ويتامين D و جذب کلسیم و فسفات

جذب كلسیم و فسفات از روده:

كلسيم به مقدار ناچيزي از روده جذب مي شود. زيرا بسياري از تركيبات آن نسبتاً نا محلول بوده و هم چنين كاتيونهاي دو ظرفيتي بطور كلي از مخاط روده به خوبي جذب نمي شوند.
از طرف ديگر، فسفات در بيشتر اوقات به خوبي جذب نمي شوند به غير از هنگامي كه كلسيم به مقدار قابل توجهي در رژيم غذائي وجود داشته باشد.
كلسيم تمايل دارد كه تركيبات فسفات كلسيم تقريباً غير محلول تشكيل دهد كه نمي توانند جذب شوند بلكه از راه مدفوع دفع گردند.

دفع كلسيم در مدفوع و ادرار

ميزان جذب خالص كلسيم:حدود نه دهم كلسيمی كه روزانه خورده مي شود از طرِق مدفوع و يك دهم باقيمانده از راه ادرار دفع مي گردند.
1000 ميلي گرم مقدار ورودي
350 ميلي گرم جذب روده اي
250 ميلي گرم ترشح در شيره هاي گوارشي
100 ميلي گرم جذب خالص
900 ميلي گرم دفع در مدفوع
100 ميلي گرم دفع در ادرار
حدود دو سوم كلسيم موجود در فيلتراي گلومري در توبولهاي ابتدائي جذب مي شود. جذب مجدد كلسيم بسيار انتخابي يوده و بستگي به غلظت كلسيم در خون دارد، در صورتيكه غلظت كلسيم خون پائين باشد اين جذب مجدد بسيار زياد است، بطوريكه تقريباً هيچ گونه كلسيمي در ادرار دفع نمي شود. حتي يك افزايش ناچيز در غلظت كلسيم در ادرار را بطور بارزي افزايش مي دهد.
يكي از مهمترين فاكتورهاي كنترل كنندة‌ ميزان دفع كلسيم هورمون پاراتيروئيد است.

دفع روده اي و ادراري فسفات

به استثناي قسمتي از فسفات كه بصورت تركيب با كلسيم در مدفوع دفع مي شود، تقريباً تمام فسفات موجود در رژيم غذائي از روده جذب خون شده و بعداً از طريق ادر ار دفع مي شود.
هنگامي كه غلظت فسفات در پلاسما از رقم بحراني حدود يك ميلي مول در ليتر كمتر باشد هيچ گونه فسفاتي در ادرار دفع نخواهد شد. اما در صورتيكه غلظت فسفات از اين حد بحراني بيشتر باشد ميزان دفع فسفات نسبت مستقيم با افزايش آن خواهد داشت.
كليه ها غلظت فسفات در مايع خارج سلولي را با تغيير دادن ميزان دفع فسفات به تناسب غلظت پلاسمائي آن تنظيم مي كنند.
دفع فسفات از كليه ها بوسيلة هورمون پاراتيروئيد شديداً افزايش مي يابد و بدين وسيله نقش مهمي در كنترل غلظت فسفات پلاسما بازي مي كند.

ويتامين D و نقش آن در جذب كلسيم و فسفات

ويتامين D يك اثر قوي بر افزايش جذب كلسيم از روده و هم چنين اثرات مهمي بر رسوب استخوان و جذب مجدد استخوان دارد.
خود ويتامين D مادة فعالي نيست كه موجب بروز اين اثرات مي شود بلكه ويتامين D مي بايستي ابتدا از طريق يك سري متوالي واكنشها در كبد و كليه ها بصورت فرآوردة‌ فعال نهائي يعني 1، 25 – دي هيدروكسي كوله كالسيفرول در آيد كه منجر به تشكيل اين ماده از ويتامين D مي شود.

