chuyển hóa điều hòa Ca và P

CHUYỂN HOÁ VÀ ĐIỀU HOÀ CHUYỂN HOÁ
CALCI VÀ PHOTPHO

I. Hấp thu và bài xuất calci và phosphat
Nguồn calci chủ yếu từ sữa mẹ và các sản phẩm từ sữa, từ các thành phần
thức ăn, các premic khoáng…
1. Hấp thu calci
Ion cancil rất khó hấp thụ vì nó có hoá trị hai và các hợp chất của nó rất khó
hoà tan. Ion cancil được hấp thu tích cực qua niêm mạc ruột đặc biệt là tá tràng.
Bình thường lượng ion cancil được hấp thu chỉ bằng 1/50 lượng ion Natri.
Khoảng 4/5 lượng ion calci ăn vào được thải theo phân, số còn lại bài xuất theo
con đường nước tiểu. Cơ chế bài xuất ion cancil qua đường nước tiểu giống
như ion Natri.
Tất cả các ion calci đều được tái hấp thu trong ống lượn gần và nhánh lên
của quai Hanle ở ống lượn xa và ống góp. Ion calci được hấp thu nhiều hay ít
tuỳ thuộc vào tuỳ thuộc vào nồng độ ion calci trong huyết tương.
Khi nồng độ ion cancil huyết tương thấp thì qua trình tái hấp thu tăng và ion
calci được tái hấp thu hầu như hoàn toàn và không được đào thải qua nước tiểu.
Ngược lại nếu nồng độ calci chỉ hơi tăng cao trên mức bình thường thì
cũng làm tăng đào thải ion cancil qua nước tiểu. Một trong những yếu tố điều
hoà quá trình tái hấp thu ion calci ở ông thận là parathormone (PTH) của tuyến
cận giáp.
2. Hấp thu và bài xuất phosphat
Nguồn cung cấpcalci cũng đồng thờilà nguồn cung cấp phosphat. Ngoài ra còn
có trong thịt…., khác với calci, phosphat được hấp thu dễ dàng qua niêm mạc ruột,
trừ khi có qua nhiều calci trong thức ăn do tạo ra các hợp chất phosphat calci không
hoà tan nên khó được hấp thu và sẽ được bài tiết qua thận.
Bài xuất phosphat: trừ lượng phosphat bài xuất theo đường phân dưới
dạng kết hợp với calci, hầu như phosphat được bài xuất qua nước tểu. Ngưỡng
phosphat ở thận là 1mM/l. Khi lượng phosphat cao hơn mức này ion PO
4

---
sẽ
được đào thải qua nước tiểu, lưọng PO
4
---
được đào thải tỷ lệ thuận với nồng độ
PO
4
---
trong huyết tương. Thận điều hoà nồng độ PO
4
---
của dịch ngoại bào bằng
cách thay đổi mức bài xuất PO
4
---
ra nước tiểu. Do đó PTH đóng vai trò quan
trọng trong điều hoà nồng độ PO
4
---
của huyết tương.
3. Phân bố calci và phosphat trong cơ thể
Khoảng 99% calci ở xương và răng, 1% ở dịch ngoại bào. 70% phosphat
ở xương và răng, 29%ế bào và 1% ở dịch ngoại bào.
a. Dạng calci và phosphat ở dịch ngoại bào:
- Dạng cancil: nồng độ cancil trong huyết tương là 9,4% (2,4mM/l).Có
ba dạng cancil trong huyết tương:
+ Dạng gắn với protein (41%), dạng này không khuyếch tán được qua
mao mạch.
+ Dạng gắn với citrate phosphat (9%), dạng này có thể khuyếch tán qua

mao mạch.
+ Dạng ion (50%), dạng này có thể khuyếch tán qua mao mạch
- Dạng phosphat: tổng lượng phosphat vô cơ ở huyết tương là 4mg% và
thường có hai dạng; HPO
4
2-
là 1,05mM/l, và dạng H
2
PO
4
1-
là 0,26 nM/l.
Khi ượng phosphat toàn phần tăng, cả hai lượng này đều tăng.Khiph máu
acid thì lượng HPO
4
--
giảm. Khi máu kiềm thì lượng H
2
PO
4
1-
giảm và lượng
HPO
4
--
tăng. Vì khó xác định chính xác riêng nồng độ hai ion này trong huyết
tương nên lượng phosphat toàn phần được biểu thị bằng thuật ngữ (miligam
phosphat trong 100ml máu và đó chính là lượng phosphat vô cơ toàn phần bao
gồm cả hai loại ion HPO
4

-
và HPO
4
--
là 4mg%).
b. Dạng calci và phosphat ở xương
- Thành phần của xương: xương gồm một khuôn hữu cơ dai và được
làm bền vững thêm nhờ muối cancil lắng đọng trên khuôn hữu cơ này. Khuôn
hữu cơ chiếm khoảng 30% trọng lượng và 70% là muối. Ở xương mới hình
thành tỷ lệ khuôn hữu cơ cao hơn do đó dai hơn.
+ Khuôn hữu cơ: 90-95% là sợi collagen và phần còn lại là chất nền. Sợi
collagen tạo sức căng. Chất nền là sulphat chondroitin và acid hyaluric.
+ Muối: các tinh thể muối được lắng đọng trong khuôn hữu cơchủ yếu là
muối của calci và phosphat, đó là hydroxyapatit. Tỷ lệ calci/phosphat thay đổi
theo điều kiện dinh dưỡng, thông thường vào khoảng 1,3-2,0. Ngoài muối calci
và phosphat còn có các loại muốicủa Mg
++
, Na
+
, K
+
, HCO
3
-
nhưng người ta
chưa biết rõ hợp chất này.
- Các loại tế bào xương: có 3 loại tế bào xương
+ Osteoblast: thường nằm ở bề mặt xương, loại men này tiết nhiều men
phosphat kiềm (hoạt tính men nàyđược coi là chỉ số tạo xương). Chức năng này
của tế bào là tạo sợi collagen và khởi phát quá trình lắng đọng các tinh thể

muối phosphat calci trên khuôn hữu cơ. Ở cơ thể đang lớn hoặc sau gãy xương
người ta thấy hoạt tính men phosphatase kiềm tăng.
+ Osteoclast: thường nằm ở giữa xương. Loại tế bào này thường tiết men
tiêu protein và làm tiêu sợi collagen, tiết acid lactic và acid citric để hoà tan muối
calci vì vậy chức năg của nó làm tiêu xương do đó giải phóng calci vào máu.
+ Osteocyte: được tạo thành từ osteoblast. Loại tế bào này chiếm tỷ lệ
nhiều nhất trong xương đang phát triển và đóng vai trò quan trọng trong sự trao
đổi calci giữa xương và dịch ngoại bào. Khoảng 1% lượng calci và phosphat có
khả năng trao đổi giữa xương và dịch ngoại bào và chỉ loại này gọi là calci trao
đổi, 99% lượng calci còn lại không có khả năng trao đổi và nó chỉ được gải
phóng vào máu khi các tế bào osteoclast hoạt động như trong thời kỳ cần tu sửa
hoặc trong tình trạng bệnh lý.
- Khả năng trao đổi của ion Ca
++
: nếu tiêm dung dịch muối calci hoà
tan vào tĩnh mạch thì nồng độ calci tăng cao ngay, sau vài phút trở lại bình
thường. Ngược lại nếu một lượng lớn calci lấy ra khỏi máu thì lượng calci sẽ
trở lại bình thường sau vài phút đến vài giờ. Sự ổn định nồng độ calci tăng như
vậy là nhờ cơ thể chứa một lượng calci trao đổi, loại này cân bằng với lượng
calci trong máu. Loại calci trao đổi này nằm trong gan, đường tiêu hoá chủ yếu
nằm trong xương trung bình chiếm từ 0,4- 1% lượng calci có trong xương .
Phần lớn loại này nằm dưới dạng muối dễ huy động khi cần thiết như CaHPO
4
.
Loại calci trao đổi này đóng vai trò như hệ đệm cung cấp nhanh calci khi cần
giữ nồng độ Ca
++
trong máu hằng định.
4. Vai trò calci và phosphat trong cơ thể
a. Vai trò của calci:

