700 likes | 1.33k Views
MOTNJE V PRESNOVI KALCIJA in FOSFATOV Mentor: doc.dr. Tomaž Marš, dr.med., univ. dipl. biol. Seminaristi: Anita Palamar, Janja Črv, Lea Zavodnik, Manca Kralj, Marjetka Malinovič, Nina Glavan, Nuša Zadel, Sara Bergman, Vid Gjurin. FIZIOLOŠKE OSNOVE MOTNJE NA RAVNI KONCENTRACIJE Ca in P
E N D
MOTNJE V PRESNOVI KALCIJA in FOSFATOVMentor: doc.dr. Tomaž Marš, dr.med., univ. dipl. biol.Seminaristi:Anita Palamar, Janja Črv, Lea Zavodnik, Manca Kralj, Marjetka Malinovič, Nina Glavan, Nuša Zadel, Sara Bergman, Vid Gjurin
FIZIOLOŠKE OSNOVE MOTNJE NA RAVNI KONCENTRACIJE Ca in P HIPERKALCIEMIJA HIPOKALCIEMIJA
Vloga KALCIJA v organizmu Vloga obeh je odvisna od razpoložljivosti in koncentracije.
Viri KALCIJA in FOSFATOV Odvisni smo od zunanjih virov potreben stalen dotok s hrano
Vnos KALCIJAPriporočeno 1g /dan (800-1200mg) Dvovalentni KATION ( Ca2+) PARACELULARNO • težko prehaja membrano TRANSCELULARNO • Potreben Ca-vezavni protein KALCIBINDIN (vitaminD) • ---------------------------------------------------------------------- • 30-35% ABSORBCIJA v TČ
Viri KALCIJA in FOSFATOV Odvisni smo od zunanjih virovpotreben stalen dotok s hrano
Vnos FOSFATAPriporočeno 800-1400mg/danANIONPARACELULARNOnima težav s prehajanjem membrane--------------------------------------------------------do 90% ABSORBCIJA v TČ
Razporeditev KALCIJA v organizmu • 98%: KOSTI • 1%: ICT • 0,1%: ECT plazma (c= 2,2 - 2,6 mmol/L) - fiziolološko najpomembnejše - 3 oblike
[Ca 2+]pl = 2.2-2.6 mmol/Lbolj natančno uravnavan kot P, manjši koncentracijski interval 50% = 1.2 mmol/L: IONIZIRANA oblika • Prehaja kapilarno membrano • Se neposredno vključuje v procese 40% = 1.0 mmol/L: vezan na PROTEINE • Ne prehaja kapilarne membrane • Vezavna kapaciteta proteinov za Ca2+ odvisna od pH alkaloza:↑ vezavna kapciteta acidoza: ↓ vezavna kapaciteta 10% = 0.2 mmol/L: vezan na manjše ANIONSKE molekule (citrat, fosfat, sulfat, laktat) • Kompleksi (majhni, nenabiti) lahko prehajajo kapilarno membrano
Izločanje KALCIJA iz organizma LEDVICA (urin ~ 100 mg/dan) 1. FILTRACIJA 2. REABSORBCIJA proksimalni tubuli ~ 90% distalni tubuli – ostalo kontrolirano glede na Ca2+ v plazmi ČREVO (blato)
Razporeditev FOSFATOV v organizmu • 85% : KOSTI • 14%: ICT • manj kot 1 %: ECT plazma(c= 0,8 – 1,4 mmol/L) - dve obliki
FOSFAT pl = 0.8 -1.4 mmol/L • v dveh oblikahHPO42- (1,05 mmol/L) H2PO4- (0,26 mmol/L) ----------------------------------- delež odvisen od pH • Zaradi nizke pufrske kapacitete nima pomembnejše vloge v krvi. • Pomembnejša vloga v ledvičnih tubulih.
Izločanje FOSFTA iz organizma LEDVICA (večina absorbiranega se izloči z urinom) Distalni in proksimalni tubuli uravnavana reabsorbcija • [fosfat]pl < 1 mmol/L skoraj ves se reabsorbira • ↑ [fosfat]pl večina se ga izloči
KOSTNINA Osnovna zgradba: • Kompaktna oz. lamelarna kostnina OSTEON:osnovna gradbena enota • Spongiozna oz. medularna kostnina 3 vrste celic: • OSTEOBLASTI • OSTEOCITI • OSTEOKLASTI
KOSTNINA Organski matriks (30%) kolagen tipa I, proteoglikani, GAG Mineralni del (70%) • glavni kristal - kalcijev hidroksiapatit • kalcijeve soli - nekaj amorfnih kalcijevih soli pomemben pri izmenjavi kalcija med kostnino in plazmo
OSTEOBLASTI V kostnih VOTLINAHsodelujejo pri NASTAJANJU kostnine Izločajo molekule organskega matriksapolimerizacija ↓ OSTEOID ↓ nalaganje mineralov Osteoblasti ujeti v mineraliziran osteoid, se preoblikujejo v OSTEOCITE. ↓ Oblikujejo se osnovne enote kostnine - OSTEONI Na POVRŠINItvorijo KOSTNI MEMBRANSKI SIS. • IZMENJAVA Ca2+ in med kostjo in plazmo • Poškodba: tvorba kostnega kalusa
OSTEOKLASTI RAZGRAJUJEJO kostnino • V stiku s kostnino Izločajo kislo fosfatazo, kolagenaze in druge.