تركيبات ويتامين D

چندين تركيب مختلف كه از استرولها بدست مي آيند به خانوادة ويتامين D تعلق دارند و كلية اين مواد اعمال كم و بيش مشابهي انجام مي دهند. مهمترين اين مواد كوله كالسيفرول موسوم به ويتامين D3 است.
قسمت اعظم اين ماده در پوست بر اثر عمل اشعة ‌ماوراي بنفش خورشيد بر 7- دهيدروكلسترول تشكيل مي شود. در نتيجه: قرار گرفتن در معرض نور خورشيد از كمبود ويتامين D جلوگيري مي كند . تركيبات ويتامين D موجود در غذا با كالسيفرول مشابه هستند.
تبديل كوله كالسيفرول به 25 – هيدروكسي كوله كالسيفرول در كبد و كنترل فيد بكي آن
نخستين مرحله در فعال شدن كوله كالسيفرول و تبديل آن به 25- هيدروكسي كوله كالسيفرول است كه در كبد به انجام مي رسد.
25- هيدروكسي كوله كالسيفرول يك اثر فيد بكي مهاري بر واكنشهاي تبديلي دارد كه به دو دليل اهميت فوق العاده اي دارد
اين مكانيسم فيد بكي غلظت 25- هيدروكسي كوله كالسيفرول در پلاسما را دقيقاً تنظيم مي كند.
توجه كنيد: ميزان خوردن ويتامين D3 ممكن است چندين برابر تغيير كند و با اين وجود غلظت 25- هيدروكسي كوله كالسيفرول كماكان در محدودة چند در صد مقدار ميانگين طبيعي آن باقي مي ماند.
آشكار است كه اين كنترل فيدبكي بسيار دقيق از اثر بيش از اندازة ويتامين (D3)هنگامي كه با غلظت زياد در بدن وجود دارد جلوگيري مي كند.
اين تبديل كنترل شدة‌ ويتامين D3 به 25- هيدروكسي كوله كالسيفرول،.يتامين D3 را براي مصرف آتي ذخيره مي كند، زيرا ويتامين D3 پس از تبديل فقط براي مدت كوتاهي در بدن باقي مي ماند در حالي كه بصورت ويتامين D مي تواند تا چند ماه در كبد ذخيره شود.
تشكيل 1،25 – دي هيدروكسي كوله كالسيفرول در كليه ها و كنترل آن بوسيلة هورمون پاراتيروئيد
تبديل 25- هيدروكسي كوله كالسيفرول را در كليه ها به 1،25- دي هيدروكسي كوله كالسيفرول صورت مي گيرد.
اين ماده فعالترين شكل ويتامين D3 است. چون فرآورده هاي قبل از آن كمتر از يك هزارم فعاليت ويتامين D را دارد. بنا بر اين ويتامين D در غياب كليه ها تقريباً بي اثر است.
در غياب اين هورمون تقريباً هيچ گونه 1،25- دي هيدروكسي كوله كالسيفرول تشكيل نمي شود. بنا بر اين هورمون پاراتيروئيد يك تاثير قوي در تعيين اثرات عملي ويتامين D در بدن و بويژه اثرات آن بر جذب كلسيم در روده و اثرات آن بر استخوانها دارد.
اثر غلظت يون كلسيم بر روي كنترل تشكيل 1،25- دي هيدروكسي كوله كالسيفرول
غلظت پلاسمائي 1،25- كوله كالسيفرول به نسبت معكوس غلظت يون كلسيم در پلاسما تغيير مي كند. دو دليل براي اين موضوع وجود دارد.
1- يون كلسيم اثر خفيفي در جلوگيري از تبديل 25- هيدروكسي كوله كالسيفرول به 1، 25 – دي هيدروكسي كوله كالسيفرول را دارد.
2- مهمتر اينكه هنگامي كه غلظت يون كلسيم پلاسما از 10 ميليگرم در دسي ليتر بالاتر رود سرعت ترشح هورمون پاراتيروئيد شديداً كاهش مي يابد.
هورمون پاراتيروئيد موجب پيشبرد تبديل 25- هيدروكسي كوله كالسيفرول به 25- دي هيروكسي كوله كالسيفرول در كليه ها مي شود.
اما بايد دانست هنگامي كه هورمون پاراتيروئيد كاهش مي يابد، 25- هيدروكسي كوله كالسيفرول به تركيب اندكي متفاوت يعني 24و 25 – دي هيدروكسي كوله كالسيفرول تبديل مي شود كه فعاليت ويتامينD بسيار اندكي دارد.
توجه: بنا بر اين هنگامي كه غلظت يون كلسيم پلاسما بالا است تشكيل 1، 25 – دي هيدروكسي كوله كالسيفرول شديداً كاهش مي يابد.
فقدان اين ماده به نوبة خود جذب كلسيم را از روده ها، استخوانها، و از توبولهاي كليوي كاهش مي دهد و به اين ترتيب موجب مي شود كه غلظت يون كلسيم بسوي حد طبيعي خود سقوط كند.
اثر هورموني 1، 25- دي هيدروكسي كوله كالسيفرول بر روي اپيتليوم روده جهت پيش برد جذب كلسيم
1، 25 – دي هيدركسي كوله كلسيفرول خود بعنوان يك هورمون جهت پيشبرد جذب روده اي كلسيم عمل مي كند و اين كار را بطور عمده با افزايش دادن تشكيل يك پروتئين گيرندة كلسيم در سلولهاي اپيتليال روده در طي دو روز به انجام مي رساند، و كلسيم را بداخل سيتوپلاسم انتقال مي دهد.
به نظر مي رسد كه ميزان جذب كلسيم نسبت مستقيم با مقدار پروتئين گيرندة كلسيم داشته باشد.
اين پروتئين براي چندين هفته بعد از خروج 1،25- دي هيدروكسي كوله كالسيفرول از بدن در سلولها باقي مي ماند و به اين ترتيب يك اثر طولاني بر جذب كلسيم اعمال مي كند.

اثر ويتامين D بر جذب فسفات

اين ويتامين باعث عبور فسفات از اپيتليوم لولة گوارش مي شود.

