Паратиреоїдний гормон

ПТГ секретується чотирма залозами, що примикають до щитовидної залози на шиї. Вага кожної з них становить в середньому 40 мг. Дві верхні залози зазвичай локалізуються у задній поверхні капсули щитовидної залози, а дві нижні - у нижнього її краю. Однак розташування прищитоподібних залоз постійно, і у 12-15% здорових людей є і п`ята заліза. Околощітовідние залози утворюються з третього (нижні залози) і четвертого (верхні) глоткових кишень. Мігруючи донизу, будь-яка з них може слідувати за вилочкової залозою в переднє середостіння. Мінливість локалізації і числа околощитовідних залоз значно ускладнює їх хірургічне видалення.
Ці залози складаються їх епітеліальних клітин і стромального жиру. Серед епітеліальних клітин переважають так звані головні, прозора цитоплазма яких відрізняє їх від більш великих, що містять гранульовану еозинофільну цитоплазму оксифільних клітин. ПТГ присутній в клітинах обох типів-можливість різної регуляції їх секреторної активності залишається недоведеною.

секреція ПТГ

Секреція ПТГ, регулююча позаклітинне концентрацію кальцію, сама перебуває під жорстким контролем цієї концентрації. Зворотній зв`язок між рівнями ПТГ і концентрацією кальцію в сироватці описується сигмовидної кривої, причому найкрутіша частина цієї кривої строго відповідає нормальним коливань рівня кальцію в сироватці.
Клітини околощитовідних залоз «відчувають» концентрацію іонізованого кальцію своїми рецепторами, у досить велику кількість розташованими на зовнішній стороні клітинних мембран, - CaR. Цей рецептор з молекулярною масою 120 кДа пов`язаний з G-білком і належить до С-групі суперсімейства таких рецепторів. За амінокислотноїпослідовності CaR гомологичен метаботропние глутаматних рецепторів у центральній нервовій системі, рецептора -аміномасляної кислоти типу В і великого сімейства рецепторів феромонів. Сприйняття клітинами рівня кальцію та інших іонів опосередковується великим позаклітинним доменом CaR. Як і інші пов`язані з G-білком рецептори, CaR складається з семи трансмембранних доменів, пов`язаних внутрішньоклітинними петлями, які безпосередньо сполучають рецептор з G-білками.
Незабаром після виявлення CaR було показано, що мутації гена цього рецептора призводять до розвитку сімейної доброякісної гіпокальціуріческой гіперкальціємії (СДГГ), обумовленої порушенням чутливості околощитовідних залоз і нирок до кальцію. CaR експресуються не тільки в околощитовідних залозах. Вони широко представлені в головному мозку, шкірі, ростових пластинках кісток, шлунку і кишечнику. В С-клітинах щитовидної залози вони опосередковують зміни секреції кальцитоніну у відповідь на підвищення рівня позаклітинного кальцію, а в дистальних відділах нефрона регулюють екскрецію кальцію. З`являються дані про роль цих рецепторів і в інших тканинах.
Сигнал про підвищення рівня позаклітинного кальцію, що призводить до гальмування секреції ПТГ, опосередковується, мабуть, збільшенням внутрішньоклітинної концентрації кальцію. CaR через G<sub>q</sub>-білок прямо пов`язане з фосфолипазой С, яка гідролізує фосфадітілінозітол-4,5-дифосфат (ФІФ₂) З утворенням друге внутрішньоклітинних месенджерів - ІФ3 і діацілгліцерін. ІФ₃ зв`язується з рецептором ЕПР, вивільняючи кальцій з мембранних запасів. Це призводить до швидкого підвищення його внутрішньоклітинної концентрації, слідом за чим посилюється приплив в клітини позаклітинного кальцію. Поки неясно, який саме з цих процесів (вивільнення кальцію з внутрішньоклітинних депо або приплив кальцію ззовні) відіграє велику роль в гальмуванні секреції ПТГ. Інша речовина, що утворюється під дією фосфоліпази С, діацілгліцерін, є активатором протеїнкінази С (чутливої до кальцію і фосфоліпідів). Цей фермент також впливає на секрецію ПТГ околощітовіднимі залозами. Крім того, активація CaR пригнічує утворення цАМФ, що в свою чергу може визначати чутливість околощитовідних залоз до рівня позаклітинного кальцію.
При підвищенні концентрації кальцію в сироватці спочатку гальмується секреція вже готового ПТГ, що міститься в секреторних гранулах. Це відбувається за рахунок блокади злиття секреторних гранул з клітинної мембраною і їх спустошення. На відміну від більшості клітин, в яких екзоцитоз секреторних гранул вимагає присутності кальцію і пригнічується при зниженні його внутрішньоклітинної концентрації, клітини околощитовідних залоз реагують на зниження рівня іонізованого кальцію підвищенням секреції ПТГ. У цих клітинах роль кальцію виконує, по-видимому, магній. Дійсно, виснаження внутрішньоклітинних запасів магнію обумовлює оборотний гипопаратиреоз.
Зміни кальцію в сироватці впливають не тільки на секрецію ПТГ, але і на його синтез, стабілізуючи мРНК препроПТГ і, можливо, посилюючи транскрипцію гена ПТГ. Запасів готового ПТГ в околощитовідних залозах при максимальній швидкості його секреції вистачає не більше ніж на 1,5 години. Тому у відповідь на тривалу гіпокальціємію потрібно активувати синтез цього гормону.
Транскрипція гена ПТГ залежить також від рівня вітаміну D: висока концентрація l, 25 (OH) 2D гальмує цей процес. Синтез ПТГ - один з головних об`єктів кооперованого впливу гормонів на гомеостаз кальцію. Дійсно, в лікуванні вторинного гіперпаратиреозу у хворих з нирковою остеодистрофией на діалізі використовуються аналоги вітаміну D.

Синтез і процесинг ПТГ

ПТГ є пептид з 84 амінокислотних залишків з молекулярною масою 9300. Його ген, розташований на хромосомі 11, кодує попередник, званий препроПТГ, який містить зайвих 29 амінокислотних залишків з N-кінця зрілого ПТГ. У цей відрізок молекули входять 23 залишку сигнальної послідовності ( «пре» -послідовність) і 6 залишків прогормона. Сигнальна послідовність в молекулі препроПТГ виконує ту ж функцію, що і в інших секретується білках, забезпечуючи розпізнавання пептиду особливими частинками, які пов`язують синтезовані пептидні ланцюга з рибосомою і направляють їх в просвіт ЕПР.
В ЕПР пептідаза отщепляет сигнальну послідовність від препроПТГ, а що утворився проПТГ транспортується в апарат Гольджі, де фермент фурин отщепляет від нього «про» -послідовність. ПрепроПТГ зникає дуже швидко, але період напіввиведення проПТГ в клітці становить приблизно 15 хвилин. Процесинг проПТГ протікає дуже швидко, і ця молекула, на відміну від інших прогормонів (наприклад, про-інсуліну), в кров не потрапляє. Залишаючи апарат Гольджі, ПТГ упаковується в секреторні гранули, де і зберігається до початку секреції.

Відео: PTH 1200 1000 Pezzolato Drum chipper1

Елімінація і метаболізм ПТГ

{Module дірект4}

Період напіврозпаду ПТГ в сироватці становить 2-4 хвилини. У печінці та нирках интактная молекула ПТГ (1-84) розщеплюється між амінокислотними залишками 33-34 і 36-37 на N-кінцевий і С-кінцевий фрагменти. Назад в кров виділяються в основному С-кінцеві фрагменти молекул ПТГ, які фільтруються в нирках. При хронічній нирковій недостатності ці фрагменти накопичуються в сироватці. Хоча основна активність ПТГ зосереджена в його N-кінцевих фрагментах, центральну ділянку і С-кінцеві фрагменти також, мабуть, не є інертними осколками. Нещодавно показано, що вони можуть мати біологічне дію через свої власні рецептори.

Методи визначення ПТГ

В даний час для визначення інтактного ПТГ (1-84) використовуються методи іммунорадіометріческого (ИРМА) або іммунохемілюмінісцентного (ІХЛА) аналізу з подвійними антитілами, які виявляють коливання рівня гормону в межах 10-60 пг / мл (1-6 пмоль / л). Використання антитіл до двох антигенних детермінантності (однієї - поблизу N-кінця, а другий - поблизу С-кінця молекули) дозволяє визначати вміст інтактного біологічно активного гормону. Ці методи досить чутливі і специфічні і дозволяють визначити не тільки підвищений, але і знижений рівень ПТГ. Якщо гіперкальціємія обумовлена гиперпаратиреозом, то рівень ПТГ у сироватці повинен бути підвищений якщо ж вона не пов`язана з гіперфункцією паращитовидних залоз, то концентрація ПТГ повинна бути знижена. Таким чином, за допомогою цих методів можна здійснювати діффереціальную діагностику гіперкальціємії.
Пізніше метод визначення інтактного ПТГ був вдосконалений, і в ньому використовуються антитіла тільки до епітопів, сформованому амінокислотними залишками N-кінцевої ділянки молекули гормону (зазвичай з 1-го по 6-й). Це удосконалення було потрібно після того, як з`ясувалося, що методом подвійних антитіл визначається не тільки ПТГ (1-84), а й окремі його фрагменти, які утворюються в ході метаболізму гормону in vivo і накопичуються у хворих з хронічною нирковою недостатністю. У сироватці цих хворих на частку великих фрагментів ПТГ припадає близько 50% ПТГ (1-84), що виявляється методом подвійних антитіл. ПТГ, який визначається новими методами, називають «цілісним», «біоактивним» або «інтактним».

Біологічні ефекти ПТГ

Основна функція ПТГ полягає в регуляції рівня іонізованого кальцію шляхом впливу на тріаду основних органів-мішеней - кістка, слизову кишечника і нирки. На всмоктування кальцію в кишечнику ПТГ діє побічно, збільшуючи ниркову продукцію метаболіту вітаміну D - 1,25 (OH)₂D, який і підсилює всмоктування кальцію. Кінцевий результат впливу ПТГ на ці три органи зводиться до збільшення надходження кальцію в позаклітинне рідина, т. Е. До запобігання гіпокальціємії. Видалення околощитовідних залоз призводить до важкої гипокальциемии і врешті-решт - до тетанії і смерті.
У нирках ПТГ прямо впливає на реабсорбцію кальцію, фосфату і бікарбонату. Хоча основна кількість кальцію реабсорбується разом з натрієм в проксимальних звивистих канальців, тонка регуляція екскреції кальцію відбувається в дистальному відділі нефрона. ПТГ різко збільшує реабсорбцію натрію в дистальних звивистих канальців. Відомо, що кальцій активно транспортується проти електрохімічного градієнта, але на що саме впливає ПТГ в цьому процесі залишається не зовсім ясним. Проте очевидно, що, з фізіологічної точки зору, обмеження втрат кальцію з сечею - один з важливих механізмів підтримання сталості концентрації цього іона в сироватці.
У проксимальних канальцях нирок ПТГ інгібує реабсорбцію фосфату. У цьому сегменті нефрона фосфат переноситься через апикальную мембрану клітин спеціальним натрій-фосфатним котран-спортером- джерелом енергії для транспорту фосфату служить градієнт натрію. ПТГ інгібує реабсорбцію натрію і фосфату, знижуючи швидкість переміщення цього транспортера з цитоплазми в апикальную мембрану клітин. Величину фосфо-туріческого ефекту ПТГ можна оцінити кількісно, зіставивши канальцевую реабсорбцію фосфату (КРФ) з кліренсом (К) фосфату і креатиніну (КРФ = 1 - К_ф/ К_{креатив}- в нормі КРФ коливається від 80 до 97%) або розрахувавши нирковий поріг для фосфату за стандартною номограмме. Посилена екскреція фосфату під дією ПТГ призводить до зміни його концентрації в сироватці (гіпофосфатемія при гиперпаратиреозе). Крім того, ПТГ інгібує Na-H-антіпорт і гіперпаратиреоз, тому характеризується порушенням реабсорбції бікарбонату і легким гіперхлоремічним метаболічний ацидоз.
Фосфатуріческій ефект ПТГ запобігає зростання рівня фосфату в сироватці, обумовлене дією того ж гормону на резорбцію кісткової тканини. В іншому випадку в крові збільшувалася б освіту комплексів кальцію і фосфату (приклад - ниркова остеодистрофія). Зниження рівня іонізованого кальцію в крові під впливом вивільняється з кісток фосфату є важливою причиною прогресуючого вторинного гіперпаратиреозу при нирковій недостатності, коли кліренс фосфату зменшується. В таких умовах формується свого роду позитивний зворотний зв`язок: чим сильніше стимулюється резорбція кісток і зростає рівень фосфату, тим сильніше виражений гиперпаратиреоз.

