Диагностика нарушений кальций – фосфорного обмена веществ.

Финогенов А.Ю., кандидат ветеринарных наук, зав. отделом бактериальных инфекций РУП «Институт экспериментальной ветеринарии им. С.Н. Вышелесского»

Финогенова Е.Г., кандидат ветеринарных наук, ведущий научный сотрудник РУП «Институт экспериментальной ветеринарии им. С.Н. Вышелесского»

 

Введение

По последним данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), состояние здоровья лишь на 15% зависит от организации врачебной службы, на столько же - от генетических особенностей, а на 70% - от образа жизни и питания. Сегодня не вызывает сомнения, что полноценное питание определяется не только энергетической ценностью пищи, сбалансированностью рациона по белкам, жирам и углеводам, но и обеспеченностью витаминами, микроэлементами и минералами. Витаминодефицитные состояния сегодня рассматриваются Всемирной организацией здравоохранения в том числе как проблема голодания.

Недостаток таких элементов, как кальций (Ca), фосфор (P), витамин D наносят значительный экономический ущерб животноводству, проявляющийся повышением расхода корма, снижением продуктивности, затратами на лечение больных животных. Своевременная диагностика гипоэлементозов и гиповитаминозов позволяет на раннем этапе, до проявления выраженных клинических признаков предпринять меры по их устранению.

Анализ полученных нами данных показал, что в стойловый период у 60% коров наблюдается недостаток кальция и у 8% коров недостаток фосфора в сыворотки крови.

 

Кальций

Значение кальция и его производных в организме трудно переоценить. Кальций является внеклеточным элементом. В организме 99% кальция находится в связи с фосфором. Связанный с фосфором кальций участвует в формировании апатита – минерального компонента скелета.

Кальций является необходимым минералом для стабилизации кератина и прочности оболочки копыта. Как показали исследования, недостаток кальция предрасполагает копыта к хрупкости, ломкости и трещинам, которые возникают в коронарной зоне.

Концентрация кальция регулируется сочетанным действием паратиреоидного гормона, витамина D и кальцитонина.

Физиологические сдвиги быстро изменяют связывание кальция. Даже незначительное изменение рН крови изменяет средство связывания кальция. Также на количество ионизированного кальция влияет содержание в крови фосфора и магния. Клинические признаки нарушения обмена кальция происходят только при изменении доли свободного кальция или общего его содержания в организме. Изменение уровня связанного кальция в крови физиологически и клинически не проявляются.

Кальций играет важную роль в различных физиологических процессах: свертывание крови, регуляция нервно-мышечной возбудимости, синтез и распад АТФ, гликогена в клетках мышц, проведение нервного импульса (в области ацетилхолиновых синапсов), изменение проницаемости клеточных мембран, особенно для натрия и калия, поддержание кислотно-основного состояния, минерализация костей и зубов. Ионы кальция выступают в роли вторичного посредника для ряда гормонов: α1-адренергических катехоламинов, холецистокинина, вазопрессина, ангиотензина II, гонадолиберина, тиролиберина. В системе свертывания крови ионы кальция являются фактором коагуляции IV.

Нарушения обмена кальция занимают одно из ведущих мест в структуре эндокринологических заболеваний наряду с сахарным диабетом и заболеваниями щитовидной железы. В физиологических условиях концентрация ионов кальция в сыворотке крови является одной из самых жестких констант гомеостаза - изменение ее на 1% приводит в действие механизмы, восстанавливающие равновесие. Поэтому концентрацию кальция в сыворотке крови следует определять с точностью до 0,05 ммоль/л.

На содержание кальция в крови влияют рН крови, содержания в ней фосфора и магния. Поэтому больные с алкалозом имеют клинические признаки гипокальциемии, хотя содержании общего кальция у них находится в пределах нормы. При повышенном содержании фосфора наблюдается гипокальциемия и наоборот. При гипомагниемии развивается гипокальциемия за счет снижения секреции паратиреоидного гормона.

При измерении общего содержания кальция в крови необходимо одновременно определять количество альбумина в одном и том же образце. При гипоальбуминемии снижается количество связанного кальция, и соответственно падает общее содержание кальция в крови.

Гипокальциемия в клинической практике встречается чаще чем гиперкальциемия и протекает более тяжело. Критическим уровнем содержания кальция при гипокальциемии является его снижении менее чем 7,0 мг/мл. При такой концентрации кальция развивается тетания. Но критическая концентрация кальция сильно зависит от рН крови. Чем ниже рН крови, тем меньшей уровень кальция может содержаться без проявления клинических признаков. Клиническая гипокальциемия может развиться при уменьшении  содержания общего кальция в организме или снижения доли ионизированного кальция.  Если гипокальциемия сопровождается гипоальбуминемией, то она клинически не проявляется.

