Mecanismos de acción de la PTH y la vitamina D en el riñón y el hueso

La hormona paratiroidea y el metabolito activo de la vitamina D, el calcitriol, elevan el calcio sérico actuando sobre el riñón, el hueso y, en el caso del calcitriol, el intestino. La PTH se une al receptor de PTH/PTHrP en las células tubulares renales y los osteoblastos, mientras que el calcitriol actúa a través del receptor nuclear de vitamina D para regular la transcripción génica. Juntos coordinan el manejo renal del calcio y el fosfato, la absorción intestinal y la remodelación ósea.

Definition

Este tema describe los mecanismos celulares y a nivel de receptor por los cuales la hormona paratiroidea y el calcitriol actúan en el riñón, el hueso y el intestino para regular el calcio y el fosfato, incluyendo la señalización del receptor de PTH/PTHrP, el receptor de vitamina D y la remodelación ósea impulsada por RANKL.

Scope

Este tema abarca los mecanismos celulares por los cuales la PTH y el calcitriol actúan en sus órganos diana: la señalización de la PTH a través del receptor de PTH/PTHrP en el túbulo renal y en los osteoblastos, la activación indirecta de los osteoclastos a través del sistema RANKL-osteoprotegerina que impulsa la remodelación ósea, los efectos renales sobre la reabsorción de calcio y la excreción de fosfato, y la estimulación de la absorción intestinal de calcio y fosfato mediada por el receptor de vitamina D del calcitriol. Es una descripción de referencia educativa de los mecanismos normales, no una guía clínica.

Key concepts

• Receptor de PTH/PTHrP (PTH1R)
• Receptor de vitamina D (VDR)
• Eje RANKL-RANK-osteoprotegerina
• Acoplamiento osteoblasto-osteoclasto
• Remodelación ósea
• Reabsorción tubular distal de calcio
• Excreción tubular proximal de fosfato
• Absorción intestinal de calcio y fosfato

Mechanisms

La PTH actúa a través del receptor de PTH/PTHrP (PTH1R) acoplado a proteína G, expresado en las células tubulares renales y en los osteoblastos. En el riñón, la PTH aumenta la reabsorción de calcio en la nefrona distal, inhibe la reabsorción de fosfato en el túbulo proximal (promoviendo la fosfaturia) y estimula la 1-alfa-hidroxilasa para producir calcitriol. En el hueso, la PTH no actúa directamente sobre los osteoclastos; en su lugar, envía señales a través de los osteoblastos y las células estromales para aumentar la expresión de RANKL en relación con su receptor señuelo osteoprotegerina, promoviendo así la diferenciación de osteoclastos y la resorción ósea que libera calcio y fosfato. El calcitriol se une al receptor nuclear de vitamina D, que se heterodimeriza con el receptor X de retinoides para regular la transcripción de genes que median la absorción intestinal de calcio y fosfato y contribuyen a la remodelación ósea. El efecto neto de ambas hormonas es un aumento coordinado del calcio sérico obtenido del intestino, el riñón y el hueso.

Clinical relevance

Estos mecanismos subyacen a la interpretación fisiológica de cómo se movilizan y conservan el calcio y el fosfato, y enmarcan conceptos como el efecto fosfatúrico renal de la PTH y el recambio óseo impulsado por la PTH. Esta entrada describe mecanismos normales y no es una base para el diagnóstico o tratamiento.

History

El reconocimiento de que la PTH eleva el calcio a través de acciones renales y esqueléticas coordinadas se desarrolló junto con la clonación del receptor de PTH/PTHrP y el receptor de vitamina D. Un avance conceptual importante fue el descubrimiento del sistema RANKL-RANK-osteoprotegerina alrededor del cambio de milenio, que explicó cómo la PTH y otros factores regulan la formación de osteoclastos indirectamente a través de las células del linaje osteoblástico, aclarando la lógica celular de la remodelación ósea.

Key figures

• Lorenz C. Hofbauer
• Sundararaman Swaminathan

Seminal works

• khundmiri-2016
• hofbauer-2000
• christakos-2016

Frequently asked questions

¿Actúa la PTH directamente sobre los osteoclastos?

No. La PTH actúa sobre los osteoblastos y las células estromales, que responden aumentando el RANKL en relación con la osteoprotegerina; esto a su vez impulsa la diferenciación de los osteoclastos y la resorción ósea que libera calcio.

¿En qué se diferencian la PTH y el calcitriol en sus acciones diana?

La PTH envía señales a través de un receptor de superficie celular para alterar el manejo renal del calcio y el fosfato y la remodelación ósea, mientras que el calcitriol actúa a través de un receptor nuclear para regular la transcripción génica, aumentando notablemente la absorción intestinal de calcio y fosfato.