hormon przytarczyc

PTH
Dostępne konstrukcje
WPB Wyszukiwanie ortologiczne:
Identyfikatory
, PTH1, hormon przytarczyc, hormon przytarczyc,
identyfikatory zewnętrzne FIH1
ortologi
Gatunek Człowiek Mysz
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNA)

RefSeq (białko)

Lokalizacja (UCSC)
PubMed search
Wikidane
Wyświetl/edytuj człowieka Wyświetl/edytuj mysz

Parathormon ( PTH ), zwany także parathormonem lub paratyryną , jest hormonem peptydowym wydzielanym przez przytarczyce , który reguluje stężenie wapnia w surowicy poprzez wpływ na kości, nerki i jelita.

PTH wpływa na przebudowę kości , która jest ciągłym procesem, w którym tkanka kostna jest naprzemiennie resorbowana i odbudowywana w czasie. PTH jest wydzielany w odpowiedzi na niski wapnia w surowicy krwi (Ca 2+ ). PTH pośrednio stymuluje osteoklastów w macierzy kostnej ( osteonu ), w celu uwolnienia większej ilości wapnia jonowego (Ca 2+ ) do krwi w celu podniesienia niskiego poziomu wapnia w surowicy. Kości działają jak (metaforyczny) „ bank ” . wapnia”, z którego organizm może „wycofywać się” w razie potrzeby, aby utrzymać ilość wapnia we krwi na odpowiednim poziomie , pomimo nieustannych wyzwań związanych z metabolizmem , stresem i zmianami żywieniowymi . PTH jest „kluczem otwierającym bank sklepienie”, aby usunąć wapń.

PTH jest wydzielany głównie przez komórki główne przytarczyc. Gen dla PTH znajduje się na chromosomie 11. Jest to polipeptyd zawierający 84 aminokwasy , będący prohormonem . Ma masę cząsteczkową około 9500 Da . Jego działaniu przeciwdziała hormon kalcytonina .

Istnieją dwa rodzaje receptorów PTH. Receptory parathormonu 1 , aktywowane przez 34 N-końcowe aminokwasy PTH, są obecne w dużych ilościach na komórkach kości i nerek. Receptory parathormonu 2 są obecne w dużych ilościach na komórkach ośrodkowego układu nerwowego, trzustce, jądrach i łożysku. Okres półtrwania PTH wynosi około 4 minut.

Zaburzenia, które wytwarzają zbyt mało lub zbyt dużo PTH, takie jak niedoczynność przytarczyc , nadczynność przytarczyc i zespoły paraneoplastyczne , mogą powodować choroby kości , hipokalcemię i hiperkalcemię .

Struktura

hPTH-(1-84) krystalizuje jako lekko wygięty, długi, helikalny dimer. Wydłużona spiralna konformacja hPTH-(1-84) jest prawdopodobną konformacją bioaktywną. N -końcowy fragment 1-34 hormonu przytarczyc (PTH) został wykrystalizowany, a struktura została doprecyzowana do rozdzielczości 0,9 Å .

helikalna struktura dimeru hPTH-(1-34)

Funkcjonować

Regulacja stężenia wapnia w surowicy

Przytarczyca wydziela PTH, który utrzymuje wapń w homeostazie.
Schematyczne przedstawienie ruchu jonów wapnia do i z osocza krwi (środkowy kwadrat oznaczony jako PLAZMA Ca 2+ ) u osoby dorosłej w równowadze wapnia: Szerokości czerwonych strzałek wskazujących ruch do i z osocza są w przybliżeniu proporcjonalnie do dziennej ilości wapnia przemieszczanego we wskazanych kierunkach. Wielkość centralnego kwadratu nie jest proporcjonalna do wielkości schematycznej kości, która reprezentuje wapń obecny w szkielecie i zawiera około 25 000 mmol (lub 1 kg) wapnia w porównaniu do 9 mmol (360 mg) rozpuszczonych w osocze krwi. Różnokolorowe wąskie strzałki wskazują, gdzie działają określone hormony i jakie są ich efekty („+” oznacza pobudzanie; „-” oznacza hamowanie), gdy ich poziom w osoczu jest wysoki. PTH to parathormon, 1,25 OH VIT D 3 to kalcytriol lub 1,25-dihydroksywitamina D 3 , a KALCYTONINA to hormon wydzielany przez tarczycę , gdy poziom zjonizowanego wapnia w osoczu jest wysoki lub wzrasta. Diagram nie pokazuje bardzo małych ilości wapnia, które przemieszczają się do i z komórek organizmu, ani nie wskazuje wapnia, który jest związany z białkami zewnątrzkomórkowymi (w szczególności białkami osocza) lub fosforanami osocza.

