Подробное описание исследования
Кальцитонин представляет собой гормон, вырабатываемый С-клетками щитовидной железы. Основная его функция состоит в регуляции минерального обмена в организме.
Поддержание уровня кальция в физиологических пределах осуществляется за счет баланса между его всасыванием в кишечнике, отложением в костях и выделением из организма. Баланс указанных процессов обеспечивают множество гормонов. Роль кальцитонина состоит в предотвращении избыточного повышения концентрации кальция в крови. Данный гормон воздействует на клетки, разрушающие костную ткань (остеокласты), замедляя процессы резорбции кости.
Рецепторы кальцитонина обнаружены во многих других органах, включая мозг, почки и кишечник. Секреция гормона происходит в ответ на повышение концентрации кальция в крови. Также его выделение стимулируется избыточной продукцией желудочно-кишечных гормонов, таких как гастрин.
Изменение уровня кальцитонина отмечается при первичном остеопорозе, который развивается как самостоятельное заболевание и не связан с другой патологией. Другой причиной увеличения его концентрации служит медуллярный рак щитовидной железы. Это достаточно редкое онкологическое заболевание, обычно развивающееся в рамках наследственного синдрома, называемого множественной эндокринной неоплазией. При данной патологии наблюдается поражение надпочечников и других желез.
Медуллярный рак щитовидной железы часто протекает бессимптомно до момента распространения опухоли на другие органы, то есть появления метастазов. Обнаружение его происходит случайно при ультразвуковом обследовании, где визуализируется узел. При прогрессировании заболевания человек может отметить увеличение лимфатических узлов шеи, проблемы при проглатывании пищи и осиплость голоса из-за сдавления опухолью просвета пищевода, трахеи, а также нервов и сосудов шеи.
Оценка уровня кальцитонина служит важным показателем в диагностике медуллярного рака щитовидной железы, остеопороза, в совокупности с другими показателями минерального обмена в организме. Редко изменение концентрации кальцитонина может отмечаться при опухолях другой локализации.
Роль тиреокальцитонина и паратиреоидного гормона в сохранении фосфатно-кальциевого гомеостаза
Обсуждение функциональных взаимоотношений между тиреокальцитонином и паратиреоидным гормоном имеют почти вековую историю. Чаще всего эти гормоны упоминаются в контексте проблемы рахита детей раннего возраста, где одна из главных ролей в патогенезе патологического процесса отводится, как правило, витамину Д.
Паратиреоидный гормон (ПТГ) — один из главных гормонов, регулирующих фосфатно-кальциевый гомеостаз. Основная функция ПТГ и, в то же время, важный стимулятор его секреции — концентрация ионизированного кальция (Са2+) в сыворотке крови. Механизм действия ПТГ складывается из нескольких моментов: усиление реабсорбции кальция в почках и, как следствие, снижение его выведения с мочой; повышение активности ренальной α-гидроксилазы и стимуляция синтеза 1,25(ОН)2D3 (таким образом ПТГ опосредовано оптимизирует всасывание кальция в тонком кишечнике); увеличение потери фосфата с мочой и снижение уровня фосфата крови. В экстремальных условиях гипокальциемии ПТГ стимулирует резорбцию костной ткани, что обуславливает выход «костного» кальция в кровь.
Сегодня считается, что быстрые и кратковременные изменения концентрации кальция компенсируются за счет действия гормона на костную ткань и в меньшей степени на выведение кальция почками. Долговременное сохранение баланса кальция осуществляется за счёт действия ПТГ на синтез 1,25(ОН)2D и, следовательно, на всасывание кальция в кишечнике. При прерывистом (квантовом) выделении ПТГ в кровь в физиологических условиях действие гормона имеет иную направленность: он стимулирует синтез коллагеновых белков кости и усиливает процесс её формирования. В этом эффекте ПТГ принимает участие инсулиноподобный фактор роста — I (ИПФР-1), синтез которого он увеличивает.
Oпределяющим секреторную активность паращитовидных желез (ПЩЖ) является Са2+, гипокальциемия стимулирует секрецию ПТГ, повышение Са2+ в крови приводит к торможению его выработки. Влияние Са2+ опосредуется цитозольным кальцием при участии кальций-чувствительного рецептора цитоплазматической мембраны. Кальций-чувствительный рецептор играет ключевую роль в поддержании гомеостаза кальция. Он был обнаружен не только в ПЩЖ, но и в других органах, в том числе и в почках, где он обеспечивает подавление реабсорбции кальция и гидрокарбоната в почечных канальцах при повышении Са2+ в крови.