- Duy trì tính thấm và tạo điện thế hoạt động: bình thường nồng độ ion
Ca
++
trong tế bào rất thấp và thấp hơn so với ngoài tế bàokhoảng 10.000 lần.
Có sự chênh lệch này là do tác dụng của bơm calci giống như bơm Natri, bơm
cancil có mặt ở hầu hết màng tế bào. Bơm Ca
2+
có tác dụng đẩy ion Ca
++
từ
trong bào tương ra ngoài tế bào và đẩy Ca
2+
từ bào tương vào các bào quan
trong tế bào như là bơm ion Ca
++
vào mạng nội cơ của các tế bào cơ hoặc các
ty lạp thể của tất cả các tế bào.
Trên màng tế bào có những kênh cho cả Na
+
và cả Ca
++
đi qua, bình
thường kênh này chỉ chỉ tính thấm rất yếu với cả hai ion nhương khi kênh mở
dòng Na
+
, Ca
++
đều chảy vào trong tế bào. Đặc điểm của loại kênh này là thời
gian hoạt hoá rất chậm, thường xảy ra chậm hơn kênh Na
+

từ 10-20 lần, vì vậy
người ta thường gọi kênh này là kênh chậm và kênh Na
+
là kênh nhanh. Nhưng
kênh Ca
++
thường có ở cơ tim và cơ trơn.
Ở một số cơ trơn, kênh Na
+
rất khó hoạt động nên việc tạo ra điện thế
hoạt động hầu như do kênh Ca
++
đảm nhận. Do vậy nếu rối loạn nồng độ ion
Ca
++
sẽ dẫn đến rối loạn chức năng co cơ.
Mặt khác, nồng độ bình thường của của ion Ca
++
trong dịch ngoại bào có
tác dụng duy trì tính thấm của ion Na
+
ở mức bình thường. Khi có sự thiếu hụt
ion Ca
++
, chỉ cần có sự thay đổi nhẹ diện thế của màng tế bào cũng đủ hoạt hoá
kênh Na
+
và làm cho sợi cơ co và sợi thần kinh trở nên hưng phấn. Cơ chế tác
dụng của ion Ca
++

được giải thích như sau: khi ion Ca
++
gắn vào mặt ngoài của
phân tử protein vận tải Na
+
, điện tích dương của ion Ca
++
làm thay đổi trạng
thái điện tích của phân tử protein vận tải và do đó làm tăng điện thế đủ để mở
kênh vận chuyển.
- Duy trì tính hưng phấn của sợi cơ và sợi thần kinh: Khi thiếu ion
Ca
++
tính hưng phấn của sợi cơ và sợi thần kinh tăng. Nồng độ ion Ca
++
thấp
dưới mức bình thường khoảng 50% đã có thể gây co cơ và dẫn đến cái chết do
cơ thanh quản là cơ rất nhạy cảm với tình trạng thiếu ion Ca
++
Ngược lại nếu
thừa ion Ca
++
sẽ làm giảm tính hưng phấn của sợi thần kinh.
- Giải phóng chất truyền đạt thần kinh: khi xung động kích thích
truyền đén cúc tận cùng, kênh Ca
++