Parathormon reguluje poziom wapnia w surowicy poprzez wpływ na kości, nerki i jelita:

W kościach PTH zwiększa uwalnianie wapnia z dużego zbiornika zawartego w kościach. Resorpcja kości to normalne niszczenie kości przez osteoklasty , które są pośrednio stymulowane przez PTH. Stymulacja jest pośrednia, ponieważ osteoklasty nie mają receptora dla PTH; raczej PTH wiąże się z osteoblastami , komórkami odpowiedzialnymi za tworzenie kości. Wiązanie stymuluje osteoblasty do zwiększenia ekspresji RANKL i hamuje wydzielanie przez nie osteoprotegeryny (OPG). Wolny OPG kompetycyjnie wiąże się z RANKL jako receptor wabika , zapobiegając interakcji RANKL z RANK , receptorem dla RANKL. Wiązanie RANKL z RANK (ułatwione przez zmniejszoną ilość OPG dostępnego do wiązania nadmiaru RANKL) stymuluje do fuzji prekursorów osteoklastów, które są z linii monocytów . Powstałe komórki wielojądrzaste są osteoklastami, które ostatecznie pośredniczą w resorpcji kości . Estrogen reguluje również ten szlak poprzez wpływ na PTH. Estrogen hamuje wytwarzanie TNF przez komórki T poprzez regulację różnicowania i aktywności komórek T w szpiku kostnym, grasicy i obwodowych narządach limfatycznych. W szpiku kostnym estrogen zmniejsza proliferację hematopoetycznych komórek macierzystych poprzez mechanizm zależny od IL-7.

W nerkach około 250 mmol jonów wapnia jest filtrowanych do przesączu kłębuszkowego dziennie. Większość tego (245 mmol/d) jest ponownie wchłaniana z płynu kanalikowego, pozostawiając około 5 mmol/d do wydalenia z moczem. Ta reabsorpcja zachodzi w całym kanaliku (większość, 60-70%, w kanaliku proksymalnym ), z wyjątkiem cienkiego odcinka pętli Henlego . Krążący parathormon wpływa jedynie na reabsorpcję zachodzącą w kanalikach dystalnych i przewodach zbiorczych nerek (ale patrz przypis). Ważniejszym działaniem PTH na nerki jest jednak hamowanie reabsorpcji fosforanów ( HPO 4 2− ) z płynu kanalikowego, co skutkuje zmniejszeniem stężenia fosforanów w osoczu. Jony fosforanowe tworzą z wapniem sole nierozpuszczalne w wodzie. Zatem spadek stężenia fosforanów w osoczu krwi (przy danym całkowitym stężeniu wapnia) zwiększa ilość jonizowanego wapnia. Trzecim ważnym działaniem PTH na nerki jest stymulacja przemiany 25-hydroksywitaminy D w 1,25-dihydroksywitaminę D ( kalcytriol ), który jest uwalniany do krążenia. Ta ostatnia postać witaminy D jest aktywnym hormonem, który stymuluje wchłanianie wapnia z jelita.

Poprzez nerki PTH zwiększa wchłanianie wapnia w jelicie poprzez zwiększenie produkcji aktywowanej witaminy D. Aktywacja witaminy D zachodzi w nerkach. PTH zwiększa poziom 25-hydroksywitaminy D 3 1-alfa-hydroksylazy , enzymu odpowiedzialnego za 1-alfa - hydroksylację 25-hydroksywitaminy D , przekształcając witaminę D w jej aktywną postać ( 1,25-dihydroksywitamina D ). Ta aktywowana postać witaminy D zwiększa wchłanianie wapnia (w postaci jonów Ca 2+ ) przez jelita poprzez kalbindynę .

PTH był jednym z pierwszych hormonów, które wykorzystywały system drugiego przekaźnika cyklazy adenylowej białka G.

Regulacja fosforanów w surowicy

PTH zmniejsza wchłanianie zwrotne fosforanów z kanalików proksymalnych nerki, co oznacza, że ​​więcej fosforanów jest wydalanych z moczem.

