Гомеостаз кальция, фосфатов и минералов
Гомеостаз кальция, фосфатов и минералов — это раздел эндокринной физиологии, изучающий, как организм поддерживает внеклеточные концентрации кальция и фосфатов в узких пределах. Небольшой набор гормонов, регулирующих кальций — главным образом паратиреоидный гормон, активный метаболит витамина D кальцитриол, а также, в более ограниченной роли, кальцитонин и гормон, регулирующий фосфаты, FGF23 — координирует работу кишечника, почек и костей, так что поддерживаются как ежеминутный минеральный баланс, так и долгосрочная минерализация скелета.
Definition
Гомеостаз кальция и фосфатов — это интегрированная эндокринная регуляция внеклеточных концентраций кальция и фосфатов посредством гормонально контролируемого всасывания в кишечнике, реабсорбции и экскреции в почках, а также обмена с минеральным резервуаром костей.
Scope
Эта область знакомит читателя с гормонами, органами-мишенями и петлями обратной связи, которые регулируют сывороточные уровни кальция и фосфатов. Она объединяет подробные темы — синтез и регуляцию паратиреоидного гормона, метаболизм и активацию витамина D, клеточные механизмы действия ПТГ и витамина D на почки и кости, физиологию кальцитонина и интегрированный контроль сывороточных уровней кальция и фосфатов. Это справочно-образовательный обзор нормальной физиологии, а не руководство по клиническому ведению.
Sub-topics
Key concepts
- Установочная точка внеклеточного кальция
- Кальций-чувствительный рецептор (CaSR)
- Паратиреоидный гормон (ПТГ)
- Кальцитриол (1,25-дигидроксивитамин D)
- Кальцитонин
- Фактор роста фибробластов 23 (FGF23) и Klotho
- Кость как минеральный резервуар
- Ось кишечник-почки-кости
- Регуляция сывороточного кальция по принципу отрицательной обратной связи
Mechanisms
Три органа и несколько гормонов образуют регуляторную систему. Паращитовидные железы воспринимают внеклеточный кальций через кальций-чувствительный рецептор и соответствующим образом регулируют секрецию паратиреоидного гормона; ПТГ повышает уровень кальция в сыворотке, стимулируя резорбцию костей, увеличивая дистальную почечную реабсорбцию кальция и способствуя почечному синтезу активного витамина D. Кальцитриол, гормонально активный метаболит витамина D, в свою очередь, увеличивает всасывание кальция и фосфатов в кишечнике. Баланс фосфатов регулируется в основном почками, при этом ПТГ и FGF23 (действуя со своим корецептором Klotho) способствуют экскреции фосфатов. Кальцитонин из С-клеток щитовидной железы может противодействовать резорбции костей, но играет сравнительно незначительную роль в балансе кальция у человека. Вместе эти сигналы образуют сеть отрицательной обратной связи, которая поддерживает концентрацию внеклеточного кальция.
Clinical relevance
Понимание нормального минерального гомеостаза является физиологической основой для интерпретации измерений кальция, фосфатов, ПТГ и витамина D, а также для рассуждений о нарушениях паращитовидных желез, почек и костей. Эта статья описывает нормальную регуляторную физиологию для поддержки понимания и не является основой для диагностики или принятия решений о лечении.
History
Эндокринный контроль кальция был собран по частям на протяжении двадцатого века: паратиреоидный гормон был охарактеризован как основной гормон, повышающий уровень кальция, было показано, что витамин D требует последовательной печеночной и почечной активации до его гормональной формы, кальцитонин был идентифицирован как пептид, снижающий уровень кальция, а кальций-чувствительный рецептор был клонирован в 1993 году, что дало молекулярное объяснение того, как паращитовидная железа считывает концентрацию внеклеточного кальция. Совсем недавно FGF23 и Klotho были признаны центральными в регуляции фосфатов.
Related topics
Seminal works
- peacock-2010
- blaine-2015
- christakos-2016
Frequently asked questions
- Какие гормоны регулируют кальций и фосфаты?
- Основными регуляторами являются паратиреоидный гормон и активный метаболит витамина D кальцитриол, при этом кальцитонин играет незначительную роль в снижении уровня кальция, а FGF23 (с Klotho) регулирует фосфаты.
- Какие органы участвуют в минеральном гомеостазе?
- Кишечник (всасывание), почки (реабсорбция и экскреция) и кости (хранение и высвобождение) — это три эффекторных органа, координируемых гормонами, регулирующими кальций.