PARATHORMONE(Griyego, para sa + lat. thyroidea thyroid gland + hormone[s]; syn.: parathyroid hormone, parathyreocrine, parathyrin) ay isang polypeptide hormone na ginawa ng mga glandula ng parathyroid at kinokontrol ang pagpapalitan ng calcium at phosphorus. P. pinapataas ang nilalaman ng calcium at binabawasan ang nilalaman ng phosphorus (phosphates) sa dugo (tingnan ang Mineral metabolism). Ang antagonist ng P. ay calcitonin (tingnan), na nagiging sanhi ng pagbaba sa konsentrasyon ng calcium sa dugo. Ang mga target na organo para sa P. ay ang balangkas at bato, bilang karagdagan, ang P. ay may epekto sa mga bituka, kung saan pinahuhusay nito ang pagsipsip ng calcium. Sa mga buto ni P. pinapagana ang mga proseso ng resorptive. Ang resorption ng bone mineral - hydroxyapatite - ay sinamahan ng pagpasok ng constituent calcium at phosphate nito sa dugo. Ang pagtaas sa nilalaman ng calcium sa dugo ay nauugnay sa pagkilos na ito ng P. (tingnan ang Hypercalcemia). Kasabay ng paglusaw ng mineral ng buto, mayroong isang resorption ng organic matrix ng buto, na binubuo ng Ch. arr. mula sa mga hibla ng collagen at glycosaminoglycans. Ito ay humahantong, sa partikular, sa isang pagtaas sa ihi excretion ng hydroxyproline, isang tipikal na bahagi ng collagen (tingnan). Sa mga bato, ang P. ay makabuluhang binabawasan ang reabsorption ng pospeyt sa distal nephron at medyo pinatataas ang reabsorption ng calcium. Ang isang makabuluhang pagtaas sa paglabas ng pospeyt sa ihi ay nagdudulot ng pagbawas sa nilalaman ng posporus sa dugo. Sa kabila ng isang nek-swarm na pagpapalakas ng isang reabsorption ng calcium sa renal tubules sa ilalim ng impluwensya ng P., ang paglalaan ng calcium na may ihi dahil sa mabilis na paglaki ng hypercalcemia sa kalaunan ay tumataas. Ang isang mahalagang bahagi ng pagkilos ng P. sa mga bato ay ang pagpapasigla ng pagbuo sa kanila ng aktibong metabolite ng bitamina D - 1,25-dioxycholecalciferol. Ang tambalang ito ay nagpapataas ng pagsipsip ng calcium mula sa mga bituka sa mas malaking lawak kaysa sa mismong bitamina D. T. o., Ang epekto ng P. sa pagsipsip ng calcium mula sa mga bituka ay maaaring hindi direkta, ngunit hindi direkta.

Ayon kay chem. Ang istraktura ni P. ay isang single-chain polypeptide na binubuo ng 84 na residue ng amino acid at may pier. timbang (mass) approx. 9500. Ang pagkakasunud-sunod ng mga residue ng amino acid ay ganap na natukoy para sa P. ng mga baka at baboy; sa molekulang P. ng tao, ang pagkakasunud-sunod ng 37 amino acids ng rehiyon ng N-terminal ng polypeptide chain ay naitatag. Ang mga pagkakaiba ng species sa molekula ng P. ay hindi gaanong mahalaga. Ang chem. synthesis ng isang fragment ng molekula ng P. ng tao at mga hayop na naglalaman ng 34 amino acid ay nananatiling at higit sa lahat ay nagtataglay ng biol, aktibidad ng katutubong P., t. napatunayan na para sa pagpapakita ng biol, ang aktibidad ng P., ang pagkakaroon ng buong molekula nito ay hindi kinakailangan.

Ang biosynthesis ng P. ay nagsisimula sa synthesis ng precursor nito, preprophormone (isang polypeptide na binubuo ng 115 residue ng amino acid sa mga baka). Bilang resulta ng pagkilos ng mga tiyak na proteolytic enzymes, isang peptide ng 25 amino acids ay natanggal mula sa N-terminus ng precursor molecule ng P. at nabuo ang isang hormonally na hindi aktibong produkto - propathic hormone, na, pagkatapos ng proteolytic cleavage ng N-terminal hexapeptide, nagiging aktibong P. itinago sa dugo.

Ang pagtatago ng P. ay kinokontrol ng konsentrasyon ng ionized Ca2+ sa dugo ayon sa prinsipyo ng feedback: na may pagbaba sa konsentrasyon ng mga Ca2+ ions, ang paglabas ng P. sa dugo ay tumataas at vice versa.

Ang pangunahing lugar ng catabolism ng P. ay ang mga bato at atay; ang kalahating buhay ng aktibong P. sa dugo ay approx. 18 min. Sa dugo ni P. mabilis itong nahahati sa mga fragment (peptides at oligopeptides), isang malaking bahagi ng to-rykh ang nagtataglay ng mga antigenic na katangian ng hormone, ngunit nawalan ng biol, aktibidad nito.

Sa paunang yugto ng pagkilos ng P., pati na rin ang iba pang mga hormone ng protina-peptide (tingnan), isang tiyak na receptor ng plasma membrane ng mga target na cell, ang enzyme adenylate cyclase (EC 4.6. 1.1), cyclic 3,5 " -AMP at protina kinase (EC 2.7.1.37). Ang pag-activate ng adenylate cyclase ay humahantong sa pagbuo ng cyclic 3",5"-AMP sa loob ng mga cell, pinapagana ng to-ry ang enzyme protein kinase, na nagsasagawa ng reaksyon ng phosphorylation ng mga functionally important na protina, at sa gayon ay "nagsisimula" ng isang bilang ng biochemical reaksyon na sa huli ay nagiging sanhi ng fiziol, ang epekto ng P. Ang pagtaas ng nilalaman ng P. sa dugo sa panahon ng hyperparathyroidism ng anumang etiology (tingnan ang Hyperparathyroidism) ay nagdudulot ng paglabag sa phosphorus-calcium metabolism, mayroong isang pagtaas ng excretion ng calcium mula sa buto, isang abnormally mataas na paglabas nito sa ihi, hypercalcemia ng iba't ibang antas ay nabanggit.