Jednak PTH zwiększa wchłanianie fosforanów z jelita i kości do krwi. W kościach w wyniku rozpadu kości uwalnia się nieco więcej wapnia niż fosforanów. W jelitach wchłanianie zarówno wapnia, jak i fosforanów odbywa się za pośrednictwem wzrostu aktywowanej witaminy D. Wchłanianie fosforanów nie jest tak zależne od witaminy D, jak wchłanianie wapnia. Końcowym rezultatem uwalniania PTH jest niewielki spadek netto stężenia fosforanów w surowicy.

Synteza witaminy D

PTH zwiększa aktywność enzymu 1-α-hydroksylazy , który przekształca 25-hydroksycholekalcyferol, główną krążącą postać nieaktywnej witaminy D, w 1,25-dihydroksycholekalcyferol, aktywną postać witaminy D, w nerkach.

Interaktywna mapa szlaków

Kliknij geny, białka i metabolity poniżej, aby przejść do odpowiednich artykułów.

[[Plik:
VitaminDSynthesis_WP1531Go to article Go to article Go to article Go to article go to article Go to article Go to article Go to article go to article go to article go to article go to article Go to article Go to article go to article Go to article go to article go to article go to article Go to article go to article
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
[[ ]]
VitaminDSynthesis_WP1531Go to article Go to article Go to article Go to article go to article Go to article Go to article Go to article go to article go to article go to article go to article Go to article Go to article go to article Go to article go to article go to article go to article Go to article go to article
|alt=Szlak syntezy witaminy D ( zobacz / edytuj )]]
Szlak syntezy witaminy D ( zobacz / edytuj )

Regulacja wydzielania PTH

Wydzielanie hormonu przytarczyc jest determinowane głównie przez stężenie wapnia zjonizowanego w surowicy poprzez ujemne sprzężenie zwrotne . Komórki przytarczyc wyrażają receptory wyczuwające wapń na powierzchni komórki. PTH jest wydzielany, gdy [Ca 2+ ] jest zmniejszone (kalcytonina jest wydzielana, gdy poziom wapnia w surowicy jest podwyższony). Receptory wapniowe sprzężone z białkiem G wiążą wapń zewnątrzkomórkowy i można je znaleźć na powierzchni wielu różnych komórek rozmieszczonych w mózgu , sercu , skórze , żołądku , komórki C i inne tkanki. W przytarczycach wysokie stężenia pozakomórkowego wapnia powodują aktywację kaskady sprzężonej z białkiem Gq Gq poprzez działanie fosfolipazy C. To hydrolizuje 4,5-bisfosforan fosfatydyloinozytolu (PIP2) w celu uwolnienia przekaźników wewnątrzkomórkowych IP3 i diacyloglicerolu (DAG). Ostatecznie te dwa przekaźniki powodują uwolnienie wapnia z zapasów wewnątrzkomórkowych do przestrzeni cytoplazmatycznej. Stąd wysokie zewnątrzkomórkowe stężenie wapnia prowadzi do wzrostu stężenia wapnia w cytoplazmie. W przeciwieństwie do mechanizmu stosowanego przez większość komórek wydzielniczych, to wysokie cytoplazmatyczne stężenie wapnia hamuje fuzję pęcherzyków zawierających granulki wstępnie utworzonego PTH z błoną komórki przytarczyc, a tym samym hamuje uwalnianie PTH.

W przytarczycach magnez pełni tę rolę w sprzężeniu wydzielania bodźca. Łagodny spadek poziomu magnezu w surowicy stymuluje aktywność reabsorpcyjną PTH w nerkach. Ciężka hipomagnezemia hamuje wydzielanie PTH, a także powoduje oporność na PTH, prowadząc do odwracalnej postaci niedoczynności przytarczyc.

