Bài 17 CHUYỂN HOÁ CALCI, PHOSPHORE và XƯƠNG

Trong xương Calci và Phosphore trong xương được chia 2 phần: • 1 phần: trao đổi tự do với dịch ngoại bào có t/dụng điều hòa nồng độ Ca2+ và PỎ4 3-• 1 phần còn lại: tương đối ổn định phầ

CHUYỂN HÓA CALCI,

PHOSPHORE VÀ XƯƠNG

BS Trần Kim Cúc

11/09/16Page 2

MỤC TIÊU BÀI GIẢNG

1 Liệt kê được các dạng của Calci và Phophore trong

4 Phân tích được quá trình chuyển hóa của Calci và phosphore, qua đó giải thích được một số bệnh lý liên quan

5 Trình bày được cơ chế hoạt động của 3 loại hormon điều hòa chuyển hóa Calci và Phosphore

11/09/16Page 3

NỘI DUNG

I SỰ PHÂN PHỐI CỦA CALCI VÀ PHOSPHORE TRONG CƠ THỂ

1 Trong xương

2 Trong huyết tương

II CÂN BẰNG CALCI VÀ PHOSPHORE

1 Nhập

2 Xuất

III CHUYỂN HÓA

1 Sự hấp thu Calci và Phosphore ở đường tiêu hóa - Các yếu tố ảnh hưởng

11/09/16Page 4

I SỰ PHÂN BỐ CỦA CALCI VÀ PHOSPHORE TRONG CƠ THỂ

Calci hiện diện trong cơ thể với số lượng lớn hơn bất kỳ một Cation nào khác Ở một người có cân nặng 50 kg, tổng lượng t/bình của Calci và Phosphore là:

Ca: 750 g (1,5 % trọng lượng cơ thể)

P: 500 g (1% trọng lượng cơ thể)

Hầu hết Calci và phosphore tập trung ở xương và răng, chỉ 1 phần nhỏ tồn tại trong dịch thể.

11/09/16Page 5

Sự phân bố của Calci và Phosphore trong cơ thể

(tính theo tỉ lệ % so với tổng lượng của Calci và Phosphore)

11/09/16Page 6

1 Trong xương

Calci và Phosphore trong xương được chia 2 phần:

• 1 phần: trao đổi tự do với dịch ngoại bào

có t/dụng điều hòa nồng độ Ca2+ và PỎ4

3-• 1 phần còn lại: tương đối ổn định (phần trao đổi

chậm), chịu ả/hưởng của vài yếu tố (hormon) là nơi

xảy ra 2 quá trình tiêu xương và tạo xương, nhằm mục đích tổ chức lại cấu trúc và hình thái của xương,

để đáp ứng các giai đoạn khác nhau trong quá trình phát triển của cơ thể

11/09/16Page 7

Vai trò

Calci:

• Cần thiết cho quá trình đông máu.

• Quá trình dẫn truyền các xung động TK.

• Sự co bóp của cơ (trong đó có cơ tim)

• Đối với TB, Calci góp phần hình thành nên điện thế màng TB, khởi phát sự co của các sợi cơ, hoạt hoá nhiều hệ enzyme nội bào  gây ra các đáp ứng sinh lý đặc hiệu của TB.

11/09/16Page 8

Phosphore:

• Là một trong những hệ đệm chính của dịch ngoại bào.

• Góp phần tạo nên các cấu trúc vĩnh viễn của

TB (Phospholipid màng, Nucleotid nhân, ) hoặc tạm thời trong quá trình CH các chất

(chuyển hóa Glucoz theo con đường HDP hay HMP).

• 1 số h/chất có chứa Phosphore (ATP) là

nguồn dự trữ E quan trọng đối với cơ thể.

Vai trò

11/09/16Page 9

2 Trong huyết tương

• Calci và Phosphat vô cơ tồn tại 3 dạng chính:

- Dạng gắn với Protein (Albumin và Globulin): dạng

này ko qua được màng mao mạch  ko có vai trò

các quá trình sống xảy ra trong cơ thể

• Riêng đối với Phosphore, có thêm 1 dạng khác đó là

dạng Phosphat hữu cơ ( Chiếm ~ 2/3 lượng

Phosphore trong huyết tương)

11/09/16Page 10

Sự phân bố của Ca & P

11/09/16Page 11

Nhận xét:

- Khi nồng độ Protein huyết tăng, phần ko ion hóa

của Calci (Caproteinat) cũng tăng tỉ lệ.