Роль ингибитора активности ПЩЖ наряду с внеклеточным кальцием выполняет также 1,25-дигидроксихолекальциферол, метаболит витамина D, специфические рецепторы к которому обнаружены в паратиреоцитах.
Сохранение зависимости ПЩЖ от Са2+ является одним из показателей «функционального здоровья» этих желез. Уменьшение такой зависимости указывает на поражение ПЩЖ, характерное для первичного или третичного гипо- или гиперпаратиреоза. Органами-мишенями ПТГ являются кости, почки, опосредованно тонкий кишечник, сами ПЩЖ. Главным объектом действия ПТГ являются остеокласты и остеобласты. ПТГ стимулирует созревание остеокластов, усиливает их метаболическую активность, выработку лизосомальных ферментов. Последние вызывают деградацию органического матрикса кости, состоящего преимущественно из коллагена, а также мукополисахаридов и неколлагеновых белков, усиливая экскрецию с мочой гидроксипролина. Резорбция кости приводит к нарушению связи минеральных компонентов с органическим матриксом, при этом кальций и фосфаты поступают в кровь.
Таким образом, остеотропный эффект ПТГ опосредуется остеобластами, которые отвечают не только за стимуляцию костеобразования, но и за активизацию остеокластов. При постоянно повышенном уровне ПТГ резорбция кости преобладает над её образованием, что приводит к остеопении, остеомаляции. Кратковременное повышение ПТГ оказывает анаболический эффект: образование костной ткани преобладает над резорбцией.
Вторым органом-мишенью ПТГ являются почки. Известно не менее 13 почечных эффектов этого гормона, главными из которых являются снижение тубулярной реабсорбции фосфата и повышение канальцевой реабсорбции кальция. В норме реабсорбирутся до 95% фосфата, попавшего в первичную мочу. При повышении секреторной функции ПЩЖ этот показатель снижается, в силу чего возникают условия для развития гипофосфатемии при увеличении фосфатурии. Влияние ПТГ на реабсорбцию кальция в разных сегментах почечных канальцев неодинаково. В проксимальных отделах он вызывает угнетение реабсорбции, в дистальных — усиление. Суммарный эффект действия ПТГ — повышение канальцевой реабсорбции кальция и концентрации кальция в крови.
Кроме того, важное значение для минерального гомеостаза имеют и другие почечные эффекты ПТГ: угнетение канальцевой реабсорбции натрия, воды, гидрокарбонатов, увеличение реабсорбции магния и ряд других.
Воздействуя на почки, ПТГ влияет также на метаболизм витамина D, стимулируя синтез кальцитриола, биологически активного метаболита витамина D — 1,25-дигидроксихолекальциферола, в проксимальных почечных канальцах.
Большая роль в фосфатно-кальциевом обмене принадлежит гормональной системе витамина D. Суточная потребность витамина D на 90% покрывается за счёт его эндогенного образования. Эта фракция витамина D3 образуется в коже из 7-дегидрохолестерина под действием ультрафиолетовых лучей. Поэтому именно недостаточное пребывание на солнце и может приводить к дефициту витамина в организме детей. В то же время, меланин конкурирует с 7-дегидрохолекальциферолом за ультрафиолетовые фотоны, предотвращая интоксикацию витамином D3, которая может возникнуть при избыточном воздействии солнечного света, а гипопигментация является адаптивной реакцией, цель которой увеличить синтез витамина D в условиях умеренного климата. Кратковременное в течение 10-30 минут солнечное облучение лица и открытых участков рук эквивалентно приёму примерно 200 МЕ витамина D, тогда как пребывание на солнце в обнаженном виде, сопровождающееся появлением умеренной кожной эритемы вызывает повышение уровня метаболита 25-оксихолекальциферола выше наблюдаемого при многократном его введении в дозе 250 мкг в день (10000МЕ).