Stymulatory

  • Zmniejszona surowica [Ca 2+ ].
  • Łagodne spadki w surowicy [Mg 2+ ].
  • Zwiększenie stężenia fosforanów w surowicy (podwyższony poziom fosforanów powoduje ich kompleksowanie z wapniem w surowicy, tworząc fosforan wapnia, który zmniejsza stymulację receptorów wrażliwych na Ca (CaSr), które nie wyczuwają fosforanu wapnia, powodując wzrost PTH).
  • Adrenalina
  • Histamina

Inhibitory

  • Zwiększona surowica [Ca 2+ ].
  • + ] w surowicy , co również powoduje objawy niedoczynności przytarczyc (takie jak hipokalcemia ).
  • Kalcytriol
  • Zwiększenie stężenia fosforanów w surowicy. Czynnik wzrostu fibroblastów-23 (FGF23) jest wytwarzany w osteoblastach (z kości) w odpowiedzi na wzrost stężenia fosforanów w surowicy (Pi). Wiąże się z receptorem czynnika wzrostu fibroblastów w przytarczycach i hamuje uwalnianie PTH. Może się to wydawać sprzeczne, ponieważ PTH faktycznie pomaga pozbyć się fosforanów z krwi, ale powoduje również uwalnianie fosforanów do krwi w wyniku resorpcji kości. FGF23 hamuje PTH, a następnie zajmuje jego miejsce, pomagając hamować ponowne wchłanianie fosforanów w nerkach bez wpływu uwalniania fosforanów na kości.

Zaburzenia

Nadczynność przytarczyc , obecność nadmiernych ilości hormonu przytarczyc we krwi, występuje w dwóch bardzo różnych zestawach okoliczności. Pierwotna nadczynność przytarczyc jest spowodowana autonomiczną, nieprawidłową hipersekrecją PTH z przytarczyc, podczas gdy wtórna nadczynność przytarczyc to odpowiednio wysoki poziom PTH postrzegany jako fizjologiczna odpowiedź na hipokalcemię . Niski poziom PTH we krwi jest znany jako niedoczynność przytarczyc i jest najczęściej spowodowany uszkodzeniem lub usunięciem przytarczyc podczas operacji tarczycy.

Istnieje wiele rzadkich, ale dobrze opisanych chorób genetycznych wpływających na metabolizm parathormonu, w tym rzekoma niedoczynność przytarczyc , rodzinna hiperkalcemia hipokalciuryczna i autosomalna dominująca hipokalcemia hiperkalciuryczna. Warto zauważyć, że PTH pozostaje niezmienione w rzekomej niedoczynności przytarczyc . U z osteoporozą podawanie egzogennego analogu hormonu przytarczyc ( teryparatydu w codziennych wstrzyknięciach) w połączeniu z terapią estrogenową powodowało zwiększenie masy kostnej i zmniejszenie liczby złamań kręgów i pozakręgów o 45 do 65%.

Pomiar

PTH można mierzyć we krwi w kilku różnych postaciach: nienaruszony PTH; N-końcowy PTH; średniocząsteczkowy PTH i C-końcowy PTH, a różne testy są stosowane w różnych sytuacjach klinicznych. Poziom można podać w pg/dL lub pmol/L (czasami w skrócie mmol/L); pomnóż przez 0,1060, aby przeliczyć z pg/dL na pmol/L.

Źródło w USA podaje, że średni poziom PTH wynosi 8–51 pg / ml. W Wielkiej Brytanii biologiczny zakres referencyjny uważa się 1,6-6,9 pmol/l. Prawidłowy całkowity poziom wapnia w osoczu mieści się w zakresie od 8,5 do 10,2 mg/dl (od 2,12 mmol/l do 2,55 mmol/l).

Przewodnik interpretacyjny

Nienaruszone zakresy normy dla PTH i wapnia różnią się w zależności od wieku; wapń jest również inny dla płci.

Stan Nienaruszony PTH Wapń
Normalna przytarczyca Normalna Normalna
niedoczynność przytarczyc Niski lub Niski Normalny Niski
Nadczynność przytarczyc
- Podstawowe Wysoki lub Normalny Wysoki
- Wtórny Wysoki Normalny lub Niski
- trzeciorzędny Wysoki Wysoki
Hiperkalcemia niezwiązana z przytarczycami Niski lub Niski Normalny Wysoki

Organizmy modelowe

Do badania funkcji PTH wykorzystano organizmy modelowe . Linia myszy z warunkowym nokautem o nazwie Pth tm1a (EUCOMM) Wtsi została wygenerowana w Wellcome Trust Sanger Institute . Samce i samice zwierząt poddano standaryzowanemu badaniu fenotypowemu w celu określenia skutków delecji. Wykonano dodatkowe badania przesiewowe: - Dogłębne fenotypowanie immunologiczne

Zobacz też

Notatka

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne