แกนฮอร์โมนพาราไทรอยด์และวิตามินดี

แกนฮอร์โมนพาราไทรอยด์และวิตามินดีเป็นระบบต่อมไร้ท่อหลักที่ควบคุมแคลเซียมและฟอสเฟต ฮอร์โมนพาราไทรอยด์ตอบสนองภายในไม่กี่นาทีต่อการเปลี่ยนแปลงของแคลเซียมไอออไนซ์ ในขณะที่วิตามินดีซึ่งถูกกระตุ้นโดยไตจะควบคุมการดูดซึมแร่ธาตุในลำไส้ ทั้งสองทำงานร่วมกันที่ลำไส้ ไต และกระดูกเพื่อรักษาระดับแคลเซียมในซีรัม

Definition

แกนฮอร์โมนพาราไทรอยด์และวิตามินดีเป็นระบบป้อนกลับที่ฮอร์โมนพาราไทรอยด์ซึ่งหลั่งออกมาเพื่อตอบสนองต่อแคลเซียมไอออไนซ์ต่ำ จะเพิ่มระดับแคลเซียมผ่านการทำงานที่กระดูกและไต และโดยการกระตุ้นการสังเคราะห์วิตามินดีที่ออกฤทธิ์ (1,25-ไดไฮดรอกซีวิตามินดี) ในไต ซึ่งจะเพิ่มการดูดซึมแคลเซียมและฟอสเฟตในลำไส้ และส่งสัญญาณป้อนกลับเพื่อยับยั้งฮอร์โมนพาราไทรอยด์

Scope

บทความนี้อธิบายฮอร์โมนควบคุมแคลเซียมหลักสองชนิด วิธีการควบคุมการหลั่งของฮอร์โมนเหล่านั้น วิธีการทำงานต่ออวัยวะเป้าหมาย และวิธีการทำงานร่วมกันในวงจรป้อนกลับ เป็นข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับแกนและสรีรวิทยาของแกนนี้ ไม่ได้ให้เกณฑ์สำหรับการวินิจฉัยภาวะขาดหรือคำแนะนำสำหรับการเสริมในแต่ละบุคคล

Core questions

• การหลั่งฮอร์โมนพาราไทรอยด์ถูกควบคุมโดยแคลเซียมในซีรัมอย่างไร?
• วิตามินดีถูกกระตุ้นอย่างไร และฮอร์โมนที่ออกฤทธิ์ทำหน้าที่อะไร?
• ฮอร์โมนพาราไทรอยด์และวิตามินดีมีปฏิกิริยาต่อกันในวงจรป้อนกลับอย่างไร?
• ผลที่ตามมาของการขาดวิตามินดีต่อแกนนี้คืออะไร?

Key concepts

• การหลั่งฮอร์โมนพาราไทรอยด์
• ตัวรับตรวจจับแคลเซียม
• การกระตุ้นวิตามินดี (25- และ 1-ไฮดรอกซิเลชัน)
• 1,25-ไดไฮดรอกซีวิตามินดี (แคลซิไตรออล)
• การดูดซึมแคลเซียมในลำไส้
• ภาวะต่อมพาราไทรอยด์ทำงานเกินทุติยภูมิ
• การควบคุมแบบป้อนกลับเชิงลบ

Mechanisms

การลดลงของแคลเซียมไอออไนซ์ ซึ่งตรวจจับได้โดยตัวรับตรวจจับแคลเซียม (calcium-sensing receptor) บนเซลล์พาราไทรอยด์ จะกระตุ้นการหลั่งฮอร์โมนพาราไทรอยด์ ฮอร์โมนพาราไทรอยด์จะเพิ่มการดูดซึมแคลเซียมกลับที่ไต ส่งเสริมการขับฟอสเฟต ระดมแคลเซียมจากกระดูกโดยการเพิ่มการสลายกระดูกโดยเซลล์สร้างกระดูก (osteoclastic resorption) (โดยอ้อมผ่านเซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์สร้างกระดูก (osteoblast-lineage cells) และระบบ RANKL) และกระตุ้นเอนไซม์ในไตที่เปลี่ยน 25-ไฮดรอกซีวิตามินดีไปเป็นรูปแบบที่ออกฤทธิ์คือ 1,25-ไดไฮดรอกซีวิตามินดี จากนั้นฮอร์โมนวิตามินดีที่ออกฤทธิ์จะช่วยเพิ่มการดูดซึมแคลเซียมและฟอสเฟตในลำไส้ และเมื่อระดับแคลเซียมกลับสู่ปกติ จะยับยั้งการหลั่งฮอร์โมนพาราไทรอยด์ ซึ่งเป็นการปิดวงจรป้อนกลับ วิตามินดีได้มาจากการสังเคราะห์ที่ผิวหนังและอาหาร และต้องผ่านการไฮดรอกซิเลชัน (hydroxylation) ครั้งแรกในตับและครั้งที่สองในไตจึงจะออกฤทธิ์ได้ เมื่อวิตามินดีขาด การดูดซึมแคลเซียมในลำไส้จะลดลง และฮอร์โมนพาราไทรอยด์จะเพิ่มขึ้นเพื่อชดเชย ซึ่งเป็นภาวะต่อมพาราไทรอยด์ทำงานเกินทุติยภูมิ (secondary hyperparathyroidism)