Sa kakulangan o kumpletong kawalan ng P., ang larawan ng mga paglabag sa metabolismo ng phosphorus-calcium ay kabaligtaran sa larawan ng mga paglabag sa metabolismo na ito sa hyperparathyroidism. Ang pagbawas sa nilalaman ng calcium sa extracellular fluid ay humahantong sa isang matalim na pagtaas sa excitability ng neuromuscular system at, bilang isang resulta, ay maaaring humantong sa tetany (tingnan).

Ang Biol, ang mga pamamaraan para sa pagtukoy ng P. ay batay sa kakayahang madagdagan ang nilalaman ng calcium sa dugo sa mga eksperimentong hayop (parathyroidectomized daga, manok, aso), at dagdagan din ang kanilang paglabas ng pospeyt at cyclic 3,5 "-AMP sa ihi. . Bilang karagdagan, ang biol, ang pagsubok para sa P. ay nagpapalakas sa ilalim ng impluwensya nito ng isang resorption ng tissue ng buto sa vitro, pagpapasigla ng aktibidad ng adenylate cyclase sa cortical substance ng mga bato, pagtaas sa konsentrasyon ng endogenous cyclic 3",5"-AMP sa isang bone tissue o pagsugpo sa pagbuo nito ng CO 2 mula sa citrate.

Ang pagpapasiya ng nilalaman ng P. sa dugo sa pamamagitan ng radioimmunological method (tingnan) ay hindi nagpapakita ng tunay na nilalaman ng biologically active P. sa dugo, dahil ang mga nek-ry na produkto ng catabolism nito ay hindi nawawala ang mga partikular na antigenic properties na likas sa katutubong hormone, ngunit ginagawang posible ng pamamaraang ito na hatulan ang pangkalahatan ang antas ng aktibidad ng mga glandula ng parathyroid.

Standardization biol, aktibidad ng mga paghahanda ng P. ay isinasagawa sa pamamagitan ng paghahambing nito sa aktibidad ng internasyonal na pamantayang gamot Ang aktibidad ng P. P. ay ipinahayag sa mga kondisyong yunit ng pagkilos - МВС (Medical Research Council) UNITS.

Ang pamamaraan para sa pagtukoy ng P. ay lubos na sensitibo, batay sa kakayahan nitong i-activate ang glucose-6-phosphate dehydrogenase (EC 1.1.1.49) ng distal nephron ng cortical substance ng mga kidney ng guinea pig sa vitro. Ang nilalaman ng aktibong P. na tinutukoy ng pamamaraang ito sa plasma ng dugo ng mga malulusog na tao ay mula 6 10 -6 hanggang 10 10 -5 IU / ml.

Bibliograpiya: Bulatov A. A. Parathyroid hormone at calcitonin, sa aklat: Biochemistry ng mga hormone at hormonal regulation, ed. N. A. Yudaeva, p. 126, M., 1976; M at sh to fi-sky M. D. Droga, bahagi 1, p. 555, M., 1977; P omanenko ov. D. Physiology ng metabolismo ng calcium, Kyiv, 1975; Gabay sa klinikal na endocrinology, ed. V. G. Baranova, p. 7, D., 1977; Stukkay A. JI. Mga glandula ng parathyroid, sa aklat: Fiziol, endocrine system, ed. V. G. Baranova, p. 191, D., 1979; C h a m b e g s D. J. a. o. Isang sensitibong bioassay ng parathyroid hormone sa plasma, Clin. Endocr., v. 9, p. 375, 1978; Labhart A. Clinic der inneren Secretion, B. u. a., 1978; Parsons J. A. a. P o t s J. T. Physiology at chemistry ng parathyroid hormone, Clin. Endocr. Metab., v. 1, p. 33, 1972; Schneider A. B. a. S h er w o o d L. M. Calcium homeostasis at ang pathogenesis at pamamahala ng hypercalcemic disorder, Metabolism, v. 23, p. 975, 1974, bibliogr.

Tatlong hormones ang may pananagutan sa pagpapalitan ng calcium at phosphate sa katawan - calcitriol, calcitonin at parathyroid hormone.

Calcitriol

Istruktura

Ito ay isang derivative ng bitamina D at kabilang sa mga steroid.

Synthesis

Cholecalciferol (bitamina D 3) at ergocalciferol (bitamina D 2) na nabuo sa balat sa ilalim ng pagkilos ng ultraviolet radiation at ibinibigay sa pagkain ay hydroxylated sa hepatocytes sa C 25 at sa epithelium proximal tubules bato para sa C 1. Bilang resulta, nabuo ang 1,25-dioxycholecalciferol ( calcitriol).

Ang aktibidad ng 1α-hydroxylase ay natagpuan sa maraming mga cell at ang kahalagahan nito ay nakasalalay sa pag-activate ng 25-hydroxycholecalciferol para sa sariling mga pangangailangan ng cell (autocrine at paracrine action).

Regulasyon ng synthesis at pagtatago

I-activate: Ang hypocalcemia ay nagdaragdag ng hydroxylation ng bitamina D sa C 1 sa mga bato sa pamamagitan ng pagtaas sa pagtatago ng parathyroid hormone, na nagpapasigla sa prosesong ito.

Bawasan: Ang sobrang calcitriol ay pumipigil sa C1 hydroxylation sa mga bato.

Mekanismo ng pagkilos

Cytosolic.

Mga target at epekto

Parathyroid hormone

Istruktura

Ito ay isang peptide ng 84 amino acid na may molekular na timbang na 9.5 kDa.

Synthesis

Pupunta sa parathyroid glands. Ang mga reaksyon ng synthesis ng hormone ay lubos na aktibo.

Regulasyon ng synthesis at pagtatago

Nag-activate produksyon ng hormone hypocalcemia.

Bawasan mataas na konsentrasyon ng calcium sa pamamagitan ng pag-activate calcium-sensitive na protease hydrolyzing isa sa mga precursors ng hormone.