Витамин D, поступающий в организм с пищей или образующейся в организме в процессе экзогенного синтеза, в результате последовательных реакций гидроксилирования подвергается превращению соответственно в 25 оксихолекальциферол, а затем в 24,25-диоксикальциферол и 1,25- диоксихолекальциферол (кальцитриол или D — гормон). Первая реакция осуществляется до 90% в печени и около 10% внепеченочно. Гидроксилирование витамина D3 в печени не является объектом каких-либо внепеченочных регулирующих влияний и представляет собой полностью субстратзависимый процесс. Частично 25ОНD поступает в жировую и мышечную ткани, где может создавать тканевые депо с неопределенным сроком существования. Далее гидроксилирование протекает в клетках проксимальных канальцев почек, а, кроме того, в клетках лимфогемопоэтической системы и в костной ткани. И 25-гидроксилаза, и 1α-гидроксилаза являются митохондриальными монооксигеназами, состоящими из трех белков. Регуляция синтеза 1α-25(ОН)2D является непосредственной функцией циркулирующего в крови ПТГ, на концентрацию которого по механизму обратной связи оказывают влияние сам уровень активного метаболита витамина D3 и концентрация Са2+ и фосфата в крови, состав пищи. ПТГ непосредственно стимулирует синтез D-гормона, активируя гидроксилазу при гипокальциемии и гиперфосфатемии. Активирующее влияние на процесс 1α-гидроксилирования оказывают и другие факторы, к числу которых относятся кальцитонин (КТ), половые гормоны, пролактин, гормон роста. Активность 25(ОН)2D в 10-100 раз ниже активности 1,25(ОН)2D. Образовавшийся 1,25 — дигидроксивитамин D3 поступает в кровяное русло, образует комплекс с витамин D- связывающим белком, и в виде такой транспортной формы поступает в органы-мишени, где находятся специфические рецепторы. Эти рецепторы широко представлены в организме и обнаружены, по меньшей мере в 35 органах и тканях, причём не только в классических органах-мишенях для витамина D — кишечнике, почках и костях, но и в мозге, сердце, поджелудочной и паращитовидных железах, коже, репродуктивных органах, дыхательной, иммунной и кроветворной системах. Причём, 1,25(ОН)2D подавляет экспрессию рецепторов к трансферрину на макрофагах, опосредовано индуцируя развитие анемии.
Витамин D-рецептор (ВДР) относится к «суперсемейству» рецепторов стероидно-рентиноидно-тиреоидных гормонов. За счёт особенностей химического строения молекул 1,25(ОН)2D его взаимодействие с ВДР высокоселективно, а связывание весьма прочно. Как оказалось, наблюдаются случаи спонтанной мутации ВДР, проявляющиеся в практике в виде нечувствительности или резистентности к витамину и его препаратам. В частности, к такого рода патологии относится витамин D- резистентный рахит, связанный с наличием дефектов в гене, содержащемся в 12-й хромосоме и кодирующем ВДР.
В литературе также достаточно много сообщений о полиморфизме гена ВДР, в частности обнаружения его в популяции с генотипом ВВ, а это встречается у 16% женщин, имеющих определенные аллельные варианты ВДР, определяющие низкую минеральную плотность кости (МПК) и наследственную предрасположенность к остеопорозу.
Имеются данные, как подтверждающие (прежде всего у лиц молодого возраста), так и отрицающие (у пожилых людей) наличие тесной связи МПК с полиморфизмом гена ВДР. Данные о полиморфизме гена ВДР позволяют учитывать этот факт при рассмотрении вопросов функционирования эндокринной системы витамина D и реализации эффектов D-гормона.
D-гормон реализует свои функции за счет взаимодействия как с ядерными, так и внеядерными мембранными рецепторами. Последние реализуют в течение нескольких минут «быстрые» — негеномные реакции витамина D и ядерные — «медленные» — геномные процессы, ведущие к инициации биосинтеза белков через процессы, длящиеся часы и сутки.
Основные функции витамина D реализуются благодаря основным органам-мишеням: кишечнику, почкам и костной ткани. В тонком кишечнике D-гормон осуществляет абсорбцию пищевого кальция путём связывания с ВДР и активирование синтеза в них кальций-связывающих белков — кальбединов, а также в эквивалентных количествах и фосфата.
