Кальций является пятым наиболее распространенным элементом в организме человека и необходим для жизнедеятельности. Он играет ключевую роль во многих физиологических процессах, включая минерализацию скелета, сокращение мышц, передачу нервных импульсов, свертывание крови и секрецию гормонов.
- Более 99% кальция в организме хранится в скелете в виде гидроксиапатита, который обеспечивает прочность скелета и является источником кальция для множества опосредованных кальцием функций, а также для поддержания кальция в сыворотке крови в пределах нормы (8– 10 мг · дл -1).
- Менее 1% кальция находится в крови, мягких тканях и внеклеточной жидкости. Кальций сыворотки либо связан с белком (~ 40%), особенно с альбумином, связан как комплекс с небольшими анионами (например, фосфатом или цитратом; ~ 9%), либо находится в свободном или ионизированном состоянии (~ 51%). Это ионизированный кальций, который поступает в клетки и приводит к активации основных физиологических процессов.
Кальций доступен для организма только через диетическое потребление.
У пожилых наблюдается недостаточное всасывание кальция в кишечнике в сочетании с возрастным гормональным снижением, что приводит к неблагоприятным последствиям для здоровья костей. 1,25-дигидрокси D 3 [1,25 (OH) 2 D 3], гормонально активная форма витамина D, является основным контролирующим гормоном всасывания кальция в кишечнике. Кальциевый гомеостаз также регулируется паратиреоидным гормоном и ионизированным кальцием.
Витамин D, обмен веществ и поддержание гомеостаза кальция
Витамин D получают из рациона из обогащенных молочных продуктов и рыбьего жира или синтезируют в коже из 7-дегидрохолестерина под воздействием ультрафиолетового излучения.
Витамин D транспортируется в крови с помощью белка, связывающего витамин D. Для получения активной формы витамина D, 1,25 (ОН) 2 D 3 , необходима серия гидроксилирований, первое на 25-м углероде (С-25) и второе на углероде 1 (С-1) . 25-гидроксилирование витамина D в печени приводит к образованию 25-гидроксивитамина D [25 (OH) D 3 ], основной циркулирующей формы витамина D и наиболее надежного показателя статуса витамина D.
CYP2R1 в настоящее время считается ключевым ферментом, ответственным за превращение витамина D в 25 (OH) D 3.
Витамин D и старение
В процессе старения происходят изменения многих факторов, участвующих в регуляции гомеостаза кальция. Как у животных, так и у людей с возрастом снижается всасывание кальция в кишечнике, что приводит к вторичному гиперпаратиреозу и потере костной массы.
Витамин D и здоровье костей
Остеопороз является системным заболеванием скелета, характеризующимся снижением прочности костей и повышенным риском переломов. Хотя остеопороз поражает как стареющих мужчин, так и женщин, он чаще наблюдается у женщин в постменопаузе.
По оценкам Национального фонда остеопороза, в течение жизни возникают переломы, связанные с остеопорозом, у одной из каждых двух женщин и у каждого пятого мужчины старше 50 лет.
Потеря эстрогена в менопаузе приводит к снижению минеральной плотности кости.
Дефицит витамина D распространен среди пожилых людей и может привести к вторичному гиперпаратиреозу, снижению плотности костей и повышенному риску переломов.
Коррекция дефицита витамина D - это разумный подход, помогающий поддерживать здоровье скелета и оптимизировать лечение остеопороза. Несмотря на важность витамина D для оптимального гомеостаза кальция и здоровья костей, детальное понимание механизмов, с помощью которых неадекватный витамин D способствует развитию остеопороза, пока не известно.
Будущие исследования с использованием более новых технологий, в том числе разработанных для обеспечения понимания масштабов генома факторов, участвующих в регуляции генов витамина D, а также связанных с возрастом изменений в коактиваторе белка, обеспечит важное понимание механизмов, участвующих в нарушении регуляции гомеостаза кальция, который происходит с возрастом.
Эти молекулярно-механистические исследования будут способствовать разработке лекарств, которые селективно модулируют гены-мишени витамина D с терапевтическим потенциалом для поддержания чувствительности к кальцию в процессе старения.