Mekanismo ng pagkilos

Adenylate cyclase.

Mga target at epekto

Ang epekto ng parathyroid hormone ay upang pagtaas ng konsentrasyon ng calcium at pagbaba sa konsentrasyon ng pospeyt sa dugo.

Ito ay nakakamit sa tatlong paraan:

buto

• sa isang mataas na antas ng hormone, ang mga osteoclast ay isinaaktibo at ang tissue ng buto ay nawasak,
• sa mababang konsentrasyon, ang remodeling ng buto at osteogenesis ay isinaaktibo.

bato

• nadagdagan ang reabsorption ng calcium at magnesium
• bumababa ang reabsorption ng phosphates, amino acids, carbonates, sodium, chlorides, sulfates.
• pinasisigla din ng hormone ang pagbuo ng calcitriol (hydroxylation sa C 1).

Mga bituka

• sa pakikilahok ng calcitriol, ang pagsipsip ng calcium at phosphates ay pinahusay.

Hypofunction

Nangyayari kapag ang glandula ay hindi sinasadyang naalis sa panahon ng operasyon sa thyroid gland o sa panahon ng autoimmune na pagkasira ng gland tissue. Ang nagreresultang hypocalcemia at hyperphosphatemia ay nagpapakita ng sarili sa anyo ng mataas na neuromuscular excitability, convulsions, tetany. Sa isang matalim na pagbaba sa kaltsyum, nangyayari ang paralisis ng paghinga, laryngospasm.

hyperfunction

Ang pangunahing hyperparathyroidism ay nangyayari sa adenoma ng mga glandula. Ang pagtaas ng hypercalcemia ay nagdudulot ng pinsala sa bato, urolithiasis.

Ang pangalawang hyperparathyroidism ay ang resulta ng pagkabigo sa bato, kung saan mayroong isang paglabag sa pagbuo ng calcitriol, isang pagbawas sa konsentrasyon ng calcium sa dugo at isang pagtaas ng compensatory sa synthesis ng parathyroid hormone.

Calcitonin

Istruktura

Ito ay isang 32 amino acid peptide na may molecular weight na 3.6 kDa.

Synthesis

Nangyayari sa parafollicular cells ng thyroid gland.

Regulasyon ng synthesis at pagtatago

I-activate: calcium ions, glucagon.

Mekanismo ng pagkilos

Adenylate cyclase

Mga target at epekto

Ang epekto ng calcitonin ay pagbaba sa konsentrasyon ng calcium at mga phosphate sa dugo:

• sa tissue ng buto ay pinipigilan ang aktibidad ng mga osteoclast, na nagpapabuti sa pagpasok ng calcium at phosphates sa buto,
• sa mga bato ay pumipigil sa muling pagsipsip ng Ca 2+ ions, phosphates, Na + , K + , Mg 2+ .

Ang parathyroid hormone ay nakakaapekto sa tissue ng buto, bato at gastrointestinal tract. Ang pagkilos sa mga tisyu na ito, pinapataas ng hormone ang konsentrasyon ng Ca2 + at binabawasan ang konsentrasyon ng mga inorganic na phosphate sa dugo.

Ang kaltsyum ay naroroon sa plasma ng dugo sa tatlong anyo: sa complex na may mga organic at inorganic acid, sa protina-bound form at sa ionized form. Ang biologically active form ay ionized calcium (Ca2+). Kinokontrol nito ang ilang mahahalagang proseso ng biochemical at physiological, na binanggit kanina. Bilang karagdagan, para sa mineralization ng buto kinakailangan upang mapanatili ang ilang mga konsentrasyon ng Ca2 + at pospeyt (PO43-) sa extracellular fluid at periosteum. Na may sapat na presensya ng Ca2 + sa pagkain, ang parathyroid hormone ay nagpapanatili ng kinakailangang antas nito sa extracellular fluid, na kinokontrol ang pagsipsip ng Ca2 + sa bituka sa pamamagitan ng pagpapasigla sa pagbuo ng aktibong anyo ng bitamina D sa mga bato - 1,25-dihydroxycalciferol o calcitriol. Sa kaso ng hindi sapat na paggamit ng Ca2 + sa katawan, ang normal na antas nito sa serum ay naibalik ng isang kumplikadong sistema ng regulasyon: sa pamamagitan ng direktang pagkilos ng parathyroid hormone sa mga bato at buto at hindi direkta (sa pamamagitan ng pagpapasigla ng synthesis ng calcitriol) sa mucosa ng bituka.

Ang epekto ng parathyroid hormone sa mga bato ay ipinahayag sa direktang epekto nito sa transportasyon ng ion, pati na rin sa pamamagitan ng regulasyon ng calcitriol synthesis.

Pinatataas ng hormone ang tubular reabsorption ng Ca2 + at Mgf + at mahigpit na pinipigilan ang reabsorption ng mga phosphate, pinatataas ang kanilang paglabas sa ihi (phosphaturia), bilang karagdagan, pinatataas nito ang paglabas ng K + ions, Na + at bicarbonates.

Ang isa pang mahalagang epekto ng parathyroid hormone sa mga bato ay upang pasiglahin ang synthesis ng calcitriol sa organ na ito, na kinokontrol din ang metabolismo ng Ca2 +: pinahuhusay nito ang pagsipsip ng Ca2 + at mga phosphate sa bituka, pinapakilos ang Ca2 + mula sa tissue ng buto at pinatataas ang reabsorption nito. sa renal tubules. Ang lahat ng mga prosesong ito ay nag-aambag sa isang pagtaas sa antas ng Ca2 + at isang pagbawas sa antas ng mga phosphate sa serum ng dugo.

Ang pag-aaral ng mga mekanismo ng molekular ng pagkilos ng parathyroid hormone sa mga bato ay nagpakita na pinapagana nito ang parathyroid hormone na nagpapasigla sa adenylate cyclase, na matatagpuan sa contraluminal (basolateral, i.e., ang ibabaw ng tubule na bumalik sa dugo) lamad ng renal tubule cells. Dahil ang mga protein kinases ay matatagpuan sa luminal membrane, ang nabuong cAMP ay tumatawid sa cell at pinapagana ang mga protein kinases ng luminal membrane na nakaharap sa lumen ng tubule, na nagiging sanhi ng phosphorylation ng isa o higit pang mga protina na kasangkot sa ion transport.

