чего нам всем так не хватает
Минеральные вещества входят в состав тканей организма человека, ферментов и гормонов. Их концентрация в организме разная, соответственно, для обеспечения его нормального функционирования необходимо и разное количество минеральных веществ. Больше всего в организме кальция, поэтому человек и больше всего нуждается в этом химическом элементе.
Роль кальция в организме человека
Кальций относится к щелочноземельным металлам и обладает высокой биохимической активностью. В организме находится около 1,5 кг кальция. Он является основным структурным элементом костей и зубов, входит в состав ногтей, волос, мягких тканей, внеклеточной жидкости и плазмы крови. Кальций является также важным компонентом свертывающей системы крови, он поддерживает правильное соотношение солей в организме человека.
К числу наиболее важных функций в живом организме относится его участие в работе различных ферментных систем, в том числе обеспечивающих сокращение мышц и передающих нервные импульсы, изменяющих активность гормонов и так далее. Кальций также влияет на проницаемость клеток тканей для калия и натрия, оказывает стабилизирующее влияние на мембраны нервных клеток.
Источником кальция являются пищевые продукты. С пищей взрослый человек может получить около 10 г кальция, беременные женщины — до 15 г, кормящие матери — до 20 г. Кальций, поступает с пищей в основном в виде нерастворимых солей, которые растворяются в желудке человека при помощи желудочного сока, затем подвергаются воздействию желчных кислот, переводящих его в усвояемую форму.
Что происходит при нехватке кальция в организме
Организм человека усваивает около половины кальция, поступающего с пищей. Недостаток кальция (гипокальциемия) может стать причиной ряда болезненных изменений в организме, основным из которых является тетания.
Тетания — это повышенная нервно-мышечная возбудимость, обусловленная снижением концентрации в крови и в межклеточной жидкости ионизированного кальция (Са++), которая проявляется приступами судорог отдельных мышечных групп. Чаще всего тетания возникает при общем недостатке кальция, обусловленным недостатком паращитовидных желез. В этом случае уменьшается выработка основного гормона паращитовидной железы (паратгормона), который способствует снижению содержания кальция и увеличению содержания фосфора в крови, что и вызывает судорожную готовность.
Другими причинами гипокальциемии являются: недостаток витамина D (например, при рахите у детей), заболевания органов пищеварения, сопровождающиеся поносом (потеря кальция и нарушение его всасывания), недостаточное восполнение кальция у беременных и кормящих грудью женщин, нарушение функции почек, врожденные нарушения фосфор-кальциевого обмена.
Тетания связана с изменением кислотно-щелочного обмена в щелочную сторону, который возникает при неукротимой рвоте (заболевания желудочно-кишечого тракта, токсикозы беременных и так далее), при введении больным большого количества содового раствора, при отравлении щавелевой кислотой (в этом случае образуются нерастворимые соли кальция) и прочее.
Как проявляется тетания
Различают явную и скрытую тетанию. Типичный приступ тетании начинается с предвестников в виде парестезий — нарушений чувствительности (например, «мурашек» по телу или онемения), после чего начинаются мышечные подергивания, а затем тонические (длительные) судороги отдельных мышечных групп.
Характерен так называемый карпопедальный спазм: судорожные сокращения мышц нижней части конечностей и мышц-сгибателей. При судорогах в области верхних конечностей руки приведены к туловищу, согнуты в локтях, кисти опущены вниз, большой палец приведен к согнутым IV и V пальцам («рука акушера»). Если судороги начинаются в нижних конечностях, стопы и пальцы находятся в состоянии подошвенного сгибания, подошва принимает форму желоба. При судорогах мышц лица оно принимает характерное выражение: губы приоткрыты («рыбий рот»), веки полуопущены, брови сведены, сведение жевательных мышц вызывает сардоническую улыбку. В тяжелых случаях возможно распространение судорог на мышцы туловища и диафрагмы, что вызывает спазм бронхов и дыхательную недостаточность. У детей такой спазм может вызвать остановку дыхания и гибель.
Скрытая форма тетании характеризуется отсутствием судорог. Но при этом могут возникать парестезии и распирающие боли в мышцах конечностей.
