一、甲狀旁腺激素
PTH是甲狀旁腺主細(xì)胞分泌的含有84個氨基酸的直鏈肽,分子量為9000,其生物活性決定于N端的第1-27個氨基酸殘基。在甲狀旁腺主細(xì)胞內(nèi)先合成一個含有115個氨基酸的前甲狀旁腺激素原(prepro-PTH),以后脫掉N端二十五肽,生成九十肽的甲狀旁腺激素原(pro-PTH),再脫去6個氨基酸,變成PTH(圖11-11)。
圖11-11 人甲狀旁腺激素的化學(xué)結(jié)構(gòu)
在甲狀旁腺主細(xì)胞內(nèi),部分PTH分子可以第33位與第40位氨基酸殘基之間裂解,形成兩個片斷,可與PTH一同進(jìn)入血中。正常人血漿PTh 濃度為10-50ng/L,半衰期為20-30min.PTH主要在肝水解滅活,代謝產(chǎn)物經(jīng)腎排出體外。
近年從鱗狀上皮癌伴發(fā)高血鈣的患者癌組織中,分離出一種在化學(xué)結(jié)構(gòu)上類似PTH的肽,稱為甲狀旁腺激素相關(guān)(parathyroid hormone related peptide,PTHrp),并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)正常組織如皮膚、乳腺以及胎兒甲狀旁腺中也存在這種肽。PTHrp與PTH從來源上是同族的,尤其兩者的N端1-13位氨基酸殘其完全相同,PTHrp也具有PTH活性。醫(yī)學(xué) 全在.線提供
(一)甲狀旁腺激素的生物學(xué)作用
PTH是調(diào)節(jié)血鈣水平的最重要激素,它有升高血鈣和降低血磷含量的作用。將動物的甲狀旁腺摘除后,血鈣濃度逐漸降低,而血磷含量則逐漸升高,直至動物死亡。在人類,由于外科切除甲狀腺時不慎,誤將甲狀旁腺摘除,可引起嚴(yán)重的低血鈣。鈣離子對維持神經(jīng)和肌肉組織正常興奮性起重要作用,血鈣濃度降低時,神經(jīng)和肌肉的興奮性異常增高,可發(fā)生低血鈣性手足搐搦,嚴(yán)重時可引起呼吸肌痙攣而造成窒息。
PTH對靶器官的作用是通過cAMP系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)的。
1.對骨的作用 骨是體內(nèi)最大的鈣貯存庫,PTH動員骨鈣入血,使血鈣濃度升高,其作用包括快速效應(yīng)與延緩效應(yīng)兩個時相。
(1)快速效應(yīng):在PTH作用后數(shù)分鐘即可發(fā)生,是將位于骨和骨細(xì)胞之間的骨液中的鈣轉(zhuǎn)運(yùn)至血液中,骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞在骨內(nèi)形成一個膜系統(tǒng),全部覆蓋了骨表面和腔隙的表面,在骨質(zhì)與細(xì)胞外液之間形成一層可通透性屏障。在骨膜與骨質(zhì)之間含有少量骨液,骨液中含有Ca2+(只有細(xì)胞外流人的1/3)。PTH能迅速提高骨細(xì)胞膜對Ca2+的通透性,使骨液中的鈣進(jìn)入細(xì)胞,進(jìn)而使骨細(xì)胞膜上的鈣泵活動增強(qiáng),將Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外液中(圖11-12)。
圖11-12 PTH對骨鈣轉(zhuǎn)運(yùn)作用示意圖
(2)延緩效應(yīng):在PTH作用后2-14h出現(xiàn),通常在幾天甚至幾周后達(dá)高峰,這一效應(yīng)是通過刺激破骨細(xì)胞活動增強(qiáng)而實(shí)驗(yàn)的。PTH既加強(qiáng)已有的破骨細(xì)胞的溶骨活動,又促進(jìn)破骨細(xì)胞的生成。破骨細(xì)胞向周圍骨組織伸出絨毛樣突起,釋放蛋白水解酶與乳酸,使骨組織溶解,鈣與磷大量入轎,使血鈣濃度長時間升主。PTH的兩個效應(yīng)相互配合,不但能對血鈣急切需要作出迅速應(yīng)答,而且能使血鈣長時間維持在一定水平。
2.對腎的作用 PTH促進(jìn)遠(yuǎn)球小管對鈣的重吸收,使尿鈣減少,血鈣升高,同時還抑制近球不管對磷的重吸收,增加尿磷酸鹽的排出,使血磷降低。
此外,PTH對腎的另一重要作用是激活α-羥化酶,使25-羥維生素D3(25-OH-D3)轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘?,25-二羥維生素D3(1,25-(OH)2-D3)。
3.1,25-(OH)2-D3的生成與作用 體內(nèi)的VD3(維生素D3)主要由皮膚中7-脫氫膽固醇經(jīng)日光中些外線照射轉(zhuǎn)化而來,也可由動物性食物中獲取。VD3無生物活性,它首先需在肝羥化成25-OH-D3,然后在腎又進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成1,25-(OH)2-D3,其作用為:①促進(jìn)小腸粘膜上皮細(xì)胞對鈣的吸收,這是由于1,25-(OH)2-D3進(jìn)入小腸粘膜細(xì)胞內(nèi),與胞漿受體結(jié)合后進(jìn)入細(xì)胞核,促進(jìn)轉(zhuǎn)錄過程,生成一咱與鈣有很高親和力的鈣結(jié)合蛋白(calcium-binding protein),參與鈣的轉(zhuǎn)運(yùn)而促進(jìn)鈣的吸收。PTH在增強(qiáng)鈣的吸收的同時也促進(jìn)磷的吸收;②對骨鈣動員和骨鹽沉積有作用,一方面促進(jìn)鈣、磷的吸收,增加血鈣、血磷含量,刺激成骨細(xì)胞的活動,從而促進(jìn)骨鹽沉積和骨的形成。另一方面,當(dāng)血鈣濃度降低時,又能提高破骨細(xì)胞的活性,動員骨鈣入血,使血鈣濃度升高。另外,1,25-(OH)2-D3能增強(qiáng)PTH對骨的作用,在缺乏1,25-(OH)2-D3時,PTH的作用明顯減弱。