Механізм дії ПТГ

У ссавців існують рецептори ПТГ (рПТГ) двох типів. Одні з них (рПТГ-1) взаємодіють як з ПТГ, так і з ПТГ-подібним пептидом (ПТГПП), тоді як другі (рПТГ-2) активуються лише ПТГ. Ці рецептори по-різному розподілені в тканинах. Кістковий і нирковий рПТГ-1 являє собою глікопротеїн з молекулярною масою 80 000, що належить до суперсімейство рецепторів, сполучених з G-білками. Він володіє типовим будовою таких рецепторів, утримуючи великий позаклітинний домен, сім трансмембранних доменів і цитоплазматичний хвіст. ПТГ зв`язується в позаклітинним доменом рецептора, що призводить до активації G-білків. Рецептори ПТГ входять в невелике підродина рецепторів пептидних гормонів, що включає рецептори секретину, вазоактивного інтестинального поліпептиду (ВІП), адренокортикотропного гормону (АКТГ) і кальцитоніну.
Структури ПТГ і ПТГПП мають високу гомологією і подібні зі будовою секретину, ВІП, кальцитоніну і АКТГ. Всі ці пептидні гормони містять N-кінцевий -спіральний домен, безпосередньо активує рецептор, і аналогічний сусідній домен, яким вони зв`язуються з рецептором. Стосовно до ПТГ для активації рецептора необхідні амінокислотні залишки з 1-го по 6-й- укорочені аналоги, позбавлені цих залишків (наприклад, ПТГ 7-34), зв`язуються з рецептором, але не активують його, і тому є конкурентними антагоністами ПТГ. Головний зв`язує рецептор домен гормону включає послідовність амінокислотних залишків з 18-го по 34-й. Хоча інтактний ПТГ складається з 84 залишків, послідовність 35-84, мабуть, не потрібна для його зв`язування з рПТГ в кістках і нирках. Однак не можна виключити існування окремого рецептора для цієї С-кінцевий послідовності, який міг би опосредовать зовсім інші ефекти ПТГ.
Рецептор ПТГ-1 пов`язує ПТГ і ПТГПП з рівним спорідненістю. Це переводить два G-білка (G_s і G_q) В активний стан, в якому вони пов`язані з ГТФ. білок G_s сполучає рецептор з аден-латціклазой, в результаті чого утворюється другий внутрішньоклітинний месенджер - цАМФ. Білок ж G_q сполучає рецептор з іншого ефекторних системою - фосфолипазой С, що збільшує внутрішньоклітинну концентрацію кальцію і призводить до активації протеїнкінази С. Поки не ясно, який з других месенджерів (цАМФ, внутрішньоклітинний кальцій або діацілгліцерін) опосередковує ті чи інші клітинні ефекти ПТГ, але природний експеримент вказує на роль саме цАМФ в регуляції гомостаза кальцію і екскреції фосфату. Таким природним експериментом є псевдогіпопаратиреоз (ПГП), при якому причиною гіпокальціємії і нечутливості екскреції фосфату до ПТГ є нульмутаціі одного з алелей гена стімуляторной субодиниці G_s-білка - G_s (GNAS1).

Відео: Етапи операції при істинної гінекомастії

ПТГПП

ПТГПП, секретується в великих кількостях злоякісними пухлинами, активує рПТГ-1 і викликає важку гиперкальциемію. Однак фізіологічна роль ПТГПП різко відрізняється від такої ПТГ. ПТГПП виробляється в багатьох тканинах, як плоду, так і зрілого організму. Експерименти з нокаутом генів і гіперекспресією ПТГПП в окремих тканинах показують, що цей пептид регулює проліферацію і мінералізацію ходроцітов, а також транспорт кальцію через плаценту, т. Е. Необхідний для нормального розвитку. У постнатальному віці ПТГПП бере участь у взаємодії епітеліальних і мезенхімальних тканин, що визначає розвиток молочних залоз, шкіри і волосяних фолікулів. У фізіологічних умовах ПТГПП зазвичай діє локально, а не системно.