Ang mas mabilis na parathormone ay kumikilos sa mga bato, ngunit higit sa lahat - sa tissue ng buto. Ang epekto ng hormone sa tissue ng buto ay ipinahayag sa isang pagtaas sa pagpapalabas ng bone matrix Ca2 +, phosphates, proteoglycans at hydroxyproline, ang pinakamahalagang sangkap ng bone matrix collagen, na isang tagapagpahiwatig ng pagkabulok nito. Ang pangkalahatang epekto ng parathormone ay ipinapakita sa pagkasira ng buto, gayunpaman, sa mababang konsentrasyon, ang parathormone ay nagpapakita ng isang anabolic effect. Pinapataas nito ang mga antas ng cAMP at (sa mga unang yugto ng pagkilos nito) ang paggamit ng Ca2+. Ang mga receptor ng parathyroid hormone ay matatagpuan sa mga osteoblast, na, sa ilalim ng impluwensya ng hormone, ay nagsisimulang gumawa ng isang activator ng mga osteoclast, na nagbabago sa morpolohiya at biochemistry ng huli sa paraang nakuha nila ang kakayahang sirain ang buto. Ang mga proteolytic enzymes at organic acids (lactate, citrate) ay inilabas mula sa buto. Kaya, bago ang bone resorption, ang Ca2 + ay pumapasok sa bone-resorbing cell.

Ang pagkilos ng parathyroid hormone sa bone tissue ay nakasalalay din sa calcitriol.

Sa bituka, pinahuhusay ng parathyroid hormone ang transportasyon sa pamamagitan ng mucous membrane at ang pagpasok ng Ca2 + at phosphate sa dugo. Ang epekto na ito ay nauugnay sa pagbuo ng aktibong anyo ng bitamina D.

Ang reference na konsentrasyon (norm) ng parathyroid hormone sa blood serum sa mga matatanda ay 8-24 ng / l (RIA, N-terminal PTH); buo na molekula ng PTH - 10-65 ng/l.

Parathyroid hormone - isang polypeptide na binubuo ng 84 amino acid residues, ay nabuo at itinago ng mga glandula ng parathyroid sa anyo ng isang mataas na molekular na timbang na prohormone. Ang prohormone pagkatapos umalis sa mga selula ay sumasailalim sa proteolysis na may pagbuo ng parathyroid hormone. Ang produksyon, pagtatago at hydrolytic cleavage ng parathyroid hormone ay kinokontrol ang konsentrasyon ng calcium sa dugo. Ang pagbaba nito ay humahantong sa pagpapasigla ng synthesis at pagpapalabas ng hormone, at ang pagbaba ay nagiging sanhi ng kabaligtaran na epekto. Ang parathyroid hormone ay nagpapataas ng konsentrasyon ng calcium at phosphate sa dugo. Ang parathyroid hormone ay kumikilos sa mga osteoblast, na nagiging sanhi ng pagtaas ng demineralization ng buto. Hindi lamang ang hormone mismo ang aktibo, kundi pati na rin ang amino-terminal peptide nito (1-34 amino acids). Ito ay nabuo sa panahon ng hydrolysis ng parathyroid hormone sa mga hepatocytes at bato sa mas malaking dami, mas mababa ang konsentrasyon ng calcium sa dugo. Sa mga osteoclast, ang mga enzyme na sumisira sa intermediate ng buto ay isinaaktibo, at sa mga selula ng proximal tubules ng mga bato, ang reverse reabsorption ng phosphates ay inhibited. Ang pagsipsip ng calcium ay pinahusay sa bituka.

Ang kaltsyum ay isa sa mga kinakailangang elemento sa buhay ng mga mammal. Ito ay kasangkot sa ilang mahahalagang extracellular at intracellular function.

Ang konsentrasyon ng extracellular at intracellular calcium ay mahigpit na kinokontrol ng direksyon ng transportasyon sa pamamagitan ng cell membrane at ang lamad ng intracellular organelles. Ang ganitong pumipili na transportasyon ay humahantong sa isang malaking pagkakaiba sa mga konsentrasyon ng extracellular at intracellular calcium (higit sa 1000 beses). Ang ganitong makabuluhang pagkakaiba ay gumagawa ng calcium na isang maginhawang intracellular messenger. Kaya, sa mga kalamnan ng kalansay, ang isang pansamantalang pagtaas sa cytosolic na konsentrasyon ng calcium ay humahantong sa pakikipag-ugnayan nito sa mga protina na nagbubuklod ng calcium - troponin C at calmodulin, na nagpapasimula ng pag-urong ng kalamnan. Ang proseso ng paggulo at pag-urong sa myocardiocytes at makinis na mga kalamnan ay nakasalalay din sa calcium. Bilang karagdagan, ang intracellular calcium concentration ay kinokontrol ang isang bilang ng iba pang mga cellular na proseso sa pamamagitan ng pag-activate ng mga kinase ng protina at enzyme phosphorylation. Ang kaltsyum ay kasangkot din sa pagkilos ng iba pang mga cellular messenger - cyclic adenosine monophosphate (cAMP) at inositol-1,4,5-triphosphate at sa gayon ay namamagitan sa tugon ng cellular sa maraming mga hormone, kabilang ang epinephria, glucagon, vasopressin, cholecystokinin.

Sa kabuuan, ang katawan ng tao ay naglalaman ng humigit-kumulang 27,000 mmol (humigit-kumulang 1 kg) ng calcium sa anyo ng hydroxyapatite sa mga buto at 70 mmol lamang sa intracellular at extracellular fluid. Ang extracellular calcium ay kinakatawan ng tatlong anyo: non-ionized (o nauugnay sa mga protina, higit sa lahat albumin) - tungkol sa 45-50%, ionized (divalent cations) - tungkol sa 45%, at bilang bahagi ng calcium-anionic complexes - tungkol sa 5%. Samakatuwid, ang kabuuang konsentrasyon ng calcium ay makabuluhang apektado ng nilalaman ng albumin sa dugo (kapag tinutukoy ang konsentrasyon ng kabuuang calcium, palaging inirerekomenda na ayusin ang tagapagpahiwatig na ito depende sa nilalaman ng albumin sa suwero). Ang physiological effect ng calcium ay sanhi ng ionized calcium (Ca++).

