www.wikidata.uk-ua.nina.az

Кальцій у біології Іони кальцію беруть участь у численних біологічних процесах Значна кількість ферментів використовують

Кальцій у біології

Іони кальцію беруть участь у численних біологічних процесах. Значна кількість ферментів використовують іон кальцію як кофактор, необхідний для виконання їх функцій. У цитоплазмі клітин евкаріот за допомогою іонних насосів у спокої підтримується дуже низька концентрація іонів кальцію, для того щоб у мить надходження кальцієвого сигналу відбулася відповідна йому активація клітини. Іони кальцію необхідні для роботи білків екзоцитозу та ендоцитозу, вивільнення везикул та секреції речовин з клітини назовні. Клітинні рухи, пов'язані з перебудовою цитоскелету та ковзанням міозину й актину відбуваються за обов'язкової участі іонів кальцію. Електричні сигнали, що призводять до деполяризації клітинних мембран, пов'язані з надходженням іонів кальцію до клітини. Іони кальцію є одним з факторів зсідання крові у ссавців та людини.

Іони кальцію також у вигляді нерозчинних солей беруть участь в утворенні жорстких скелетних структур в організмах тварин і рослин. Солі кальцію складають значну частину кісток хребетних тварин та зовнішніх скелетів членистоногих. З солей кальцію складаються мушлі молюсків, одноклітинних форамініфер, радіолярій, нумулітів. Також кальцієві спікули відомі у губок, а зовнішні захисні оболонки коралів є потужними нагромадженнями солей кальцію. Яйця птахів мають товсту кальцієвмісну шкаралупу, котра захищає їх від пересихання. Складові механічної тканини у рослин, які забезпечують пружність стебел та оболонок насіння, також мають високий вміст кальцію.

Живі організми поглинають кальцій із навколишнього середовища. Рослини всмоктують розчинені у ґрунтовій воді йони кальцію та нагромаджують їх у власних тканинах. Поїдаючи рослини, тварини переносять кальцій далі ланцюгом живлення. Живі організми мають особливі фізіологічні механізми для затримання та накопичення кальцію всередині, регуляції його розчинної (іонної) та нерозчинної форм. Так, у ссавців і людини наявні 3 гормони, які прямо впливають на кальцієвий гомеостаз (кальцитріол, кальцитонін, паратгормон), що свідчить про фізіологічну необхідність тонкої регуляції кількості йонів кальцію.

Сполуки кальцію в живих організмах Редагувати

Живі організми споживають кальцій із довкілля та нерівномірно розподіляють його в частинах тіла в різних хімічних формах. Частина кальцію перебуває у вигляді вільних іонів, розчинених у рідинах організму, таких як кров, лімфа або клітинний сік. Інша частина з'єднана з кальцій-зв'язувальними білками. У багатьох організмів кальцій накопичується у вигляді нерозчинних солей. Черепашки молюсків, екзоскелети членистоногих та коралів, спікули вапнякових губок містять велику кількість карбонату кальцію. Кістки та зуби хребетних тварин зберігають кальцій у вигляді гідроксиапатиту кальцію. В клітинах деяких рослин накопичуються кристалічні вкраплення оксалату кальцію[en].

Кальцій в організмі людини і ссавців Редагувати

Тіло середньої людини вагою близько 70 кг містить 1,1 кг кальцію, 99 % якого розташовується у кістках у вигляді гідоксилапатиту. Залишковий 1 % міститься у крові, міжклітинній рідині та всередині клітин. Концентрація кальцію в крові складає 9,2-10,4 г/л. 45 % цієї кількості — вільний іонізований кальцій, решта — перебуває у зв'язаному з білками плазми крові стані.

Кальцієва сигналізація Редагувати

В цитоплазмі клітини підтримується низький рівень вільних іонів кальцію, через це вхід цих іонів до цитоплазми з міжклітинного простору або з внутрішньоклітинних кальцієвих депо є потрібним для активації кальцій-залежних білків. Іони кальцію (нарівні з молекулами цАМФ, цГТФ, інозитолтрифосфату і діацилгліцеролу) є найважливішим вторинним месенджером, який передає зовнішні сигнали від рецептора на мембрані до інших клітинних структур.

Залежні від кальцію процеси Редагувати

Екзоцитоз Редагувати

Екзоцитоз - це процес вивільнення вмісту внутрішньоклітинних везикул назовні клітини. За допомогою екзоцитозу виділяються нейромедіатори у синаптичну щілину, молекули гормонів у кров, інші речовини до міжклітинного простору, секрети деяких екзокринних залоз. Сигналом для запуску механізму екзоцитозу є підвищення концентрації іонів кальцію у цитоплазмі клітини, найчастіше через вхід його через кальцієві канали.