كلسيم در پلاسما و مايع بين سلولي

غلظت كلسيم در پلاسما در حدود 9,4 ميليگرم در صد و بطور طبيعي بين 9 و 10 ميلي گرم در صد تغيير مي كند. اين مقدار تقريباً‌ معادل با 2,4 ميلي مول در ليتر است.
آشكار است كه غلظت كلسيم در پلاسما در يك محدودة بسيار باريك و بطور عمده بوسيلة ‌هورمون پاراتيروئيد تنظيم مي شود.
كلسيم به شكل متفاوت در پلاسما وجود دارد.
حدود چهل در صد كلسيم با يك ميلي مول در ليتر با پروتئينهاي پلاسما تركيب شده و لذا قابل انتشار از طريق غشاء مويرگي نيست.
حدود ده درصد كلسيم يا 0,2 ميلي مول در ليتر آن از طريق غشاء مويرگي قابل انتشار است اما با ساير مواد پلاسما و مايع بين سلولي از قبيل سيترات و فسفات تركيب شده و يونيزه نيست.
پنجاه در صد كلسيم پلاسما هم يونيزه بوده و هم قابل انتشار از غشاء مويرگي است.
پس غلظت طبيعي يون كلسيم در پلاسما و مايعات بين سلولي حدود 1,2 ميلي مول درليتر يا 2,4 ميلي اكي والان در ليتر يعني فقط نصف غلظت كل كلسيم در پلاسما است.
اين كلسيم در بدن و ازجمله، اثر كلسيم بر قلب،سيستم عصبي و تشكيل استخوان اهميت دارد.

اثرات تغييرات غلظت كلسيم و فسفات در مايعات بدن

بالارفتن يا تهي شدن يون يا تهي شدن يون كلسيم در مايع خارج سلولي موجب بروز اثرات فوري فوق العاده شديد مي شود. هم هيپوكلسيمي وهم هيپو فسفاتمي طولاني رسوب مواد معدني در استخوان را شديداَ كاهش مي دهد.
تتاني ناشي از هيپو كلسيمي هنگامي كه غلظت يون كلسيم درمايع خارج سلولي از حد طبيعي كمتر مي شود، سيستم عصبي بعلت افزايش نفوذ پذيري غشاء نورنها به يونهاي سديم كه توليد آسان پتانسيل هاي عمل را امكان پذير مي سازد بتدريج تحريك پذيرتر مي گردد. درغلظت يون كلسيم پلاسمائي حدود50 درصد مقدار طبيعي، فيبرهاي عصبي آنقدر تحريك پذير مي شوند كه شروع به تخلية خود به خودي مي كنند. و موجب بروز ايمپالسهائي مي شوند كه به عضلات اسكلتي سير كرده و در آنجا موجب انقباض كزازي يا تتانيك شوند.
نتيجه: هيپوكليسمي موجب بروز تتاني ميگردد. اما هم چنين گاهي بعلت عمل آن بر سيستم عصبي مركزي از نظر افزايش تحريك پذيري موجب تشنج مي شود.
توجه: تتاني معمولاَ هنگامي بوجود مي آيد كه غلظت كلسيم خون از 9,4 ميلي گرم در دسيليتر خون به حدود 6 ميلي گرم در دسي ليتر برسد. كه فقط 35 درصد پائين تر از غلظت طبيعي كلسيم است و درغلظت حدود 4 ميلي گرم در دسي ليتر كشنده است.

هيپوكلسیمي:

هنگامي كه غلظت كلسيم در مايعات بدن از حد طبيعي بالاتر رود سيستم عصبي تضعيف شده و فعاليتهاي رفلكسي سيستم مركزي كند مي گردد. اثرات تضعيفي افزايش غلظت كلسيم هنگامي كه غلظت كلسيم خون از حدود 12 ميلي گرم درصد بالا تر رود شروع به پيدايش كرده و درغلظت بالا تر از 15 مبلي گرم درصد بارز مي شوند. هنگامي كه غلظت كلسيم از حدود 17 درصد ميلي گرم درصد در مايعات بدن بالا تر مي رود، فسفات كلسيم در سراسر بدن رسوب مي كند.

استخوان و رابطة آن با كليسم و فسفات خا رج سلولي

استخوان از يك قالب يا ماتريس آلي محكم تشكيل شده كه بوسيلة رسوب املاح كلسيم تقويت مي شود. استخوان متراكم معمولي از نظر وزني محتوي حدود 30 درصد ماتريس و 70 درصد املاح است اما استخوان تازه تشكيل شده ممكن است ماتريس بيشتري نسبت به املاح داشته باشد.

ماتريس آلي استخوان:

ماتريس آلي استخوان شامل حدود90 تا 95 درصد فيبرهاي كلاژن بوده وباقيماندة آن از يك ماده هوموژن موسوم به مادة زمينه تشكيل شده است. فيبرهاي كلاژن در تمامي جهات اما بويژه در طول خطوط نيروي وارد شده به استخوان كشيده شده اند. اين فيبرها مقاومت زيادي در برابر كشش به استخوان مي بخشد.

