Влияние кальцитонина на обмен кальция

Физиология эндокринной системы

Влияние кальцитонина на обмен кальция

Фосфатные соли Ca2+ составляют основной минеральный компонент костной ткани. Ca2+ необходим для сокращения мышечных волокон, внутриклеточного траффика и экзоцитоза везикул (включая синаптические пузырьки).

Этот ион является внутриклеточным посредником многих сигнальных соединений, участвует в процессах деления и апоптоза.

Концентрация Ca2+ в крови поддерживается на постоянном уровне с высокой точностью за счет действия ряда гормонов, наиболее значимыми из которых являются паратгормон, кальцитонин и гормональная форма витамина D (кальцитриол).

Паратгормон

Паратгормон (паратиреоидный гормон, ПТГ) – полипептид клеток паращитовидных желез, увеличивающий концентрацию Ca2+ и уменьшающий концентрацию фосфатов в крови.

Регуляция продукции

Между ПТГ, ионами Ca2+ и гормональной формой витамина D существуют реципрокные регуляторные связи (рис.

68): увеличение секреции паратгормона повышает содержание Ca2+ в крови и ускоряет синтез кальцитриола в почке; по механизму отрицательной обратной связи повышенные концентрации Ca2+ и кальцитриола угнетают продукцию паратгормона.

Это происходит в результате угнетения экспрессии гена ПТГ и/или торможения его секреции клетками паращитовидных желез. Рост концентрации паратгормона приводит также к снижению концентрации фосфатов в крови. Секреция паратгормона снижается после приема пищи с высоким содержанием Ca2+.

Рис. 68. Прямые и обратные связи в регуляции продукции паратгормона

Рецепторы

Рецепторы паратгормона – белки надсемейства рецепторов, сопряженных с G-белками. Передача сигнала осуществляется преимущественно по аденилатциклазному пути за счет увеличения продукции цАМФ. Классические органы-мишени – остеобласты и клетки проксимальных канальцев нефрона, где экспрессируются рецепторы паратиреоидного гормона.

Функции

Костная ткань

Гиперкальциемический эффект паратгормона достигается за счет:

  • угнетения работы остеобластов
  • активации остеоцитов, остеокластов
  • увеличении пула остеокластов

Это способствует резорбции кости и поступлению Ca2+ и фосфатов из костной ткани в кровь.Паратгормон также индуцирует рецепторы кальцитриола в костной ткани.

Кишечник

Паратгормон опосредованно усиливает всасывание Ca2+ в кишечнике за счет стимуляции биосинтеза гормональной формы витамина D в почке.

Почки

Паратиреоидный гормон, действуя в восходящем колене петли Генле нефрона, стимулирует реабсорбцию Ca2+ и угнетает реабсорбцию фосфатов, увеличивая их выведение с мочой.

В проксимальных канальцах нефрона он индуцирует экспрессию 1α-гидроксилазы, ключевого фермента биосинтеза кальцитриола, и уменьшает количество мРНК 24-гидроксилазы, катализирующей образование малоактивного метаболита витамина D.

Суммарный эффект паратгормона на кости и почки сводится к увеличению концентрации Ca2+ и снижению концентрации фосфата во внеклеточной жидкости. Разница их концентраций обеспечивает дополнительную диссоциацию фосфатных солей Ca2+ в костях. В почках паратгормон также ингибирует реабсорбцию бикарбонатов, натрия и жидкости.

Частой причиной развития остеомаляции у женщин в постменопазе является дефицит эстрогенов. Эти и другие проявления менопаузы хорошо поддаются коррекции с помощью гормональной заместительной терапии. Для этого используют препараты с вариабельным содержанием эстрогенов и прогестинов, имитирующие естественные колебания этих гормонов во время менструального цикла.

Гормональная форма витамина D (Кальцитриол)

Гормональная форма витамина D (1α,25-дигидроксивитамин D, кальцитриол) синтезируется последовательным гидроксилированием холекальциферола (витамина D): сначала в печени по 25-му положению с образованием малоактивного 25-гидроксивитамина D, затем в почке по 1α-положению с образованием 1α,25-дигидроксивитамина D.

Регуляция продукции

Регуляция образования кальцитриола осуществляется преимущественно на уровне 1α-гидроксилазы проксимальных почечных канальцев. Биосинтез этого фермента стимулируется паратгормоном и/или пониженным содержанием фосфата крови.

Активный гормон не только ингибирует свою продукцию по механизму отрицательной обратной связи (подавляя продукцию ПТГ и экспрессию 1α-гидроксилазы), но и усиливает собственную деградацию, стимулируя транскрипцию 24-гидроксилазы.