- Mặt khác, nồng độ Ion Ca2+ được duy trì ko đổi do tác động của hormon tuyến cận giáp.

Như vậy, nồng độ Ca toàn bộ /HT (BT: 10 mg%) phụ thuộc vào nồng độ Protein HT Trường hợp suy dd, nồng độ Protein huyết tương giảm, nồng độ Calci cũng giảm, nhưng nồng độ Ion

Ca2+ vẫn không đổi (4,8 mg% hay 1,2 mmol/l.

11/09/16Page 12

II CÂN BẰNG CALCI VÀ

PHOSPHORE

1 Nhập:

• Khác với K và Na có thể hiện diện trong tất

cả các TĂ, và sự thiếu hụt 2 chất này ở một người ăn uống bình thường là điều khó có

thể xảy ra

• Nguy cơ thiếu hụt Ca cao nhất, do những đặc

điểm riêng biệt về th/phần trong TĂ, sự hấp thu, quá trình CH, điều hòa Ca trong cơ thể.

11/09/16Page 13

• Calci có nhiều trong sữa, lòng đỏ trứng, các loại đậu, cải bắp, bông cải,

• Phosphore hiện diện trong tất cả các loại

thức ăn Lượng calci và Phosphore ăn vào

hàng ngày có thể thay đổi tùy thuộc vào thói quen ăn uống của từng cá nhân Ngay cả ở cùng 1 người, lượng Calci và Phosphore ăn vào cũng có thể thay đổi từ ngày này sang ngày khác.

11/09/16Page 14

• Calci cần thiết cho sự phát triển của TE Đ/v 1 người

b/thường trưởng thành, khó xác định được nhu cầu

Calci hàng ngày (vì thay đổi giữa người với người, giữa dân tộc này và dân tộc khác) VD: phụ nữ mang thai > người ko mang thai, người sống ở các nước phát triển > các nước đang phát triển

• Thật vậy, ở 1 người Mỹ: 0,8 g Calci/ngày là nhu cầu căn bản Trong khi đó, 1 người Nigeria: hàng ngày chỉ cần 0,3 g kéo dài trong nhiều tháng  vẫn bảo đảm cân

bằng Calci trong cơ thể

11/09/16Page 15

( trẻ nhũ nhi và sơ sinh: 0,4 - 0,6 g /ngày, trẻ lớn 0,7 - 1,4 g/ngày )

11/09/16Page 16

2 Xuất:

- Calci trong thức ăn chỉ được hấp thu 1 phần

Trung bình lượng Calci hấp thu bằng 40 - 50 % lượng Calci ăn vào (tỉ lệ này có thể thay đổi từ

20 - 80 %).

- Phosphore được hấp thu dễ dàng hơn ( tỉ lệ 70 -

80 % lượng ăn vào)

- 20 % lượng Calci và 60 % lượng Phosphore ăn vào được bài tiết qua đường tiểu, số còn lại bài tiết qua phân

11/09/16Page 17

11/09/16Page 18

III CHUYỂN HÓA

11/09/16Page 19

1 Sự hấp thu của Calci và Phosphore

ở đường tiêu hóa

* Calci:

- Ca2+ được hấp thu chủ động ở tất cả các đoạn

của ruột non Mạnh nhất ở tá tràng và phần trên hổng tràng

- Tốc độ hấp thu Ca2+ lớn hơn so với các cation hóa trị hai khác như Mg2+, Fe2+ nhưng chậm hơn 50

lần so với sự hấp thu Na+.

11/09/16Page 20

protein bờ bàn chải gắn kết Calci = BBCaBP

( Brush border Calcium-binding protein ).

- Bên trong TB Ca2+ lại được gắn kết với protein

bào tương gắn kết Calci ( CCaBP :Cytoplasmic

calcium - binding protein )

11/09/16Page 21

• Vitamine D ( 1,25 dihydroxy Cholecalciferol) tăng

cường quá trình hấp thu Ca2+ thông qua tế bào

biểu mô ruột Sau khi di chuyển qua màng tế bào , Vitamin D kết hợp với thụ thể đặc hiệu của nó trong bào tương , tạo thành một phức hợp và được chuyển đến nhân tế bào, kích thích qtrình STH các CCaBP va BBCaBP ) Có thể Vit D cũng tăng cường hoạt động của bơm Calci nhưng chưa có bằng chứng rõ ràng

• Tại màng tế bào phía tiếp xúc với dịch ngoại bào,

Calci được bơm ra ngoài nhờ các bơm Calci ( Ca2+ATPase và Ca2+Na+ antiport )

11/09/16Page 22

11/09/16Page 23

* Phosphore:

Dễ hấp thu hơn Ca, trừ khi kết hợp với Calci tạo thành muối không hòa tan Ca3(PO4)2 Khi Calci đã được tăng cường hấp thu bởi Vitamine D thì dĩ nhiên sự hấp thu Phosphore cũng trở nên thuận lợi hơn Do đó có thể nói: Vit D gây tăng hấp thu Phosphore, mặc dù sự tăng hấp thu này là gián tiếp.