Скорочення м'язів Редагувати

Для скорочення м'язових фібрил необхідно зв'язування іонів кальцію з активним центром тропоніну-C. Утворений комплекс взаємодіє з тропоміозином, що дозволяє відкрити активні центри актину, з якими може зв'язатися голівка міозину.

Кальцієвий гомеостаз організму ссавців Редагувати

Рівень іонізованого кальцію (Ca2+) у плазмі крові, дуже жорстко контролюється кількома гомеостатичними механізмами. Один з них працює завдяки кальцій-чутливим рецепторам, що наявні в головних клітинах паращитоподібних залоз. Регуляторами другого, є

Гомеостаз кальцію

парафолікулярні клітини щитоподібної залози. Головні клітини паращитоподібної залози виділяють паратиреоїдний гормон (ПТГ) у відповідь на зниження рівня іонізованого кальцію у плазмі; парафолікулярні клітини щитоподібної залози вивільняють кальцитонін у відповідь на підвищення рівня йонізованого кальцію у плазмі.

Ефекторними органами першого гомеостатичного механізму, є кістки, нирки і, через гормон, що вивільняється у кров нирками як відповідь на високий рівень ПТГ в крові, дванадцятипала та порожня кишка. Паратгормон (у високій концентрації в крові) викликає резорбцію кісток, вивільняючи кальцій у плазму. Це дуже швидка дія, яка може виправити загрозливу гіпокальціємію за кілька хвилин. Високі концентрації ПТГ викликають виведення фосфат-іонів із сечею. Оскільки фосфати з’єднуються з іонами кальцію з утворенням нерозчинних солей (див. також кістковий мінерал), зниження рівня фосфатів у крові вивільняє вільні іони кальцію в плазмовий іонізований пул кальцію. ПТГ має другу дію на нирки. Він заохочує вироблення та виділення нирками кальцитріолу у кров. Цей стероїдний гормон діє на епітеліальні клітини верхніх відділів тонкої кишки, збільшуючи їх здатність поглинати кальцій із вмісту кишківника в кров.

Другий гомеостатичний механізм з його рецептором у щитоподібній залозі вивільняє кальцитонін у кров, коли концентрація іонізованого кальцію в крові підвищується. Цей гормон діє насамперед на кістки, викликаючи швидке видалення кальцію з крові й накопичення його в нерозчинній формі в кістках.

Два гомеостатичних механізми, що працюють через ПТГ, з одного боку, і кальцитонін, з іншого, можуть дуже швидко відновити рівень іонізованого кальцію в плазмі, або видаляючи кальцій з крові та відкладаючи його в кістках, або вивільнюючи кальцій зі скелету. Кістяк діє як надзвичайно велике депо кальцію (близько 1 кг) порівняно з запасом кальцію у плазмі (близько 180 мг). Довгострокова регуляція відбувається завдяки всмоктуванню або вивільненню кальцію з кишківника.

Іншим прикладом, є найбільш добре досліджені ендоканабіноїди, такі як анандамід (N-арахідоноїлетаноламід; AEA) і 2-арахідоноїлгліцерол (2-AG), синтез яких відбувається під дією низки внутрішньоклітинних ферментів, котрі активуються у відповідь на підвищення рівня внутрішньоклітинного кальцію щоби запровадити гомеостаз і попередити розвиток пухлини за допомогою передбачуваних захисних механізмів, які запобігають росту та міграції клітин шляхом збудження CB1 та/або CB2 та прилеглих рецепторів.