Ang konsentrasyon ng ionized calcium sa dugo ay pinananatili sa isang napaka-makitid na saklaw - 1.0-1.3 mmol / l sa pamamagitan ng pag-regulate ng daloy ng Ca ++ sa loob at labas ng balangkas, pati na rin sa pamamagitan ng epithelium ng renal tubules at bituka. Bukod dito, tulad ng makikita sa diagram, ang isang matatag na konsentrasyon ng Ca ++ sa extracellular fluid ay maaaring mapanatili, sa kabila ng malaking halaga ng calcium na ibinibigay sa pagkain, na pinakilos mula sa mga buto at sinala ng mga bato (halimbawa, mula sa 10). g ng Ca ++ sa pangunahing renal filtrate, ito ay muling sinisipsip pabalik sa dugo 9.8 g).

Ang calcium homeostasis ay isang napaka-komplikado, balanse at multicomponent na mekanismo, ang mga pangunahing link kung saan ay ang mga receptor ng calcium sa mga lamad ng cell na kinikilala ang kaunting pagbabagu-bago sa mga antas ng calcium at nag-trigger ng mga mekanismo ng kontrol ng cellular (halimbawa, ang pagbaba sa calcium ay humahantong sa pagtaas ng parathyroid hormone. pagtatago at pagbaba ng pagtatago ng calcitonin), at mga organo at tisyu ng effector (mga buto, bato, bituka) na tumutugon sa mga calcium-tropic hormone sa pamamagitan ng kaukulang pagbabago sa transportasyon ng Ca ++.

Ang metabolismo ng kaltsyum ay malapit na nauugnay sa metabolismo ng posporus (pangunahin ang pospeyt - -PO4), at ang kanilang mga konsentrasyon sa dugo ay inversely na nauugnay. Ang kaugnayang ito ay partikular na nauugnay para sa mga inorganikong calcium phosphate compound, na nagdudulot ng agarang panganib sa katawan dahil sa kanilang insolubility sa dugo. Kaya, ang produkto ng mga konsentrasyon ng kabuuang kaltsyum at kabuuang pospeyt sa dugo ay pinananatili sa isang napakahigpit na saklaw, hindi lalampas sa pamantayan ng 4 (kapag sinusukat sa mmol / l), dahil sa isang halaga ng tagapagpahiwatig na ito sa itaas 5, ang aktibong pag-ulan ng Nagsisimula ang mga calcium phosphate salts, na nagiging sanhi ng pinsala sa mga daluyan ng dugo (at mabilis na pag-unlad ng atherosclerosis), soft tissue calcification at blockade ng maliliit na arterya.

Ang pangunahing hormonal mediator ng calcium homeostasis ay parathyroid hormone, bitamina D at calcitonin.

Ang parathyroid hormone, na ginawa ng mga secretory cell ng parathyroid glands, ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa calcium homeostasis. Ang mga coordinated action nito sa mga buto, bato at bituka ay humahantong sa pagtaas ng transportasyon ng calcium sa extracellular fluid at pagtaas ng konsentrasyon ng calcium sa dugo.

Ang parathyroid hormone ay isang 84-amino acid na protina na may mass na 9500 Da, na naka-encode ng isang gene na matatagpuan sa maikling braso ng ika-11 chromosome. Ito ay nabuo bilang isang 115-amino acid na pre-pro-parathyroid hormone, na, kapag ito ay pumasok sa endoplasmic reticulum, nawawala ang 25-amino acid site. Ang intermediate na pro-parathyroid hormone ay dinadala sa Golgi apparatus, kung saan ang hexapeptide N-terminal fragment ay natanggal mula dito at ang panghuling molekula ng hormone ay nabuo. Ang parathyroid hormone ay may napakaikling umiikot na kalahating buhay (2-3 min), bilang resulta kung saan ito ay nahahati sa C-terminal at N-terminal na mga fragment. Tanging ang N-terminal fragment (1-34 amino acid residues) ang nagpapanatili ng physiological activity. Ang direktang regulator ng synthesis at pagtatago ng parathyroid hormone ay ang konsentrasyon ng Ca ++ sa dugo. Ang parathyroid hormone ay nagbubuklod sa mga partikular na receptor ng mga target na selula: mga selula ng bato at buto, mga fibroblast. chondrocytes, vascular myocytes, fat cells at placental trophoblast.

Ang pagkilos ng parathyroid hormone sa mga bato

Parehong parathyroid hormone receptors at calcium receptors ay matatagpuan sa distal nephron, na nagbibigay-daan sa extracellular Ca ++ na magkaroon ng hindi lamang direktang (sa pamamagitan ng calcium receptors), kundi pati na rin hindi direktang (sa pamamagitan ng modulasyon ng parathyroid hormone level sa dugo) na epekto sa ang bato na bahagi ng calcium homeostasis. Ang intracellular mediator ng pagkilos ng parathyroid hormone ay c-AMP, ang excretion kung saan sa ihi ay isang biochemical marker ng aktibidad ng mga glandula ng parathyroid. Ang mga epekto sa bato ng parathyroid hormone ay kinabibilangan ng:

1. isang pagtaas sa Ca ++ reabsorption sa distal tubules (kasabay nito, na may labis na pagpapalabas ng parathyroid hormone, ang Ca ++ excretion sa ihi ay tumataas dahil sa pagtaas ng calcium filtration dahil sa hypercalcemia);
2. isang pagtaas sa phosphate excretion (kumikilos sa proximal at distal tubules, parathyroid hormone inhibits Na-dependent phosphate transport);
3. isang pagtaas sa paglabas ng bikarbonate dahil sa pagsugpo ng reabsorption nito sa proximal tubules, na humahantong sa alkalinization ng ihi (at may labis na pagtatago ng parathyroid hormone, sa isang tiyak na anyo ng tubular acidosis dahil sa intensive excretion ng alkaline anion mula sa ang mga tubule);
4. nadagdagan ang libreng clearance ng tubig at sa gayon ay dami ng ihi;
5. isang pagtaas sa aktibidad ng bitamina D-la-hydroxylase, na synthesize ang aktibong anyo ng bitamina D3, na catalyzes ang mekanismo ng pagsipsip ng calcium sa bituka, kaya nakakaapekto sa digestive component ng metabolismo ng calcium.

