Wapń jest pierwiastkiem, który odpowiedzialny jest za twardość i wytrzymałości naszych kości i zębów. Pierwiastek ten stanowi mniej więcej 2 % masy naszego ciała. Przeważająca większość wapnia jest skumulowana w kościach ( 99 % ), natomiast jego wymienialna postać tzn. wodorofosforany wapnia stanowi jedynie jeden procent całej jego zawartości.
W osoczu wapń występuje w stężeniu 2,5mmol/ l. Ponad połowa całego wapnia związana jest z białkami występującymi w osoczu. Pozostała jego część występuje w postaci kompleksowej ( 6% ) i zjonizowanej → Ca 2+ ( 48 % ). Wapń kompleksowy i zjonizowany jest frakcją dyfundującą .
Aby poziom wapnia w organizmie był utrzymany na odpowiednim poziomie, wymagana jest obecność pewnych mechanizmów hormonalnych. Za regulację poziomu wapnia w osoczu odpowiadają dwa hormony : parahormon ( wytwarzany w przytarczycach ) oraz kalcytonina
( syntetyzowana w komórkach tarczycy ). Oprócz tego duże znacznie w regulacji ma witamina D wytwarzana w nerkach oraz bufor wapniowy zlokalizowany w kościach .
Niedobór wapnia w organizmie powoduje kruchość i łamliwość kości. Znaczny niedobór tego pierwiastka w krwi prowadzi do schorzenia zwanego tężyczką. Tężyczka związana jest z podwyższonym stężeniem fosforanów w osoczu, ponieważ jest zaburzone jego wydalanie. Tężyczka objawia się również zwiększoną pobudliwością mięśni , dochodzi do ich drżenia i nietypowych skurczów. W komórkach mięśniowych spada poziom fosfokreatyny. Tężyczka może prowadzić do śmierci przez uduszenie, ponieważ dochodzi do skurczu mięsni układu oddechowego.
Parathormon jest białkiem , który pierwotnie powstaje w formie nieaktywnej, czyli prohormonu. Impulsem do jego syntezy w przytarczycach jest spadek ilości wapnia w osoczu i spadek zawartości jonów magnezowych.
Głównymi tkankami na które działa parathormon jest tkanka kostna i nerki.
Wynikiem działania parathormonu jest ograniczenie wydalania wapnia w nerkach a zwiększone wydalanie fosforanów. Wzrost ilości wapnia w krwi jest wywoływany również wydzielaniem tego pierwiastka z kości oraz zwiększenia jego resorpcji w nerkach. ( w cewkach dystalnych ). Spadek ilości fosforanów w osoczu związany jest ze zmieszczeniem zwrotnej resorpcji tego związku w cewkach proksymalnych nerek.
Parathormon powoduje także zwiększenie ilości fosfatazy zasadowej.
Zasad wydzielania wapnia z kości.
W wyniku działania parathormonu na komórki kości następuje wzrost aktywności osteoklastów. Wydzielanie wapnia z tych komórek związane jest z tym, że ilość osteoklastów wzrasta. Wzrost ten jest możliwy dzięki zahamowaniu procesów przekształcania się osteoklastów w innego rodzaju komórki, czyli osteoblastów.
Tkanka kostna poddana dłuższym działaniu parathormonu wykazuje wzmożona aktywność pozostałych komórek , czyli osteoblastów.
Hormon ten łącząc się z błona komórki docelowej wywołuje wzrost poziomu cyklazy adenylanowej ( cAMP ) , czego efektem jest zwiększenie stężenia kolagenazy ( enzymów ) oraz kwasów : mlekowego , cytrynowego i węglowego. Związki te wywołują procesy kościogubne, dziewiczemu z tanki kostnej uwalniany jest wapń.
Przy nadmiernym działaniu parathormonu może dojść do zwapnienia nerek, kamicy nerkowej, hipofosfatemii ( czyli nadmiernego gromadzenia się fosforanów we krwi ) lub hiperkalcemii ( nadmiaru wapnia w osoczu ).
Parathormon odpowiedzialny jest także za produkcję witaminy D3 poprzez regulację enzymu zaangażowanego w syntezę tej witaminy.
Witamina D3 uczestniczy w pobieraniu wapnia przez komórki jelitowe. Witamina ta powstaje z witaminy D wytwarzanej w skórze. Witamina D przekształca się w witaminę D3 pod wpływem promieniowania UV. Witamina ta przechodzi ciąg przemian w wątrobie , co prowadzi do wytworzenia jej dwóch form różniących się aktywnością .
Przy dużej zawartości wapnia w osoczu nie następuje przekształcanie się witaminy w wątrobie, w związku z czym nie ma wzmożonej resorpcji wapnia w jelitach.
Kalcytonina jest również hormonem białkowym , który wytwarzany jest w formie prohormonu w komórkach tarczycy. Syntezę kalcytoniny w tarczycy inicjuje podwyższony poziom wapnia w osoczu. Natomiast spadek stężenia tego pierwiastka wyhamowuje działanie tego hormonu. Kalcytonina działając na tkankę kostna powoduje przekształcenie się komórek pierwotnych w osteoblasty , hamuje także powstawanie osteoklastów z osteoblastów. Hormon ten inhibuje także działanie enzymu odpowiedzialnego za przekształcanie się witaminy D w witaminę D3. Kalcytonina powoduje zwiększenie wydalania w nerkach jonów : wapnia , chloru, sodu , magnezu i fosforu .
Kalcytonina działa antagonistycznie w stosunku do parathormonu.