Джерела та література Редагувати

  1. Saladin, Kenneth S.; Miller, L. (2004). 7. Bone Tissue. Anatomy&Physiology: The Unity of Form and Function (вид. 3). New York: The McGraw-Hill Companies, Inc. с. 230-238. ISBN 0-07-242903-8. 
  2. Saladin, Kenneth S.; Miller, L. (2004). 3. Cellular Form and Function. Anatomy&Physiology: The Unity of Form and Function (вид. 3). New York: The McGraw-Hill Companies, Inc. с. 102. ISBN 0-07-242903-8. 
  3. . health-ua.com (ua). Архів оригіналу за 3 листопада 2021. Процитовано 3 листопада 2021. 
  4. Brini, Marisa; Ottolini, Denis; Calì, Tito; Carafoli, Ernesto (2013). Calcium in Health and Disease. Metal Ions in Life Sciences. Dordrecht: Springer Netherlands. с. 81–137. 
  5. . www.mif-ua.com. Архів оригіналу за 3 листопада 2021. Процитовано 3 листопада 2021. 
  6. Stryer, Lubert (1995). (вид. 4th ed). New York: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-2009-4. OCLC 30893133. Архів оригіналу за 9 грудня 2019. Процитовано 3 листопада 2021. 
  7. Felsenfeld, A. J.; Levine, B. S. (1 квітня 2015). . Clinical Kidney Journal (англ.) 8 (2). с. 180–187. ISSN 2048-8505. doi:10.1093/ckj/sfv011. Архів оригіналу за 13 січня 2022. Процитовано 3 листопада 2021. 
  8. Ayakannu, Thangesweran; Taylor, Anthony H.; Marczylo, Timothy H.; Willets, Jonathon M.; Konje, Justin C. (2013). . International Journal of Endocrinology 2013. с. 259676. ISSN 1687-8337. PMC 3863507. PMID 24369462. doi:10.1155/2013/259676. Архів оригіналу за 10 квітня 2021. Процитовано 3 листопада 2021. 
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Ioni kalciyu berut uchast u chislennih biologichnih procesah Znachna kilkist fermentiv vikoristovuyut ion kalciyu yak kofaktor neobhidnij dlya vikonannya yih funkcij U citoplazmi klitin evkariot za dopomogoyu ionnih nasosiv u spokoyi pidtrimuyetsya duzhe nizka koncentraciya ioniv kalciyu dlya togo shob u mit nadhodzhennya kalciyevogo signalu vidbulasya vidpovidna jomu aktivaciya klitini Ioni kalciyu neobhidni dlya roboti bilkiv ekzocitozu ta endocitozu vivilnennya vezikul ta sekreciyi rechovin z klitini nazovni Klitinni ruhi pov yazani z perebudovoyu citoskeletu ta kovzannyam miozinu j aktinu vidbuvayutsya za obov yazkovoyi uchasti ioniv kalciyu Elektrichni signali sho prizvodyat do depolyarizaciyi klitinnih membran pov yazani z nadhodzhennyam ioniv kalciyu do klitini Ioni kalciyu ye odnim z faktoriv zsidannya krovi u ssavciv ta lyudini Ioni kalciyu takozh u viglyadi nerozchinnih solej berut uchast v utvorenni zhorstkih skeletnih struktur v organizmah tvarin i roslin Soli kalciyu skladayut znachnu chastinu kistok hrebetnih tvarin ta zovnishnih skeletiv chlenistonogih Z solej kalciyu skladayutsya mushli molyuskiv odnoklitinnih foraminifer radiolyarij numulitiv Takozh kalciyevi spikuli vidomi u gubok a zovnishni zahisni obolonki koraliv ye potuzhnimi nagromadzhennyami solej kalciyu Yajcya ptahiv mayut tovstu kalciyevmisnu shkaralupu kotra zahishaye yih vid peresihannya Skladovi mehanichnoyi tkanini u roslin yaki zabezpechuyut pruzhnist stebel ta obolonok nasinnya takozh mayut visokij vmist kalciyu Zhivi organizmi poglinayut kalcij iz navkolishnogo seredovisha Roslini vsmoktuyut rozchineni u gruntovij vodi joni kalciyu ta nagromadzhuyut yih u vlasnih tkaninah Poyidayuchi roslini tvarini perenosyat kalcij dali lancyugom zhivlennya Zhivi organizmi mayut osoblivi fiziologichni mehanizmi dlya zatrimannya ta nakopichennya kalciyu vseredini regulyaciyi jogo rozchinnoyi ionnoyi ta nerozchinnoyi form Tak u ssavciv i lyudini nayavni 3 gormoni yaki pryamo vplivayut na kalciyevij gomeostaz kalcitriol kalcitonin paratgormon sho svidchit pro fiziologichnu neobhidnist tonkoyi regulyaciyi kilkosti joniv kalciyu Zmist 1 Spoluki kalciyu