KOSTNI MEMBRANSKI SISTEM ( tesno povezani OB na zunanjih površinah kostnine) - Izmenjava Ca2+ med kostnino, ECT in plazmo • Hitro pufranje koncentracije Ca2+ v plazmi KOSTNA TEKOČINA - med OB in kostnino -amorfne kalcijeve soli (pufranje) - Ca2+ v tekočini je v ravnovesju s Ca2+ v plazmi
Izmenjava kalcija med kostnino, ECT in plazmo • Koncentarcije kalcija in fosfatov v krvi in tkivih presegajo topnostni produkt. • Inhibitorji mineralizacije morajo v tkivih preprečevati tvorbo netopnih kalcijevih fosfatov. - pirofosfat – inhibitor mineralizacije - alkalna fosfataza (kost) ga razgrajuje ↓ omogočena mineralizacija
URAVNAVANJE kalcija in fosfatov V KRVI 3 hormoni • PARATHORMON (PTH) • Vitamin D • KALCITONIN Delujejo na 3 organske sisteme • LEDVICA • KOSTI • GIT
PARATHORMON (PTH) IZLOČANJE GLAVNE CELICE OBŠČITNIC imajo za [Ca2+]ECT občutljive membranske R - ledvični tubuli - C-celice obščitnic - živčevje MEHANIZEM IZLOČANJA - ↓[Ca2+]ECT – stimulira izločanje - ↑[Ca2+]ECT - inhibira izločanje
PARATHORMON (PTH) DELOVANJE Hiter učinek: t1/2 = 10 min JETRA –razcep PTH, ki se je izločil iz obščitnic • aktivni N-fragment (intaktni PTH) • neaktivni C-fragment Delovanje na 3 ORGANE - LEDVICA (najpomembnejši učinek) - ČREVO - KOSTI Končni učinek-PLAZMA • ↑[Ca2+]pl • ↓fosfat
Učinek PTH na LEDVICA • učinek: v nekaj min. KALCIJ - ↑ reabsorbcijo Ca2+: dist. tubuli in zbiralca - ↑ aktivnost 1α-hidroksilaze (sinteza aktivne oblike vitamina D3) FOSFAT • ↓reabsorbcijo P = ↑ izločanje P: dist. in proks. tubuli ↓ prenašalcev (od Na+ odvisni fosfatni transporterji)
Učinek PTH na ČREVESJE( posreden učinek!!!) KALCIJ učinkuje preko aktivne oblike vitamina D3( sinteza v ledvicah) ↓ ↑ absorbcijo Ca2+ s pomočjo Ca-vezavnega proteina (odvisen od vit. D3) FOSFAT ↑ absorbcijo fosfata preko vitamina D3
Učinek PTH na KOSTI HITRA FAZA - OSTEOLIZA(nekaj minut do nekaj ur) Sproščanje Ca2+ iz AMORFNIH KALCIJEVIH SOLI v KOSTNI TEKOČINI PTH se veže na OC in OB v kostnem membranskem sistemu ↓ aktivacija Ca2+-črpalk ↓ pospešen prehod Ca2+ v ECT POČASNA FAZA(nekaj dni do nekaj tednov) Sproščanje Ca2+ in P iz MINERALNEGA DELA KOSTNINE aktivacija OK – nimajo R za PTH ↓- aktivacija preko OB nekaj mesecev: oslabela kostnina ↓ OB: tvorba nove kostnine
VITAMIN D HORMON D VITAMIN D (DOBIMO S HRANO) fiziološko neaktivna oblika do vključno 25-hidroksikalciferola HORMON D (SINTETIZIRAMO SAMI) fiziološko aktivna oblika od 1, 25- dihidroksikalciferol
Sinteza HORMONA D KOŽA UV žarki: 7-dehidroholesterolholekalciferol Vitamin D vezavni protein: transport do jeter JETRA Hidroksilacija: holekalciferol 25-hidroksikalciferol 25-hidroksikalciferol: negativni modulator LEDVICA(proksimalni tubuli) 1α-hidroksilaza: 25-hidroksikalciferol1,25-dihidroksikalciferol : stimulirana z PTH
Delovanje HORMONA D !!!!! Sistem 3 organi in 3 hormoni !!!! KONČNI UČINEK-PLAZMA ↑[Ca2+]pl ↑fosfat
Učinek HORMONA D HORMON D = steroidni hormoni RECEPTORJI v JEDRU ali CITOSOLU ↓ kompleks hormon-receptor deluje na ravni transkripcije ↓ sinteza proteinov vpletenih v presnovo Ca2+ in fosfatov omogoča prehod KALCIJA in FOSFATOV v enterocit