Alinsunod dito, sa itaas, na may pangunahing hyperparathyroidism, dahil sa labis na pagkilos ng parathyroid hormone, ang mga epekto nito sa bato ay magpapakita mismo sa anyo ng hypercalciuria, hypophosphatemia, hyperchloremic acidosis, polyuria, polydipsia at nadagdagan na paglabas ng nephrogenic fraction ng cAMP.

Ang pagkilos ng parathyroid hormone sa mga buto

Ang parathyroid hormone ay may parehong anabolic at catabolic na epekto sa tissue ng buto, na maaaring makilala bilang isang maagang yugto ng pagkilos (pagpapakilos ng Ca++ mula sa mga buto upang mabilis na maibalik ang balanse sa extracellular fluid) at isang huling yugto kung saan ang synthesis ng mga enzyme ng buto (tulad ng lysosomal enzymes), na nagtataguyod ng bone resorption at remodeling. Ang mga osteoblast ay ang pangunahing lugar ng paglalagay ng parathyroid hormone sa mga buto, dahil ang mga osteoclast ay tila walang mga receptor ng parathyroid hormone. Sa ilalim ng pagkilos ng parathyroid hormone, ang mga osteoblast ay gumagawa ng iba't ibang mga mediator, kung saan ang isang espesyal na lugar ay inookupahan ng pro-inflammatory cytokine interleukin-6 at ang osteoclast differentiation factor, na may isang malakas na stimulating effect sa pagkita ng kaibahan at paglaganap ng mga osteoclast. Ang mga Osteoblast ay maaari ding pigilan ang paggana ng osteoclast sa pamamagitan ng paggawa ng osteoprotegerin. Kaya, ang resorption ng buto ng mga osteoclast ay hindi direktang pinasigla sa pamamagitan ng mga osteoblast. Kasabay nito, ang pagpapalabas ng alkaline phosphatase at ang paglabas ng ihi ng hydroxyproline, isang marker ng pagkasira ng bone matrix, ay tumaas.

Ang natatanging dual effect ng parathyroid hormone sa bone tissue ay natuklasan noong 30s ng XX century, kung kailan posible na maitatag hindi lamang ang resorptive nito, kundi pati na rin ang anabolic effect nito sa bone tissue. Gayunpaman, pagkalipas lamang ng 50 taon, batay sa mga eksperimentong pag-aaral na may recombinant na parathyroid hormone, napag-alaman na ang pangmatagalang patuloy na impluwensya ng labis na parathyroid hormone ay may osteoresorptive effect, at ang pulsed intermittent entry nito sa dugo ay nagpapasigla sa pagbabago ng tissue ng buto. Sa ngayon, tanging ang gamot ng sintetikong parathyroid hormone (teriparatide) ang may therapeutic effect sa osteoporosis (at hindi lamang humihinto sa pag-unlad nito) mula sa mga inaprubahan para sa paggamit ng US FDA.

Ang pagkilos ng parathyroid hormone sa bituka

Ang Prathormone ay walang direktang epekto sa gastrointestinal absorption ng calcium. Ang mga epektong ito ay pinapamagitan sa pamamagitan ng regulasyon ng synthesis ng aktibong (l,25(OH)2D3) bitamina D sa mga bato.

Iba pang mga epekto ng parathyroid hormone

Sa mga eksperimento sa vitro, natagpuan din ang iba pang mga epekto ng parathyroid hormone, ang pisyolohikal na papel nito ay hindi pa lubos na nauunawaan. Kaya, ang posibilidad ng pagbabago ng daloy ng dugo sa mga daluyan ng bituka, pagpapahusay ng lipolysis sa adipocytes, at pagtaas ng gluconeogenesis sa atay at bato ay nilinaw.

Ang bitamina D3, na nabanggit na sa itaas, ay ang pangalawang malakas na ahente ng humoral sa sistema ng regulasyon ng calcium homeostasis. Ang makapangyarihang unidirectional action nito, na nagiging sanhi ng pagtaas ng calcium absorption sa bituka at pagtaas ng konsentrasyon ng Ca ++ sa dugo, ay nagbibigay-katwiran sa isa pang pangalan para sa kadahilanang ito - hormone D. Ang biosynthesis ng bitamina D ay isang kumplikadong proseso ng multi-stage. Humigit-kumulang 30 metabolites, derivatives o precursors ng pinaka-aktibong 1,25(OH)2-dihydroxylated form ng hormone ay maaaring sabay na naroroon sa dugo ng tao. Ang unang hakbang sa synthesis ay hydroxylation sa posisyon 25 ng carbon atom ng styrene ring ng bitamina D, na alinman ay nagmumula sa pagkain (ergocalciferol) o nabuo sa balat sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet rays (cholecalciferol). Sa ikalawang yugto, ang molekula sa posisyon 1a ay muling na-hydroxylated ng isang tiyak na enzyme ng proximal renal tubules - bitamina D-la-hydroxylase. Kabilang sa maraming mga derivatives at isoforms ng bitamina D, tatlo lamang ang may binibigkas na metabolic activity - 24,25(OH)2D3, l,24,25(OH)3D3 at l,25(OH)2D3, gayunpaman, ang huli lamang ang kumikilos unidirectionally at 100 beses na mas malakas ang iba pang mga variant ng bitamina. Kumikilos sa mga partikular na receptor sa enterocyte nucleus, pinasisigla ng bitamina Dg ang synthesis ng isang transport protein na naglilipat ng calcium at phosphate sa pamamagitan ng mga lamad ng cell papunta sa dugo. Ang negatibong feedback sa pagitan ng konsentrasyon ng 1,25(OH)2 bitamina Dg at ang aktibidad ng la-hydroxylase ay nagbibigay ng autoregulation na pumipigil sa labis na aktibong bitamina D4.

