Биохимия человека Том 2 - Марри Р. 1993

Биохимия внутри- и межклеточных коммуникаций
Гормоны, регулирующие метаболизм кальция
Гормоны, участвующие в гомеостазе кальция - Кальцитонин (КТ)

Происхождение и структура

Кальцитонин (КТ) — пептид, состоящий из 32 аминокислотных остатков (рис. 47.6); у человека он секретируется парафолликулярными К-клетками щитовидной железы (реже — паращитовидной железы или тимуса), а у других видов — аналогичными клетками, расположенными в ультимобранхиальных железах. Эти клетки происходят из нервного гребешка и в биологическом отношении родственны клеткам многих других эндокринных желез.

Для проявления биологической активности необходима вся молекула КТ целиком, включая 7-членную N-концевую петлю, образованную с помощью цистеинового мостика. Существует огромная межвидовая вариабельность в аминокислотной последовательности кальцитонинов (в КТ человека и свиньи имеется только 14 общих аминокислотных остатков из 32), но несмотря на различия, они проявляют перекрестно-видовую биологическую активность (т. е. КТ одного вида животных биологически активен при введении животным других видов). Самый активный из природных КТ был выделен из лосося.

Регуляция секреции

Уровни секреции КТ и ПТГ связаны обратной зависимостью (рис. 43.3) и регулируются концентрацией ионизированного кальция (и, вероятно, магния) во ВЖ. Секреция КТ возрастает пропорционально концентрации Са²⁺ при изменении последней в пределах от 9,5 до 15 мг%. Мощными стимуляторами секреции КТ служат глюкагон и пентагастрин, причем последний используется в качестве провоцирующего агента при диагносцирующем тестировании модулярной тиреокарциномы (злокачественное перерождение парафолликулярных К-клеток).

Механизм действия

История изучения КТ уникальна. За семь лет (1962—1968) КТ был открыт, выделен, секвенирован и синтезирован, но его роль в физиологии человека до сих пор не вполне ясна. Удаление щитовидной железы у животных не вызывает гиперкальциемии. а введение КТ здоровым испытуемым не приводит к заметному снижению уровня кальция в крови.

В тест-системах первичной мишенью КТ служит кость, где этот гормон тормозит резорбцию матрикса и тем самым снижает высвобождение кальция и фосфата. Этот эффект КТ не зависит от ПТГ. КТ увеличивает содержание сАМР в кости, влияя, по-видимому, на те клетки, которые не являются мишенями ПТГ.

Рис. 47.6. Структура кальцитонина человека.

КТ оказывает также значительный эффект на метаболизм фосфата. Он способствует входу фосфата в клетки кости и периостальную жидкость, снижая при этом выход кальция из костей в плазму крови. Этот вход фосфата может сопровождаться и входом кальция, судя по тому, что гипокальциемический эффект КТ зависит от фосфата. Такое действие КТ наряду с его способностью тормозить опосредованную остеокластами резорбцию костей позволяет объяснить эффективность применения данного гормона в борьбе с гиперкальциемией при раке.

Патофизиология

Клинические проявления недостаточности КТ не выявлены. Избыточность КТ наблюдается при медуллярной тиреокарциноме (МТК) — заболевании, которое может быть спорадическим или семейным. Уровень КТ при МТК нередко в тысячи раз превышает норму, однако это очень редко сопровождается гипокальциемией. Хотя биологическое значение такого возрастания уровня КТ не понятно, сам по себе этот факт важен в диагностическом отношении. Измерение КТ в плазме крови, причем часто на фоне провоцирующих секрецию агентов — кальция или пентагастрина, позволяет диагносцировать это тяжелое заболевание на ранней стадии, когда оно поддается лечению.

Литература

Cohn D. V., Elting J. Biosynthesis, processing, and secretion of parathormone and secretory protein-1, Recent Prog. Horm. Res., 1983, 39, 181.

Copp С. H. Parathyroids, calcitonin and control of plasma calcium, Recent Prog. Horm. Res., 1964, 20, 59.

De Luca H. F., Schnoes H. K. Vitamin D: Recent advances., Annu. Rev. Biochem., 1983, 52, 411.

Norman A. W., Roth J., Orci L. The vitamin D endocrine system: Steroid metabolism, hormone receptors, and biological response (calcium binding). Endocr. Rev., 1982, 3, 331.

Potts J.T. Jr., Kronenberg H. M., Rosenblatt M. Parathyroid hormone: Chemistry, biosynthesis and mode of action, Adv. Protein Chem., 1982, 35, 323.

Rosenblatt M. Pre-proparathyroid hormone, proparathyroid hormone, and parathyroid hormone, Clin. Orthop. (Oct.), 1982, 170, 260.

Talmadge R. V., VanderWiel C.J., Matthews J. L. Calcitonin and phosphate. Mol. Cell Endocrinol., 1981, 24, 235.