергу залежить від забезпеченості організму вітаміном D та пов'язано зі стимулюючою дією паратгормону на утворення активної форми вітаміну D.
Секреція кальцитоніну також залежить від концентрації іонізованого кальцію в крові: збільшується у відповідь на його підвищення і знижується при зниженні. Крім того, підвищення змісту кальцію в дієті веде до підвищеної секреції кальцитоніну.
Цей ефект опосередковується глюкагоном, продукція якого зростає при високому вмісті кальцію в їжі. Глюкагон - біохімічний активатор секреції кальцитоніну. Мішень кальцитоніну - кісткова тканина, посередник дії - кальційзалежна АТФ-аза.
Через неї гормон змінює роботу кальцієвого насоса. Ефект виявляється зменшенням розкладу кістки, гіпокальціємії і гіпофосфатемії, зменшенням екскреції кальцію із сечею. Останнє пов'язано з гальмуванням активності остеоцитів і остеокластів.
За результатами дії паратгормон і кальцитонін - антагоністи, хоча і діють через різні клітини-мішені. Не виключається інгібіторний вплив кальцитоніну на утворення активної форми вітаміну D в нирках.