Mayroon ding katamtamang osteoresorptive effect ng bitamina D, na lumilitaw lamang sa pagkakaroon ng parathyroid hormone. Ang Vitamin Dg ay mayroon ding dose-dependent inhibitory reversible effect sa synthesis ng parathyroid hormone ng mga glandula ng parathyroid.

Ang Calcitonin ay ang pangatlo sa mga pangunahing bahagi ng hormonal regulation ng metabolismo ng calcium, ngunit ang epekto nito ay mas mahina kaysa sa nakaraang dalawang ahente. Ang Calcitonin ay isang 32 amino acid na protina na itinago ng mga parafollicular C-cell ng thyroid gland bilang tugon sa pagtaas ng extracellular Ca++. Ang hypocalcemic action nito ay pinapamagitan sa pamamagitan ng pagsugpo sa aktibidad ng osteoclast at pagtaas ng paglabas ng calcium sa ihi. Hanggang ngayon, ang pisyolohikal na papel ng calcitonin sa mga tao ay hindi pa naitatag sa wakas, dahil ang epekto nito sa metabolismo ng calcium ay hindi gaanong mahalaga at magkakapatong sa iba pang mga mekanismo. Ang kumpletong kawalan ng calcitonin pagkatapos ng kabuuang thyroidectomy ay hindi sinamahan ng physiological abnormalities at hindi nangangailangan ng replacement therapy. Ang isang makabuluhang labis ng hormon na ito, halimbawa, sa mga pasyente na may medullary thyroid cancer, ay hindi humahantong sa mga makabuluhang abala sa calcium homeostasis.

Normal na regulasyon ng pagtatago ng parathyroid hormone

Ang pangunahing regulator ng rate ng pagtatago ng parathyroid hormone ay extracellular calcium. Kahit na ang isang bahagyang pagbaba sa konsentrasyon ng Ca ++ sa dugo ay nagdudulot ng agarang pagtaas sa pagtatago ng parathyroid hormone. Ang prosesong ito ay depende sa kalubhaan at tagal ng hypocalcemia. Ang pangunahing panandaliang pagbaba sa konsentrasyon ng Ca ++ ay humahantong sa pagpapalabas ng parathyroid hormone na naipon sa secretory granules sa unang ilang segundo. Pagkatapos ng 15-30 minuto ng tagal ng hypocalcemia, ang tunay na synthesis ng parathyroid hormone ay tumataas din. Kung ang stimulus ay patuloy na kumikilos, pagkatapos ay sa unang 3-12 oras (sa mga daga) isang katamtamang pagtaas sa konsentrasyon ng messenger RNA ng parathyroid hormone gene ay sinusunod. Ang matagal na hypocalcemia ay nagpapasigla ng hypertrophy at paglaganap ng mga selulang parathyroid, na makikita pagkatapos ng ilang araw hanggang linggo.

Ang kaltsyum ay kumikilos sa mga glandula ng parathyroid (at iba pang mga organo ng effector) sa pamamagitan ng mga partikular na receptor ng calcium. Unang iminungkahi ni Brown ang pagkakaroon ng gayong mga istruktura noong 1991, at nang maglaon ang receptor ay nahiwalay, na-clone, ang mga pag-andar at pamamahagi nito ay pinag-aralan. Ito ang unang receptor na natagpuan sa mga tao na direktang kinikilala ang isang ion, sa halip na isang organikong molekula.

Ang receptor ng Ca++ ng tao ay na-encode ng isang gene sa chromosome 3ql3-21 at binubuo ng 1078 amino acids. Ang molekula ng protina ng receptor ay binubuo ng isang malaking N-terminal extracellular segment, isang gitnang (membrane) core, at isang maikling C-terminal na intracytoplasmic tail.

Ang pagtuklas ng receptor ay naging posible na ipaliwanag ang pinagmulan ng familial hypocalciuric hypercalcemia (higit sa 30 iba't ibang mutasyon ng receptor gene ay natagpuan na sa mga carrier ng sakit na ito). Ang Ca++ receptor-activating mutations na humahantong sa familial hypoparathyroidism ay nakilala rin kamakailan.

Ang Ca++ receptor ay malawak na ipinahayag sa katawan, hindi lamang sa mga organo na kasangkot sa metabolismo ng calcium (parathyroid gland, kidney, thyroid C-cell, bone tissue cells), kundi pati na rin sa iba pang mga organo (pituitary gland, placenta, keratinocytes, mammary glands , gastrin-secreting cells).

Kamakailan lamang, natuklasan ang isa pang lamad na calcium receptor, na matatagpuan sa mga selula ng parathyroid, inunan, proximal renal tubules, ang papel nito ay nangangailangan pa rin ng karagdagang pag-aaral ng calcium receptor.

Sa iba pang mga modulator ng pagtatago ng parathyroid hormone, dapat pansinin ang magnesiyo. Ang ionized magnesium ay may epekto sa pagtatago ng parathyroid hormone na katulad ng calcium, ngunit hindi gaanong binibigkas. Ang mataas na antas ng Mg ++ sa dugo (maaaring mangyari sa renal failure) ay humahantong sa pagsugpo sa pagtatago ng parathyroid hormone. Kasabay nito, ang hypomagnesemia ay hindi nagiging sanhi ng pagtaas ng pagtatago ng parathyroid hormone, tulad ng inaasahan ng isa, ngunit ang kabalintunaan na pagbaba nito, na malinaw na nauugnay sa intracellular inhibition ng parathyroid hormone synthesis na may kakulangan ng magnesium ions.

