แคลเซียม ฟอสเฟต และการรักษาสมดุลของแร่ธาตุ

การรักษาสมดุลของแคลเซียม ฟอสเฟต และแร่ธาตุ เป็นสาขาหนึ่งของสรีรวิทยาต่อมไร้ท่อที่เกี่ยวข้องกับวิธีการที่ร่างกายรักษาระดับความเข้มข้นของแคลเซียมและฟอสเฟตนอกเซลล์ให้อยู่ในขอบเขตที่แคบ ฮอร์โมนควบคุมแคลเซียมจำนวนหนึ่ง — โดยหลักคือฮอร์โมนพาราไทรอยด์ (parathyroid hormone) เมแทบอไลต์ของวิตามินดีที่ออกฤทธิ์คือแคลซิไตรออล (calcitriol) และมีบทบาทจำกัดมากขึ้นคือแคลซิโทนิน (calcitonin) และฮอร์โมนควบคุมฟอสเฟต FGF23 — ทำงานร่วมกันระหว่างลำไส้ ไต และกระดูก เพื่อรักษาสมดุลของแร่ธาตุในแต่ละนาทีและการสร้างแร่ธาตุในโครงกระดูกในระยะยาว

Definition

การรักษาสมดุลของแคลเซียมและฟอสเฟตคือการควบคุมแบบบูรณาการของต่อมไร้ท่อต่อความเข้มข้นของแคลเซียมและฟอสเฟตนอกเซลล์ ผ่านการดูดซึมในลำไส้ การดูดซึมกลับและการขับออกทางไต และการแลกเปลี่ยนกับแหล่งสะสมแร่ธาตุในกระดูก ซึ่งทั้งหมดนี้ถูกควบคุมโดยฮอร์โมน

Scope

เนื้อหาส่วนนี้จะแนะนำผู้อ่านเกี่ยวกับฮอร์โมน อวัยวะเป้าหมาย และวงจรป้อนกลับที่ควบคุมระดับแคลเซียมและฟอสเฟตในซีรัม โดยจะจัดกลุ่มหัวข้อโดยละเอียด เช่น การสังเคราะห์และการควบคุมฮอร์โมนพาราไทรอยด์ เมแทบอลิซึมและการกระตุ้นวิตามินดี กลไกระดับเซลล์ของการทำงานของ PTH และวิตามินดีต่อไตและกระดูก สรีรวิทยาของแคลซิโทนิน และการควบคุมแบบบูรณาการของแคลเซียมและฟอสเฟตในซีรัม นี่คือภาพรวมเชิงอ้างอิงและให้ความรู้เกี่ยวกับสรีรวิทยาปกติ ไม่ใช่คู่มือการจัดการทางคลินิก

Sub-topics

• สรีรวิทยาของแคลซิโทนินและบทบาทในการรักษาสมดุลแคลเซียม
• การควบคุมแคลเซียมและฟอสเฟตในซีรัมแบบบูรณาการ
• การสังเคราะห์และการควบคุมฮอร์โมนพาราไทรอยด์
• กลไกการทำงานของ PTH และวิตามินดีต่อไตและกระดูก
• เมแทบอลิซึมและการกระตุ้นวิตามินดี

Key concepts

• จุดตั้งค่าแคลเซียมนอกเซลล์
• ตัวรับแคลเซียม (CaSR)
• ฮอร์โมนพาราไทรอยด์ (PTH)
• แคลซิไตรออล (1,25-ไดไฮดรอกซีวิตามินดี)
• แคลซิโทนิน
• ไฟโบรบลาสต์โกรทแฟคเตอร์ 23 (FGF23) และคลอโธ (Klotho)
• กระดูกในฐานะแหล่งสะสมแร่ธาตุ
• แกนลำไส้-ไต-กระดูก
• การควบคุมแคลเซียมในซีรัมแบบป้อนกลับเชิงลบ