Причинами гипокальциемии являются:

1) Гипоальбуминемия

2) Эндокринные нарушения (гипопаратиреоз)

3) Эклампсия (послеродовой парез)

4) Токсическое действие этиленгликоля

5) Почечная недостаточность

6) Применение диуретиков (возрастание потерь кальция с мочой)

7) Острый панкреатит

8) Нарушение всасывания из кишечника, энтеропатия с потерей белка, синдромы мальабсорбции в кишечнике

9) Гипомагниемия

10) Лекарственные препараты

11) Ацидоз (особенно у жвачных)

12) Несбалансированная диета (гиповитаминоз D, избыток фосфора)

13) Хроническая диарея

14) Лабораторная ошибка.

 

Фосфор

В организме содержаться фосфаты, связанные с белком, и неорганические фосфаты, свободные и в виде комплексов. Примерно 80-85% фосфатов входит в состав скелета, 14% в мягкие ткани и менее 1% в состав внеклеточной жидкости. Неорганические фосфаты образуют комплексы с калием, натрием, кальцием и магнием. В клинической биохимии термины фосфор и фосфаты равнозначны. 

Органические фосфаты являются важной составной частью тканей организма и выполняют следующие функции:

1. образование макроэргических соединений,
2. участие в углеводном, жировом, белковом и водно-солевом обменах,
3. регуляция активности ферментов путем фосфорилирования и дефосфорилирования,
4. образование коферментов,
5. участие в поддержании кислотно-основного состояния 
6. участие в костеобразовании
7. способствует нормальному функционированию нервов и мышц.

Концентрация кальция и фосфора взаимосвязана. Факторы, которые вызывают повышение кальция снижают содержание фосфора и наоборот.

Уровень фосфора во внеклеточной жидкости зависит от нескольких факторов: потреблении пищи, всасыванием из кишечника, экскреции почками, резорбцией и депонированием в костную ткань. Обмен фосфора в организме контролируется следующими гормонами: паратгормоном, кальцитонином, кальцитриолом. Большая часть фосфатов выводится почками.

При нарушении обмена фосфора проявляются такие же клинические признаки, как и при нарушении обмена кальция.

Снижение концентрации фосфора происходит при временном переходе его внутрь клетки и повышении потребления в тканях, увеличении почечной экскреции, снижении абсорбции в кишечнике.

Гипофосфатемия наблюдается при следующих заболеваниях:

1) Пониженное всасывание в кишечнике:

а) Пониженное поступление с кормом

б) Мальабсорбция, стеаторея

2) Рвота, диарея

3) Фосфатсвязывающие антацидные препараты

4) Недостаток витамина D

5) Повышенное выделение с мочой:

а) Первичный гиперпаратиреоз

б) Гиперкальциемия по причине злокачественного новообразования

в) Диабетический кетоацидоз

г) Гиперадренокортицизм

д) Синдром Фанкони

е) Применение диуретиков

ж) Гипотермия при выздоровлении

з) Выздоровление после белково-калорийной недостаточности и регенерации ткани (ожог)

и) Гиперальдостеронизм

к) Парентеральное введение больших объемов жидкости (при неадекватном введении фосфатов, глюкозы)

л) Хроническая почечная недостаточность у лошадей

м) Цисцинозе

н) Идиопатическая кальциурия

о) Онкогенная остеомаляция

п) Отравление парацетамолом

6) Чрезклеточное перемещение

а) Введение инсулина

б) Введение бикарбонатов

в) Перекармливание

г) Респираторный и дыхательный алкалоз

7) Тетания при гипомагниемии у жвачных

8) Эклампсия

9) Послеродовой парез у коров

10) Повышение пролиферации тканей (лимфома)

11) Острая подагра

12) Дефицит соматотропного гормона

13 Пеллагра.

Гиперфосфатемия развивается при нарушении способности почек экскретировать повышенное количество фосфатов (острая и хроническая почечная недостаточность). Также снижение выведения фосфора с мочой происходит при гипопаратиреозе, псевдогипопаратиреозе, гиперфосфатемическом типе почечного рахита, гиповолемии.

Второй причиной развития гиперфосфатемии может быть повышенное поступление фосфора с кормом или внутривенном введении фосфатсодержащих веществ, назначении слабительных средств с фосфатами, злоупотреблении клизмами и усилении абсорбции из кишечника (гипервитаминоз D).

Еще одной причиной гиперфосфатемии является освобождение внутриклеточного фосфора при деструкции тканей, дыхательном и метаболическом ацидозе.

Таким образом, причинами гиперфосфатемии являются следующие состояния:

1) Молодые растущие животные

2) Почечная недостаточность

3) Преренальная и постренальная азотемия

4) Эндокринные нарушения (гипопаратиреоз)

5) Остеолитические поражения костей

6) Ацидоз (кетоацидоз при сахарном диабете, лактоацидоз, респираторный ацидоз)

7) Отравление этиленгликолем

8) Лабораторная ошибка.

