Механизмы действия ПТГ и витамина D на почки и кости

Паратиреоидный гормон и активный метаболит витамина D кальцитриол повышают уровень кальция в сыворотке крови, воздействуя на почки, кости и — в случае кальцитриола — кишечник. ПТГ связывается с рецептором ПТГ/ПТГрП на почечных канальцевых клетках и остеобластах, в то время как кальцитриол действует через ядерный рецептор витамина D, регулируя транскрипцию генов. Вместе они координируют почечную обработку кальция и фосфатов, их всасывание в кишечнике и ремоделирование костной ткани.

Definition

Эта тема описывает рецепторные и клеточные механизмы, посредством которых паратиреоидный гормон и кальцитриол действуют на почки, кости и кишечник, регулируя кальций и фосфаты, включая передачу сигналов через рецептор ПТГ/ПТГрП, рецептор витамина D и ремоделирование костной ткани, управляемое RANKL.

Scope

Эта тема охватывает клеточные механизмы, посредством которых ПТГ и кальцитриол действуют на свои органы-мишени: передачу сигналов ПТГ через рецептор ПТГ/ПТГрП в почечных канальцах и на остеобластах, непрямую активацию остеокластов через систему RANKL-остеопротегерин, которая управляет ремоделированием костной ткани, почечные эффекты на реабсорбцию кальция и экскрецию фосфатов, а также опосредованную рецептором витамина D стимуляцию кальцитриолом всасывания кальция и фосфатов в кишечнике. Это справочно-образовательное описание нормальных механизмов, а не клиническое руководство.

Key concepts

• Рецептор ПТГ/ПТГрП (PTH1R)
• Рецептор витамина D (VDR)
• Ось RANKL-RANK-остеопротегерин
• Сопряжение остеобластов и остеокластов
• Ремоделирование костной ткани
• Дистальная канальцевая реабсорбция кальция
• Проксимальная канальцевая экскреция фосфатов
• Кишечное всасывание кальция и фосфатов

Mechanisms

ПТГ действует через G-белок-связанный рецептор ПТГ/ПТГрП (PTH1R), экспрессируемый на почечных канальцевых клетках и остеобластах. В почках ПТГ увеличивает реабсорбцию кальция в дистальных отделах нефрона, ингибирует реабсорбцию фосфатов в проксимальных канальцах (способствуя фосфатурии) и стимулирует 1-альфа-гидроксилазу для образования кальцитриола. В костях ПТГ не действует непосредственно на остеокласты; вместо этого он передает сигналы через остеобласты и стромальные клетки, увеличивая экспрессию RANKL относительно его рецептора-ловушки остеопротегерина, тем самым способствуя дифференцировке остеокластов и резорбции костной ткани, которая высвобождает кальций и фосфаты. Кальцитриол связывается с ядерным рецептором витамина D, который гетеродимеризуется с ретиноидным X-рецептором для регуляции транскрипции генов, опосредующих всасывание кальция и фосфатов в кишечнике и способствующих ремоделированию костной ткани. Чистый эффект двух гормонов заключается в скоординированном повышении уровня кальция в сыворотке крови, поступающего из кишечника, почек и костей.

Clinical relevance

Эти механизмы лежат в основе физиологической интерпретации того, как мобилизуются и сохраняются кальций и фосфаты, и формируют такие понятия, как почечный фосфатурический эффект ПТГ и опосредованный ПТГ костный обмен. Данная статья описывает нормальные механизмы и не является основанием для диагностики или лечения.

History

Признание того, что ПТГ повышает уровень кальция посредством скоординированных почечных и скелетных действий, развивалось параллельно с клонированием рецептора ПТГ/ПТГрП и рецептора витамина D. Важным концептуальным достижением стало открытие системы RANKL-RANK-остеопротегерин на рубеже тысячелетий, которое объяснило, как ПТГ и другие факторы регулируют образование остеокластов косвенно через клетки остеобластного ряда, проясняя клеточную логику ремоделирования костной ткани.

Key figures

• Lorenz C. Hofbauer
• Sundararaman Swaminathan

Seminal works

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

Frequently asked questions

Действует ли ПТГ непосредственно на остеокласты?

Нет. ПТГ действует на остеобласты и стромальные клетки, которые в ответ увеличивают экспрессию RANKL относительно остеопротегерина; это, в свою очередь, стимулирует дифференцировку остеокластов и резорбцию костной ткани, которая высвобождает кальций.

Чем отличаются ПТГ и кальцитриол в своих целевых действиях?

ПТГ передает сигналы через рецептор на поверхности клетки, изменяя почечную обработку кальция и фосфатов и ремоделирование костной ткани, в то время как кальцитриол действует через ядерный рецептор, регулируя транскрипцию генов, в частности, увеличивая всасывание кальция и фосфатов в кишечнике.