• 2 điều kiện để Calci được hấp thu tốt :

(1) Phải có sự hiện diện của Vit D

(2) Hiện diện trong lòng ruột dưới dạng ion và

với số lượng đầy đủ.

11/09/16Page 24

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

SỰ HẤP THU CALCI

a) Lượng Calci ăn vào :

- Lượng Calci ăn vào càng lớn thì sự hấp thu càng tăng

- Tuy nhiên, có sự hấp thu đã bão hòa Nếu lượng Calci ăn vào vượt quá giá trị bão hòa thì sự hấp thu sẽ giảm

b) Dịch mật tụy :

- Dịch mật và tụy tăng cường sự hấp thu Calci thông qua vai trò tiêu hóa và hấp thu Lipid

- Nếu Lipid không được tiêu hóa và hấp thu, calci sẽ lắng

đọng trong lòng ruột dưới dạng các muối xà phòng không hòa tan

- Trong các bệnh viêm ruột (Sprue) viêm tụy mãn, dò mật, tắc mật bệnh nhân thường tiêu phân mỡ kèm mất một lượng Calci đáng kể

11/09/16Page 25

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

SỰ HẤP THU CALCI(tt)

c) Độ Acid của dịch ruột :

pH của dịch ruột tăng thì sự hấp thu Calci sẽ giảm Trong các trường hợp thiếu acid của dịch vị (viêm dạ dày mãn, K dạ dày, cắt dạ dày ) cơ thể thường thiếu Ca.

d) Protein :

Bữa ăn nhiều đạm thì tỉ lệ Calci được hấp thu nhiều hơn so với bửa ăn ít đạm ( Acid amin có tác dụng kích thích làm tăng bài tiết lượng acid trong dịch vị cao hơn so với Lipid và Glucid)

e) Tỉ lệ giữa Calci và Phosphore trong thức ăn :

Ở người trưởng thành, để cho sự hấp thu Calci và Phosphore đạt hiệu quả tốt, tỉ lệ Ca/P nên khoảng 1/1 ( theo mg)

Tuy nhiên ở trẻ sơ sinh tỉ lệ thích hợp là 2/1

11/09/16Page 26

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

SỰ HẤP THU CALCI(tt)

f) Citrat :

A.citric hiện diện trong một số loại trái cây (cam, chanh) có

khả năng kết hợp với Calci tạo thành Citrat Calcium hoà tan trong nước và hấp thu dễ dàng qua niêm mạc ruột

g) Nồng độ Ca2+ trong huyết tương :

• ↑ [Ca2+] trong huyết tương dù ít cũng có thể gây giảm tốc

độ hấp thu Calci xuống vài lần Ngược lại, một sự ↓ nhỏ của [Ca2+] trong huyết tương có thể tăng tốc độ hấp thu Calci lên vài lần

• Cơ chế được biết rõ nhất là vai trò của hormon tuyến cận giáp thông qua tác dụng của nó lên sự tổng hợp 1,25

-Dihydroxy Cholecalciferol

11/09/16Page 27

11/09/16Page 28

• Ca 2+ ảhưởng lên tính kích thích của TB thần kinh bằng 2 cách :

- Tác dụng đến mức độ phân cực của màng

- Ảhưởng đến dòng chảy của các ion qua màng hay nói cách khác là tính thấm của màng đối với các ion.

• Khi [Ca2+] huyết tương giảm, tế bào thần kinh trở nên nhạy cảm hơn đối với kích thích Tetanie thường xuất hiện khi [Ca 2+] huyết tương giảm xuống <7 mg%.

3 Ca2+ và sự dẫn truyền thần kinh cơ

11/09/16Page 29

4 Calci, Phosphore và xương

• Xương là cấu trúc sống của cơ thể, gồm một cấu trúc

hữu cơ làm nền và lắng đọng trên đó là các tinh thể muối

Calci ( chủ yếu là Calcitriphosphat) Ở xương đặc , phần nền của xương chiếm 25 % và phần muối Calci chiếm khoảng

75 % trọng lượng xương

• Phần nền của xương là một mạng lưới đại phân tử, bao gồm các sợi Collagen xen kẽ với các sợi Chondroitin Sulfat

nằm trong một môi trường dịch gọi là dịch xương (bone

fluid) Hiện tượng kết tinh của muối Calci sẽ bắt đầu từ 2 cấu trúc đại phân tử này ( còn gọi là mầm kết tinh) Các muối

tinh thể lắng đọng phần nền của xương có công thức : [ Ca3 ( PO4)2 ]3 Ca(OH)2 Ngoài ra , K, Mg, Bicarbonat cũng là

các thành phần của muối xương

11/09/16Page 30

• Trong một số trường hợp bất thường, một số chất có thể lắng đọng trong

thành xương như : Uranium, Plutonium, chì, vàng, một số kim loại nặng khác

• Sự lắng đọng của các chất có hoạt tính phóng xạ là tiền đề cho các căn bệnh

ung thư và các dị tật bẩm sinh

11/09/16Page 31

• Trong xương luôn xảy ra 2 quá trình song song : tiêu xương

bằng

Cân bằng giữa Calci xương và Ca2+ dịch ngoại bào là một cân bằng động và chịu tác dụng của một số yếu tố : hormon

tuyến cận giáp, Vitamin D, Calcitonin

• Hormon tuyến cận giáp (PTH : Para thyroid hormon)

• Vit D Làm tăng vc Ca2+ từ dịch xương ra dịch ngoại bào

• Calcitonin : Có tđộng ngược lại ( làm giảm vận chuyển Ca++

từ dịch xương ra dịch ngoại bào )

Vai trò của Vit D ở tế bào xương tương tự như ở tế bào niêm mạc ruột, còn tác động của PTH trong việc huy động Calci

từ xương chưa được hiểu tường tận

11/09/16Page 32

- Thận đóng vai trò chủ yếu trong việc điều hòa cân bằng

Na, K, Cl, HCO3- và Hydro

- Đối với việc điều hòa cân bằng Calci, thận chỉ có vai trò thứ yếu Bất cứ một rối loạn nào gây tăng bài tiết Calci qua thận cũng đều có thể dẫn đến suy chức năng thận

- Ca2+ được lọc tự do qua cầu thận và được hấp thu chủ động ở ống thận PTH tăng cường sự tái hấp thu Ca2+ ở ống thận, tuy nhiên trong trường hợp cường cận giáp, lượng Ca2+ bài tiết trong nước tiểu thường tăng cao vì

sự tăng hấp thu Ca2+ ở ống thận không bù trừ được với

sự tăng lượng Ca2+ lọc qua cầu thận

- PTH cũng gây tăng bài tiết Phosphat bằng cách giảm hấp thu Phosphat ở ống lượn gần

5 Calci, Phosphore và thận

11/09/16Page 33

6 Điều hòa Calci và Phosphore bằng hormon

a) Hormon tuyến cận giáp :(PTH :Para thyroid Hormon)

• - Là một Polypeptid, TLPT = 9500, cấu tạo gồm

84 AA, được tiết bởi tế bào bào chính ( Chief Cells) của tuyến cận giáp

• - PTH tác động trực tiếp lên xương và tăng huy động Ca2+ từ xương vào dịch ngoại bào

• - Ở thận PTH gây giảm hấp thu Phosphat ở ống lượn gần và tăng tái hấp thu Ca2+ ở ống lượn xa

• - PTH tăng cường sự tổng hợp 1,25-Dihydroxy

cholecalciferol, chất chuyển hóa có hoaüt tính của Vit

D 1,25-Dihydroxy cholecalciferol lại tăng cường

hấp thu Ca2+ ở ruột

11/09/16Page 34

a) Hormon tuyến cận giáp

(PTH :Para thyroid Hormon)

- Nồng độ Ca2+ huyết tương là yếu tố chủ yếu tác

động đên sự tiết PTH theo kiểu ức chế ngược

( Feedback Fashion), nghĩa là sự giảm nồng độ Ca2+ huyết tương sẽ kích thích tiết hormon và ngược lại Chỉ cần [Ca2+] huyết tương giảm nhẹ, tốc độ tiết