Витамин D и его гидроксилированные метаболиты, включая кальцитриол, транспортируются в комплексе с транспортным белком крови, связывающим витамин D (транскальциферином).

Причем образовавшийся в печени 25-гидроксивитамин D обладает наивысшим сродством к этому белку.

В отличие от большинства гормонсвязывающих белков, витамин D-связывающий белок не регулирует биодоступность, а направленно транспортирует 25-гидроксивитамин D из первичной мочи в проксимальные трубочки для 1α-гидроксилирования и активации.

Рецепторы

Рецептор кальцитриола относится к надсемейству ядерных рецепторов и экспрессируется в классических органах-мишенях кальцитриола (кишечник, кости, почки, паращитовидные железы) и многих других.

Функции

Кальцитриол способствует поддержанию постоянной концентрации внеклеточного Ca2+, действуя на кишечник, кости, почки и паращитовидные железы.

Кишечник

Кальцитриол – основной стимулятор всасывания Ca2+ и фосфатов в тонком кишечнике. Регуляция всасывания под действием кальцитриола может затрагивать различные механизмы (облегчённую диффузию, везикулярный транспорт) в зависимости от отдела кишечника.

Костная ткань

Кальцитриол стимулирует накопление Ca2+ в остеоцитах и остеобластах, участвует в развитии и минерализации костной ткани, ремоделировании костей (совместно с паратгормоном, потенциируя действие последнего).

Почки

Кальцитриол стимулирует реабсорбцию Ca2+ в дистальных почечных канальцах, снижая его экскрецию с мочой. Это происходит за счет увеличения экспрессии генов системы трансцеллюлярного транспорта Ca2+. Снижение выведения ионов Ca2+ почками приводит к повышению их концентрации в крови.

Паращитовидная железа

Кальцитриол подавляет транскрипцию гена паратгормона. Действуя на другие ткани, кальцитриол стимулирует секрецию кальцитонина С-клетками щитовидной железы и адреналина мозговым слоем надпочечников.

Кальцитонин

Кальцитонин – гипокальциемический и гипофосфатемический гормон, синтезируемый С-клетками щитовидной железы.

Регуляция продукции

Продукцию кальцитонина стимулируют гастрин, Ca2+, глюкагон и GLP, секреция которых растет в ответ на прием пищи. Наибольшим эффектом обладает гастрин.

Предполагают, что увеличение секреции кальцитонина в ответ на эти гормоны является защитой от пищевой гиперкальциемии.

В этом проявляется его основная функция, поскольку удаление щитовидных желёз практически не меняет содержание Ca2+ и фосфата в крови. Повышение концентраций Ca2+ и кальцитриола в крови также стимулирует секрецию кальцитонина.

Рецепторы

Рецепторы кальцитонина – белки надсемейства рецепторов, сопряженных с Gs-белками. Cигнал передаётся по аденилатциклазному пути за счет увеличения продукции цАМФ.

Функции

В норме вклад кальцитонина в регуляцию уровня Ca2+ в крови относительно невелик и заключается в защите от пищевой гиперкальциемии, однако при аномалиях работы паращитовидной железы эффекты кальцитонина отчётливо видны. Это позволяет считать кальцитонин антагонистом паратгормона.

Костная ткань

Кальцитоин тормозит дифференцировку предшественников-остеокластов, ослабляет резорбцию костей и высвобождение из них Ca2+ и фосфатов.

Кишечник

Кальцитонин снижает трансцеллюлярный транспорт Ca2+ в кишечнике.

Почки

В почках кальцитонин подавляет реабсорбцию и Ca2+, и фосфата. Однако этот эффект выражен только при сверхфизиологических концентрациях гормона. Как и паратгормон, в почках кальцитонин усиливает экспрессию 1α-гидроксилазы, ключевого фермента синтеза кальцитриола.

Кроме вышеописанных гормонов, в регуляции гомеостаза Ca2+ участвуют глюкокортикоиды, тормозящие ремоделинг костей (подавляют дифференцировку остеобластов, всасывание Ca2+ кишечником и его реабсорбцию почками), эстрогены, увеличивающие прочность костей (стимулируют продукцию кальцитонина, работу остеобластов) и некоторые другие. Взаимосязи гормонов, регулирующих отмен кальция представлены на рис. 69.

Рис. 69. Гормоны, влияющие на концентрацию Ca2+, и связи между ними

Рекомендуемая литература

1. Briot K., Roux C.//Glucocorticoid-induced osteoporosis. -RMD Open. -2015-V. 1 (1): e000014.

2. Cheloha R.W., Gellman S.H., Vilardaga J.P., Gardella T.J. // PTH receptor-1 signalling-mechanistic insights and therapeutic prospects. -Nat Rev Endocrinol. 2015-V.11 (12):712-24.