Почки — это место синтеза D-образующих и метаболизирующих ферментов самого 1,25(ОН)2D. Кроме того, это орган также содержащий большое количество ВДР и реализующий фармакологические эффекты
D-гормона — активную реабсорбцию кальция и сопряженную реабсорбцию неорганических фосфатов. D-гормон непосредственно участвует в росте и формировании скелета. Отмечается его принципиальная роль во всех основных процессах, протекающих в кости уже с начальных, эмбриональных этапов формирования костной системы, особенно в регуляции дифференцировки и пролиферации преостеогенных мезенхимальных клеток (13-й день беременности.
D-гормон, наряду с регуляцией кальциевого гомеостаза, важнейшей частью которого является кость — депо кальция, стимулирующее влияние оказывает на процесс формирования и резорбции кости как непосредственно, так и опосредованно. Зрелые остеокласты не имеют ВДР и являются объектом его непрямых эффектов — это стимуляция созревания и дифференцировки клеток предшественников остеокластов и превращения их в моноциты и регуляция дифференцировки остеокластов за счёт ряда механизмов, в которых участвуют другие клетки костной ткани -остеобласты, имеющие ВДР. Опосредованное действие D-гормона реализуется путём активации биологически активных факторов костной ткани — инсулиноподобный фактор роста-1, трансформирующий фактор роста, интерлейкины и др. Кроме того, кальцитриол активирует гены, регулирующие синтез остеокальцина, остеопонтина, кальбидина D и др.
Одним из основных кальциотропных гормонов также является кальцитонин (КТ). Он относится к типичным гормонам АПУД — системы и секретируется парафолликулярными или С-клетками щитовидной железы. В значительно меньших количествах этот гормон образуется также в С-клетках гипофизарной области головного мозга и нейроэндокринных клетках, широко представленных в разных тканях организма (легкие, желудочно-кишечный тракт, а у детей — тимус, паращитовидные железы и др.). Филогенетически это более древний кальцитропный гормон.
Метаболизм КТ — это комплексный процесс, осуществляющийся в ряде органов и систем. Все биологические эффекты КТ реализуются за счёт взаимодействия со специфическими рецепторами, обнаруженными в канальцевой системе почек, центральной нервной системы и гипофизе, клетках лимфоидной ткани, костях, в остеокластах и клетках костномозгового происхождения. Разрушение гормона происходит в печени, костях, ткани щитовидной железы, а главное в почках, где большая часть КТ инактивируется, а менее 2% выделяется с мочой.
К числу наиболее значимых факторов, влияющих на эндогенную секрецию, относятся уровни Ca2+, половых гормонов и ПТГ в плазме крови. Уровень Са2+ в крови во многом отражает состояние метаболизма костной ткани, а поступление в организм этого элемента с пищей является основным фактором физиологической регуляции секреции КТ. Повышение Са2+ в крови вызывает увеличение секреции и выделения КТ, а его снижение оказывает противоположный эффект . Одной из реакций организма на приём пищи является повышение образования КТ, отражающее реакцию организма на возможное повышение уровня кальция в крови в течение последующих часов. Подобные механизмы лежат и в основе выделения гастрина, холецистокинина, панкреозимина, глюкагона и других гормонов, стимулирующих секрецию КТ. Низкокальциевая диета вызывает снижение образования эндогенного КТ. Стимулирующий эффект акта питания на его секрецию снижается с возрастом. В фертильном возрасте у женщин уровень КТ примерно в 1,5 — 2 раза ниже, чем у мужчин и эти различия усиливаются в постменапаузе. Одна из главных задач, стоящих перед КТ, состоит в том, чтобы в периоды повышенной потребности организма в кальции — рост, беременность, лактация, а КТ много и в грудном молоке, в значительной мере предотвратить костную резорбцию. В эти периоды усиленного костного обмена в физиологических условиях всегда повышен уровень 1,25(OH)2D3 в сыворотке, и дополнительно к возросшему усвоению кальция в кишечнике кальцитриол повышает ещё и его резорбцию из скелета. Последний процесс тормозится именно КТ, причем он направляет действие 1,25(ОН)2D3, главным образом, на кишечник. Одновременно D-гормон, взаимодействуя с имеющимися в С-клетках щитовидной железы рецепторами, вызывает подавление транскрипции гена КТ. Сегодня известно о многих функциях КТ в организме, но основной является ингибирование резорбции кости, осуществляемой остеокластами. В условиях повышенного костного метаболизма КТ вызывает гипокальциемию и гипофосфатемию, как правило, до субнормальных величин.