Učinek HORMONA D na ČREVESJE KALCIJ ↑ ABSORBCIJA Ca2+ preko ENTEROCITOV -↑ sinteza Ca2+-vezavnih proteinov (↑ prehod čez apikalno membrano) - ↑ sinteza prenašalcev za Ca2+ - ↑ sinteza Ca2+-črpalk (od Ca2+ odvisne ATP-aze v ščetkastem obrobku) FOSFAT ↑ ABSORBCIJA fosfata preko ENTEROCITOV - neposredno - posredno: preko Ca2+ kot transportnega mediatorja za fosfat
Učinek HORMONA D na LEDVICA(samo v ↑ koncentracijah ) KALCIJ ↑ reabsorbcijo Ca2+ FOSFAT ↓izločanje fosfata
Učinek HORMONA D na KOSTI NEPOSREDNI UČINEK( le v ↑ koncentracijah) • ↑ RESORBCIJO kosti POSREDNI UČINEK(prevladuje) • Preko GIT in ledvic ↑Ca2+ • ↑ MINERALIZACIJO kosti
KALCITONIN IZLOČANJE PARAFOLIKULARNE oz. C-celice ŠČITNICE imajo za Ca2+ občutljive membranske R Stimulus:↑ [Ca2+]ECT DELOVANJE !!!! Sistem 3 organov in 3 hormonov • najpomembnejši je učinek na KOSTI KONČNI UČINEK - PLAZMA • ↓ [Ca2+]pl • NIMA pomembnega učinka na [Ca2+]pl • edini hormon, ki ga brez škode pogrešamo
Učinek KALCITONINA na KOSTI(najpomembnejši pri OTROCIH v času RASTI) TAKOJŠEN UČINEK ↑ NALAGANJE Ca2+v kostnino ↓aktivnost OK POČASNEJŠI UČINEK ↓ tvorba novih OK ↓ št. OB
Učinek KALCITONINA na LEDVICA R v ASCENDENTNEM delu HENLEJEVE ZANKE KALCIJ ↓ reabsorbcijo Ca2+ FOSFAT ↓reabsorbcijo fosfatov
KLINIČNI PRIMER- I.del Kateri simptom je najbolj nenavaden??? !!! NENADNA OSTRA bolečina v LEDVENEM predelu ↓ LEDVIČNI KAMNI Kaj pa ostali simptomi? Utrujenost, zaspanost, odsotnost…? NESPECIFIČNI Bruhanje? Nenavadno (verjetno zaradi bolečin) ↓ HCO3¯ in ↓pHkrvi ? Metabolična acidoza
Katere laboratorijske teste bi naredili ??? KRI in URIN ↑ Ca2+ (celokupni, ioniziran) HIPERKALCIEMIJA ↓ PO43- HIPOFOSFATEMIJA ↑ intaktni PTH URIN ↑ Ca2+
HIPERKALCIEMIJA= [Ca2+] > 2.6 mmol/L VZROKI Primarni hiperparatiroidizem Odpoved ledvic Hipervitaminoza D3 Družinska hipokalciurična hiperkalciemija Granulomatozne bolezni (sarkoidoza, tuberkuloza)
PRIMARNI HIPERPARATIROIDIZEM(najpogostejši vzrok hiperkalciemije)Posledica prekomernih učinkov PTH
PRIMARNI HIPERPARATIROIDIZEM(najpogostejši vzrok hiperkalciemije) VZROKI: Nenadzorovano in od [Ca2+] neodvisno izločanje PTH: • Adenomi in karcinomi obščitnic • Difuzna hiperplazija obščitnic
PRIMARNI HIPERPARATIROIDIZEM(najpogostejši vzrok hiperkalciemije) VZROKI: Nenadzorovano in od [Ca2+] neodvisno izločanje PTH sorodnega peptida: Karcinomi pljuč Karcinomi ledvic Karcinomi požiralnika
PTHrP Celice malignih tumorjev izločajo PTHrP (PTH related peptid) Prepoznajo ga PTH receptorji (PTHrP ima amino konec homologen PTH) Izločanje neodvisno od [Ca2+]pl
DRUŽINSKA HIPOKALCIURIČNA HIPERKALCIEMIJA (DHH)(dedna : mutacija gena za membranski Ca-receptor) AKUTNI KLINIČNI ZNAKI • Mišična hipotonija • Bruhanje • Dehidracija • Koma
Ali bi naši pacientki pripisali katero od naštetih motenj?Tabela: Značilne laboratorijskih vrednosti Ca2+, fosfatov in PTH pri nekaterih boleznih, ki privedejo do motenj presnove Ca2+ in fosfatov
KLINIČNI PRIMER – II.del • ↑ Ca 2+ (celokupni in ioniziran) HIPERKALCIEMIJA • Konc. intaktnega PTH je na normalni ravni • Gospa je tožila, da občasno težko diha in kašlja • Odkrijejo nekazeozne granulome v pljučnem tkivu • Kaj je vzrok za povečano koncentracijo kalcija???