Глава 20 Неуправляемый кальций и непослушные кости. Можно ли избежать остеопороза?

Глава 20

Неуправляемый кальций и непослушные кости. Можно ли избежать остеопороза?

Лишний кальций

В организме млекопитающих содержание кальция превышает содержание всех остальных минералов вместе взятых. В теле взрослого человека масса кальция составляет свыше 1 кг, и 99% этого количества входит в скелет, состоящий из 206 крупных и мелких костей. Эластичность костей обеспечивается коллагеном – белком, волокна которого прочнее стальной проволоки. Твердость костям придает гидроксиапатит – соединение кальция с фосфорным ангидридом, формула которого Са₁₀ (Р0₄)₆ (ОН)₂.

Животные испытывают не только голод и жажду, но и потребность в хлористом натрии. Однако потребность в кальции, которого в организме животных намного больше, чем натрия, не обеспечивается физиологическими рефлексами. Наземным животным приходилось приспосабливаться не к дефициту, а к избытку кальция. Кальций играет важную роль и в растениях. Ион кальция Са²⁺ обеспечивает коллоидальную структуру цитоплазмы растительных клеток, принимает участие в расхождении хромосом при делениях клеток и в обмене ионов через мембраны. Ионы кальция входят в состав некоторых белков и ферментов. Кальций содержится в листьях растений, в их корнях, семенах и в некоторых плодах. Травоядные животные, и особенно приматы, питающиеся листьями кустов и деревьев, поглощают с растительной пищей большой избыток кальция, выходящий за пределы их физиологических потребностей. Между тем ион кальция присутствует в крови в очень низких концентрациях, не превышающих 5 мг на 100 мл крови. Это в сто с лишним раз ниже концентрации в крови ионов натрия. Соли кальция имеют низкую растворимость, и почки плохо справляются с выделением избытка кальция. С мочой в норме человек выделяет в сутки лишь около 100 мг кальция. Если в почки попадает больше кальция, то он может выпадать в осадок в почечных канальцах, создавая проблемы. С пищей человек потребляет значительно больше кальция, в среднем от 600 до 1 000 мг ежедневно. Большая часть этого кальция удаляется с желчью через кишечник.

Крупные приматы, при их растительной пище, потребляют в среднем от 4 000 до 5 000 мг кальция каждый день. Большая часть этого кальция не проходит через стенки кишечника и не поступает в кровь. Человек в первобытный период уменьшил потребление кальция за счет включения животных продуктов в свою диету. Но избыток кальция все же оставался. Для физиологического баланса кальция эволюция создала несколько способов его удаления из организма. Но главную роль в этом балансе играет неспособность солей кальция (в отличие от солей натрия) проникать в кровь из тонкого кишечника путем простой диффузии. Соляная кислота желудочного сока переводит фосфатные и карбонатные соединения кальция в пище в более растворимые хлористые. Однако ион кальция абсорбируется через стенку кишечника лишь в форме комплекса с особым белком-носителем, синтез которого регулируется гормональным производным витамина D – холекальцийферолом (нередко обозначаемым как витамин D₃). Белок – носитель кальция синтезируется в почках и печени. Если уровень кальция в крови превышает норму, синтез холекальцийферола тормозится и кальций не усваивается в кишечнике, удаляясь с остатками непереваренной пищи. Образование холекальцийферола стимулируется у беременных и кормящих женщин. Если в крови все же оказался избыток кальция из-за несовершенства кишечных регуляторов, то лишние ионы кальция связываются уже в сыворотке крови также особым белком, который постепенно отправляет лишний кальций в желчеобразование в печени. Уровень связанного с белком кальция в крови может служить показателем избытка кальция в диете. Если все эти регуляторы все же не справляются с удалением лишнего кальция, то включается аварийная система выпадения кальция в осадок в мягких тканях и в стенках кровеносных сосудов. Кальцификация артерий и сердечных клапанов возникает как патология обмена кальция [1].

Кости тоже играют важную роль в регулировании баланса кальция. Избыток кальция в крови активирует особые клетки – остеобласты, локализованные в надкостнице. Они синтезируют костную ткань, используя для этого кальций из сыворотки крови. Скелет животных, помимо выполнения опорно-двигательных функций, является также резервуаром кальция. При снижении кальция в крови активируются другие клетки – остеокласты, которые, выделяя кислоту и фермент коллагеназу, переводят контактирующий с ними гидроксиапатит костей в растворенное состояние. Все эти процессы регулируются нейрогуморальными системами. Однако гормональные компоненты этих систем различны у мужчин и женщин. У мужчин активность остеобластов и синтез костной ткани активируются тестостеронами, у женщин эстрогенами. У женщин, кроме того, есть дополнительная гормональная система, которая стимулирует остеокласты при беременности и при кормлении ребенка, ускоряя мобилизацию кальция. Эволюция заботится о новом поколении. Выходя за пределы репродуктивного возраста, женщины не способны полностью погасить стимуляцию остеокластов. В то же время образование женских гормонов эстрогенов прекращается после менопаузы. Это снижает активность остеобластов. У мужчин синтез тестостерона хотя и замедляется после 50 лет, но не останавливается до глубокой старости. В пожилом возрасте женщины поэтому теряют кальций костей намного быстрее, чем мужчины.

Сильный остеопороз позвонка (4-я стадия)