Лечение тетании, возникающей при нехватке кальция
Приступ тетании снимается внутривенным введением 10 мл 10% раствора глюконата или хлорида кальция. Одновременно назначают лекарственные препараты, снимающие нервную возбудимость (например, реланиум). Дальнейшее лечение — это лечение основного заболевания, вызвавшего недостаток кальция в организме.
Так как кальций обладает сравнительно низкой биодоступностью (из пищи его усваивается только половина), то для поддержания нормальных обменных процессов необходимо его дополнительное поступление в виде молочных продуктов, БАДов и так далее.
Как известно, в человеческом организме сбалансированы и взаимосвязаны различные обменные процессы. Регулярное употребление продуктов, содержащих кальций, важно для здоровья костной ткани, зубов, оптимального функционирования сосудов, мышц, кожи, мозга.
Свойства кальция
Поступление в достаточном количестве продуктов, содержащих кальций, особенно необходимо костям и зубам. Кроме того, полезный макроэлемент участвует в клеточных обменных процессах, важен для оптимальной деятельности мышц, координации движений. Он устраняет пониженную свертываемость крови, оказывает противовоспалительное действие, поддерживает нервную систему.
В случае несбалансированного п
норма, причины отклонений, функции в организме
Почти все процессы, что происходят в человеческом организме, зависят от такого вещества, как кальций. Фосфор при этом – не менее важный элемент для слаженной работы всех систем. Например, ионы кальция (Ca) влияют на сокращения сердца и мышц, а также являются существенной частью нервной системы. Кроме того, Ca необходим для сворачиваемости крови. Что касается фосфора, то он необходим для образования различных веществ. Поэтому обмен кальция и фосфора в организме тесно взаимосвязаны. Вот почему при нарушении обмена кальция и фосфора изменение показателя одного электролита обычно приводит к изменению другого.
Зачем Ca организму
Общее содержания кальция в организме взрослого человека составляет более одного килограмма (около 2% массы тела). Из всего этого количества 99% содержится в минерализованной форме гидроксиапатита Ca в костях. Меньше 1% находится во внекостном внутриклеточном пространстве или в межклеточном пространстве. 40% кальция, циркулирующего в крови, связано с белками, 10% — неорганический Ca, около 50% – ионизированный Ca в свободной, несвязанной форме.
В процессе выхода кальция в кровь и удаления его оттуда активно участвуют костная ткань, тонкий кишечник и почки. В этом процессе задействован очень сложный механизм, который затрагивает и другие органы, и системы.
Тонкий кишечник – это область, где Ca усваивается из пищи. Ключевым моментом в эффективном усвоении кальция является выделение эпителиальными клетками тонкого кишечника белков, которые связывают Ca.




Костная ткань является гигантским хранилищем кальция, где хранится более 99% его запаса, тогда как 1% активно участвует в метаболизме межклеточного Ca. Здесь происходят два противоположных процесса – стимуляция высвобождения Ca из костей, в процессе резорбции (растворения) костной ткани остеокластами, а также построение новых элементов костной ткани.
Почки – это главный орган, поддерживающий равновесие кальция. Если количество этого электролита в крови пребывает в норме, почти весь кальций, входящий в фильтрующую систему почечных клубочков, реабсорбируется (возвращается) через систему канальцев обратно в кровь. Это помогает поддержать количество этого электролита на нужном уровне. Если процесс обратного всасывания снижается, почки отфильтровывают Ca, и он уходит из организма в составе урины. При этом анализ мочи покажет повышающие значения.
Большое количество кальция размещается в митохондриях и эндоплазматическом ретикуле. Уровни межклеточного Ca подвержены сильным колебаниям из-за того, что электролит выполняет сигнальную функцию между клетками, активизируя различные ферменты и регулируя сокращения мускульных волокон. Также кальций пребывает в крови и внеклеточной жидкости. При этом половина Ca в плазме связывают белки, а концентрация фосфора в крови практически идентична уровню кальция.
Фосфор – зачем он нужен?
Фосфор, как и Ca, в основном содержится в минерализованном состоянии в костях (85%). Остальная часть пребывает в органических и неорганических соединениях, распределенных во внутриклеточном и межклеточном пространстве тканей организма.