Clinical relevance

แกนนี้อธิบายความผิดปกติที่หลากหลาย ตั้งแต่ภาวะขาดวิตามินดีและภาวะต่อมพาราไทรอยด์ทำงานเกินทุติยภูมิ ไปจนถึงภาวะแคลเซียมในเลือดสูงจากภาวะต่อมพาราไทรอยด์ทำงานเกินปฐมภูมิ และยังเป็นเป้าหมายของการบำบัดโรคกระดูกหลายชนิด บทความนี้ให้กรอบสรีรวิทยาเบื้องหลังการวัดแคลเซียม ฟอสเฟต ฮอร์โมนพาราไทรอยด์ และวิตามินดี เป็นข้อมูลอ้างอิงเชิงพรรณนา ไม่ใช่คำแนะนำในการทดสอบหรือเสริมในแต่ละบุคคล

Evidence & guidelines

แนวทางปฏิบัติทางคลินิกของสมาคมต่อมไร้ท่อ (Endocrine Society) กล่าวถึงการประเมินและการป้องกันภาวะขาดวิตามินดี (Holick et al., 2011) ในขณะที่หลักฐานจากการทบทวนอย่างเป็นระบบได้ตรวจสอบผลกระทบต่อโครงกระดูกของการเสริมวิตามินดีต่อความหนาแน่นของมวลกระดูก (Reid et al., 2014) สิ่งเหล่านี้กำหนดบริบททางคลินิกของแกน ซึ่งบทความนี้ให้กรอบในเชิงสรีรวิทยามากกว่าเชิงแนะนำ

History

การระบุวิตามินดีและการกระตุ้นผ่านการไฮดรอกซิเลชันตามลำดับในตับและไตได้ยืนยันลักษณะของฮอร์โมนของวิตามิน ในขณะที่ฮอร์โมนพาราไทรอยด์ได้รับการยอมรับว่าเป็นผู้พิทักษ์ระดับแคลเซียมในซีรัมอย่างรวดเร็ว การโคลนตัวรับตรวจจับแคลเซียมในช่วงต้นทศวรรษ 1990 ได้อธิบายว่าเซลล์พาราไทรอยด์กำหนดการผลิตของตนเองตามระดับแคลเซียมที่มีอยู่ได้อย่างไร โดยรวมฮอร์โมนทั้งสองเข้าด้วยกันเป็นระบบป้อนกลับที่สอดคล้องกัน

Debates

วิตามินดีระดับใดที่เพียงพอ และใครได้รับประโยชน์จากการเสริม?

คำจำกัดความของความเพียงพอของวิตามินดีและประโยชน์ต่อโครงกระดูกของการเสริมตามปกติยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน หลักฐานจากการวิเคราะห์อภิมานพบว่าอาหารเสริมมีผลจำกัดต่อความหนาแน่นของมวลกระดูกในระดับประชากร ซึ่งขัดแย้งกับเกณฑ์แนวทางที่มุ่งเป้าไปที่การหลีกเลี่ยงภาวะขาด

Key figures

• Michael Holick
• Hector DeLuca
• Edward Brown
• Mark Haussler

Seminal works

• holick-2007
• holick-2011

Frequently asked questions

วิตามินดีกับรูปแบบที่ออกฤทธิ์แตกต่างกันอย่างไร?

วิตามินดีจากผิวหนังหรืออาหารไม่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ ตับจะเปลี่ยนเป็น 25-ไฮดรอกซีวิตามินดี (รูปแบบที่ใช้วัดสถานะ) และไตจะเปลี่ยนเป็น 1,25-ไดไฮดรอกซีวิตามินดี ซึ่งเป็นฮอร์โมนที่ออกฤทธิ์ซึ่งขับเคลื่อนการดูดซึมแคลเซียมในลำไส้

ทำไมฮอร์โมนพาราไทรอยด์จึงสูงขึ้นเมื่อวิตามินดีต่ำ?

วิตามินดีต่ำจะลดการดูดซึมแคลเซียมในลำไส้ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะลดระดับแคลเซียมในซีรัม ต่อมพาราไทรอยด์จะตอบสนองโดยการหลั่งฮอร์โมนพาราไทรอยด์มากขึ้น ซึ่งเป็นภาวะชดเชยที่เรียกว่าภาวะต่อมพาราไทรอยด์ทำงานเกินทุติยภูมิ