املاح استخوان:

املاح متبلوري كه در ماتريس آلي استخوان رسوب مي كنند اصولاَ از كلسيم و فسفات تشكيل شده اند و فرمول املاح متبلور اصلي كه هيدروكسي آپاتيت ها ناميده مي شوند، بقرار زير است:

Ca10 (PO4)6 (OH)2

هر بلور كريستال حدود 400 آنگستروم طول، 10 تا 30 آنگستروم ضخامت و 100 آنگستروم پهنا دارد و به شكل يك صفحه مسطح بلند است. نسبت به كليسم به فسفر در شرايط تغذيه اي مختلف بسيار متغير بوده و بر اساس وزن بين 1,3 تا 2 تغيير مي كند. يونهاي منيزيم، سديم، پتاسيم و كربنات نيز در ميان املاح استخواني وجود دارند.
رسوب مواد راديواكتيو در استخوان مي تواند موجب قرار گرفتن بافتهاي استخواني در معرض تشعشع طولاني شود و درصورتي كه مقدار كاني از اين مواد رسوب كند تقريباَ هميشه يك ساركوم استخواني (سرطان استخوان) بوجود مي آيد
مقاومت استخوان در برابر فشار و كشش: هر فيبر كلاژن از قطعات تكرار شونده به فاصلة هر640 آنگستروم در طولش تشكيل شده است. بلورهاي هيدروكسي آپاتيت در مجاورت هر قطعه از فيبر قرار گرفته و محكم به آن مي چسبند. اين اتصال نزديك از لغزيدن كريستالها و فيبرهاي كلاژن بر روي يكديگر و خارج شدن از محل خود جلوگيري مي كند وبراي تأمين استحكام استخوان ضروري است. فيبرهاي كلاژن استخوان مانند فيبرهاي كلاژن وتر عضلات مقاومت زيادي در برابر كشش دارند. درحالي كه املاح كليسم كه از نظر فيزيكي شبه مرمر هستند مقاومت زيادي در برابر فشار نشان مي دهند.
مجموع اين خاصيت به اضافة اتصال بين فيبرهاي كلاژن و كريستالها يك ساختمان استخواني ايجاد مي كند كه داراي مقاومت فوق العاده اي در برابر كشش و فشار است. به اين ترتيب استخوانها دقيقاَ بهمان روش بتون مسلح ساخته مي شوند.
رسوب و جذب كلسيم و فسفات در استخوان (تعادل با مايعات خا رج سلولي)
غلظت يونهاي كلسيم و فسفات در مايع خارج سلولي بطور قابل ملاحظه اي بيشتر از غلظت مورد نياز براي تشكيل و رسوب هيدروكسي آپاتيت است اما مواد مهار كننده اي بيشتر بافتهاي بدن وهم چنين در پلاسنما وجود دارند كه از اين عمل جلوگيري مي كند.
يكي از مواد مهاركننده پيرو فسفات است، بنابراين كريستالهاي هيدروكسي آپاتيت نمي توانند با وجود حالت فوق اشباع يونهاي، در بافتهاي طبيعي به استثناي استخوان تشكيل شوند.

مكانيسم كلسيفيكاسيون استخوان

مرحلة ابتدائي در توليد استخوان ترشح مولكولهاي كلاژن و مادة زمينه (پروتئو گليكانها) توسط استئوبلاستها است. منومرهاي كلاژن بسرعت پليمريزه شده و فيبرهاي كلاژن تشكيل مي دهد و بافت حاصله بصورت استئوئيد درمي آيد كه ماده اي شبيه به غضروف است. با اين تفاوت كه املاح كلسيم درآن رسوب مي كنند. به تدريج كه استئوئيد تشكيل مي شود پاره اي از استئوپلاستها در استئوئيد بدام افتاده و در اين حال استئوسيت ناميده مي شوند.
املاح كلسيم شروع به رسوب برروي سطوح فيبرهاي كلاژني ميكنند. رسوبها بطورمنقطع در طول هر فيبر كلاژن ظاهر مي شوند و كانونهاي كوچكي تشكيل مي دهند، طي روزهاي هفته به تدريج تكثير و رشد پيدا كرده به شكل فرآورده هاي نهائي يعني هيدروكسي آپاتيت در مي آيند.

رسوب كلسيم در بافتهاي غير ا ستخواني در شرايط غير طبيعي:

املاح كلسيم معمولاَ به غير استخوان در ساير بافتها رسوب نمي كند، اما در شرايط غير طبيعي قادر به انجام اين كار هستند. رسوب املاح كلسيم در حالت غير طبيعي موجب آرتريوا سكلروز ديوارة عروق مي گردند. عروق خوني تبديل به لوله هاي استخواني مي شوند.