Основная масса фосфора, содержащаяся в костях, называется гидроксиапатитом. Остальная часть используется в углеводном обмене и является физиологически необходимым веществом в образовании фосфолипидов, кислот, входящий в состав клеточных ядер и аденозина трифосфата.

Фосфор содержится в крови в неорганической форме фосфатов (неорганический фосфор) и связанной с органическими веществами фосфорной кислоты. Небольшие количества внеклеточного органического фосфора пребывают в организме в форме фосфолипидов. Концентрация неорганических фосфатов в крови зависит от состава пищи и деятельности гормонов, в первую очередь – паратгормона, и может колебаться в широких пределах.
Гормональная система регуляции
Поддержание нормального количества кальция и фосфора в крови происходит путем совместного действия паратгормона и кальцитонина, контролирующих потоки Ca из/в кровь и межклеточную жидкость. Также в этих процессах активно участвуют витамин Д, кальциевые каналы.
Гормон паращитовидной железы служит для того, чтобы увеличивать кальций в крови. Действие паратгормона заключается в трех механизмах:
- Стимуляция выработки биологически активной формы витамина Д.
- Облегчение выхода кальция и фосфора из костной ткани. Чтобы снизить накопление в организме ненужного фосфора, паратгормон оказывает на почки фосфатурическое действие (выделение фосфора с мочой).
- Увеличение канальцевого обратного всасывания кальция почками, что приводит ко снижению потерь Ca с мочой.

Витамин Д способствует концентрации кальция в крови. Наиболее важными эффектами этого витамина является облегчение всасывания Ca из тонкого кишечника. При взаимодействии с паратгормоном, витамин Д увеличивает выход кальция из костей.
Кальцитонин – это гормон щитовидки, который контролирует уровень Ca в крови, понижая его количество. Он активно выделяется в плазму в ответ на гиперкальцемию и имеет два основных эффекта. Первый – кальцитонин увеличивает выделение Ca с мочой. Второй – гормон задерживает процесс резорбции костной ткани, снижая выход кальция из кости в кровь.
Анализы Ca в крови необходимы для диагностики и мониторинга целого ряда заболеваний, включая болезни костей, почек, щитовидной и паращитовидных желез, пищеварительного тракта. Кроме того, уровень кальция в крови отражает отклонение от нормы витамина Д и белка.
Почему отклонен фосфор?
Норма фосфора в крови здорового человека – 0,81-1,45 ммоль/л (в некоторых лабораториях приняты другие единицы измерения). Если в анализе крови фосфор понижен, этот недостаток (гипофосфатемия) имеет 4 основные причины:
- Переход фосфора из межклеточной жидкости во внутриклеточную.
- Пропуск фосфатов в мочу почками.
- Потеря фосфора в желудочно-кишечном тракте.
- Истощение внутриклеточных запасов фосфора.
Когда анализ крови на фосфор показывает его увеличение (гиперфосфатемию), обычно это является вторичным результатом неспособности почек выделять фосфор. Другими причинами того, что повышенный фосфор, может быть увеличенное употребления фосфора с пищей и выделение его из тканей в межклеточную жидкость. Кальцификация мягких тканей является одним из серьезных проявлений повышенного уровня фосфора в крови у женщин и мужчин.

Наиболее часто встречающейся проблемой, связанной с повышением фосфатов в плазме крови, является гипокальциемия (низкий Ca), сопровождающаяся судорогами и пониженным давлением. Очень низкий уровень фосфора может представлять опасность для жизни и считается критическим значением.
Фосфор подвержен сильным колебаниям суточного циркадного ритма. Наименьшие значения фосфора в крови наблюдаются рано утром. Первый пик наибольшего значения фосфора после обеда, второй раз наблюдается состояние, когда повышен фосфор в крови больше всего – поздно вечером. Значения второго пика достаточно велики и могут выходить за рамки нормальных значений.
К чему приводит отклонение кальция
Отклонения в верхнюю или нижнюю сторону может привести к серьезным заболеваниям. Гипокальцемия – это термин, обозначающий недостаточную концентрацию кальция в крови. Клиническими признаками гипокальцемии являются:
- нейромышечная возбудимость;
- спазмы мускулатуры;
- тетанические судороги;
- нарушения работы сердца;
- остеомалакия (размягчение костей).