v zhivih organizmah 1 1 Kalcij v organizmi lyudini i ssavciv 2 Kalciyeva signalizaciya 3 Zalezhni vid kalciyu procesi 3 1 Ekzocitoz 3 2 Skorochennya m yaziv 4 Kalciyevij gomeostaz organizmu ssavciv 5 Dzherela ta literaturaSpoluki kalciyu v zhivih organizmah RedaguvatiZhivi organizmi spozhivayut kalcij iz dovkillya ta nerivnomirno rozpodilyayut jogo v chastinah tila v riznih himichnih formah Chastina kalciyu perebuvaye u viglyadi vilnih ioniv rozchinenih u ridinah organizmu takih yak krov limfa abo klitinnij sik Insha chastina z yednana z kalcij zv yazuvalnimi bilkami U bagatoh organizmiv kalcij nakopichuyetsya u viglyadi nerozchinnih solej Cherepashki molyuskiv ekzoskeleti chlenistonogih ta koraliv spikuli vapnyakovih gubok mistyat veliku kilkist karbonatu kalciyu Kistki ta zubi hrebetnih tvarin zberigayut kalcij u viglyadi gidroksiapatitu kalciyu V klitinah deyakih roslin nakopichuyutsya kristalichni vkraplennya oksalatu kalciyu en Kalcij v organizmi lyudini i ssavciv Redaguvati Tilo serednoyi lyudini vagoyu blizko 70 kg mistit 1 1 kg kalciyu 99 yakogo roztashovuyetsya u kistkah u viglyadi gidoksilapatitu Zalishkovij 1 mistitsya u krovi mizhklitinnij ridini ta vseredini klitin Koncentraciya kalciyu v krovi skladaye 9 2 10 4 g l 45 ciyeyi kilkosti vilnij ionizovanij kalcij reshta perebuvaye u zv yazanomu z bilkami plazmi krovi stani 1 Kalciyeva signalizaciya RedaguvatiDokladnishe Kalciyeva signalizaciyaV citoplazmi klitini pidtrimuyetsya nizkij riven vilnih ioniv kalciyu cherez ce vhid cih ioniv do citoplazmi z mizhklitinnogo prostoru abo z vnutrishnoklitinnih kalciyevih depo ye potribnim dlya aktivaciyi kalcij zalezhnih bilkiv Ioni kalciyu narivni z molekulami cAMF cGTF inozitoltrifosfatu i diacilglicerolu ye najvazhlivishim vtorinnim mesendzherom yakij peredaye zovnishni signali vid receptora na membrani do inshih klitinnih struktur 2 Zalezhni vid kalciyu procesi RedaguvatiEkzocitoz Redaguvati Dokladnishe EkzocitozEkzocitoz ce proces vivilnennya vmistu vnutrishnoklitinnih vezikul nazovni klitini Za dopomogoyu ekzocitozu vidilyayutsya nejromediatori u sinaptichnu shilinu molekuli gormoniv u krov inshi rechovini do mizhklitinnogo prostoru sekreti deyakih ekzokrinnih zaloz Signalom dlya zapusku mehanizmu ekzocitozu ye pidvishennya koncentraciyi ioniv kalciyu u citoplazmi klitini najchastishe cherez vhid jogo cherez kalciyevi kanali Skorochennya m yaziv Redaguvati Dlya skorochennya m yazovih fibril neobhidno zv yazuvannya ioniv kalciyu z aktivnim centrom troponinu C Utvorenij kompleks vzayemodiye z tropomiozinom sho dozvolyaye vidkriti aktivni centri aktinu z yakimi mozhe zv yazatisya golivka miozinu Kalciyevij gomeostaz organizmu ssavciv RedaguvatiRiven ionizovanogo kalciyu Ca2 u plazmi krovi 3 duzhe zhorstko kontrolyuyetsya kilkoma gomeostatichnimi mehanizmami 4 Odin z nih pracyuye zavdyaki kalcij chutlivim receptoram sho nayavni v golovnih klitinah parashitopodibnih zaloz Regulyatorami drugogo ye nbsp Gomeostaz kalciyu 5 parafolikulyarni klitini shitopodibnoyi zalozi Golovni klitini parashitopodibnoyi zalozi vidilyayut paratireoyidnij gormon PTG u vidpovid na znizhennya rivnya ionizovanogo kalciyu u plazmi parafolikulyarni klitini shitopodibnoyi zalozi vivilnyayut kalcitonin u vidpovid na pidvishennya rivnya jonizovanogo kalciyu u plazmi Efektornimi organami pershogo gomeostatichnogo mehanizmu ye kistki nirki i cherez gormon sho vivilnyayetsya u krov nirkami yak vidpovid na visokij riven PTG v krovi dvanadcyatipala ta porozhnya kishka Paratgormon u visokij koncentraciyi v krovi viklikaye rezorbciyu kistok vivilnyayuchi kalcij u plazmu Ce duzhe shvidka diya yaka mozhe vipraviti zagrozlivu gipokalciyemiyu za kilka hvilin Visoki koncentraciyi PTG viklikayut vivedennya fosfat ioniv iz secheyu Oskilki fosfati z yednuyutsya z ionami kalciyu z utvorennyam nerozchinnih solej div takozh kistkovij mineral znizhennya rivnya fosfativ u krovi vivilnyaye vilni ioni kalciyu v plazmovij ionizovanij pul kalciyu PTG maye drugu diyu na nirki Vin zaohochuye viroblennya ta vidilennya nirkami kalcitriolu u krov Cej steroyidnij gormon diye na epitelialni klitini verhnih viddiliv tonkoyi kishki zbilshuyuchi yih zdatnist poglinati kalcij iz vmistu kishkivnika v krov 6 Drugij gomeostatichnij mehanizm z jogo receptorom u shitopodibnij zalozi vivilnyaye kalcitonin u krov koli koncentraciya ionizovanogo kalciyu v krovi pidvishuyetsya Cej gormon diye nasampered na kistki viklikayuchi shvidke vidalennya kalciyu z krovi j nakopichennya jogo v nerozchinnij formi v kistkah 7 Dva gomeostatichnih mehanizmi sho pracyuyut cherez PTG z odnogo boku i kalcitonin z inshogo mozhut duzhe shvidko vidnoviti riven ionizovanogo kalciyu v plazmi abo vidalyayuchi kalcij z krovi ta vidkladayuchi jogo v kistkah abo vivilnyuyuchi kalcij zi skeletu Kistyak diye yak nadzvichajno velike depo kalciyu blizko 1 kg porivnyano z zapasom kalciyu u plazmi blizko 180 mg Dovgostrokova regulyaciya vidbuvayetsya zavdyaki vsmoktuvannyu abo vivilnennyu kalciyu z kishkivnika Inshim prikladom ye najbilsh dobre doslidzheni endokanabinoyidi taki yak anandamid N arahidonoyiletanolamid AEA i 2 arahidonoyilglicerol 2 AG sintez yakih vidbuvayetsya pid diyeyu nizki vnutrishnoklitinnih fermentiv kotri aktivuyutsya u vidpovid na pidvishennya rivnya vnutrishnoklitinnogo kalciyu shobi zaprovaditi gomeostaz i poperediti rozvitok puhlini za dopomogoyu peredbachuvanih zahisnih mehanizmiv yaki zapobigayut rostu ta migraciyi klitin shlyahom zbudzhennya CB1 ta abo CB2 ta prileglih receptoriv 8 Dzherela ta literatura RedaguvatiShevchuk V G Moroz V M Byelan S M Gzhegockij M R Joltuhivskij M V 2015 Rol gormoniv u regulyaciyi kalciyevogo gomeostazu Fiziologiya vid 2 ge Vinnicya Nova Kniga s 162 ISBN 9789663825328 Saladin Kenneth S Miller L 2004 7 Bone Tissue Anatomy amp Physiology The Unity of Form and Function vid 3 New York The McGraw Hill Companies Inc s 230 238 ISBN 0 07 242903 8 Saladin Kenneth S Miller L 2004 3 Cellular Form and Function Anatomy amp Physiology The Unity of Form and Function vid 3 New York The McGraw Hill Companies Inc s 102 ISBN 0 07 242903 8 Subklinichna gipokalciyemiya ta yiyi vpliv na formuvannya zdorov ya ditej shkilnogo viku health ua com ua Arhiv originalu za 3 listopada 2021 Procitovano 3 listopada 2021 Brini Marisa Ottolini Denis Cali Tito Carafoli Ernesto 2013 Calcium in Health and Disease Metal Ions in Life Sciences Dordrecht Springer Netherlands s 81 137 Osoblivosti kalciyevogo gomeostazu v ditej shkilnogo viku Internet izdanie Novosti mediciny i farmacii www mif ua com Arhiv originalu za 3 listopada 2021 Procitovano 3 listopada 2021 Stryer Lubert 1995 Biochemistry vid 4th ed New York W H Freeman ISBN 0 7167 2009 4 OCLC 30893133 Arhiv originalu za 9 grudnya 2019 Procitovano 3 listopada 2021 Felsenfeld A J Levine B S 1 kvitnya 2015 Calcitonin the forgotten hormone does it deserve to be forgotten Clinical Kidney Journal angl 8 2 s 180 187 ISSN 2048 8505 doi 10 1093 ckj sfv011 Arhiv originalu za 13 sichnya 2022 Procitovano 3 listopada 2021 Ayakannu Thangesweran Taylor Anthony H Marczylo Timothy H Willets Jonathon M Konje Justin C 2013 The Endocannabinoid System and Sex Steroid Hormone Dependent Cancers International Journal of Endocrinology 2013 s 259676 ISSN 1687 8337 PMC 3863507 PMID 24369462 doi 10 1155 2013 259676 Arhiv originalu za 10 kvitnya 2021 Procitovano 3 listopada 2021 Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Kalcij u biologiyi amp oldid 38736113