كلسيم قابل معاوضه

با تزريق داخل وريدي املاح محلول كلسيم ميتوان غلظت يون كلسيم را بلافاصله تا مقدار بسيار زيادي بالابرد اما در ظرف نيم تا يك ساعت يون كلسيم به حد طبيعي باز مي گردد. بدن محتوي نوعي كلسيم قابل معاوضه است كه هميشه به حال تعادل با يونهاي كلسيم درمايعات خارج سلولي قرار دارد. بخش كوچكي از اين كلسيم قابل معاوضه كلسيمي است كه در كلية سلولهاي فوق العاده نفوذپذير از قبيل سلولهاي كبد و لولة گوارش يافت مي شود. قسمت اعظم كلسيم قابل معاوضه در استخوان قراردارد وبطور طبيعي حدود 0,4 تا 1 درصد كليسم كل استخوان را تشكيل مي دهد.
توجه: اهميت كلسيم قابل معاوضه براي بدن آن است كه يك مكانيسم تامپوني سريع براي جلوگيري از بالارفتن يا سفوط بيش از حد غلظت يون كلسيم در مايعات خارج سلولي در شرايط زود گذر افزايش يا كاهش وجود كلسيم ايجاد مي كند.
تشكيل و جذب ا ستخوان – تغيير شكل ا ستخوان
تشكيل ا ستخوان بوسيلة ا ستئوبلاستها
استخوان بطور مداوم بوسيلة استئوبلاستها تشكيل شده در نقاطي كه استئوكلاستها فعال هستند بطور مداوم جذب مي گردد. استئوبلاستها در سطوح خارجي استخوانها و درحوزه هاي استخوان يافت مي شوند.
جذب ا ستخوان و عمل ا ستئوكلاستها
استخوان بطور مداوم در حضور استئوكلاستها جذب مي شود كه سلولهاي درشت بيگانه خوار چند هسته اي (تا 50 هسته) مشتق از مونوسيتها يا سلولهاي شبه مونوسيتي تشكيل شده در استخوان هستند. استئوكلاستها بطورطبيعي در هر لحظه براي حدود يك درصد سطوح خارجي و سطوح حوزه هاي استخواني فعال هستند. هورمون پاراتيروئيد فعاليت جذبي استئوكلاستها را كنترل مي كند. استئوكلاستها استحاله هاي پرز مانندي بسوي استخوان فرستاده ويك لبة مضرس در مجاورت استخوان تشكيل مي دهد واين پرزها دونوع ماده ترشح مي كنند
آنزيمهاي پروتئوليتيك كه از ليزوزومهاي استئوكلاستها آزاد مي شوند.
چندين نوع اسيد و از آن جمله اسيد سيتريك و اسيد لاكنيك كه بطور عمده از ميتوكندريها آزاد مي شوند.آنزيمها ظاهراَ ماتريس آلي استخوان را هضم يا حل مي كنند در حالي كه اسيدها موجب حل شدن املاح استخواني مي گردند.

تعادل بين تشكيل و جذب ا ستخوان

ميزان تشكيل و جذب استخوان بطور طبيعي به استثناي استخوان هاي درحال رشد با يكديگر برابرند و لذا تودة كل استخوان ثابت باقي مي ماند. استئوكلاستها معمولاَ بصورت توده هاي كوچك اما متراكم وجود دارند كه بعد از تشكيل شدن حدود 3 هفته به خوردن استخوان ادامه مي دهد و تونلي به قطر يك ميليمتر حفرمي كند وبه طول چند ميليمتر در پايان استئوكلاستها ناپديد شده و استئوبلاستها به تونل هجوم آورده وتوليد استخوان جديد مي كنند. تشكيل استخوان براي چندين ماه ادامه مي يابد و استخوان حديدبصورت لايه هاي پشت سرهم در دايره هاي هم مركز بر روي سطوح داخلي حوزه تشكيل مي شود تا اينكه حوزه پر شود.
هنگاميكه استخوان شروع به وارد كردن فشار برروي رگهاي خوني كه به آن ناحيه خون ميرسانند مي كند. تشكيل استخوان جديد متوقف مي شود. هر ناحية جديد از استخوان كه به اين روش تشكيل مي شود يك استئون ناميده مي شود.

ارزش تشكيل و جذب مدا وم ا ستخوان

تشكيل و حذب مداوم استخوان داراي تعدادي اعمال فيزيولوژيكي مهم است.
اولاَ: استخوان معمولاَ قدرت خود رابطور تناسب با ميزان فشاري كه برآن وارد مي شود تنظيم مي كند. در نتيجه هنگامي كه استخوان ها در معرض بارهاي سنگين قرار مي گيرند ضخيم مي شوند.
ثانياَ: حتي شكل استخوان نيز مي تواند بوسيلة تشكيل و حذب استخوان براي تحمل صحيح نيروهاي مكانيكي بسته به نوع استرس تغيير پيدا مي كند.
ثانياَ: چون استخوان پير نسبتاَ ضعيف و شكننده مي شود. لذا بتدريج كه ماتريس آلي استخوان پير

