Learning Objectives
By the end of this section, you will be able to:
- Opisać wpływ zbyt dużej lub zbyt małej ilości wapnia na organizm
- Wyjaśnić proces homeostazy wapnia
Wapń jest nie tylko najobficiej występującym minerałem w kościach, jest również najobficiej występującym minerałem w organizmie człowieka. Jony wapnia są potrzebne nie tylko do mineralizacji kości, ale także dla zdrowia zębów, regulacji częstości akcji serca i siły skurczu, krzepnięcia krwi, skurczu komórek mięśni gładkich i szkieletowych oraz regulacji przewodzenia impulsów nerwowych. Normalny poziom wapnia we krwi wynosi około 10 mg/dl. Kiedy organizm nie może utrzymać tego poziomu, osoba doświadcza hipo- lub hiperkalcemii.
Hipokalcemia, stan charakteryzujący się nieprawidłowo niskim poziomem wapnia, może mieć negatywny wpływ na wiele różnych układów organizmu, w tym krążenie, mięśnie, nerwy i kości. Bez odpowiedniej ilości wapnia, krew ma trudności z krzepnięciem, serce może pomijać uderzenia lub przestać bić całkowicie, mięśnie mogą mieć trudności z kurczeniem się, nerwy mogą mieć trudności z funkcjonowaniem, a kości mogą stać się kruche. Przyczyny hipokalcemii mogą być różne, od zaburzeń hormonalnych po niewłaściwą dietę. Leczenie różni się w zależności od przyczyny, ale rokowania są na ogół dobre.
Odwrotnie, w hiperkalcemii, stan charakteryzujący się nienormalnie wysokim poziomem wapnia, układ nerwowy jest mało aktywny, co powoduje senność, spowolnione odruchy, zaparcia i utratę apetytu, dezorientację, a w ciężkich przypadkach, śpiączkę.
Oczywiście, homeostaza wapnia jest krytyczna. Układ kostny, endokrynny i pokarmowy odgrywają rolę w tym, ale nerki też. Te systemy ciała pracują razem, aby utrzymać normalny poziom wapnia we krwi ().
Wapń jest pierwiastkiem chemicznym, który nie może być wytwarzany przez żadne procesy biologiczne. Jedynym sposobem, w jaki może dostać się do organizmu jest dieta. Kości pełnią rolę magazynu wapnia: organizm odkłada wapń w kościach, gdy jego poziom we krwi jest zbyt wysoki, a uwalnia go, gdy poziom we krwi jest zbyt niski. Proces ten jest regulowany przez PTH, witaminę D i kalcytoninę.
Komórki przytarczyc mają receptory błony plazmatycznej dla wapnia. Kiedy wapń nie wiąże się z tymi receptorami, komórki uwalniają PTH, który stymuluje proliferację osteoklastów i resorpcję kości przez osteoklasty. Ten proces demineralizacji powoduje uwalnianie wapnia do krwi. PTH wspomaga reabsorpcję wapnia z moczu przez nerki, dzięki czemu wapń wraca do krwi. Wreszcie, PTH stymuluje syntezę witaminy D, która z kolei stymuluje wchłanianie wapnia z każdego strawionego pokarmu w jelicie cienkim.
Gdy wszystkie te procesy zwracają poziom wapnia we krwi do normy, jest wystarczająco dużo wapnia, aby związać się z receptorami na powierzchni komórek gruczołów przytarczycznych, a ten cykl zdarzeń jest wyłączony ().
Gdy poziom wapnia we krwi jest zbyt wysoki, tarczyca jest stymulowana do uwalniania kalcytoniny (), która hamuje aktywność osteoklastów i stymuluje wchłanianie wapnia przez kości, ale także zmniejsza wchłanianie wapnia przez nerki. Wszystkie te działania obniżają poziom wapnia we krwi. Kiedy poziom wapnia we krwi wraca do normy, tarczyca przestaje wydzielać kalcytoninę.
Homeostaza wapnia, czyli utrzymanie poziomu wapnia we krwi na poziomie około 10 mg/dl, jest krytyczna dla normalnych funkcji organizmu. Hipokalcemia może powodować problemy z krzepliwością krwi, kurczliwością mięśni, funkcjonowaniem nerwów i wytrzymałością kości. Hiperkalcemia może skutkować sennością, spowolnieniem odruchów, zaparciami i utratą apetytu, dezorientacją i śpiączką. Homeostaza wapnia jest kontrolowana przez PTH, witaminę D i kalcytoninę oraz interakcje pomiędzy układem kostnym, hormonalnym, pokarmowym i moczowym.
Pytania sprawdzające
Kiedy poziom wapnia jest zbyt wysoki lub zbyt niski, który z układów organizmu jest przede wszystkim dotknięty?
- układ kostny
- układ endokrynny
- układ trawienny
- układ nerwowy
D
Wszystkie poniższe elementy odgrywają rolę w homeostazie wapnia z wyjątkiem
Pytania sprawdzające
- tyroksyny
- kalcytoniny
- hormonu przytarczyc
- witaminy D
A
Która z poniższych substancji jest najprawdopodobniej uwalniana, gdy poziom wapnia we krwi jest podwyższony?
- tyroksyna
- kalcytonina
- hormon przytarczyc
- witamina D
B
Pytania dotyczące krytycznego myślenia
Osoba z bardzo niskim poziomem witaminy D zgłasza się do Ciebie skarżąc się na pozornie kruche kości. Wyjaśnij, jak to może być powiązane.
Witamina D jest wymagana do wchłaniania wapnia przez jelita. Niska witamina D może prowadzić do niewystarczającego poziomu wapnia we krwi, więc wapń jest uwalniany z kości. Zmniejszenie ilości wapnia z kości może spowodować, że staną się one słabe i podatne na złamania.
Opisz skutki spowodowane tym, że przytarczyce nie reagują na wapń związany z ich receptorami.
W „normalnych” warunkach, receptory w przytarczycach wiążą wapń z krwi. Kiedy receptory są pełne, przytarczyce przestają wydzielać PTH. W opisanym stanie przytarczyce nie reagują na sygnał, że we krwi jest wystarczająca ilość wapnia i nadal wydzielają PTH, co powoduje, że kości uwalniają więcej wapnia do krwi. Ostatecznie kości stają się kruche i może dojść do hiperkalcemii.
Glosariusz
hiperkalcemia stan charakteryzujący się nieprawidłowo wysokim poziomem wapnia hipokalcemia stan charakteryzujący się nieprawidłowo niskim poziomem wapnia
.