Всасывание и выделение кальция

Кальций присутствует в нашем ежедневном рационе. Около 40% от общего количества солей кальция (карбонаты, фосфаты и др.), поступающих в организм с едой, всасывается в кишечнике. За  их всасывание отвечает начальный отдел двенадцатиперстной кишки.

Процесс абсорбции происходит против градиента концентрации и требует затраты энергии энтероцитов (эпителия кишечника). Регуляцию этого процесса осуществляет кальцитриол (активная форма витамина D), который стимулирует синтез и транспорт белков-переносчиков кальция.

За сутки из организма человека со стулом выделяется примерно 400 мг Ca, с мочой - 100 мг. Именно наличие кальция в моче, его повышенная концентрация являются объектом исследования при пробе Сулковича.

Что увеличивает всасывание кальция?
Витамин DАктивная форма витамина D (кальцитриол) в организме стимулирует синтез белка-переносчика кальция в клетках эпителия кишечника
Паратиреоидный гормон (гормон паращитовидных желез)Повышение уровня данного гормона в крови приводит к усилению синтеза активной формы витамина D (усиление активности 1a-гидроксилазы в почках) и повышению всасывания микроэлемента
КислотностьПонижение кислотности приводит к усилению всасывания солей кальция, так как происходит повышение их растворимости. В щелочной среде происходит снижение абсорбции, так как образуется нерастворимая соль
Диета, богатая белкамиПри снижении уровня белков в ежедневном рационе происходит снижение абсорбции
АминокислотыНекоторые аминокислоты (лизин, аргинин) повышают всасывание кальция за счет повышения растворимости его солей
Сахара и органические кислотыОрганические кислоты, продуцируемые микрофлорой кишечника во время ферментации сахаров, повышают растворимость солей кальция и повышают их абсорбцию
Что уменьшает всасывание кальция?
Фитиновая кислотаФитиновая кислота содержится в злаковых культурах, при взаимодействии с кальцием формирует нерастворимые соли, снижая всасывание минерала
ОксалатыОксалаты присутствуют в листовых овощах
Пищевые волокна (клетчатка)Избыток пищевых волокон в рационе приводит к снижению всасывания кальция в кишечнике и повышению его выделения со стулом
Повышение потребления фосфатов, магния
Прием глюкокортикоидов (стероиды)Прием глюкокортикоидов сопровождается снижением транспорта кальция в клетки эпителия кишки
Таблица 1 – Факторы, влияющие на всасывание кальция

После всасывания в кишечнике ионы кальция попадают в плазму крови. В составе плазмы они находятся в трех равновесных состояниях: свободном, связанном с белками и связанном с анионами.

  1. 1Половина кальция крови находится в свободном, ионизированном виде. Именно ионизированная форма является метаболически активной и отвечает за поддержание нормального функционального состояния нервных волокон, проницаемость мембран клеток, сокращение мускулатуры и секрецию гормонов.
  2. 240% от общего количества находится в ассоциированном с протеинами состоянии (наиболее часто в связи с альбумином).
  3. 310% связано с анионами плазмы (бикарбонат, фосфат, лактат, цитрат).
ВозрастМужской пол, мг/длЖенский пол, мг/дл
1-14 лет9.6 – 10.69.6 – 10.6
15-16 лет9.5 – 10.59.1 – 10.3
17-18 лет9.5 – 10.49.1 – 10.3
19-21 лет9.3 – 10.38.9 – 10.1
22 и старше8.9 – 10.18.9 – 10.1
Таблица 2 – Уровень кальция в плазме крови в зависимости от возраста

Основные функции микроэлемента в организме:

  1. 1Развитие костной ткани (скелет, зубы). Для нормального формирования скелета требуется огромное количество микроэлемента.
  2. 2Кости  также являются резервуаром кальция. За минерализацию костей отвечают клетки остеобласты, а за резорбцию – остеокласты, которые приводят к вымыванию солей микроэлемента из скелета.
  3. 3Возбуждение и сокращение миоцитов (клетки мышечной ткани). Ионы Ca, взаимодействуя с тропонином, запускают сокращение миоцита. Они же снижают возбудимость скелетной мускулатуры (при понижении уровня Са в крови могут развиваться судороги).
  4. 4Проведение нервного импульса.
  5. 5Микроэлемент является одним из ключевых звеньев системы свертывания крови.
  6. 6Минерал необходим для выделения гормонов (инсулин, паратиреоидный гормон, кальцитонин, вазопрессин) из клеток эндокринных желез.
  7. 7Активация ферментов поджелудочной железы, системы свертывания крови, ренина (фермента, отвечающего за регуляцию артериального давления).

Как кальций попадает в мочу?

Основная структурная единица почки – нефрон, который состоит из сети канальцев, густо оплетенных капиллярной сетью. Каждая из почек имеет более одного миллиона нефронов. Попадание кальция в первичную мочу осуществляется при фильтрации плазмы крови в почечном клубочке.

Из просвета канальцев нефрона в окружающие капилляры происходит обратное всасывание необходимых организму питательных веществ и микроэлементов, в том числе Ca. Так образуется вторичная моча, которую человек выделяет при мочеиспускании.

Повышение уровня Ca в плазме крови сопровождается повышением его концентрации и в первичной моче. Максимальный порог концентрации микроэлемента в плазме, при котором будет происходить его полное обратное всасывание из первичной мочи в канальцах нефрона – 7.5 – 9.0 мг/дл.

Следовательно, если в плазме содержится несколько большая концентрация Са (нормой считается уровень не выше 10-10.5 мг/дл), то во вторичной моче обнаруживаются его соли. Превышение физиологического порога приводит к выраженному росту концентрации микроэлемента в выделяемой моче.

Зачем нужна проба Сулковича?

Проба Сулковича показывает повышенный или пониженный уровень солей кальция в моче. С целью их обнаружения к полученной от пациента порции мочи добавляется специальный реагент Сулковича, который содержит щавелевую кислоту.

При взаимодействии с ионами Ca2+ щавелевая кислота приводит к их осаждению, полученная проба мутнеет. Далее производится визуальная оценка степени помутнения пробы и выставляется соответствующее обозначение от «-» - отсутствие помутнения до «++++» - крайне выраженное помутнение.

Нужно понимать, что положительный результат еще не указывает на наличие заболевания (нормой считается результат до «++» включительно) и наблюдается у здоровых людей. Однако, образование выраженного осадка, как правило, свидетельствует о наличии дисбаланса в обмене микроэлемента.

Показания к исследованию

  1. 1Симптомы гипокальциемии (наличие мышечных спазмов и судорог, парестезий, онемений в конечностях, повышенной утомляемости).
  2. 2Симптомы гиперкальциемии (слабость, тошнота, рвота, увеличение диуреза, перебои в работе сердца, аритмии, запоры).
  3. 3Анализ мочи по Сулковичу также делается для подтверждения диагноза мочекаменной болезни.
  4. 4Мониторинг пациентов, находящихся на терапии витамином D и препаратами кальция. Повышенный уровень микроэлемента по результатам пробы позволяет корректировать дозировки препаратов (в педиатрической практике - это контроль лечения рахита у детей).
  5. 5Обследование пациентов с заболеваниями, сопровождающимися повышением/снижением уровня Са в крови.

Отрицательный результат анализа

Отрицательный результат может быть у здорового человека, когда уровень микроэлемента в плазме крови не превышает порогового значения реабсорбции в плазме крови.

Для более точной диагностики нередко требуется определение суточной экскреции кальция с мочой. При гипокальциемии (понижении уровня Са в плазме) результат пробы может быть отрицательным.