كنترل ميزان تشكيل ا ستخوان بوسيلة فشار وارد بر ا ستخوان

استخوان به تناسب باري كه بايد حمل كند تشكيل مي شود. بعنوان مثال: استخوان هاي ورزشكاران بطور قابل ملاحظه اي افراد غير ورزشكارسنگين تر مي شود. هرگاه يك پاي شخصي در گچ باشد امنا با پاي ديگر به راه رفتن ادامه دهد استخوان پائي كه در گچ قرار دارد نازك وتا 30 درصد كلسيم خود را ازدست مي دهد درحالي كه استخوان پاي مقابل ضخيم و با كليفيكاسيون طبيعي باقي مي ماند.
توجه: بنابراين فشارهاي فيزيكي مداوم موجب تحريك استخوان سازي مي شوند. بيشتر جراحان استخوان از پديده فشار استخواني براي تسريع التيام شكستگي استفاده مي كنند، اين موضوع با استفاده از دستگاههاي ثابت نگاه دارنده مكانيكي مخصوص براي ثابت نگه داشتن دو انتهاي استخوان شكسته در كنار يكديگر بطوريكه بسيار بتواند بلافاصله از استخوانش استفاده كند به انجام ميرسد. آشكار است كه اين امر موجب وارد آمدن فشار بر دو انتهاي شكسته استخوان شده و فعاليت استئوبلاستيك را درمحل شكستگي تسريع مي كند و غالباَ دوران نقاهت را كوتاه مي گردد.

فسفاتاز قليائي خون بعنوان نموداري از فعاليت ا ستخوان سازي

استئوبلاستها هنگامي كه بطور فعال درحال ساختن ماتريس استخواني هستند مقدار زيادي فسفاتاز قليائي ترشح مي كنند. تصور مي شود كه اين فسفاتاز غلظت موضعي فسفات غير آلي را افزايش داده و با فيبرهاي كلاژن را به روشي فعال مي كند كه اين فيبرها موجب رسوب املاح كلسيم مي شوند. چون مقداري از فسفاتاز قليائيبه درون خون انتشار مي يابد.
لذا غلظت فسفاتاز قليائي در خون معمولاً نمودار خوبي از ميزان تشكيل استخوان است.

هورمون پاراتيروئيد

روشن است كه افزايش فعاليت غدد پاراتيروئيد موجب جذب سريع املاح كلسيم از استخوانها و در نتيجه موجب هيپر كلسيمي در مايع خارج سلولي مي شود.
اما كم كاري غدد پاراتيروئيد موجب هيپو كلسيمي شده و غالباً منجر به تتاني مي گردد.
هورمون پاراتيروئيد در متابليسم فسفات نيز به همان اندازة متابليسم كلسيم اهميت دارد.

تشريح فيزيولوژيك غدد پاراتيروئيد

چهار غدة‌ پاراتيروئيد به طور طبيعي در انسان وجود دارد كه بلافاصله در عقب غدة تيروئيد قرار دارد.
هر غدة پاراتيروئيد 6 ميليمتر درازا و 3 ميليمتر پهنا و 2 ميليمتر ضخامت دارد.

ساختمان شيميائي هورمون پاراتيروئيد

يك پلي پپتيد محتوي 115 اسيد آمينه مي باشد، اين ماده توسط رتيكولوم آندو پلاسميك و دستگاه گلژي كوچكتر شده و ابتدا به يك پروهورمون و سر انجام به خود هورمون تبديل مي شود و آنگاه در گرانولهاي ترشحي در سيتوپلاسم سلولها بسته بندي مي گردد.
هورمون نهائي داراي وزن مولكولي 9500 بوده و از 84 اسيد آمينه تشكيل شده است.
اثر هورمون پاراتيروئيد بر غلظت كلسيم و فسفات در مايع خارج سلولي
جذب كلسيم و فسفات از استخوان.
كاهش دادن دفع كلسيم توسط كليه ها.
جذب كلسيم و فسفات از استخوان بر اثر هورمون پاراتيروئيد
اين هورمون دو اثر مجزا بر استخوان از نظر ايجاد جذب كلسيم و فسفات دارد.
اثر بسيار سريعي است كه در ظرف چند دقيقه به وجود مي آيد كه ناشي از فعال شدن سلولهاي استئوكلاست موجود براي پيشبرد جذب كلسيم و فسفات است.
بسيار آهسته تر بوده و براي تكميل به چند ين روز يا حتي هفته ها وقت نياز دارد و از تكثير استئو كلاستها و به دنبال آن افزايش شديد جذب مجدد استئوكلاستي خود ناشي مي شود، نه از جذب املاح فسفات كلسيم ازاستخوان.