PTH cũng tăng đáng kể

- Trong các trường hợp thiếu Calci kéo dài, hoặc khi

nhu cầu Calci của cơ thể tăng ( phụ nữ có thai) tuyến cận giáp sẽ phì đại Sự tăng hoạt bất thường của

tuyến cận giáp tạo ra một trạng thái lâm sàng gọi là cường cận giáp

- Nếu thiếu tác động của PTH, [Ca2+] huyết tương sẽ giảm xuống tới mức 7 mg% và gây Tetanie

11/09/16Page 35

b) Vitamin D

- 1,25-dihydroxy cholecalciferol :

- gây tăng hấp thu Calci ở ruột

- gây tăng huy động Calci từ xương Tác động trực tiếp lên

tế bào chính của tuyến cận giáp

- Trong sự vắng mặt của PTH thì 1,25-Di OH cholecalciferol

có thể gây tăng hấp thu Ca2+ và tăng bài tiết Phosphat ở thận ( nhưng với mức độ kém hơn) và đây là chất tốt nhất được sử dụng trong điều trị suy tuyến cận giáp

- Tốc độ thành lập của 1,25-Dihydroxy cholecalciferol ở thận được điều chỉnh bởi một vài yếu tố : PTH, Estrogen và

Prolactin gây tăng tốc độ thành lập, giảm khi nồng độ

Ca2+ ( hoặc Phosphat ) tăng, trường hợp toan chuyển hóa hay thiếu hụt Insulin

11/09/16Page 36

11/09/16Page 37

• Vit D có nhiều trong dầu cá, lòng đỏ trứng tan trong mỡ

và chỉ đưọc hấp thu khi có sự hiện diện của dịch mật Sự thiếu hụt Vit D dẫn đến giảm hấp thu Ca2+ , giảm Calci huyết, gây còi xương ở trẻ em và mềm xương ở người lớn

• Tóm lai : xem lại quá trình chuyển hóa của Vit D, ta thấy rằng : sự thiếu hụt Vit D ( hay nói đúng hơn là giảm

hoặc thiếu tác động của 1,25-Dihydroxy cholecalciferol) có thể xảy ra ở các trường hợp sau :

- Sự cung cấp Vit D qua thực phẩm không đầy đủ

- Tắc mật, kém hấp thu mỡ

- Thiếu tiếp xúc với ánh nắng mặt trời

- Suy tế bào gan

- Suy thận

- Suy tuyến cận giáp

- Khiếm khuyết ở tế bào đích ( Target cell)

11/09/16Page 38

c) Calcitonin

- Được bài tiết bởi các tế bào cạnh tuyến giáp

(Parafollicular cells) hay tế bào C Do được bài tiết bởi tuyến giáp, nó còn được gọi là Thyrocalcitonin

- Calcitonin làm giảm [Ca2+] dịch ngoại bào Bằng

phương pháp miễn dịch phóng xạ, người ta thấy

rằng các tế bào C chỉ bắt đầu tiết Calcitonin khi

[Ca2+] huyết tương bắt đầu > 9,5mg% Trên giá trị này, nồng độ Calcitonin tỉ lệ trực tiếp với

[Ca2+]/huyết tương

- Calcitonin làm giảm tính thấm của tế bào Osteoblast

và Osteoclast đối với Ca2+ Calcitonin còn làm tăng bài tiết Ca2+ qua nước tiểu

11/09/16Page 39

TÓM LẠI

• 3 hormon chủ yếu điều hòa chuyển hóa của Calci trong cơ thể : PTH, Vit D và

Calcitonin

- PTH và Vit D tăng huy động Ca2+ từ

xương, tăng hấp thu Ca2+ ở ruột và

thận

- Calcitonin ức chế sự huy động Ca2+ từ xương và tăng bài tiết Ca2+ qua nước tiểu.

11/09/16Page 40

11/09/16Page 41

11/09/16Page 42

- Vì các hormon điều hòa nồng độ Calcium

( PTH, Calcitonin và Vit D) cũng ảhưởng trên

hàm lượng phosphat

- PTH tác động lên thận để thải phosphat và

giữ lại Calcium Đây là một hệ thống bảo vệ,

vì sự hòa tan Phosphat calcique sẽ có thể

mau chóng trở thành quá độ nếu hai chất này hiện diện ở nồng độ cao

- Nhờ cơ chế này, nồng độ của Phosphat và

Calcium biến đổi theo chiều hướng tỉ lệ

nghịch với nhau Trong những trường hợp

bệnh mãn tính về thận, Phosphore được giữ lại do sự lọc ở quản cầu thận