कैल्शियम, फॉस्फेट और खनिज समस्थापन

कैल्शियम, फॉस्फेट और खनिज समस्थापन अंतःस्रावी शरीर विज्ञान की वह शाखा है जो इस बात से संबंधित है कि शरीर कैल्शियम और फॉस्फेट की बाह्यकोशिकीय सांद्रता को संकीर्ण सीमाओं के भीतर कैसे रखता है। कैल्शियम-विनियमन करने वाले हार्मोन का एक छोटा समूह — मुख्य रूप से पैराथाइरॉइड हार्मोन, सक्रिय विटामिन डी मेटाबोलाइट कैल्सिट्रियोल, और, अधिक सीमित भूमिका में, कैल्सीटोनिन और फॉस्फेट-विनियमन करने वाला हार्मोन FGF23 — आंत, गुर्दे और हड्डी का समन्वय करता है ताकि मिनट-दर-मिनट खनिज संतुलन और दीर्घकालिक कंकाल खनिजीकरण दोनों को बनाए रखा जा सके।

Definition

कैल्शियम और फॉस्फेट समस्थापन हार्मोन द्वारा नियंत्रित आंतों के अवशोषण, गुर्दे के पुनःअवशोषण और उत्सर्जन, और हड्डी खनिज भंडार के साथ विनिमय के माध्यम से बाह्यकोशिकीय कैल्शियम और फॉस्फेट सांद्रता का एकीकृत अंतःस्रावी विनियमन है।

Scope

यह क्षेत्र पाठक को उन हार्मोन, लक्ष्य अंगों और प्रतिक्रिया लूपों से परिचित कराता है जो सीरम कैल्शियम और फॉस्फेट को नियंत्रित करते हैं। यह विस्तृत विषयों को समूहित करता है — पैराथाइरॉइड हार्मोन संश्लेषण और विनियमन, विटामिन डी चयापचय और सक्रियण, गुर्दे और हड्डी पर पीटीएच और विटामिन डी क्रिया के सेलुलर तंत्र, कैल्सीटोनिन शरीर विज्ञान, और सीरम कैल्शियम और फॉस्फेट का एकीकृत नियंत्रण। यह सामान्य शरीर विज्ञान का एक संदर्भ-शैक्षणिक अवलोकन है, न कि नैदानिक प्रबंधन मार्गदर्शिका।

Sub-topics

• कैल्सीटोनिन की शरीर क्रिया विज्ञान और कैल्शियम समस्थापन में भूमिका
• सीरम कैल्शियम और फॉस्फेट का एकीकृत नियंत्रण
• पैराथाइरॉइड हार्मोन का संश्लेषण और विनियमन
• गुर्दे और हड्डी पर पीटीएच और विटामिन डी की क्रिया के तंत्र
• विटामिन डी चयापचय और सक्रियण

Key concepts

• बाह्यकोशिकीय कैल्शियम सेट बिंदु
• कैल्शियम-संवेदन रिसेप्टर (CaSR)
• पैराथाइरॉइड हार्मोन (PTH)
• कैल्सिट्रियोल (1,25-डाइहाइड्रॉक्सीविटामिन डी)
• कैल्सीटोनिन
• फाइब्रोब्लास्ट ग्रोथ फैक्टर 23 (FGF23) और क्लोथो
• खनिज भंडार के रूप में हड्डी
• आंत-गुर्दा-हड्डी अक्ष
• सीरम कैल्शियम का नकारात्मक प्रतिक्रिया नियंत्रण