Гипокальцемия возникает из-за нарушения функции паращитовидных желез или синтеза витамина Д. Также тут может сыграть роль обратное соотношение кальция и фосфора. Это значит, что причинами гипокальцемии может быть гиперфосфатемия и сопротивления скелетной системы к воздействию гормона паращитовидных желез.
Если исследования на кальций показывают, что он повышается выше нормы, значит у пациента гиперкальцемия.
Норма показателя СОЭ у детей2690
Кальций и фосфор в крови и внеклеточной жидкости в нормальном состоянии находится около точки насыщенности раствора. Это значит, что превышения этого уровня ведет к тому, что это вещество не может раствориться в крови и тканях. Это, в свою очередь, вызывает нарушение работы органов и их разрушение.
Гиперкальциемия наблюдается при увеличении вывода Ca из скелетной системы или увеличении усвоения кальция в кишечнике. Большинство случаев, когда высокий Ca, вызвано первичным гиперпаратиреоидизмом (повышенной выработки паратгормона). Кроме того, спровоцировать патологию способы метастазы карциномы груди, простаты, щитовидной железы или легких. Сильная гиперкальциемия приводит к аритмии сердца.
Высокий кальций в крови может стать причиной появления камней почек, которые образуются при соединении Ca с оксалатами. Эту проблему способен обнаружить анализ урины. Во время исследования тестируются кислотность, оксалаты, кальций, натрий, цитрат, креатинин и мочевая кислота. В случае обнаружения образований, лечение зависит от их размеров. Если камни слишком крупные, они могут закупорить протоки и стать причиной смерти. Поэтому врачи рекомендуют их удалить.
Анализ крови на кальций и фосфор
Ионограмма. Анализ крови на калий, магний, кальций, фосфор, хлор и железо. Нормы, причины повышения или снижения показателей.
Помимо органических веществ в белков и других биологически активных веществ. Калий является преимущественно внутриклеточным ионом, поскольку 89% калия находится внутри клеток, и лишь 11% калия содержится вне клеток.В крови здорового человека концентрация калия в норме составляет 3,5-5,5 ммоль/л.
Концентрация калия в крови может изменяться под действием следующих веществ: инсулин, катехоламины (адреналин, норадреналин), альдостерон (гормон, вырабатываемый почками), увеличение кислотности крови, мочегонное – маннит. У человека может выявляться недостаток калия – гипокалиемия и избыток – гиперкалиемия.
Гипокалиемия характеризуется снижением концентрации калия в крови ниже 3,5 ммоль/л, а гиперкалиемия – повышение концентрации иона выше 6,0 ммоль/л. Гипокалиемия и гиперкалиемия характеризуются определенной симптоматикой, которую мы рассмотрим ниже. Выясним причины развития гипокалиемии:- диета с низким содержанием калия
- повышение потребности организма в калии (например, после операций)
- во время и после родов
- травмы черепа
- тиреотоксикоз (заболевание щитовидной железы)
- стресс, шок
- передозировка инсулина
- прием некоторых лекарств (глюкокортикоидов, диуретиков, противоастматических средств)
- обезвоживание организма (рвота, понос, усиленное потоотделение, промывание желудка и кишечника)
- желудочные и кишечные фистулы
- расстройства работы нервной системы
- сонливость
- слабость
- тремор (дрожание рук)
- повышение мышечного тонуса
- нарушения со стороны дыхательной и сердечнососудистой систем
- урежение частоты сердечных сокращений (пульса)
- увеличение размеров сердца
- шумы в сердце
- ослабление силы сокращений сердца
- нарушение электрических процессов в сердечной мышце
- одышка
- влажные хрипы
- нарушение работы желудочно-кишечного тракта
- непереносимость глюкозы
- нарушение механизма поддержания нормального артериального давления в почках
- полиурия (обильное мочевыделение более 2,5 литров в сутки) с переходом в анурию (отсутствие мочевыделения)
- диета с очень высоким содержанием калия
- роды
- острая почечная недостаточность
- острая печеночная недостаточность
- дегидратация организма (понос, рвота, потение, усиление мочевыделения и т.д.)