3. Hendy G.N., Canaff L. Calcium-sensing receptor, proinflammatory cytokines and calcium homeostasis Semin Cell Dev Biol. 2015- S1084-9521 (15) 30006-9.

4. Jeon U.S. // Kidney and calcium homeostasis. -Electrolyte Blood Press. -2008 -V.6 (2): 68-76.

5. Nagano N //Pharmacological and clinical properties of calcimimetics: calcium receptor activators that afford an innovative approach to controlling hyperparathyroidism. – Pharmacol Ther. 2006 -V.109 (3): 339–65.

6. Naot D., Cornish J. // The role of peptides and receptors of the calcitonin family in the regulation of bone metabolism. – Bone. 2008-V.43 ( 5): 813-8.

7. Taylor C.W., Tovey S.C. // From parathyroid hormone to cytosolic Ca2+ signals. – Biochem Soc Trans. 2012 -V.40 (1): 147-52.

Источник: https://bookonlime.ru/lecture/gormonalnye-regulyatory-obmena-kalciya-i-fosfora

Гормоны кальциевого обмена

Влияние кальцитонина на обмен кальция

За обмен кальция и фосфатов в организме отвечают три гормона – кальцитриол, кальцитонин и паратиреоидный гормон.

Строение

Представляет собой производное витамина D и относится к стероидам.

Синтез

Образующийся в коже под действием ультрафиолета и поступающие с пищей холекальциферол (витамин D3) и эргокальциферол (витамин D2) гидроксилируются в гепатоцитах по С25 и в эпителии проксимальных канальцев почек по С1. В результате формируется 1,25-диоксихолекальциферол (кальцитриол).

Активность 1α-гидроксилазы обнаружена во многих клетках и значение этого заключается в активации 25-оксихолекальциферола для собственных нужд клетки (аутокринное и паракринное действие).

Регуляция синтеза и секреции

Активируют: Гипокальциемия повышает гидроксилирование витамина D по С1 в почках через увеличение секреции паратгормона, стимулирующего этот процесс.

Уменьшают: Избыток кальцитриола подавляет гидроксилирование по С1 в почках.

Мишени и эффекты

См также биохимические функции витамина D.

Рецепторы к кальцитриолу обнаружены практически во всех тканях. Эффекты гормона могут быть геномные и негеномные, эндокринные и паракринные.

1. Геномный эффект кальцитриола заключается в регуляции концентрации кальция и фосфора в крови:

  • в кишечнике индуцирует синтез белков, отвечающих за всасывание кальция и фосфатов,
  • в почечных канальцах повышает синтез белков-каналов для реабсорбции ионов кальция и фосфатов,
  • в костной ткани усиливает активность остеобластов и остеокластов.

2. Посредством негеномных паракринных механизмов гормон регулирует количество ионов Ca2+ в клетке

  • способствует минерализации кости остеобластами,
  • влияет на активность иммунных клеток, модулируя их иммунные реакции,
  • участвует в проведении нервного возбуждения,
  • поддерживает тонус сердечной и скелетной мускулатуры,
  • влияет на пролиферацию клеток.

3. Также действие кальцитриола сопровождается подавлением секреции паратиреоидного гормона.

Гипофункция

Соответствует картине гиповитаминоза D.

Костная ткань

  • при высоком уровне гормона активируются остеокласты и происходит деструкция костной ткани,
  • при низких концентрациях активируется перестройка кости и остеогенез.

Почки

  • увеличивается реабсорбция кальция и магния,
  • уменьшается реабсорбция фосфатов, аминокислот, карбонатов, натрия, хлоридов, сульфатов.
  • также гормон стимулирует образование кальцитриола (гидроксилирование по С1).

Кишечник

  • при участии кальцитриола усиливается всасывание кальция и фосфатов.

Гиперфункция

Первичный гиперпаратиреоз возникает при аденоме желез. Нарастающая гиперкальциемия вызывает повреждение почек, мочекаменную болезнь.

Вторичный гиперпаратиреоз является результатом почечной недостаточности, при которой происходит нарушение образования кальцитриола, снижение концентрации кальция в крови и компенсаторное возрастание синтеза паратиреоидного гормона.

Роль паратиреоидного гормона и кальцитонина в обмене кальция

Влияние кальцитонина на обмен кальция

Какая роль паратиреоидного гормона в обмене кальция?

В начале этого столетия ряд исследователей пришли к заключению, что околощитовидные железы выделяют вещество, повышающее уровень кальция в сыворотке крови. В 1925г.

Collip, Hanson открыли паратиореоидный гормон, а в 1959г. Кasmu, Craig удалось выделить гормон в чистом виде. В 1978г. Keutmann и соавт.