Mechanisms

तीन अंग और मुट्ठी भर हार्मोन नियामक प्रणाली बनाते हैं। पैराथाइरॉइड ग्रंथियां कैल्शियम-संवेदन रिसेप्टर के माध्यम से बाह्यकोशिकीय कैल्शियम को महसूस करती हैं और तदनुसार पैराथाइरॉइड हार्मोन स्राव को समायोजित करती हैं; पीटीएच हड्डी के पुनरुत्थान को उत्तेजित करके, दूरस्थ गुर्दे के कैल्शियम के पुनःअवशोषण को बढ़ाकर, और सक्रिय विटामिन डी के गुर्दे के संश्लेषण को बढ़ावा देकर सीरम कैल्शियम को बढ़ाता है। कैल्सिट्रियोल, हार्मोनल रूप से सक्रिय विटामिन डी मेटाबोलाइट, बदले में कैल्शियम और फॉस्फेट के आंतों के अवशोषण को बढ़ाता है। फॉस्फेट संतुलन मुख्य रूप से गुर्दे के माध्यम से नियंत्रित होता है, जिसमें पीटीएच और FGF23 (अपने सह-रिसेप्टर क्लोथो के साथ कार्य करते हुए) फॉस्फेट उत्सर्जन को बढ़ावा देते हैं। थायराइड सी-कोशिकाओं से कैल्सीटोनिन हड्डी के पुनरुत्थान का विरोध कर सकता है लेकिन मानव कैल्शियम संतुलन में अपेक्षाकृत छोटी भूमिका निभाता है। साथ में ये संकेत एक नकारात्मक-प्रतिक्रिया नेटवर्क का गठन करते हैं जो बाह्यकोशिकीय कैल्शियम सांद्रता की रक्षा करता है।

Clinical relevance

सामान्य खनिज समस्थापन को समझना कैल्शियम, फॉस्फेट, पीटीएच और विटामिन डी माप की व्याख्या करने और पैराथाइरॉइड ग्रंथियों, गुर्दे और हड्डी के विकारों के बारे में तर्क करने के लिए शारीरिक आधार है। यह प्रविष्टि समझ का समर्थन करने के लिए सामान्य नियामक शरीर विज्ञान का वर्णन करती है और निदान या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

History

कैल्शियम का अंतःस्रावी नियंत्रण बीसवीं शताब्दी में एक साथ जोड़ा गया था: पैराथाइरॉइड हार्मोन को मुख्य कैल्शियम-बढ़ाने वाले हार्मोन के रूप में वर्णित किया गया था, विटामिन डी को अपने हार्मोनल रूप में अनुक्रमिक यकृत और गुर्दे के सक्रियण की आवश्यकता के लिए दिखाया गया था, कैल्सीटोनिन को कैल्शियम-कम करने वाले पेप्टाइड के रूप में पहचाना गया था, और कैल्शियम-संवेदन रिसेप्टर को 1993 में क्लोन किया गया था, जिससे पैराथाइरॉइड ग्रंथि बाह्यकोशिकीय कैल्शियम सांद्रता को कैसे पढ़ती है, इसका एक आणविक स्पष्टीकरण मिला। हाल ही में FGF23 और क्लोथो को फॉस्फेट विनियमन के लिए केंद्रीय के रूप में मान्यता दी गई थी।

Seminal works

• peacock-2010
• blaine-2015
• christakos-2016

Frequently asked questions

कौन से हार्मोन कैल्शियम और फॉस्फेट को नियंत्रित करते हैं?

मुख्य नियामक पैराथाइरॉइड हार्मोन और सक्रिय विटामिन डी मेटाबोलाइट कैल्सिट्रियोल हैं, जिसमें कैल्सीटोनिन एक छोटी कैल्शियम-कम करने वाली भूमिका निभाता है और FGF23 (क्लोथो के साथ) फॉस्फेट को नियंत्रित करता है।

खनिज समस्थापन में कौन से अंग शामिल हैं?

आंत (अवशोषण), गुर्दे (पुनःअवशोषण और उत्सर्जन), और हड्डी (भंडारण और रिलीज) तीन प्रभावकारी अंग हैं जो कैल्शियम-विनियमन करने वाले हार्मोन द्वारा समन्वित होते हैं।