Cơ chế hoạt động của PTH và Vitamin D trên thận và xương

Hormone cận giáp (PTH) và chất chuyển hóa vitamin D hoạt động calcitriol làm tăng nồng độ canxi huyết thanh bằng cách tác động lên thận, xương và — đối với calcitriol — ruột. PTH gắn vào thụ thể PTH/PTHrP trên các tế bào ống thận và nguyên bào xương, trong khi calcitriol tác động thông qua thụ thể vitamin D trong nhân để điều hòa phiên mã gen. Cùng với nhau, chúng phối hợp việc xử lý canxi và phosphat ở thận, hấp thu ở ruột và quá trình tái tạo xương.

Definition

Chủ đề này mô tả các cơ chế ở cấp độ thụ thể và tế bào mà hormone cận giáp và calcitriol tác động lên thận, xương và ruột để điều hòa canxi và phosphat, bao gồm tín hiệu thụ thể PTH/PTHrP, thụ thể vitamin D và quá trình tái tạo xương do RANKL thúc đẩy.

Scope

Chủ đề này bao gồm các cơ chế tế bào mà PTH và calcitriol tác động lên các cơ quan đích của chúng: tín hiệu PTH thông qua thụ thể PTH/PTHrP trong ống thận và trên nguyên bào xương, sự kích hoạt gián tiếp các hủy cốt bào thông qua hệ thống RANKL-osteoprotegerin thúc đẩy quá trình tái tạo xương, các tác động của thận lên sự tái hấp thu canxi và bài tiết phosphat, và sự kích thích hấp thu canxi và phosphat ở ruột do calcitriol qua trung gian thụ thể vitamin D. Đây là một tài liệu tham khảo-giáo dục về các cơ chế bình thường, không phải hướng dẫn lâm sàng.

Key concepts

• Thụ thể PTH/PTHrP (PTH1R)
• Thụ thể Vitamin D (VDR)
• Trục RANKL-RANK-osteoprotegerin
• Sự ghép nối nguyên bào xương-hủy cốt bào
• Tái tạo xương
• Tái hấp thu canxi ở ống lượn xa
• Bài tiết phosphat ở ống lượn gần
• Hấp thu canxi và phosphat ở ruột

Mechanisms

PTH hoạt động thông qua thụ thể PTH/PTHrP (PTH1R) gắn với protein G, được biểu hiện trên các tế bào ống thận và trên nguyên bào xương. Ở thận, PTH làm tăng tái hấp thu canxi ở ống lượn xa, ức chế tái hấp thu phosphat ở ống lượn gần (thúc đẩy phosphaturia), và kích thích 1-alpha-hydroxylase để tạo ra calcitriol. Ở xương, PTH không tác động trực tiếp lên hủy cốt bào; thay vào đó, nó truyền tín hiệu thông qua nguyên bào xương và tế bào đệm để tăng biểu hiện RANKL so với thụ thể mồi nhử osteoprotegerin của nó, từ đó thúc đẩy sự biệt hóa hủy cốt bào và tiêu xương giải phóng canxi và phosphat. Calcitriol gắn vào thụ thể vitamin D trong nhân, thụ thể này tạo phức dị dimer với thụ thể retinoid X để điều hòa phiên mã các gen trung gian hấp thu canxi và phosphat ở ruột và góp phần vào quá trình tái tạo xương. Tác động tổng hợp của hai hormone là sự tăng phối hợp canxi huyết thanh được lấy từ ruột, thận và xương.

Clinical relevance

Các cơ chế này là nền tảng cho việc giải thích sinh lý về cách canxi và phosphat được huy động và bảo tồn, và chúng định hình các khái niệm như hiệu ứng phosphaturic ở thận của PTH và sự luân chuyển xương do PTH thúc đẩy. Mục này mô tả các cơ chế bình thường và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị.

History

Sự công nhận rằng PTH làm tăng canxi thông qua các hành động phối hợp ở thận và xương đã phát triển cùng với việc nhân bản thụ thể PTH/PTHrP và thụ thể vitamin D. Một tiến bộ khái niệm lớn là việc phát hiện ra hệ thống RANKL-RANK-osteoprotegerin vào khoảng đầu thiên niên kỷ, giải thích cách PTH và các yếu tố khác điều hòa sự hình thành hủy cốt bào một cách gián tiếp thông qua các tế bào dòng nguyên bào xương, làm rõ logic tế bào của quá trình tái tạo xương.

Key figures

• Lorenz C. Hofbauer
• Sundararaman Swaminathan

Seminal works

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

Frequently asked questions

PTH có tác động trực tiếp lên hủy cốt bào không?

Không. PTH tác động lên nguyên bào xương và tế bào đệm, các tế bào này phản ứng bằng cách tăng RANKL so với osteoprotegerin; điều này đến lượt nó thúc đẩy sự biệt hóa hủy cốt bào và quá trình tiêu xương giải phóng canxi.

PTH và calcitriol khác nhau như thế nào trong các tác động đích của chúng?

PTH truyền tín hiệu thông qua thụ thể bề mặt tế bào để thay đổi việc xử lý canxi và phosphat ở thận và quá trình tái tạo xương, trong khi calcitriol tác động thông qua thụ thể trong nhân để điều hòa phiên mã gen, đặc biệt là tăng hấp thu canxi và phosphat ở ruột.