ПатологияКомментарии
Гипокальциемия
Гипопаратиреоидизм, гипотиреоидизмСнижение уровня гормонов паращитовидных и щитовидной желез.
Мальабсорбция (понижение всасывательной способности кишечника)Мальабсорбция может сопровождать ряд патологических состояний: целиакия, болезнь Крона, синдром короткой кишки и др.
Злокачественные новообразования костной ткани
Острый нефритСнижение синтеза витамина D в почках.
ОстеомаляцияРазвитие остеомаляции происходит на фоне гиповитаминоза D.
РахитРазвитие рахита у ребенка происходит на фоне гиповитаминоза D.
Гиповитаминоз D
Таблица 3 - Когда снижается уровень кальция в моче?

Положительный результат - хорошо или плохо?

РезультатЗначение
+Вариант нормы
++
+++Повышение уровня кальция в моче, свидетельствующе о повышении уровня элемента в плазме крови (гипервитаминоз D, длительная иммобилизация и др.) или о снижении его реабсорбции в канальцах нефрона при повреждении почек (сахарный диабет, синдром Фанкони и др.).
++++
Таблица 4 - Расшифровка результатов анализа мочи по Сулковичу

Повышение содержания кальция в моче (+++/++++) может наблюдаться в следующих ситуациях (см. таблицу 5). У детей чаще всего такой результат наблюдается при превышении профилактических доз витамина D или в период лечения рахита.

ЗаболеваниеКомментарии
АкромегалияНарушение метаболизма витамина D
Сахарный диабетДиабетическая нефропатия как основная причина потерь
Синдром ФанкониВрожденное/приобретенное повреждение канальцев нефронов
Избыток глюкокортикоидов
Интоксикация витамином DПовышенное употребление витамина D сопровождается усилением метаболизма кальция. У детей гипервитаминоз витамина D может наблюдаться при превышении профилактических доз или во время лечения рахита
ОстеопорозДеструкция костной ткани
Лейкемия, лимфома, миелома, метастазы опухолей в костную тканьВымывание кальция из костной ткани
Камни почек
Длительная иммобилизацияДеструкция костной ткани
Гиперпаратиреоидизм, гипертиреоидизм (тиреотоксикоз)
Болезнь ВильсонаПовреждение паренхимы почек и снижение реабсорбции кальция
Таблица 5 - Когда повышается уровень кальция в моче?

Подготовка к анализу

Накануне анализа (за 3 дня) нужно исключить из рациона продукты питания с высоким содержанием кальция (молоко и молочные продукты, листовые овощи и зелень, орехи, сою, яйца, рыбу).

Пациенту нужно немного понизить уровень белка в рационе, исключить алкоголь, напитки, имеющие в составе кофеин, отказаться от приема биодобавок и витаминов.

  1. 1Прием некоторых лекарств может отразиться на точности исследования (см. таблицу 5). Необходимо сообщить лечащему врачу обо всех принимаемых препаратах и узнать о возможности временной их отмены.
  2. 2В день проведения пробы Сулковича собирается утренняя порция мочи до приема пищи.
  3. 3Сбор средней порции мочи объемом 50 мл осуществляется в стерильный контейнер. Контейнер закрывается и доставляется в лабораторию для исследования. Как собрать мочу у ребенка, можно читать в другой нашей статье (перейдите по внутренней ссылке).
Препараты, повышающие уровень кальция в мочеПрепараты, понижающие уровень кальция в моче
• Ацетазоламид
• Хлорид аммония
• Аспарагиназа
• Кальцитонин
• Кальцитриол (активная форма витамина D)
• Кортикостероиды
• Диуретики на начальном этапе приема
• Эргокальциферол
• Этакриновая кислота
• Маннитол
• Мерсалил
• Витамин D
• Паратиреоидный гормон
• Триамтерен
• Ангиотензин
• Кальцитонин
• Хронический прием диуретиков
• Литий
• Неомицин
• Пероральные контрацептивы
• Спиронолактон
Таблица 6 – Список препаратов, влияющих на кальциевый обмен

После получения результатов анализа необходимо обратиться за их окончательной расшифровкой и разъяснением к лечащему врачу, назначившему данную пробу.

Отрицательный результат, а также резко положительный (+++/++++) могут потребовать дальнейшего обследования пациента или корректировки доза витамина D при рахите у ребенка.