مرحلة سريع جذب كلسيم و فسفات

غشاء اوستئو سيتي، يونها ي كلسيم را از مايع استخواني به داخل مايع خارج سلولي تلمبه مي زند و در نتيجه، غلظت يون كلسيم در مايع استخواني را فقط به ميزان يك سوم غلظت آن در مايع خارج سلولي مي رساند.
هنگامي كه پمپ اوستئوسيتي بيش از اندازه فعال مي شود غلظت كلسيم مايع استخواني از اين حد نيز كمتر مي شود و در اين حال املاح فسفات كلسيم از استخوان جذب مي شوند.
اين اثر موسوم به اوستئوليز بوده و بدون جذب ماتريس استخواني انجام مي شود
هنگامي كه اين پمپ غير فعال مي شود غلظت كلسيم مايع استخواني بالا مي رود و در اين حال املاح فسفات كلسيم مجدداً در استخوان رسوب مي كند. اما نقش هورمون پاراتيروئيد دراين ميانه چيست؟
غشاء استئو بلاستها و استو سيتها هر دو داراي رسپتورهاي پروتئيني براي گرفتن هورمون پاراتيروئيد هستند.
هورمون پاراتيروئيد مي تواند پمپ كلسيم را قوياً فعال كند.
بدين وسيله موجب گرفته شدن املاح فسفات كلسيم از كريستالهاي آمرف استخواني مي شود كه در نزديكي سلولها قرار گرفته اند.
هورمون پاراتروئيد اين پمپ را با افزايش دادن نفوذپذيري غشاء اوستئوسيتي به كلسيم در طرف مجاور مايع استخواني تحريك كرده و بدين وسيله به يونهاي كلسيم اجازه مي دهد تا از مايع استخواني به داخل سلولها ي اين غشاء انتشار يابند.
آنگاه پمپ كلسيم در طرف ديگر سلولها يونهاي كلسيم را در بقية مسير تا مايع خارج سلولي انتفال مي دهد.

مرحلة آهسته جذب استخواني و آزاد شدن فسفات كلسيم

(فعال شدن اوستئوكلاستها)
فعال كردن اوستئوكلاست ها.(از طريق فرستادن سيگنال ثانويه). در 2 مرحله:
فعال شدن فوري اوستئوكلاست ها ئيكه از قبل وجود دارند.
تشكيل اوستئوكلاست هاي جديد از سلولهاي مادر استخواني.
هورمون پاراتيروئيد به مدت چند ين روز موجب رشد خوب سيستم اوستئو كلاستي مي شود.
اثر هورمون پاراتيروئيد بر دفع فسفات و كلسيم به وسيلة كليه ها
هورمون پاراتيروئيد در همان زماني كه ميزان جذب مجدد فسفات را كاهش مي دهد موجب افزايش جذب مجدد توبولي كلسيم در كليه ها مي شود. اين هورمون ميزان جذب مجدد يونهاي منيزيم و يونهاي هيدروژن را نيز افزايش مي دهد. در حالي كه جذب مجدد توبولي يونهاي سديم، پتاسيم و اسيدهاي آمينه را نظير فسفات كاهش مي دهد.
اگر به خاطر اثر دراز مدت هورمون پاراتيروئيد بر روي كليه ها براي افزايش جذب مجدد كلسيم نبود دفع مداوم كلسيم در ادرار سرانجام استخوانها از اين مادة معدني تهي مي كرد.
اثر هورمون پاراتيروئيد بر جذب روده اي كلسيم و فسفات
هورمون پاراتيروئيد جذب كلسيم و فسفات را با افزايش تشكيل 1،25 – دي هيدروكسي كوله كالسيفرول از ويتامين D دركليه ها شديداً زياد مي كند.
اثر ويتامين D بر استخوان و رابطة آن با فعاليت پاراتيروئيد
ويتامين D اعمال مهمي را در جذب استخوان و تشكيل استخوان دارد.
در غياب ويتامين D اثر هورمون پاراتيروئيد در ايجاد جذب استخوان شديداً كاهش مي يابد و يا از بين مي رود.
اين ويتامين جذب كلسيم و فسفات را از لولة گوارش افزايش مي دهد.
كنترل ترشح پاراتيروئيد بوسيلة غلظت يون كلسيم
كمترين كاهش در غلظت يون كلسيم مايع خارج سلولي موجب مي شود كه غدد پاراتيروئيد ميزان ترشح خود را در ظرف چند دقيقه افزايش دهد، در صورتي كه كاهش غلظت كلسيم ادامه يابد اين غدد هيپر تروفي پيدا كرده و گاهي پنج برابر يا بيشتر مي شوند.
در راشيتيسم كه در آن غلظت كلسيم فقط چند در صد كم مي شود غدد پاراتيروئيد فوق العاده بزرگ مي شوند.
در آبستني و شير دادن نيز غدد پاراتيروئيد بزرگ مي شوند. هر حالتي كه غلظت يون كلسيم را افزايش دهد موجب كاهش فعاليت و كوچكتر شدن غدد پاراتيرويئد مي گردد. اين حالات عبارتند از:
مقدار بيش از اندازة كلسيم در رژيم غذائي.
افزايش ويتامين D در رژيم غذائي.
جذب استخوان در نتيجة عواملي به غير از هورمون پاراتيروئيد.
توجه: ميزان كاهش كلسيم به مقدار يك ميلي گرم در دسي ليتر، ترشح هورمون پاراتيروئيد را دو برابر مي كند، اين امر نشان دهندة‌ سيستم فيد بكي فوق العاده پر قدرت بدن را براي كنترل غلظت يون كلسيم پلاسما مي باشد.
كالسي تونين
كالسي تونين هورموني است كه از غدة تيروئيد ترشح شده و غلظت يون كلسيم خون را كاهش مي دهد.
اين هورمون توسط غدد اولتيموبرانشيال كه يك صدم غدة تيروئيد در انسان است ترشح مي شود.
كالسي تونين يك پلي پپتيدي بزرگ با وزن مولكولي حدود 3400 بوده و از زنجيري محتوي 32 اسيد آمينه تشكيل شده است