Mechanisms

อวัยวะสามส่วนและฮอร์โมนจำนวนหนึ่งประกอบกันเป็นระบบควบคุม ต่อมพาราไทรอยด์รับรู้แคลเซียมนอกเซลล์ผ่านตัวรับแคลเซียม (calcium-sensing receptor) และปรับการหลั่งฮอร์โมนพาราไทรอยด์ตามความเหมาะสม PTH จะเพิ่มระดับแคลเซียมในซีรัมโดยการกระตุ้นการสลายกระดูก เพิ่มการดูดซึมแคลเซียมกลับที่ไตส่วนปลาย และส่งเสริมการสังเคราะห์วิตามินดีที่ออกฤทธิ์ในไต แคลซิไตรออล ซึ่งเป็นเมแทบอไลต์ของวิตามินดีที่ออกฤทธิ์ทางฮอร์โมน จะเพิ่มการดูดซึมแคลเซียมและฟอสเฟตในลำไส้ สมดุลของฟอสเฟตส่วนใหญ่ถูกควบคุมผ่านไต โดย PTH และ FGF23 (ทำงานร่วมกับตัวรับร่วม Klotho) ส่งเสริมการขับฟอสเฟต แคลซิโทนินจากเซลล์ C ของต่อมไทรอยด์สามารถยับยั้งการสลายกระดูกได้ แต่มีบทบาทค่อนข้างน้อยในสมดุลแคลเซียมของมนุษย์ สัญญาณเหล่านี้รวมกันเป็นเครือข่ายป้อนกลับเชิงลบที่ป้องกันความเข้มข้นของแคลเซียมนอกเซลล์

Clinical relevance

การทำความเข้าใจการรักษาสมดุลของแร่ธาตุตามปกติเป็นรากฐานทางสรีรวิทยาสำหรับการตีความค่าการวัดแคลเซียม ฟอสเฟต PTH และวิตามินดี และสำหรับการให้เหตุผลเกี่ยวกับความผิดปกติของต่อมพาราไทรอยด์ ไต และกระดูก ข้อมูลนี้อธิบายสรีรวิทยาการควบคุมตามปกติเพื่อสนับสนุนความเข้าใจ และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการตัดสินใจในการรักษา

History

การควบคุมแคลเซียมโดยต่อมไร้ท่อถูกรวบรวมขึ้นตลอดศตวรรษที่ 20: ฮอร์โมนพาราไทรอยด์ถูกระบุว่าเป็นฮอร์โมนหลักที่เพิ่มแคลเซียม วิตามินดีแสดงให้เห็นว่าต้องมีการกระตุ้นตามลำดับในตับและไตเพื่อเปลี่ยนเป็นรูปแบบฮอร์โมน แคลซิโทนินถูกระบุว่าเป็นเปปไทด์ที่ลดแคลเซียม และตัวรับแคลเซียมถูกโคลนในปี 1993 ซึ่งให้คำอธิบายระดับโมเลกุลว่าต่อมพาราไทรอยด์อ่านความเข้มข้นของแคลเซียมนอกเซลล์ได้อย่างไร เมื่อเร็วๆ นี้ FGF23 และ Klotho ได้รับการยอมรับว่ามีความสำคัญต่อการควบคุมฟอสเฟต

Seminal works

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

Frequently asked questions

ฮอร์โมนใดบ้างที่ควบคุมแคลเซียมและฟอสเฟต?

ตัวควบคุมหลักคือฮอร์โมนพาราไทรอยด์และเมแทบอไลต์ของวิตามินดีที่ออกฤทธิ์คือแคลซิไตรออล โดยแคลซิโทนินมีบทบาทเล็กน้อยในการลดแคลเซียม และ FGF23 (ร่วมกับ Klotho) ควบคุมฟอสเฟต

อวัยวะใดบ้างที่เกี่ยวข้องกับการรักษาสมดุลของแร่ธาตุ?

ลำไส้ (การดูดซึม) ไต (การดูดซึมกลับและการขับออก) และกระดูก (การเก็บและการปล่อย) เป็นอวัยวะเป้าหมายสามส่วนที่ทำงานร่วมกันโดยฮอร์โมนควบคุมแคลเซียม