- обширные ожоги
- краш-синдром (развивается в результате длительного сдавления тканей)
- отравление алкоголем
- высокое содержание глюкозы крови
- туберкулез
- аддисонова болезнь
- применение некоторых лекарств (В-блокаторы, миорелаксанты, сердечные гликозиды, гепарин, спиронолактон, индометацин, аспирин и т.д.)
- системная красная волчанка
- амилоидоз
- серповидно-клеточная анемия
- сахарный диабет
- нарушения нервной и мышечной систем
- беспокойство
- парестезии (бегание «мурашек»)
- миастении (мышечная слабость различной степени тяжести)
- параличи
- нарушение функций легких и сердца
- аритмии
- экстрасистолии
- остановка сердца при концентрации калия выше 10 ммоль/л
- нарушение дыхания (урежение, учащение и т.д.)
- олигоурия (уменьшение мочевыделения до 400-600 мл в сутки) с переходом в анурию
- белок и кровь в моче
Рассмотрим механизм действия натрия в формировании отеков. Увеличение концентрации натрия внутри клеток приводит к отекам, а увеличение концентрации натрия во внеклеточной жидкости приводит к обезвоживанию. Увеличение концентрации натрия внутри сосудов приводит к оттоку жидкости из тканей и увеличению объема циркулирующей крови, а также повышению артериального давления.
Снижение концентрации натрия в крови ниже 120 ммоль/л называется гипонатриемия. Рассмотрим, что приводит к такому состоянию:- диета бедная содержанием натрия (бессолевая)
- обильное потоотделение в сочетании с недостаточным питьем
- перитонит
- ожоги
- заболевания надпочечников
- бесконтрольный прием мочегонных препаратов (например, маннит)
- обильные капельницы с низким содержанием натрия
- патология почек (нефрит, отравления, почечная недостаточность)
- симптомы заболевания, которое привело к формированию гипонатриемии (например, почечной недостаточности)
- отеки
- гипотония (сниженное артериальное давление)
- мышечная слабость и нарушения рефлексов
- тошнота
- отсутствие жажды
- снижение аппетита
- олигоурия (мочевыделение на уровне 400-600 мл в сутки)
- судороги
- апатия
- потеря сознания
- ступор
- повышенное поступление натрия с пищей, водой (например, злоупотребление соленой пищей)
- недостаточное питье
- сильные потери воды через легкие (длительная искусственная вентиляция легких), кожу (чрезмерное потение)
- полиурия (мочевыделение более 2500 мл в сутки)
- несахарный диабет
- гиперальдостеронизм (синдром Иценко-Кушинга)
- нефрит интерстициальный
- стресс
- операция и послеоперационный период
- прием некоторых лекарственных препаратов (наркотики, хлорпропанид, глюкокортикоиды, вакцистин, большие количества физиологического раствора)
- повреждения гипоталамуса
Кальций, фосфор, паратгормон и витамин D – основная информация
Само погружение в глубину кальциево-фосфорного обмена и связанные с ним гормоны требует некоторой информации из области физиологии (науки о нормальном функционировании организма), о чем ниже. Тем не менее, если Вы – человек нетерпеливый, и ищите информацию о повышенном уровне паратгормона (паратиреоидного гормона, гормона паращитовидной железы), посмотрите сразу в статье Паратгормон и гиперпаратиреоз.
Как это работает?
Всасывание кальция из желудочно-кишечного тракта осуществляется при помощи активной формы витамина D – гормона под названием 1,25-гидроксихолекальциферолом (другие термины: кальцитриол, 1,25-OH-D3). О других формах витамина D в соответствующем разделе.
С фосфатами и их усвоением нет такой проблемы, так как они могут всасываться без участия кальцитриола, и сами эти вещества более доступны и широко распространены.
Активная форма витамина D образуется из неактивной преимущественно в в почках, под влиянием гормона под названием паратгормон (ПТГ).
- Паратгормон выделяется паращитовидными железами – мелкими железами в количестве 4–6 штук у человека. Расположены они, как само название говорит, рядом со щитовидной железой.
- На продукцию ПТГ основное влияние имеет уровень кальция в сыворотке крови: снижение концентрации кальция увеличивает выработку этого гормона, что, в свою очередь, повышает уровень активной формы D3 и всасывание кальция. Это создает типичную петлю отрицательной обратной связи.