اثرات كالسي تونين در كاهش غلظت كلسيم پلاسما

کالسی تونين در انسان بالغ فقط اثر بسيار ضعيفي بر روی غلظت کلسيم پلاسما دارد.
کاهش اوليه در غلظت يون کلسيم در ظرف چند ساعت منجر به تحريک قوی ترشح هورمون پاراتيروئيد می شود که تقريباٌ به طور کامل اثر کالسی تونين را تحت الشعاع قرار می دهد.
در شخص بالغ ميزان روزانه جذب کلسيم و رسوب کلسيم بسيار اندک است و حتی بعد از آن که کالسی تونين ميزان جذب کلسيم را آهسته کرده و ميزان رسوب کلسيم را افزايش دهد اين امر کماکان فقط اثر بسيار اندکی بر روی غلظت يون کلسيم پلاسما خواهد داشت.

اثر غلظت کلسيم پلاسما بر ترشح کالسی تونين

دو اختلاف عمده بين سيستمهای فيدبکی کالسی تونين و هورمون پاراتيروئيد وجود دارد.
مکانيسم کالسی تونين سريعتر عمل می کند و در کمتر از يک ساعت به حد اکثر خود می رسد در حالی که بر خلاف آن هورمون پاراتيروئيد پس از ترشح ـ 3-4 ساعت وقت لازم دارد تا به حد اکثر فعاليت خود برسد.
مکانيسم کالسی تونين به طور عمده به عنوان يک تنظيم کننده کوتاه مدت عمل می کند زيرا به سرعت تحت الشعاع اثر بسيار قوی تر مکانيسم کنترل کننده پاراتيروئيد قرار می گيرد.
بنا بر اين در زمان طولانی سيستم پاراتيروئيد است که تقريباٌ به طور کامل غلظت دراز مدت يون کلسيم در مايع خارج سلولی را تنظيم می کند.

کنترل کلی غلظت يون کلسيم

گاهی مقدار کلسيمی که جذب مايعات بدن شده يا از آنها دفع می گردد به 0,3 گرم در ساعت می رسد.
در صورت خوردن کلسيم زياد و بويژه هنگامی که فعاليت ويتامين D زياد باشد شخص ممکن است تا 0,3 گرم کلسيم در ساعت جذب کند. اين رقم يا مقدار کل کلسيم در مايع خارج سلولی که حدود يک گرم است قابل مقايسه است. آشکار است که اضافه کردن 0,3 گرم کلسيم به اين مقدار اندک کلسيم موجود در مايع خارج سلولی يا کم کردن اين مقدار از آن موجب هيپر کلسيمی يا هيپو کلسيمی شديد خواهد شد.
توجه: افزايش غلظت يون کلسيم و فسفات مايع خارج سلولی از حد طبيعی موجب رسوب فوری املاح قابل معاوضه می گردد. برعکس کاهش غلظت يون کلسيم و فسفات موجب جذب فوری املاح قابل معاوضه می شود.اين واکنش آن قدر سريع است که فقط يک بار عبور خون محتوی کلسيم زياد از استخوان تقريباٌ کليه کلسيم اضافی را در استخوان رسوب می دهد.
هم چنين حدود 5 در صد تمام خون يعنی حدود يک در صد تمام مايع خارج سلولی در دقيقه از استخوانها عبور می کند. بنا بر اين حدود نيمی از هر گونه کلسيم اضافی که در مايع خارج سلولی ظاهر می شود در هر طر ف حدود 70 دقيقه بوسيله اين عمل تامپونی استخوانها حذف می گرد د.
در همان زمانی که مکانيسم کلسيم قابل معاوضه در استخوان مشغول ثابت نگاه داشتن يا تامپونی کردن غلظت يون کلسيم در مايع خارج سلولی است سيستمهای هورمونی پاراتيروئيد و کالسی تونين نيز شروع به عمل می کند.
در ظرف 3 تا 5 دقيقه بعد از يک افزايش حاد در غلظت يون کلسيم ميزان ترشح هورمون پاراتيروئيد کاهش می يابد
منبع:www.in-pezeshk.blogfa.com
/س