сообщили о последовательности всех 84 аминокислот, образующих человеческий паратиореидный гормон.

Ниже приводим влияние паратиреоидного гормона (ПТГ) на органы, учавствующие в кальциевом обмене.

Кишечник

Усиление всасывания кальция в кишечнике (непрямой эффект) вследствие активации превращения неактивной формы витамина D в его активную форму в почках.

Почки

Повышение выделения Na, Ca, Po и бикорбонатов в проксимальных канальцах и реабсорбции кальция в дистальных; суммарный эффект – задержка кальция почками.

Кости

Комплексное действие на различные кости. Высокая концентрация паратиреоидного гормона (кальциевый стресс) оказывает преимущественно катаболический (остеолитический) эффект, сопровождающийся мобилизацией кальция, а нормальный уровень паратиреоидного гормона – анаболический (остеопластический) эффект – с усилением новообразования и минерализации кости.

Какая роль кальцитонина в обмене кальция?

Существование кальцитонина – гормона, понижающего концентрацию кальция и фосфатов в сыворотке кропи, доказал Сорр (1961). а место его образования — парафолликулярные С-клетки щитовидной жолезы — установил Foster (1964). В последние годы в различных органах (кости, почечные канальцы, гипоталамус) были обнаружены рецепторы кальцитонина.

что свидетельствует о широком диапазоне его действия.
   Кальцитонин — пептидный гормон, состоящий из 12 аминокислот, физиологическая функция которого заключается в регуляции обмена кальция и фосфора. Интерес к этому гормону объясняется, в первую очередь, его участием в обеспечении относительно постоянного уровня кальция.

  Основным и непосредственным фактором, который действует на щитовидную железу и активизирует синтез выделения кальцитонина. есть концентрация кальция в сыворотке кропи. Повышение уровня кальция в крови, особенно его ионизированной формы, усиливает секрецию кальцитонина, а снижение — угнетает.

  Опосредованный путь регуляции секреции кальцитонина связан с секрецией гастрина и некоторых других энторогормонов. Уменьшение уровня кальция в пищеварительном тракте способствует секреции гастрина, что, в свою очередь, приводит к усилению синтеза и выделения кальцитонина щитовидной железой.

  Кальцитонин через специфические рецепторы (в костях, почках) воздействует на цАМФ.

В результате, прежде всего, тормозится резорбция костей и стимулируется их минерализацию. в частности, проявляется понижением уровня кальция и фосфора в сыворотке крови и экскреции гидроксипролина.

Паратиреоидный гормон (ПГТ) является функциональным антагонистом кальцитонина: первый обеспечивает увеличение состава кальция, а второй — его снижение. Низкая концентрация кальция в плазме крови стимулирует поступление в кровь значительного количества ПТГ.

который увеличивает реабсорбцию кальция в канальцах почек и секрецию фосфатов, а в костной ткани — ускорение процесса резорбции и освобождения кальция в межклеточное пространство.
    На уровне клеток кальцитонин влияет на транспорт кальция через ее мембрану.

Он стимулирует поглощение кальция митохондриями и тем самым задерживает отток кальция из клеток.

Этот процесс связан с активностью аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) клеточной мембраны и зависит от соотношения натрия и калия. Кальцитонин влияет на органический состав кости: угнетает распад коллагена, что проявляется уменьшением экскреции с мочой оксипролина.

    Значительно влияют на интенсивность синтеза кальцитонина половые гормоны. Тестостерон и эстроген повышают его уровень в крови Как правило, уровень кальцитонина у мужчин приблизительно На 50-выше, чем у женщин, но у женщин в период беременности и кормления грудью он выше.

В процессе старения его уровень как у женщин, так и у мужчин снижается, особенно у женщин в период наступления менопаузы.     Замедление резорбции костной ткани под влиянием кальцитонина происходит вследствие угнетения активности остеокластов и уменьшения их количества, а также стимуляции остеобластов.

В костях эмбрионов он удваивает пролиферацию остеобластов и синтез ими коллагена Очевидно, после рождения действие кальцитонина изменяется, поскольку в культуре ткани взрослых он “тормозит'' остеобласты и тем самым формирование и минерализацию костной ткани.

Установлено, что кальцитонин способствует поступлению кальция и фосфора в кость не только через угнетение ее резорбции, но и путем образования гранул лабильной формы фосфата кальция в межклеточной жидкости возле остеоцитов.

Далее….

          5

Перейти на страницу  1   2  3  4  5  6  7  8  9  10 11 12

 Рекомендации NSP по ведению больных с заболеваниями опорно двигательного аппарата

Источник: http://nsp.zaporizhzhe.ua/index.files/gormoni.htm

МедСекурс
Добавить комментарий