משק הסידן – הבדלי גרסאות

הסידן חיוני לתפקודים רבים ושונים בגוף האדם כגון מינרליזציה של ה[[עצם]] וה[[שן|שיניים]], פעילותם של [[אנזימים]] כגון [[עמילאז]], תהליכי [[קרישת דם]], תפקודי [[שרירים]] לרבות מנגנון התכווצותם, הפרשת [[הורמונים]], גדילת תאים וחלוקתם, יציבותם של קרומי תא ותהליכים של גירוי עצבי ורבים אחרים. ויסות מאזן הסידן בגוף נעשה על ידי הורמונים שונים, כגון הורמון בלוטת יותרת התריס- [[PTH]], [[קלציטריול]] ו[[קלציטונין]].

רמות הסידן בנוזל החוץ תאי בגוף שמורות ברמה קבועה יחסית בטווח צר שנע בין 1.1 ל-1.3 mM. הגוף שומר על רמות הסידן הללו קבועות יחסית, כאשר ישנם מצבים בהם מאזן הסידן חיובי (ספיגת הסידן בגוף עולה על הפרשתו החוצה) - מצבים כגון תקופות גדילה, [[הריון]], ומצבים בהם מאזן הסידן שלילי- מחלות שונות, [[הנקה]], זקנה.

אצל מבוגר, תכולת הסידן בגוף היא כ-1000 ועד 2000 גרם כאשר למעלה מ-99% מהסידן מצוי בתוך העצם (גבישים של הידרוקסיאפטיט). הסידן בתוך העצם תורם לתפקיד המבני של [[שלד]] האדם.

יתרת הסידן מצויה בנוזל החוץ תאי (לרבות נוזל הדם), בכמות מועטה מאוד, כאשר מחצית ממנו הוא סידן יוני (פעיל ומבוקר), כ- 40כ־40% ממנו קשור לחלבונים בעלי מטען שלילי, וכ- 10וכ־10% מהסידן בנוזל החוץ תאי מצוי בקומפלקסים יחד עם יוני ציטראט, פוספאט, ביקרבונאט ותרכובות אחרות.

בתוך התא, ריכוזו של הסידן מזערי (10-6 M).

הסידן נספג במערכת העיכול, במעי הדק המקורב- ה[[תריסריון]] והמעי הריק. על מנת שתהיה ספיגה בחזרה של סידן לגוף מהמעי, יש צורך בהפרשת חומצה ב[[קיבה]]. במקרים בהם יש בעיה בהפרשת חומצה, כמו במקרה של תת-חומציות בקיבה, ספיגת הסידן לא תהא מיטבית- כך למשל, עם העלייה בגיל, מאחר שהחומציות במעי יורדת, ספיגת הסידן אף היא יורדת. באופן כללי, מתוך 1000 מיליגרם של סידן אשר עוברים במערכת העיכול, רק כ- 200כ־200 מיליגרם נספגים בחזרה בגוף (כ- 350כ־350-400 מיליגרם עוברים מהמעי למערכת הדם, ואולם מערכת הדם "מחזירה" בחזרה כ- 150כ־150-200 מהסידן בחזרה למעי). יתרת 800 המיליגרם אינם נספגים בגוף.

1. מנגנון פארא-צלולרי: במנגנון זה, הסידן נספג לכל אורך המעי הדק והמעי הגס ב'''מרווחים שבין התאים'''. יש לציין, כי אין מדובר בתהליך פשוט של [[דיפוזיה]], היות שבין תאי המעי ישנם קשרים החוסמים דיפוזיה חופשית (tight junction), ולכן מעבר של יוני סידן (וגם מגנזיום) מווסת על ידי חלבונים מסוג claudin.

1. חומרים המשפיעים על ספיגת הסידן: כאשר סידן נלקח ביחד עם תזונה עשירה בפוספטים, בחלבונים או בסיבים תזונתיים ספיגתו בגוף יורדת. מחקרים הראו שכאשר סידן ופוספט מתעכלים ביחד נוצר מלח קשה תמס הנקרא סידן פוספט אשר מוריד את יכולתו של הסידן להיספג הגוף. באותה הצורה חלבונים וסיבים תזונתיים משפיעים לרעה על הספיגה של סידן. על מנת לשפר את הספיגה של הסידן לגוף יש לקחת אותו עם ארוחה דלת חלבונים, סיבים תזונתיים ומוצרי חלב (העשירים בפוספט).

2. מנגנון הספיגה הפארא-צלולרי הוא תלוי ריכוזים ולכן ככל שלוקחים כמות גדולה יותר של סידן בפעם אחת, כך אחוז הספיגה מאותה תוספת יורדת ולכן רופאים ממליצים לפזר את מנת הסידן היומית על פני היום ולא לקחת אותה בפעם אחת במרוכז{{הערה|1=http://www.jbmr.org/details/journalArticle/510123/Dose_dependency_of_calcium_absorption_A_comparison_of_calcium_carbonate_and_calc.html}}.

בנוזל החוץ תאי, כפי שצוין לעיל, קיים מאגר של כ- 1כ־1 עד 2 גרם סידן. מתוכו, כ- 500כ־500 מיליגרם עובר שחלוף מול יוני הסידן שבעצם (כחלק מתהליכי השחלוף בעצם) כך שכמותו בנוזל החוץ תאי אינה משתנה.

ה[[עצם]] היא רקמה דינמית, אשר עוברת תהליכים של הרס ובניה לכל אורך החיים. תהליכים אלו קרויים תהליכי שחלוף, והם מתבצעים על ידי תאים ייחודיים לעצם (אוסטאובלסטים- בוני עצם, אוסטאוקלסטים- מפרקי עצם). המרכיב החוץ תאי של העצם כולל שני מרכיבים- מרכיב אורגני, רובו (90%) עשוי מ[[קולגן]] סוג 1, וכן מחלבונים שונים המשמשים לקשירת סידן, העברת אותות ועוד. המרכיב השני הוא מרכיב מינרלי - בעיקר הידרוקסיאפטיט.

[[אוסטאוקלסט]]ים הם תאים האחראים על תהליך פירוק העצם. אלו הם תאים מרובי גרעינים, הפעילים בתהליך ספיגת העצם, ומקורם מתאי מקרופאגים (נוצרו כתוצאה מהתמזגות תאים מהשורה המונוציטרית- [[מקרופאג]]ית). רוב ההורמונים המשפיעים על תפקוד תאים אלו פועלים עליהם באופן עקיף- כך למשל, על האוסטיאובלסט (תא בונה עצם) קיימים קולטנים אליהם נקשרים חומרים שונים (כגון, PTH, אסטרוגן, קלציטריול), ועל ידי היקשרות זו משפיע האוסטיאובלסט על פעילותו של האוסטיאוקלסט. לעומת זאת, [[קלציטונין]] נקשר ישירות לקולטן ספציפי על האוסטיאוקלסט ומדכא את פעילותו (למעשה, תורם לבניית העצם). האוסטיאוקלסטים נצמדים לחלבוני מצע בשטח העצם, (כגון osteopontin) באמצעות [[אינטגרינים]]- חלבוני קישור. כתוצאה מהקישור נוצרת סביבה המפרידה או ממדרת בין תא האוסטאוקלסט לבין פני העצם- קרום התא הפונה לעצם הופך ל[[קרום מזוגזג]] (ruffled border) ומכיל משאבות פרוטונים ותעלות כלוריד. כתוצאה מפעילות המשאבות והתעלות, יוצא HCl אל האזור המפריד בין התא לבין פני העצם, וגורם להחמצה. הסביבה החומצית ממיסה את מינרל העצם וחושפת את המצע האורגני. במקביל, משחרר האוסטיאוקלסט אנזימים אשר מפרקים את המצע האורגני (כגון, cathepsin K).

תהליך השחלוף: בתהליך זה, העצם נבנית ונהרסת באופן מחזורי. התהליך מתרחש לכל אורך החיים, והוא מתוזמן ומבוקר על ידי תאי עצם הנקראים BMU- basic multicellular unit. תהליך זה מתרחש לצורכי תחזוקה ותיקון נזקים, וכן לצורך אספקת סידן וזרחן בכמויות שיתאימו לשמירת מאזן הסידן והזרחן בגוף (ההומיאוסטזיס).

מחזור השחלוף מתחיל בשלב פעיל של ספיגת (פירוק) עצם (תהליך הנמשך כ-3 שבועות)- על ידי האוסטאוקלסטים, ולאחריו התמיינות של אוסטיאובלסטים (אשר ככל הנראה מושפעת כתוצאה מהשתחררות גורמי צמיחה שונים במהלך פירוק העצם) לתאים בשלים ויצירת עצם חדשה במשך כ- 3כ־3 חודשים. ניתן להבחין באמצעות סמנים ביוכימיים האם מתבצעת ספיגת עצם (נבחין בתוצרי פירוק של קולגן או אנזימים של האוסטיאוקלסט) או האם יש בניית עצם (נבחין בתוצרי ביניים של תהליך יצירת הקולגן או אנזימים של האוסטאובלסט, אוסטיאוקלצין- חלבון רגולטורי).

לכליה יש תפקיד מרכזי בשמירת מאזן קבוע של סידן. באופן כללי, בין 8 ל-10 גרם של סידן יוני או סידן הקשור לאניונים, עובר סינון ב[[גלומרולוס]] שבכליה. כ- 98כ־98% מכמות זו, חוזרת בחזרה לגוף, כך שרק 200 מיליגרם מופרשים בשתן.

תפקוד תקין של תהליכים אלו יבטיח כי מאזן הסידן בגוף יישמר, (1000 מיליגרם בתזונה לעומת הפרשה של 800 מיליגרם ממערכת העיכול (צואה) ו- 200 מיליגרם במערכת השתן).

1. [[אבובית מקורבת]], [[לולאת הנלה]]- באזורים אלו של ה[[נפרון]] ספיגת הסידן מתבצעת באופן סביל. מרבית הספיגה מתבצעת באבובית המקורבת (בין 65%-70%) בצמידות לספיגה של NaCl ומים (מנגנון של solvent drag). בזרוע העולה של לולאת הנלה מתקיימת ספיגה פאסיבית של כ- 20כ־20% נוספים מהסידן, במנגנון של מפל חשמלי: נוצר מפל חיובי בחלל האבובית כתוצאה מפעילותו של הסימפורטר NA-K-2CL וחזרתו של כלוריד לקפילרות. המפל החיובי משפיע על יציאתו של הסידן מתוך התא אל הנוזל הבין תאי (כדי ליצור שוויון במפל הריכוזים החשמלי). בלולאת הנלה ישנה בקרה על ספיגת הסידן, על ידי קיומם של קולטנים רבים ([[CaSR]]) לסידן בצד הבאזו-לטרלי של התא אשר "חשים" את ריכוז הסידן בדם: במידה ויש עלייה ברמת הסידן הנספג, חל עיכוב בפעולתו של הסימפורטר וכך פוחתת הספיגה הטובולרית של הסידן. ספיגת הסידן לאורך חלק זה מתבצעת כאמור באופן סביל, בין התאים (מנגנון פארא-צלולרי), ואולם גם כאן, כמו במעי, ישנם קשרים בין תאיים- tight junction, כך שיש צורך בקיומו של החלבון paracellin 1 (שהוא מאותה משפחה של חלבון ה- claudin אשר קיים במעיים) לצורך מעבר הסידן. מוטציות בחלבון זה גורמות להפרעה בספיגה חזרה של סידן, ול[[יתר סידן בשתן]]- היפרקלציאוריה.

2. [[אבובית מרוחקת]]- ספיגת הסידן באזור זה מתבצעת באופן מבוקר על ידי ההורמון PTH וסידן עצמו. בחלק זה, נספג בחזרה כ- 10כ־10% מהסידן, במנגנון טרנס-צלולרי (תוך תאי). הספיגה היא ספיגה פעילה של סידן, '''כנגד''' מפל ריכוזים ומטענים חשמליים, ופועלת באופן הבא: הסידן נכנס לתאי האבובית על ידי תעלות סידן (ECAC), כשמספר תעלות אלו מווסת על ידי [[קלציטריול]] ועל ידי הסידן עצמו- שני אלו משרים את יצורן של התעלות. ההורמון PTH מקל על פתיחת התעלות למעבר הסידן, והסידן משונע דרך התא כשהוא קשור לחלבון calbindin (כך נמנעת עלייה בריכוז ה'''סידן החופשי''' בתוך התא, היות שהוא קשור לחלבון). גם יצירה של חלבון זה תלויה ב[[קלציטריול]], בדומה למנגנון הספיגה במעי. הסידן יוצא באופן פעיל מהתא כנגד מפל כימי, באמצעות משחלף נתרן/סידן, או על ידי משאבת סידן אקטיביות (תלויות ATP)- ההורמון PTH מעודד את תהליך יצוא הסידן מהתא. גם ב- collecting duct מתבצעת ספיגה של סידן (פחות מ-5%) באופן אקטיבי ובהשפעת ההורמון PTH.

היפרקלצמיה, במיוחד קשה, יכולה לגרום לרפיון שרירים, [[עצירות]], השתנה מוגברת ועוד. במקרים הקשים ביותר יכולה להביא ל[[תרדמת]] ואף למוות.