При определении концентрации фосфора следует исключать лабораторную ошибку, которая может быть связана с неправильным взятием пробы, слишком длительном хранении образцов, с гемолизом клеток крови.

 

Важное значения для дифференциальной диагностики заболеваний имеет не только количественное определение кальция и фосфата, но и их пропорциональное соотношение. В случае избытка в сыворотке крови фосфатов, организм восполняет кальций-фосфорное соотношение, «вытягивая» кальций из депо – костей. Это приводит остеомаляции, к нарушениям опорно-двигательного аппарата, болезням копыт.

 

Витамин D - группа биологически активных веществ (в том числе холекальциферол и эргокальциферол). Витамин D регулирует кальций фосфорный обмен.

Следует помнить, что усвоение кальция и фосфора зависит от витамина D3. Витамин D образуется в коже под действием солнечных лучей из провитаминов.

Витамин D играет важную роль в обеспечении обоих процессов: образовании костной ткани и ее резорбции. Витамин D обеспечивает всасывание кальция и фосфатов в кишечнике, снижая выведение этих веществ с мочой. Доказано, что в присутствии достаточного количества витамина D абсорбция кальция в кишечнике достигает 30% (у молодняка в периоды активного роста – 60–80%). Об эффективности данного механизма свидетельствует тот факт, что без участия витамина D лишь 10–15% пищевого кальция и 60% фосфора абсорбируются в кишечнике.

Хроническая нехватка витамина D в организме вызывает угнетение иммунной системы и повышение восприимчивости к инфекционным заболеваниям как вирусной, так и бактериальной природы. Связываясь с рецепторами клеток иммунной системы, витамин D регулирует их активность.

Высокопродуктивные коровы чаще страдают от недостатка витамина D, что объясняется более интенсивным обменом веществ у них и, в частности, минеральным. Полная обеспеченность коров витамином D увеличивает молочную продуктивность и витаминную активность молока. Следует учитывать, что при употреблении злаков потребность в этом витамине повышается.

Существует 3 метода лечения гиповитаминоза D: солнечное облучение, искусственное облучение и использование препаратов витамина D, особенно его активных метаболитов. Считается, что кратковременное (в течение 10–30 мин) солнечное облучение эквивалентно приему примерно 200 МЕ витамина D. Как правило, даже постоянного круглосуточного облучения высокопродуктивных коров на пастбище не хватает для достаточной выработки витамина D. Животные, находящиеся в помещении нуждаются либо в поступлении витамина D с добавками, либо в искусственном ультрафиолетовом облучении.

Норма витамина D для коров средней продуктивности составляет 10-15 тыс. МЕ, для высокопродуктивных коров – более 20 тыс. МЕ, или 1 тыс. МЕ на 1 кормовую единицу. Сухостойным коровам в расчете на 1 кормовую единицу норму ввода витамина D  можно увеличить на 1-1,5 тыс. МЕ.

Чаще всего отмечается приобретённый гиповитаминоз D.

Причинами являются пищевая недостаточность, недостаток инсоляции, заболевания печени, почек, целиакия, холестаз.

В молодом возрасте возникает рахит. При данном заболевании поступающий с пищей кальций не усваивается в кишечнике, происходит дополнительная потеря кальция с мочой. Снижается концентрация кальция в крови, что приводит к  нарушению минерализации костей - возникает остеомаляция. Проявлениями остеомаляции являются деформация костей черепа  (бугристость головы), грудной клетки (возникает куриная грудь), рахитические чётки на  ребрах, замедляется прорезывание зубов, может быть искривление голени, из-за гипотонии мышц происходит увеличение живота.

У взрослых животных возможно развитие остеомаляции, остеопороза.

 

Стандартные интервалы для биохимических показателей сыворотки крови
взрослых сельскохозяйственных животных

 

Показатель	Единица	Максимальное и минимальное значение
		лошадь	корова	свинья	овца
Кальций	ммоль/л	2,5-3,5	1,62-3,37	1,25-3,5	2,1-3,38
Фосфор неорганический	ммоль/л	0,50-2,26	0,81-2,72	1,29-3,42	0,55-3,0
Витамин D	ммоль/л	0,03-0,1	0,015-0,086	0,012-0,19	0,005-0,077
Ca/P	Ед.	1/1,5

 

Заключение.

Диагностика кальция, фосфора, их соотношения и витамина D в сыворотке крови позволяет своевременно выявлять и профилактировать ряд нарушений обмена веществ и связанных с ними заболеваний (в т.ч. рахит, остеомаляция, ацидоз, болезни копыт).

На уровень кальция в сыворотке крови влияет не только его содержание в кормах, но и кальций/фосфорное соотношение, содержание витамина D.

Избыток в сыворотке крови фосфора приводит к «вымыванию» кальция из костей и его недостатку в костной ткани.

Наиболее эффективным и экономически оправданным способом нормализации кальций – фосфорного обмена веществ является искусственное ультрафиолетовое облучение животных УФ-лампами β-спектра.