Ang bitamina D, tulad ng nabanggit na, ay direktang nakakaapekto sa synthesis ng parathyroid hormone sa pamamagitan ng genetic transcriptional na mekanismo. Bilang karagdagan, pinipigilan ng 1,25-(OH) D ang pagtatago ng parathyroid hormone sa mababang serum calcium at pinapataas ang intracellular degradation ng molekula nito.

Ang ibang mga hormone ng tao ay may tiyak na modulating effect sa synthesis at pagtatago ng parathyroid hormone. Kaya, ang mga catecholamines, na kumikilos pangunahin sa pamamagitan ng 6-adrenergic receptors, ay nagdaragdag ng pagtatago ng parathyroid hormone. Ito ay lalo na binibigkas sa hypocalcemia. Ang mga antagonist ng 6-adrenergic receptor ay karaniwang binabawasan ang konsentrasyon ng parathyroid hormone sa dugo, gayunpaman, sa hyperparathyroidism, ang epekto na ito ay minimal dahil sa mga pagbabago sa sensitivity ng mga selula ng parathyroid.

Ang mga glucocorticoids, estrogen at progesterone ay nagpapasigla sa pagtatago ng parathyroid hormone. Bilang karagdagan, ang mga estrogen ay maaaring mag-modulate ng sensitivity ng parathyroid cells sa Ca ++, magkaroon ng stimulating effect sa transkripsyon ng parathyroid hormone gene at ang synthesis nito.

Ang pagtatago ng parathyroid hormone ay kinokontrol din ng ritmo ng paglabas nito sa dugo. Kaya, bilang karagdagan sa matatag na pagtatago ng tonic, ang pulsed emission nito ay itinatag, na sumasakop sa kabuuang 25% ng kabuuang dami. Sa talamak na hypocalcemia o hypercalcemia, ito ay ang bahagi ng pulso ng pagtatago na unang tumutugon, at pagkatapos, pagkatapos ng unang 30 minuto, ang tonic na pagtatago ay tumutugon din.

Ang hormone ay synthesize ng mga glandula ng parathyroid. Ito ay isang polypeptide (84 amino acids). Ang panandaliang regulasyon ng pagtatago ng parathyroid hormone ay isinasagawa ng Ca ++, at sa mahabang panahon - 1,25 (OH) 2D3 kasama ng calcium.

Nakikipag-ugnayan ang parathyroid hormone sa 7-TMS-(R), na humahantong sa pag-activate ng adenylate cyclase at pagtaas ng mga antas ng cAMP. Bilang karagdagan, ang Ca ++, pati na rin ang ITP at diacylglycerol (DAG) ay kasama sa mekanismo ng pagkilos ng parathyroid hormone. Ang pangunahing pag-andar ng parathyroid hormone ay upang mapanatili ang isang pare-parehong antas ng Ca++. Ginagawa nito ang function na ito sa pamamagitan ng pag-apekto sa mga buto, bato, at (sa pamamagitan ng bitamina D) sa mga bituka. Ang epekto ng parathyroid hormone sa tissue osteoclast ay isinasagawa pangunahin sa pamamagitan ng ITP at DAG, na sa huli ay nagpapasigla sa pagkasira ng buto. Sa proximal tubules ng mga bato, ang parathyroid hormone ay pumipigil sa reabsorption ng mga phosphate, na humahantong sa phosphaturia at hypophosphatemia, pinatataas din nito ang reabsorption ng calcium, ibig sabihin, binabawasan ang paglabas nito. Bilang karagdagan, ang parathyroid hormone ay nagdaragdag sa aktibidad ng 1-hydroxylase sa mga bato. Ang enzyme na ito ay kasangkot sa synthesis ng mga aktibong anyo ng bitamina D.

Ang pagpasok ng calcium sa cell ay kinokontrol ng mga neurohormonal signal, na ang ilan ay nagpapataas ng rate ng pagpasok ng Ca + sa cell mula sa intercellular space, ang iba - ang paglabas nito mula sa mga intracellular depot. Mula sa extracellular space, ang Ca2+ ay pumapasok sa cell sa pamamagitan ng calcium channel (isang protina na binubuo ng 5 subunits). Ang channel ng calcium ay isinaaktibo ng mga hormone, ang mekanismo ng pagkilos na kung saan ay natanto sa pamamagitan ng cAMP. Ang paglabas ng Ca2+ mula sa mga intracellular depot ay nangyayari sa ilalim ng pagkilos ng mga hormone na nagpapagana ng phospholipase C, isang enzyme na may kakayahang mag-hydrolyzing ng plasma membrane phospholipid FIFF (phosphatidylinositol-4,5-biphosphate) sa DAG (diacylglycerol) at ITP (inositol-1,4). ,5-triphosphate):

Ang ITP ay nagbubuklod sa isang tiyak na calcisome receptor (kung saan naipon ang Ca2+). Binabago nito ang conformation ng receptor, na nangangailangan ng pagbubukas ng gate, na humaharang sa channel para sa pagpasa ng Ca2+ mula sa calcisome. Ang kaltsyum na inilabas mula sa depot ay nagbubuklod sa protina kinase C, na ang aktibidad nito ay nagpapataas ng DAG. Ang protina kinase C, sa turn, ay nag-phosphorylate ng iba't ibang mga protina at enzymes, sa gayon ay binabago ang kanilang aktibidad.

Ang mga ion ng kaltsyum ay kumikilos sa dalawang paraan: 1) nagbubuklod sila ng mga negatibong sisingilin na grupo sa ibabaw ng mga lamad, at sa gayon ay binabago ang kanilang polarity; 2) magbigkis sa protina calmodulin, sa gayon ay nag-activate ng maraming mga pangunahing enzyme ng carbohydrate at lipid metabolismo.

Ang kakulangan sa calcium ay humahantong sa pagbuo ng osteoporosis (malutong buto). Ang kakulangan ng calcium sa katawan ay humahantong sa kakulangan nito sa pagkain at hypovitaminosis D.

Ang pang-araw-araw na pangangailangan ay 0.8-1.0 g / araw.

Ang bitamina D ay gumaganap ng isang napakahalagang papel sa metabolismo ng calcium kasama ng parathyrin at thyrocalcitonin.