- Повышение уровня ПТГ приводит к деминерализации костей, высвобождению кальция из костной ткани.
- С фосфатами ситуация обратная – увеличение их концентрации (опосредованно, через ряд многоэтапных механизмов), стимулирует секрецию ПТГ, а он усиливает выведение фосфатов почками.
- Конечной целью является нормализация уровня кальция и фосфатов.
Из этого следует, что главным регулятором уровня кальция является ПТГ, который стремясь к его нормальному содержанию не только (опосредованно) усиливает всасывание кальция, а и может привести к разрушению костей. Почему так происходит? Так, кальций – это не только компонент костей, а и один из самых важных элементов многих соединений, необходимых для метаболизма живого организма. Кальций также выполняет важную сигнализирующую роль, участвуя, например в каскаде свертывания крови или сокращении мышечных волокон. Поэтому сохранение нормального уровня кальция является «более важным» вопросом, и для этого организм «жертвует» костями.
В прошлом акцентировалась важность еще одного гормона, влияющего на кальциево-фосфорный обмен – кальцитонина, но в настоящее время мы знаем, что его участие как раз в области кальциево-фосфорного обмена минимальна. Этот гормон находит применение, но для обнаружения медуллярного рака щитовидной железы. Больше информации о риске лечения лососевым кальцитонином находится в блоге.
Нарушения кальциево-фосфорного обмена и их симптомы
Вышеизложенное введение позволяет понять, в чем могут заключаться нарушения кальциево-фосфорного обмена и его гормонов.
- Недостаток кальция и фосфора в рационе питания, хотя это редко, чаще всего у людей, придерживающихся «чудодейственных диет для похудения», может привести к деминерализации костей (остеомаляции).
- Дефицит витамина D или нарушение его активации, например вследствие болезни почек и применения различных медицинских препаратов, которое также приводит к выше описанным осложнениям. Это явление, не просто частое, а повсеместное, особенно в старческом возрасте, когда уменьшается способность к синтезу витамина D в коже под воздействием ультрафиолета. Остеомаляцию, вызванную дефицитом витамина D, обычно путают с другим заболеванием костей – остеопорозом.
- Чрезмерная активация витамина D (это происходит в случае некоторых видов опухолевых и воспалительных заболеваний) или его избыточное поступление (прием фармакологических препаратов) является частой причиной увеличения концентрации кальция, которое может проявляться различными симптомами – от нефролитиаза (почечных камней) до опасного для жизни обезвоживания (кальций подавляет способность организма сгущать мочу).
- Заболевание паращитовидных желез – гиперпаратиреоз (избыток ПТГ) вызывает хрупкость костей, увеличение концентрации кальция в крови и много связанных с этим нарушений, как описано выше.
- Гипофункция паращитовидных желез (дефицит ПТГ) вызывает снижение концентрации кальция и повышение уровня фосфатов, что проявляется в назойливых спазмах мышц и (как ни парадоксально) образовании кальциево-фосфатных отложений из-за высокого уровня фосфатов.
- Почечная недостаточность связана с нарушением выделения фосфатов и активацией витамина D. Это в свою очередь приводит к увеличению уровня ПТГ и разрушению костей.
Предостережения
Как мы видим, на уровни кальция, фосфатов и гормонов оказывают влияние разнообразные и взаимно противоположные факторы. Часто гормональные механизмы понимаются слишком упрощенным образом. Например, пациенты испытывают чрезмерные опасения, связанные с повышенным у них уровнем паратгормона, интерпретируя его как заболевание паращитовидных желез. Однако повышение уровня этого гормона не всегда свидетельствует о нарушении функционирования паращитовидных желез, а иногда имеет компенсационный характер и возникает вследствие других заболеваний.
Неоправданно употребляется также диагноз остеопороз, связанный только с ограниченными выводами по результатам денситометрического обследования и невниманием к другим возможным причинам деминерализации костей. Описанные здесь расстройства поэтому требуют вдумчивого обследования эндокринолога-практика, который должен быть знаком с полной клинической картиной, включая диету, которой придерживается пациент.
О подводных камнях, связанных с неправильным применением препаратов, содержащих кальций, написано в блоге.