Следует отметить, что КТ (непосредственно и опосредованно) на уровне центральной нервной системы участвует в секреции гормона роста, пролактина, причем вместе с последним инициирует лактацию и находится в молоке в высоких концентрациях.
Последние годы многочисленные исследования были посвящены до сих пор малоизвестному анальгетическому действию КТ. Данный эффект опосредуется через продукцию простагландина Е и модулирующую роль ионизированного кальция в функционировании болевых рецепторов.
Таким образом, система гомеостаза фосфата и кальция включает две петли отрицательной обратной связи- внутреннюю и внешнюю. Внутренняя петля «кровь « кость» обеспечивает поддержание концентрации кальция в крови за счёт ПТГ, т. е. поступление кальция из костной ткани. Кальцитонин же способствует поступлению и закреплению кальция в кости. Внешняя петля регуляции включает системы « желудочно-кишечный тракт ® кровь» и «кровь « почки». ПТГ стимулирует реабсорбцию кальция в проксимальных канальцах и образование 1,25(ОН)2D в почках. При этом скорость секреции ПТГ и КТ зависит от уровня кальция крови.
Таким образом, данные литературы позволяют говорить о сложных межгормональных связях между ПТГ и КТ и по-новому интерпретировать существующие данные о фосфатно-кальциевом гомеостазе и возможных путях его коррекции.
Н.Н.Архипова
Казанская государственная медицинская академия
Использованная литература
- Остеопороз. Клинические рекомендации. — Российская Ассоциация Эндокринологов, 2021. — 107 с.
- Felsenfeld, A., Levine, B. Calcitonin, the forgotten hormone: does it deserve to be forgotten. — Clin Kidney J., 2015. — Vol 8(2). — P. 108-187.
- Danila, R., Livadariu, R., Branisteanu, D. CALCITONIN REVISITED IN 2021. — ActaEndocrinol (Buchar), 2021. — Vol. 15(4). — P. 544-548.
- Toledo, S., Lourenço, D., Santos, M. et al. Hypercalcitoninemia is not pathognomonic of medullary thyroid carcinoma. — Clinics (Sao Paulo), 2009. — Vol. 64(7). — P. 699-706.
Что такое паращитовидная железа?
Паращитовидные железы – это мелкие структуры, расположенные по соседству со щитовидной железой, либо находящиеся непосредственно на ней. Из-за своих маленьких размеров и тесной взаимосвязи со щитовидной железой паращитовидные железы были признаны самостоятельными железами внутренней секреции довольно поздно. В начале 20 века симптомы дефицита паращитовидных желез относили к отсутствию щитовидной железы. В то время хирурги при операциях по удалению щитовидной железы по неосторожности удаляли также и паращитовидные железы. В первой половине 20 века было установлено, что дефицит паращитовидных желез можно восполнить применением солей кальция. Позже ученым удалось выделить активные экстракты паращитовидных желез и охарактеризовать их как железы внутренней секреции, секретирующие паратгормон.
Паращитовидная железа, расположение в организме
Паращитовидных желез всего 4. Они расположены с передней стороны щитовидной железы. Несмотря на то, что паращитовидные железы анатомически тесно связаны с щитовидной железой, функционально они не зависимы.
Паращитовидная железа и кровеносная система
Когда кровь проходит через сосуды, пронизывающие паращитовидные железы, они сразу определяют уровень кальция и реагируют увеличением либо снижением выработки паратгормона (паратиреоидный гормон, ПТГ).
Подготовка к исследованию
Кровь рекомендуется сдавать утром, в период с 8 до 11 часов, натощак (между последним приемом пищи и взятием крови должно пройти не менее 8-ми часов, воду можно пить в обычном режиме), накануне исследования легкий ужин с ограничением приема жирной пищи.
За 1-2 часа до сдачи крови воздержаться от курения, не употреблять сок, чай, кофе, можно пить негазированную воду. Исключить физическое напряжение (бег, быстрый подъем по лестнице), эмоциональное возбуждение. За 15 минут до сдачи крови рекомендуется отдохнуть, успокоиться.
