Роль паратгармона. Остеолиз под действием паратгармона
а) Влияние паратгормона на концентрацию кальция и фосфатов во внеклеточной жидкости. На рисунке ниже показано влияние быстрого введения ПТГ на концентрацию кальция и фосфатов у животных на протяжении нескольких часов.
Приблизительные изменения концентрации кальция и фосфатов в первые 5 ч после введения паратгормона с умеренной скоростью
Заметим, что в ответ на введение ПТГ концентрация ионов кальция начинает повышаться и достигает плато через 4 ч. Концентрация фосфатов снижается быстрее, чем нарастает кальциевая, и самый низкий уровень был достигнут через 1-2 ч после введения. Повышение концентрации кальция вызвано главным образом двумя влияниями:
(1) введение ПТГ вызывает вымывание кальция и фосфатов из кости;
(2) ПТГ быстро снижает выведение кальция почками.
Падение концентрации фосфатов обусловлено мощным влиянием ПТГ на увеличение экскреции фосфатов почкой, и это влияние достаточно велико, чтобы превысить эффект вымывания фосфатов из костей.
б) Паратгормон увеличивает вымывание кальция и фосфатов из костей. Паратгормон оказывает на кости два влияния: вымывая из них и кальций, и фосфаты. Одно из них может рассматриваться как быстрая фаза ответа, которая наступает через несколько минут после введения и постепенно развивается на протяжении нескольких часов. Эта фаза является результатом активации уже существующих в кости клеток (главным образом остеоцитов), что обеспечивает абсорбцию кальция и фосфатов. Другая фаза — более медленная, для полного развития она требует нескольких дней и даже недель. Она является результатом пролиферации остеокластов и сопровождается резким увеличением рассасывания кости как таковой, а не только вымыванием солей кальция и фосфатов из кости.
в) Остеолиз - быстрая фаза вымывания кальция и фосфатов. Если ввести большое количество ПТГ, концентрация ионов кальция в крови начинает повышаться в течение нескольких минут, задолго до развития в кости новых клеток. Гистологическое и физиологическое изучение показало, что ПТГ вызывает выход солей из двух отделов матрикса кости:
(1) по соседству с остеоцитами, лежащими в самой кости;
(2) по соседству с остеобластами вдоль поверхности кости.
До сих пор не ясно, является ли вымывание солей из кости функцией остеобластов или остеоцитов, т.к. оба типа клеток в норме ответственны за формирование костей и их кальцификацию. Исследования показали, что остеобласты и остеоциты формируют систему взаимосвязанных клеток, широко охватывающую кости как внутри, так и на поверхности, кроме маленьких областей, соседствующих с остеокластами. Существуют длинные тонкие ветвящиеся выросты, образующие похожую на паутину сеть, связывающую остеоциты внутри кости с остеоцитами и остеобластами на поверхности. Эту широкую ветвящуюся связующую систему называют мембранной системой остеоцитов. Она предположительно служит мембраной, отграничивающей костную ткань от внеклеточной жидкости.
Между мембраной остеоцитов и костью есть небольшое количество костной жидкости. Экспериментально показано, что мембранная система остеоцитов закачивает ионы кальция из костной жидкости в экстрацеллюлярную жидкость, создавая в костной жидкости концентрацию, равную 1/3 концентрации кальция во внеклеточном пространстве. Если насосы остеоцитов чрезмерно активируются, концентрация кальция в костной жидкости снижается до еще более низких значений, что приводит к вымыванию фосфорно-кальциевых солей из кости. Этот эффект называют остеолизом, он не сопровождается рассасыванием фиброзных и гелевых компонентов матрикса. Если насосы инактивируются, концентрация кальция в костной жидкости повышается до более высоких значений, и соли фосфата кальция редепозируются в матрикс.
Какова роль ПТГ в этих событиях? Во-первых, клеточная мембрана как остеобластов, так и остеоцитов располагает белковыми рецепторами для взаимодействия с ПТГ. Паратгормон может мощно стимулировать работу кальциевого насоса, извлекая таким способом фосфорно-кальциевые соли из аморфных скоплений, лежащих рядом с клетками. ПТГ предположительно стимулирует работу насоса, увеличивая проницаемость для кальция мембран остеоцитов со стороны костной жидкости, что позволяет ионам кальция диффундировать из костной жидкости в мембрану клеток. Затем кальциевый насос на другой стороне клеточной мембраны позволяет ионам кальция пройти оставшуюся часть пути во внеклеточную жидкость.