mở và ion Ca
++
được vận chuyển từ ngoài

vào cúc tận cùng. nồng độ ion Ca
++
trong cúc tận cùng tăng và có tcá dụng đẩy
các bọc chứa các chất truyền đạt thần kinh về phía màng trước synap. Các bọc
này hoà màng với màng trước synap và giải phóng chất truyền đạt thần kinh
vào khe synap.
- Tham gia vào cơ chế tác dụng của hormon: Ion Ca
++
là một trong
những yếu tố được gọi là chất truyền tin thứ hai. Một số hormon khi tới tế bào
đích sẽ gắn với các receptor của màng tế bào. Sự tương tác giữa các hormon và
các receptor sẽ làm thay đổi cấu trúc không gian của các receptor (người ta nói
các receptor đã được hoạt hoá) khi đó kênh Ca
++
sẽ mở và Ca
++
được vận
chuyển vào trong tế bào. Tại bào tương, ion Ca
++
gắn với một protein
làcalmoduli. Calmodulin có t bốn vị trí riêng biệt đẻ gắn với ion calci, cấu trúc
phân tử cuaprotein này thay đổi và sau đó gây nhiều tác dụng khác nhau tại tế
bào đích tương tự như tác dụng của AMP vòng.
- Tham gia vào cơ chế co cơ: tế bào cơ được cấu tạo bở hai loại cơ là sợi
actin và myosin.
Sợi myosin gồm 6 chuỗi polypeptid. Còn sợi actin gồm 3 loại protein là
actin, tropomyosin, troponin. Trên các sợi actin có các vị trí hoạt động. Bình
thường trong trạng thái giãn cơ, các vị trí này bị ức chế bởi phức hợp troponin-
tropomyosin. Khi có mặt ion Ca
++

tác dụng ức chế của phức hợp không còn
nữa và giải phóng những điểm hoạt động trên sợi actin là cho các sợi actin
trượt sâu vào sợi myosin. Đó là bản chất của hiện tượng co cơ.
- Calci và các hợp chất của calci: là thành phần cấu tạo chính của xương
và răng.
- Tham gia vào quá trình đông máu: ion Ca
++
tham gia hầu hết các giai
đoạn qua trình đông máu như hoạt hoá yếu tố IX, X, II và vận chuyển fibrin
thành fibrin trùng hợp.
b. Vai trò của phó phat
- Là thành phần cấu trúc của màng tế bào (dưới dạng phospho lipid).
- Là thành phần cấu tạo xương và răng.
- Tham gia điều hoà ph máu: Hệ dệm phosphat vô cơ HPO
4
-
/ H
2
PO
4
-
có
nồng độ chỉ khoảng 0,66nM/l trong huyết tương. Với Ph huyết tương là 7,4 thì
tỷ lệ HPO
4
-
/ H
2
PO
4

-
là 4/1. Như vậy 80% phosphat vô cơ trong huyết tương
nằm dướ dạng HPO
4
-
còn 20% dưới dạng H
2
PO
4
-
. Hệ thống này điều hoà PH
huyết tương bằng cách đào thải qua nước tiểu, qua đó ion H
+
sẽ được đào thải
ra ngoài khi nồng độ phosphat cao.
- Hệ đệm phosphat vôcơ trong hồng cầu: hệ đệm HPO
4
-
/ H
2
PO
4
-
có nồng
độ khoảng 2mM/l hồng cầu.
5. Điều hoà nồng độ Calci và phosphat
a. Vitamin D: đóng vai trò quan trọng trong quá trìnhhấp thu ion Ca
++
ở ruột
và xương, tuy nhiên tự nó vitamin D không phải là một chất hoạt hoá mà phải

trải qua một chuỗi phản ứng ở gan và thận để tạo ra sản phẩm cuối cùng là
1,25- dihydroxy-cholecalciferol.
- Sự hình thành dạng hoạt hoá của của vitamin D: nhiều hợp chất khác
nhau có nguồn gốc khác nhau từ steron (có trong gan, dầu cá) đều thuộc nhóm
vitaminD, nhưng hợp chất quan trọng nhất là vtaminD
3
(cholecalciferon). Chất
này tạo ra dưới da dưới tác dụng của tia cực tím. Dạng hoạt hoá cả vita min
hình thành qua hai giai đoạn ở gan và thận.